В Новосибирске создали проект станции ЦКП «СКИФ» для прогнозирования погоды

Ученые Центра коллективного пользования «Сибирский кольцевой источник фотонов» (ЦКП «СКИФ») совместно с другими российскими научными учреждениями подготовили эскизный проект станции второй очереди под названием «Спектроскопия и метрология мягкого рентгеновского диапазона». Она будет способна решать разнообразные задачи, включая калибровку оборудования для космических рентгеновских обсерваторий и исследование процессов горения биомассы.

Станция предназначена для исследований в мягком рентгеновском диапазоне, что даст возможность проводить измерение легких химических элементов (от лития до титана в Периодической системе Д. И. Менделеева). Более того, новая станция позволит определять наличие и концентрацию как легких, так и более тяжелых элементов в рамках одного эксперимента.

«На сегодняшний день единственной в России экспериментальной станцией, работающей в вакуумном ультрафиолете и мягком рентгеновском диапазоне, является станция «Космос». На ней используется излучение из накопителя ВЭПП-4, работающего в Институте ядерной физики имени Г. И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН). За время ее существования проведено множество экспериментов по калибровке космической аппаратуры, исследованию методов очистки сточных вод, разработке новых функциональных материалов.  Оборудование этой станции будет модернизировано, дополнено новыми элементами и перенесено на новый источник синхротронного излучения СКИФ», – рассказывает заведующий научно-технологическим отделом ЦКП «СКИФ», координатор станции «Спектроскопия и метрология мягкого рентгеновского диапазона» к. ф.-м. н. Антон Николенко.

После модернизации и запуска станции на СКИФе возможности для проведения синхротронных исследований существенно вырастут. Новый источник обеспечит приблизительно в 100 раз больший поток фотонов, чем ВЭПП-4, что значительно повысит точность измерений и позволит проводить ранее недоступные эксперименты. Время, выделенное пользователям для проведения экспериментов на пучке СИ, по сравнению со станцией «Космос» увеличится примерно в 10 раз. Кроме того, использование имеющейся базы оборудования позволит полностью изготовить и запустить станцию в течение двух лет и почти втрое удешевить ее создание по сравнению с реализацией «с нуля».

Одно из направлений исследований на станции – это метрология. На станции «Космос» в ИЯФ СО РАН была откалибрована в мягком рентгеновском и вакуумном ультрафиолетовом диапазонах аппаратура солнечного патруля – разработанной в России системы постоянного контроля вариаций потока излучения Солнца. Калибровку в вакуумном ультрафиолете на станции «Космос» проходила и сеть гидрометеорологических спутников Электро-Л и часть оборудования астрофизической обсерватории «Спектр-УФ» – космического телескопа, который планируется запустить в 2031 году. Он будет выступать преемником телескопа «Хаббл», который сейчас находится на орбите.

Кроме того, эксперименты на станции позволят исследовать новые низкоразмерные функциональные материалы, в частности наноматериалы, катализаторы, новые гибридные материалы для литий-ионных аккумуляторов, соединения, обладающие магнитными, люминесцентными, термоэлектрическими свойствами, углеродные наноматериалы и биологические ткани.

Еще одно важное научное направление станции – исследование свойств пламени и механики горения. Горение – это сложный физико-химический процесс, в котором участвует большое количество различных соединений, в том числе короткоживущие радикалы. Например, в процессе сгорания биотоплива возникает масса органических соединений, в том числе токсичных. Изучение кинетики образования этих соединений дает возможность процесс сжигания биотоплива более безопасным для окружающей среды.

На сегодняшний день оборудование семи станций первой очереди ЦКП «СКИФ» готово на 100 процентов, ведется его монтаж в экспериментальном зале здания основного накопителя и отдельно стоящих помещениях. Разрабатываются эскизные проекты станций второй очереди.