Томские учёные создадут в СКИФе «Микрофокус» для изучения Земли и других планет

Определён изготовитель третьей экспериментальной станции ЦКП «СКИФ» в Новосибирске. Она позволит проводить исследования глубинных процессов, приводящих к формированию и изменению магнитного поля Земли и других планет.

Институт катализа СО РАН заключил государственный контракт на разработку, изготовление, монтаж, шефмонтаж, шефналадку технологического оборудования экспериментальной станции «Микрофокус» с Томским политехническим университетом. Общая стоимость контракта составляет 1,15 миллиарда рублей.

-СКИФ — проект, для реализации которого хватит задач научным и промышленным коллективам из разных регионов России. И мы рады, что теперь в него включились наши коллеги из Томского политехнического университета. Работая над станцией для СКИФ, ТПУ делает вклад как в ближайшее будущее, так и в дальнейшую перспективу, ведь в России будут создаваться и другие установки мегасайенс. Таким образом, СКИФ выступает флагманским проектом, на котором отрабатывается очень широкий спектр технологий и вокруг которого формируется сообщество научных и высокотехнологичных организаций, способных решать подобного рода задачи, — отметил директор Института катализа СО РАН, академик РАН Валерий Бухтияров.

Основная тематика станции — изучение сверхмалых объектов (микро и нано- уровень). На этой станции будет в полной мере задействован тот параметр Сибирского кольцевого источника фотонов, который позволяет причислять его к поколению 4+ — рекордно яркий электронный пучок с эмиттансом 75 пм∙рад. Именно это позволит сфокусировать максимальный поток фотонов даже на очень маленький исследуемый образец и определить его характеристики с предельной точностью. Станция будет приспособлена и для диагностики электронного пучка в накопителе (прецизионное экспериментальное измерение размера источника и эффективного эмиттанса).

— Создание Сибирского кольцевого источника фотонов в Новосибирске — вызов для российского научного сообщества и площадка мегасайнс, не имеющая аналогов в мире. Для нас участие в проекте — большая честь и ответственность. Томский политех взаимодействует с коллегами из проекта СКИФ и прорабатывает тему синхротронных методов более двух лет. ТПУ имеет большой опыт по рентгеновскому инжинирингу, управлению синхротронными и импульсными пучками. В самое ближайшее время завершатся работы по эскизному проектированию будущей установки и созданию прототипа образца — компьютерной модели с высокой детализацией, — сказал ректор ТПУ, член Научно-координационного совета СКИФ Дмитрий Седнев.

Как рассказали в ЦКП «СКИФ», на станции будут использоваться такие методы, как рентгеновская микроскопия и микротомография, совмещённые с высокоразрешающим сканирующим рентгенофлуоресцентным анализом и структурными исследованиями кристаллов под высокими давлениями. Эти исследования необходимы в науках о Земле: на станции учёные будут изучать процессы глубинного минералообразования и рудообразования, механические и термодинамические свойства мантии Земли и их связи с сейсмичностью и вулканизмом. Также станция позволит проводить исследования глубинных процессов, приводящих к формированию и изменению магнитного поля Земли и других планет, а также моделировать состояния вещества в недрах планет-гигантов и экзопланет. Кроме того, здесь могут быть решены задачи материаловедения в части поиска новых сверхтвёрдых, высокоэнергетических и других функциональных материалов, а также модификации функциональных материалов в условиях высоких давлений и температур.

Причём описанные задачи могут носить как фундаментальный, так и прикладной характер. Так, исследование металлов платиновой группы на станции «Микрофокус» ЦКП «СКИФ» будет важно как для понимания процессов формирования мантии Земли, так и для оценки перспективности рудных месторождений. Концентрации и размеры частиц металлов этой группы, как правило, слишком малы (свыше 3 грамм на тонну считаются промышленным месторождением), чтобы их можно было обнаружить с помощью обычных аналитических инструментов.

Ещё одно преимущество синхротронных исследований на станции «Микрофокус» — неразрушающее воздействие на образцы. Следовательно, возможно изучение самых уникальных объектов.

Также важны перспективные исследования на экспериментальной станции «Микрофокус» для задач биомедицины и археологии.

Партнёрами ТПУ в создании научно-экспериментального оборудования станции стали Новосибирский государственный технический университет, Институт физики микроструктур РАН и Институт геологии и минералогии им. В. С. Соболева СО РАН.