Новосибирск и Новосибирская область: свежие новости, объективный анализ, актуальные комментарии

Оборудование для СКИФа строится: чем новосибирским ядерщикам помогают специалисты из Удмуртии и как учёные преодолевают западное эмбарго на поставку техники?

Идёт работа по установке дипольного магнита бустера на прибывшую из Удмуртии подставку-гирдер.

К 65-летнему юбилею СО РАН, который отмечается 18 мая, коллектив Института ядерной физики им. Г. И. Будкера приготовил символичный подарок: в цехах ИЯФ началась сборка первых сегментов бустерного синхротрона, который менее чем через два года должен занять своё место в огромном высокоточном механизме Центра коллективного пользования «Сибирский кольцевой источник фотонов» — СКИФе.

Напомним, какую роль этот компонент призван сыграть в СКИФе. Весь ускорительный комплекс состоит из трёх основных блоков. В линейном ускорителе зарождается пучок электронов, несущий в себе энергию в 200 млн эВ (или 200 МэВ). Затем пучок попадает в бустерный синхротрон периметром 150 метров, где всего за полсекунды обретёт ускорение в 3 000 МэВ. После этого он вылетает в основной накопитель. Там, на огромной скорости летая по кругу, периметр которого составляет уже полкилометра, он становится объектом изучения специалистов, работающих на пользовательских станциях.

— Бустерный синхротрон — это несколько сотен магнитов, вакуумных камер, насосов, датчиков положений пучка, и всё это должно быть выставлено по отношению к пучку с величайшей точностью, плюс-минус 50 микрометров. То есть точность должна равняться толщине человеческого волоса. В самом туннеле комплекса собрать это всё будет неудобно, поэтому сборка ведётся здесь, с помощью специального геодезического прибора — лазер-трекера, — поясняет директор ЦКП «СКИФ», заместитель директора ИЯФ по научной работе Евгений Левичев.

Малейшее невидимое глазу отклонение магнита в сторону — и пучок электронов пропадёт или необратимо изменит свойства. Настолько высокоточное оборудование не собрать не то что на коленке, но и на обычном столе, поэтому даже подставки для сборки крупноблочных сегментов бустера здесь специальные. Эти подставки — гирдеры — по специальному заказу института делают в Удмуртии, на АО «Воткинский завод». Каждый сегмент установят на собственный гирдер: к середине мая в ИЯФ их поступило 13, а к сентябрю пришлют ещё 30.

К концу 2023 года здание инжекционного комплекса на стройплощадке СКИФа должно быть готово. Параллельно с этим должен закончиться и монтаж компонентов бустера. Затем их привезут на место «постоянной дислокации» и очень быстро соберут — как конструктор. Но уже совсем скоро, летом 2022 года, в ИЯФ планируется запустить прототип ускорителя — меньших размеров, с меньшей энергией пучка, но по тому же самому принципу. Если испытания пройдут успешно — значит, так же хорошо всё заработает и на СКИФе.

И учёные, и власти осознают, что на их глазах появляется нечто большее, чем просто очередная «ловушка» для элементарных частиц.

— СКИФ — не просто установка для ядерной физики, а уникальный инструмент научного прорыва во многих областях науки: материаловедения, биотехнологий, генетики, селекции, минералогии, современной физики. Уже сегодня учёные отрабатывают будущие проекты, которые планируется реализовывать на СКИФе, а мы определяем, что ещё должны создать в Академгородке, чтобы учёные, получив в свои руки такой инструмент, могли спокойно с ним работать. А это — усиление площадок других исследовательских центров, создание транспортной и социальной инфраструктуры: школ, поликлиник, детских садов, — отмечает вице-губернатор Ирина Мануйлова.

Директор ЦКП «СКИФ» Евгений Левичев знакомит вице-губернатора Ирину Мануйлову с ходом работ.

Вопрос, который приходит на ум любому неспециалисту, узнающему о столь масштабном проекте: как же теперь он обойдётся без зарубежных компонентов? Ведь не может же такая установка состоять исключительно из деталей российского производства? Учёные отвечают: может, а проблемы если и будут, то совсем не те, о которых сейчас можно подумать.

— Наш проект на 85–90 процентов был изначально ориентирован на российское оборудование, — рассказывает Евгений Левичев. — А самая большая проблема сейчас связана с коронавирусом: из-за закрытых границ на складе в Китае уже на четыре месяца застряли заказанные нами трубы из нержавеющей стали. Из них мы будем делать системы управления. В России найти трубы именно с такими свойствами стали мы пока не смогли.

Большую часть оборудования, заказанного в европейских странах, ИЯФ успел купить до февраля 2022 года. Но не всё: например, медные шины были заказаны в Австрии и Финляндии. Те контракты, которые уже заключены, европейские партнёры добросовестно отрабатывают, а вот от новых, как рассказал помощник директора ИЯФ по реализации проекта «СКИФ» Сергей Гуров, отказываются. Так что здесь полным ходом приходится подключать импортозамещение: владикавказский завод «Кристалл» запустил вакуумную печь и в течение года, как надеются в ИЯФ, освоит выпуск нужных СКИФу шин. Вакуумные насосы, которые тоже собирались приобрести за рубежом, сейчас заказаны новосибирскому заводу «Катод». И так далее.

— По некоторым вещам у нас получится задержка на полгода-год, но это нас не остановит. Мы всегда найдём решение — что и как заменить, какие параметры поменять, — уверен Сергей Гуров.

Кстати, свёртывание контактов между российскими и западными конструкторами синхротронов вынудило задуматься об импортозамещении и наших бывших партнёров. Например, под Нью-Йорком действует источник синхротронного излучения NSLS-II, одним из элементов которого является бустерный синхротрон, созданный в ИЯФ. И с 2014 года, когда началось похолодание отношений двух стран, американцы ведут собственные разработки деталей, необходимых для работы новосибирского изделия.

Задача квадрупольных магнитов — фокусировка летящего по кольцу бустера пучка электронов.

А тем временем работа кипит и на стройплощадке самого СКИФа. Там уже выкопан трёхметровый котлован и ведутся испытания особой технологии буронабивных свай, которые лягут в основание Центра коллективного пользования. Фундаменты основных зданий, где разместится ускорительная техника, очень сложные — это слоистая структура толщиной 4,5 метра, которая должна погасить любые сейсмические вибрации: от промышленных взрывов, землетрясений, даже от проезжающих в трёх километрах от СКИФа по железной дороге поездов.

— Ускорители такого класса — чрезвычайно точные машины, — говорит Николай Левичев. — Малейшая вибрация, малейшее смещение магнита — и создаваемый пучок не получит нужные параметры. Поэтому все слои фундамента будут помещены на целое поле фиксирующих землю свай.