О том, что под Новосибирском создается синхротрон с уникальными по мировым меркам характеристиками, слышали многие. Но для чего он нужен и почему его строительство так важно и актуально именно сейчас, знают не все. При этом для наиболее эффективной работы такого источника вокруг него необходимо построить большое количество разнообразных экспериментальных станций. Среди них и такие, благодаря которым можно решить конкретные производственные задачи промышленных предприятий.
Источники синхротронного излучения – это гигантские установки, которые используются для получения ярких пучков фотонов, в первую очередь рентгеновского диапазона. Они чрезвычайно востребованы во всем мире для исследования разнообразных материалов – от вирусов и бактерий до лопаток двигателей и электронных компонентов спутников. До последнего времени Россия сильно отставала от ведущих мировых стран по развитию синхротронной программы. Однако в последние годы наметился прогресс: в Протвино под Москвой проектируется новый источник СИЛА, а под Новосибирском в наукограде Кольцово вот-вот запустится Центр коллективного пользования «Сибирский кольцевой источник фотонов».
Какие именно исследования можно будет проводить на ЦКП «СКИФ», зависит от того, какие исследовательские станции будут на нем функционировать. В целом комплекс рассчитан на 30 станций. На сегодняшний день готово семь (скоро они будут запущены в работу). Станции первой очереди посвящены рентгеновской микроскопии, структурной диагностике, изучению быстропротекающих процессов (в том числе взрывов), спектроскопии, диагностике в высокоэнергетическом рентгеновском диапазоне и исследованию поверхностей наноматериалов. Эти станции будут решать преимущественно задачи биологии, вирусологии, каталитической химии, различных отраслей наноинженерии.
Но остается большая группа задач, которые можно решить при помощи такого синхротрона, но сложно реализовать на имеющихся станциях. Поэтому в будущем станций будет больше. И важно правильно выбрать, в создание каких именно государству стоит вкладывать деньги.
Много важных для сегодняшней промышленности задач связано с исследованием крупных объектов, таких, которые не получится изучить на станциях первой очереди. Прежде всего это актуально для машиностроения, авиастроения, энергетики, горнодобывающей промышленности и других направлений промышленности.
Для решения таких задач Новосибирский государственный технический университет (НГТУ НЭТИ) совместно с ЦКП «СКИФ» проектирует новую станцию «Инженерное материаловедение». Она должна стать одной из первых станций второй очереди. В 2025 году станция вошла в Постановление № 974 Правительства РФ, и в настоящее время ожидается выделение средств на ее строительство из федерального бюджета. Конечно, для любого государства финансирование фундаментальной науки всегда обременительно, поскольку такие вложения окупаются не напрямую и прогнозировать эффект достаточно сложно. Но именно от станций такого типа, как «Инженерное материаловедение», стоит ожидать наибольший практический и экономический эффект в самое ближайшее время.
В мировой практике известно множество примеров, когда подобные станции на зарубежных синхротронах использовались реальным сектором экономики для решения текущих производственных задач.
Так, например, хорошо известно, что синхротронные станции такого типа использовались компанией «Роллс-Ройс» при проектировании лопаток нового авиационного турбовентиляторного двигателя «Trent 1000». Концерн европейских производителей электромобилей во главе с «Бэнтли» использует данные синхротронных исследований для разработки новых двигателей, в которых не будет редкоземельных элементов. Американские компании, такие как «Форд», используют данные синхротронной томографии для оптимизации геометрии форсунок дизельных двигателей. Кроме того, американцы используют станции такого типа, как «Инженерное материаловедение», для исследования вопросов хранения отработанного ядерного топлива. Японские и шведские металлургические компании широко используют синхротронные данные для разработки новых высокопрочных и коррозионно-стойких сталей для автомобилестроения. Японская химическая компания Asahi Kasei применяет такие станции для оптимизации технологии производства газобетона. Более того, для таких крупных компаний, как «Тойота», данные синхротронных исследований настолько необходимы, что они оплачивают функционирование своих собственных исследовательских станций на национальных источниках в Японии. Применяются такие станции и в химии для синтеза новых веществ, и в фармакологии для контроля качества лекарств и выявления недоброкачественных производителей – спектр возможного применения очень широкий. И очевидно, что российской промышленности это более чем необходимо.
Станция ЦКП «СКИФ» «Инженерное материаловедение», разработанная при участии НГТУ НЭТИ, получила широкую поддержку от академического сообщества: в ее будущем строительстве и эксплуатации готовы принимать участие ведущие университеты страны от Калининграда до Владивостока.
Но, что особенно важно, будущая станция уже обзавелась целым пулом индустриальных партнеров. Эта инициатива получила положительный отклик от современных промышленных предприятий Новосибирской области и многих других регионов России, в числе которых крупные предприятия оборонно-промышленного комплекса. Конкретные задачи, которые получится решить при помощи станции «Инженерное материаловедение», уже озвучили компании металлургической и химической отраслей, производители композиционных материалов, предприятия, работающие в сфере микроэлектроники, и многие другие.
Сейчас судьба станции «Инженерное материаловедение», которая так нужна российской промышленности для решения актуальных задач технологического прорыва и импортозамещения, зависит от того, в какие сроки и в каком объеме получится выделить средства на ее строительство. Стоимость оценивается в 2,4 миллиарда рублей. На создание станции после выделения средств потребуется около трех лет. Начать эту работу можно сразу после запуска источника, который запланирован на конец лета – начало осени этого года.