что такое скиф в новосибирске
Синхротрон «СКИФ»: что уже сделано на месте строительства
На площадке центра коллективного пользования «СКИФ» завершаются изыскательные работы на общей площади 27 га. Главный инженер проекта по созданию центра коллективного пользования «СКИФ» Павел Белоусов подвел промежуточные итоги.
«Сейчас завершаются инженерные изыскания на площадке строительства ЦКП «СКИФ». Проводятся камеральные работы, формируются отчеты по геологии, экологии, гидрометеорологии, геодезии. Также были завершены археологические изыскания. На площадке строительства не обнаружено признаков стоянок древних людей и других признаков наличия объектов культурного и археологического, наследия», — сообщил РБК Новосибирск Белоусов.
Главный инженер проекта АО «ЦПТИ» добавил, что согласно имеющимся архивным материалам и предварительным результатам проводимых исследований подтверждается необходимая несущая способность грунтов. «Грунты на площадке удовлетворяют требованиям, и все технические параметры будут соблюдены», — добавил собеседник
В настоящее время на проекте «СКИФ» задействованы более 130 специалистов проектировщиков АО «ЦПТИ». В проектных работах участвуют производственные подразделения института в городах: Ангарск, Глазов, Новосибирск, Москва.
Центральный проектно-технологический институт (АО «ЦПТИ») — интегрированная компания, консолидирующая проектно-конструкторские подразделения предприятий Топливной компании Росатома ТВЭЛ. Основные направления деятельности: комплексное проектирование объектов атомной отрасли, проведение комплексных инженерно-радиационных обследований, разработка концепций и проектов вывода из эксплуатации ядерно и радиационно опасных объектов, конструирование, изготовление и поставка нестандартизированного технологического оборудования.
Также сейчас с заказчиком Институтом катализа СО РАН активно прорабатывается вопрос подвода инженерных коммуникаций к площадке ЦКП «СКИФ». Генеральному проектировщику АО «ЦПТИ» выданы технические условия на подключение к инженерным сетям области: на электричество, канализацию, а также тепло- и водоснабжение.
«Так как «СКИФ» очень энергоемкий объект, то Новосибирской областью планируется реконструкция Барышевской подстанции. Расчетная нагрузка на вводе энергопринимающих устройств «СКИФа» составляет — 14,5 МВт. Количество точек присоединения — 2. Напряжение питающей сети — 10 кВ». В настоящее время совместно с Заказчиком (застройщиком) ИК СО РАН ведется работа по возможной оптимизации электронагрузок объекта ЦКП «СКИФ» — отметил Главный инженер проекта.
Строительные работы планируется начать в 2022 году. Сейчас до конца года продолжаются инженерные изыскания и проектные работы. В соответствии с Государственным контрактом на проведение проектных и изыскательских работ, к концу 2020 года будет готов комплект проектной документации и цифровая информационная модель «СКИФа». В ней будут отражены архитектурные решения, конструктивные и объемно-планировочные решения, технологические решения и прочие системы.
После этого, документация будет направлена в Главгосэкспертизу РФ. По ее результатам будет выдано положительное заключение на техническую часть проекта и достоверность сводного сметного расчета. Далее начнутся работы по разработке рабочей документации и Заказчиком должны быть получены все разрешения на ведение строительных работ.
Ускорительный комплекс и сопутствующую инфраструктуру планируется создать до конца 2023 года. Ввод объекта в эксплуатацию намечен на 2024 год.
Центр коллективного пользования «СКИФ» является научной установкой класса мегасайенс и самым крупным инфраструктурным проектом, реализуемым в рамках национального проекта «Наука». Всего на строительство ЦКП «СКИФ» выделяется 37,1 млрд руб.
Застройщиком ЦКП «СКИФ» является ФИЦ «Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН», заказчиком — ФКУ «Дирекция единого заказчика по строительству, текущему и капитальному ремонтам».
Новосибирский синхротрон «СКИФ»: Особенности проекта и польза для людей
В материале Царьград Новосибирск рассказывается о работе синхротрона, о стоимости и деталях разработки проекта «СКИФ», а также уточняется дата завершения строительства значимого объекта науки
Пожалуй, все мы стремимся понять, из чего состоит окружающий мир, как разрабатывать новые материалы, почему люди болеют, и с помощью чего можно победить тот или иной недуг. С этой целью необходимо исследовать атомную структуру молекул, в частности белков и вирусов.
Для исследования структуры материалов учёные могут воспользоваться рентгеновским излучением. Для получения необходимого излучения можно воспользоваться рентгеновской трубкой, но иногда возникает ситуация, что её мощности оказывается недостаточно для решения поставленной задачи. Синхротрон является устройством для получения рентгеновского излучения большой интенсивности. Его рабочая область состоит из ускорителя и самого кольца, куда в будущем попадают электроны.
Одним из вариантов использования полученного синхротроном излучения является рентгеноструктурный анализ. Мы можем узнать структуру какого-либо вещества (его качественный и количественный состав), то есть узнать какие элементы в него входят и в каком соотношении.
Что такое «СКИФ»
Флагманская установка класса mega science официально называется «Сибирский кольцевой источник фотонов» («СКИФ»), она должна стать наиболее совершенной и современной на планете. Центр коллективного пользования на площади в 30 га разрабатывается в рамках воплощения в жизнь нацпроекта «Наука» в наукограде Кольцово.
Синхротрон – это один из типов циклических ускорителей с кольцевой вакуумной камерой, где частицы ускоряются почти до скорости света (300 000 км/с), а мощные электромагниты, которые стоят на их пути, задают траекторию движения. В итоге появляется синхротронное излучение – крайне мощный рентген, дающий возможность изучать структуру любого вещества до атомного уровня. «СКИФ» должен помочь вернуть Академгородок в мировую науку.
Качество генерируемого излучения определяет класс синхротрона. «СКИФ» относят к поколению «4+», это делает установку самой совершенной по своим показателям в мире. На сегодняшний день в стране функционируют лишь синхротроны первого поколения, которые были созданы в 1970-е годы, но они значительно устарели, поэтому будущая установка должна стать заметным шагом вперёд.
Доктор физико-математических наук и замначальника проектного офиса Центра коллективного пользования «СКИФ» Ян Зубавичус полагает, что синхротрон является универсальным инструментом для того, чтобы решать поставленные задачи в прикладной и фундаментальной науке. Вопрос возведения комплексов подобного рода имеет отношение к политическому престижу России (он называет это «фактором технологической независимости»), ведь большое количество государств вкладывают средства, чтобы осуществлять исследования, пользуясь синхротронным излучением.
Учёный рассказал, что четвёртое поколение является «потолком» технологии, в скорой перспективе как-то усовершенствовать показатели синхротронов будет очень непросто. На сегодняшний день на планете функционирует лишь один синхротронный источник такого уровня – в Швеции. Также идут строительные работы установки четвёртого поколения в Бразилии, а во Франции синхротрон третьего поколения усовершенствуют до четвёртого.
Отметим, что ввести объект «СКИФ» в эксплуатацию должны примерно через три года, в 2024 году.
Почему проект «СКИФ» такой дорогостоящий
Была названа предположительная наибольшая стоимость проекта – 37,1 млрд руб. В постановлении правительства сообщается, что деньги распределяются по годам: за прошедший год вложили 1 млрд руб., в текущем году – 3,4 млрд руб., в 2022 году – 10,5 млрд руб., в 2023 году – 12,9 млрд руб., в 2024 – 9,3 млрд руб.
Зубавичус объясняет такую высокую стоимость проекта в первую очередь очень большим ускорителем, который наполнен сложным оборудованием, в частности сильными электромагнитами, прецизионными источниками питания, измерительными датчиками, контрольной электроникой.
Уточняется, что приблизительно 80% оборудования для СКИФа в планах произвести в РФ. Учёный полагает, что эксперты из Новосибирска имеют достаточные для этого компетенции. Так, в ИЯФ СО РАН должны спроектировать и изготовить ускорительный комплекс, который включает линейный ускоритель, бустер и основное кольцо-накопитель.
Учёный заключил, что исследовательское оборудование для установок и лабораторий придётся приобрести из других стран, но имеются некоторые вероятности, что сфера отечественного научного приборостроения будет возрождена, подобные проекты хорошо могли бы помочь в этом.
Перспективы, открытия и где можно использовать
Ян Зубавичус заявил, что излучение синхротрона даёт возможность осуществлять полезные даже на бытовом уровне исследования. Это отличает его от коллайдера, миссия которого заключается в попытке узнать тайны Вселенной, которые слабо связаны с обычной жизнью людей, уточнил он.
С помощью установки возможно заниматься изучением действия лекарственных препаратов, новых материалов, исторических артефактов, музейных экспонатов, а также разного рода устройств (аккумуляторы, батарейки, гибкие сенсорные экраны, самоочищающиеся покрытия, полимеры, каталитические конверторы для машин).
Зубавичус уточняет, что установка позволяет ускорить частицы до крайне высокой энергии в 3 ГигаЭлектронвольт (3 ГэВ). Подобную энергию мог бы получить электрон, когда пройдёт разницу потенциалов в 1 млрд вольт. В одно и то же время магниты сжимают пучок в поперечном сечении, в результате генерируемый фотонный луч становится крайне узким и остронаправленным, его можно сравнить с лазерной указкой.
Добавим, что свет от лампочки имеет такую же форму, как и свет, который получается из рентгеновской трубки, то есть он распространяется во все стороны. Синхротронное же излучение можно сравнить с лазером, можно сказать, что он имеет коллимированный свет (направленный по прямой).
Учёный продолжил, что в итоге размер подобного фотонного пучка может быть около 10 нанометров при длине волны меньше ангстрема. Он полагает, что способами просвечивания либо дифракции возможно изучение любых материалов на атомном уровне или быстропротекающих процессов в режиме реального времени. Зубавичус заключил, что установку можно назвать огромнейшим микроскопом, пишет sibnet.ru.
Особенности СКИФа, первые результаты работы и перспективы
Концепцию внешнего вида СКИФа создают проектировщики АО «ЦПТИ» (Центральный проектно-технологический институт). Главный архитектор региона Александр Авсейков заявил, что специалисты должны решить сложную задачу по разработке полноценного стилевого комплекса с единой ландшафтной и дорожно-транспортной сетью, где будут комфортные дорожки, смотровая площадка, теплые переходы между корпусами. В планах разделить территорию на 4 зоны: входную, основную, техническую и вспомогательную, сообщается на сайте областного правительства.
К июлю минувшего года сообщалось о завершении инженерных изыскательных работ на суммарной площади 27 га. Главный инженер проекта «СКИФ» Павел Белоусов подводил некоторые промежуточные результаты.
Он уточнил журналистам, что проводились камеральные работы, формировались отчёты по геологии, геодезии, завершились археологические изыскания. Белоусов добавил, что на площадке возведения объекта стоянок древних людей и каких-либо других признаков присутствия объектов культурного и исторического наследия не было найдено. Специалист также объяснил, что грунты на площадке соответствуют предписаниям, а все необходимые технические показатели будут учтены и соблюдены.
На проекте были задействованы свыше 130 экспертов проектировщиков АО «ЦПТИ».
Строительство должно стартовать в будущем году (2022). Ускорительный комплекс, а также сопровождающую инфраструктуру должны создать до завершения 2023 года. Напомним, что полноценно ввести объект в эксплуатацию должны в 2024 году.
В конце января 2021 года появилась информация о завершении проектирования синхротрона. Этой информацией поделилось ИА Интерфакс, ссылаясь на руководителя Института катализа СО РАН Валерия Бухтиярова. Сообщалось, что проектная документация будет направлена в Главгосэкспертизу через 2 месяца (в марте 2021 года). Должны быть сформулированы все замечания, а генподрядчик должен их устранить. Разрешение на возведение будет получено в том случае, если будет успешно пройдена Главгосэкспертиза, заявил начальник ИК СО РАН.
Работники ИЯФ СО РАН начали производство ускорительного оборудования для СКИФ. В институте намерены выполнить всю инжекторную часть, которая касается линейного ускорителя и бустерной части, а также ряд других систем. В планах выделить 12,5 млрд руб. для изготовления ускорительного оборудования.
В середине февраля 2021 года сообщалось, что студотряды будут работать на объектах проекта «Академгородок 2.0», в частности на возведении СКИФа, пишут «Новосибирские Новости».
Айда в деревню, на синхротрон!
Мечта и кошмар
Но в институте обнаруживается, что строить собираются не только установку. Совсем как во времена академика Будкера, здесь мечтают о целом новом институте. Правда, разговор начинается не с мечты.
Заместитель директора ИЯФа по научной работе, главный строитель СКИФа Евгений Левичев очень боится принести старый институт в жертву новому. Новый же неизбежно вырастет вокруг СКИФа. И чтобы он не обескровил ИЯФ, его нужно заселить новыми людьми. Физиками, которые сегодня ещё учатся в университетах, а может, даже готовятся к ЕГЭ. Только как заманить молодёжь в Сибирь? СКИФу потребуется много учёного народа, резерва Новосибирского университета точно не хватит.
Наука по-деревенски
Эксперименты длятся неделями, иногда месяцами. За это время можно успеть перезнакомиться со всей деревней, обсудить науку, получить совет, завести связи. Если всё получится, то вокруг СКИФа вырастет что-то похожее.
Самый яркий в мире фонарик
Представьте, что вы ищете иголку на полу в комнате с тусклым освещением. Трудно найти? Намного проще будет с мощным фонариком: яркий свет отразится от иголки, и по блику вы её запросто найдёте.
Синхротронное излучение как фонарик, только светит не обычным светом, а рентгеновским. В таком свете видны крошечные объекты: живые клетки и их органеллы, молекулы и даже отдельные атомы. Рентгеновские волны такие короткие, что по сравнению с ними самые мелкие частички материи кажутся большими.
Кино в рентгене
Как получить синхротронное излучение? Нужно всего лишь запустить электроны по кругу на околосветовой скорости.
На СКИФе можно будет снимать рентгеновское кино в невероятном качестве. Сюжеты могут быть любыми, тут каждый исследователь сам себе режиссёр. В Академгородке уже успели на старых источниках синхротронного излучения рассмотреть такие неуловимые процессы, как сокращение мышечных клеток и взрывы. Но старых машин хватает не на всё. Так, например, в тайную жизнь вирусов можно будет заглянуть только с яркостью СКИФа.
▪ На картине. В 2001 году талибы взорвали гигантские статуи Будды, украшавшие храм в афганском городе Бамиане. За развалинами обнаружились росписи VII века н. э. Анализ росписей, сделанный на французском синхротроне ESRF, показал, что их нанесли масляными красками. А ведь когда-то считалось, что масляные краски изобрёл голландский художник Ян ван Эйк, живший на семь столетий позднее древних афганских мастеров.
Вирусы в движении
Исследование начали ещё раньше в Китае, но из-за эпидемии закончить не смогли и перепоручили дело британским коллегам. Те вырастили белковый кристалл и за пару недель работы на синхротроне получили его трёхмерную модель, которую затем отправили в центр разработки лекарств.
Кто последний на синхротрон?
Пока в ИЯФе готовили проект ускорителя и расставляли сооружения на плане, на СКИФ успела выстроиться длинная очередь. Источников синхротронного излучения очень не хватает. В России есть всего два места, куда можно приехать поработать на синхротроне: это подмосковная Дубна и Академгородок. На огромную страну этого мало, и российские учёные ездят за рубеж.
Но и в мире таких установок маловато, всего несколько десятков. Рабочее время на них расписано на год вперёд. Да и шанс занять место в очереди мал, особенно у начинающих учёных, которые пока плохо знакомы с нюансами научной бюрократии. К тому же не так-то много времени выделяют нашим учёным на заграничных синхротронах. И хорошо еще, если вы собираетесь изучать, например, горную породу. А если вы биолог и везёте нежные или опасные препараты? Тогда вам предстоит ещё и масса приключений в международных аэропортах.
P. S.: Сестра, здесь белки!
Этот текст я написала не только для «Кота Шрёдингера», но и для моей младшей сестры. Она учится на третьем курсе МФТИ и пока не знает, какой областью науки ей выпадет заниматься. Лера, твоя светлая голова может пригодиться здесь! Тут сосны и рыжие белки, а памятники ставят учёным и зверям. Говорят, что тут слишком много работы… Но иногда это не так уж и плохо.
Ученые рассказали, для чего пригодится новосибирский синхротрон СКИФ
Передовой установке найдут множество интересных применений
Концептуальный строительный проект ЦКП СКИФ. План первого этажа основного здания. Источник изображения: пресс-служба ИЯФ им. Будкера СО РАН
Недавно в Новосибирском институте ядерной физики им. Будкера СО РАН состоялось расширенное заседание научно-координационного совета Центра коллективного пользования «Сибирский кольцевой источник фотонов» (НКС ЦКП «СКИФ»). Ранее мы сообщали, что физический проект комплекса ЦКП «СКИФ» одобрили в Российской академии наук.
«СКИФ» — флагманский проект «Академгородка 2.0», он представляет собой источник синхротронного излучения четвертого класса. Центр коллективного пользования «СКИФ» кроме самого ускорителя включает экспериментальные станции и лабораторный корпус. Первую очередь проекта планируют запустить в 2024 году, примерная стоимость проекта — чуть более 37 млрд рублей.
На заседании в ИЯФ СО РАН ученые обсудили проект синхротрона и обозначили возможные сферы его применения. В частности, установку собираются использовать в ходе исследований по структурной вирусологии и кристаллографии белков, а также в материаловедении и других отраслях.
— Проекты по созданию источников синхротронного излучения (СИ), которые мы сегодня обсуждаем, позволят вывести Россию на передовой уровень в этом направлении. Сейчас в нашей стране есть источники СИ максимум третьего поколения — физики замахнулись на создание четвертого, лучшего в мире, и для этого есть все условия, — считает главный научный сотрудник Международной межправительственной научно-исследовательской организации Объединенного института ядерных исследований, научный руководитель ускорительного комплекса NICA, член-корреспондент РАН Игорь Мешков. — ИЯФ СО РАН, который берется за осуществление проекта ЦКП «СКИФ», всегда был ведущей научной организацией по созданию и развитию источников синхротронного излучения — все, что имеется в России на этом научном фронте, было создано в ИЯФ СО РАН или при его активном участии. Поэтому можно быть уверенными, что проект источника СИ высочайшего уровня будет осуществлен. Техническая и научная стороны проекта, которые мы сегодня обсудили, подтверждают сказанное. В России должна была появиться такая важная инициатива. Мы видим, что научное сообщество Сибири и Урала стоит в очереди на источники СИ ИЯФ СО РАН, есть потребность в установках с более высокими параметрами пучка (жесткость энергии, монохроматичность, когерентность излучения) — в ближайшем будущем ИЯФ СО РАН сможет обеспечить эти условия. Были бы источники, а от пользователей отбоя не будет.
Эту точку зрения подтверждают и комментарии потенциальных будущих пользователей синхротрона:
— Современные источники синхротронного излучения широко используются в мире для структурных исследований биологических молекул, — говорит генеральный директор ФБУН ГНЦ ВБ «Вектор» Роспотребнадзора, доктор биологических наук Ринат Максютов. — К сожалению, в России подобные работы практически не проводятся. ГНЦ ВБ «Вектор» планирует использовать Сибирский кольцевой источник фотонов для исследований в области структурной вирусологии. Изучение структурных изменений вирусных белков в жизненном цикле вирусов позволит выявить «ахиллесову пяту», для блокирования которой будут разрабатываться новые противовирусные препараты и вакцины. Излучение «СКИФа» обладает уникальными характеристиками для проведения исследований в области структурной вирусологии. Так, высокая яркость этого излучения позволит различать объекты атомарного размера в биомолекулах вирусных частиц. Когерентное излучение позволит восстанавливать структурные изменения молекул вириона в физиологических условиях. Импульсы яркого излучения длительностью несколько пикосекунд обеспечат возможность неразрушающей регистрации быстропротекающих биологических процессов, происходящих при вирусной инфекции. Определение структурных особенностей вирусных частиц будет проводиться методами малоуглового рассеяния и кристаллографии белков и их комплексов.
Ряд задумок есть и у атомщиков:
— Одна из фундаментальных задач госкорпорации «Росатом» и научного дивизиона — это разработка новых материалов для новых энергетических объектов и продуктов, — рассказывает первый заместитель генерального директора АО «Наука и инновации» (ГК «Росатом»), доктор технических наук Алексей Дуб. — Использование возможностей ЦКП «СКИФ» существенно облегчит вопросы верификации материаловедческих исследований и цифровых моделей при разработке технологий последовательных процессов — аддитивных технологий, сварки и наплавки, актуальных задач для атомной энергетики. Мы ставим перед объединенным коллективом, в том числе в рамках соглашения между ГК «Росатом» и РАН, задачу перейти к согласованию конкретных программ совместных работ до конца мая 2019 года.
В ходе заседания представители Института теоретической и прикладной механики СО РАН сообщили, что результаты исследований на «СКИФе» помогут разработать технологию лазерной сварки современных высокопрочных титановых и алюминиевых сплавов для высокопрочных неразъемных соединений в авиа- и ракетостроении. Специалисты из НГТУ рассказали, что готовят аппаратуру для работы на новом синхротроне — установку для изучения поведения металлов во время трения с использованием синхротрона.
Представители НГУ сообщили, что в университете уже действует программа подготовки специалистов под этот проект — их потребуется не менее двухсот. А руководитель экспериментальной станции синхротронного центра Diamond Light Source (Великобритания) Игорь Долбня подчеркнул:
— Проект ЦКП «СКИФ» заслуживает самого пристального внимания: рекордно малый эмиттанс (то есть, рекордно высокая яркость. — прим. ред.) нового синхротрона открывает широкие перспективы для реализации проектов каналов вывода излучения, требующих высокой когерентности рентгеновского пучка: методов рентгеновской фотон-корреляционной спектроскопии (XPCS) для исследования низкочастотной динамики в веществе, а также для получения изображений с субмикронным (10 нм) разрешением методом птихографии. Параметры сибирского источника СИ позволят поставить его в один ряд с такими мировыми синхротронными центрами, как Европейский центр синхротронного излучения ESRF (Гренобль, Франция), источник синхротронного излучения MAX-IV (Швеция) и другими.