Пятница, 12 Апреля 2024 г. 21:32 + в цитатник

Новосибирские физики готовят проект нового коллайдера

«...»

Расскажите о проекте коллайдера «Супер С-тау фабрика», который давно разрабатывается в ИЯФе.

Павел Логачев: Когда мы говорим о реализации таких крупных проектов, как Супер С-тау фабрика, важно понимать два момента.

Во-первых, благодаря Институту ядерной физики имени СО РАН, где с 1965 года по сегодняшний день непрерывно работает хотя бы один электрон-позитронный коллайдер, в России существует научно-техническая кооперация, способная создавать установки на встречных пучках самого высокого уровня.

Во-вторых, в основе современных технологий лежат ключевые законы физики. На коллайдерах за последние 60 лет получено 60 процентов знаний о фундаментальных принципах этой науки. Никакой другой инструмент или методика не имеют такого потенциала в открытии законов природы. Стандартная модель не случайно так называется, на теорию она не тянет. Это очень сложная конструкция, в которой много параметров. У ученых сегодня нет понимания многих физических констант. Это говорит о том, что есть более сложные законы, и когда мы их откроем, у нас появятся необозримые по масштабам возможности. Неужели Российская Федерация, имея такой задел, не захочет участвовать в развитии этого направления науки и откажется от таких возможностей?

Сегодня физики во всем мире поднимают энергию сталкивающихся пучков частиц. Проект Будущего циклического коллайдера в ЦЕРН предполагает увеличение периметра кольца с 27 до 100 километров. Но это даст увеличение энергии лишь на порядок, а необходимо гораздо больше.

К счастью, есть другой путь - наблюдать более тонкие прецизионные эффекты, которые требуют деликатных измерений на гораздо более низких энергиях, но с колоссальной точностью и производительностью. Коллайдеры, на которых проводятся такие эксперименты, и есть электрон-позитронные фабрики. Наибольший интерес представляют события, наблюдаемые в диапазоне энергий от 1 до 5 ГэВ для каждого пучка - как раз эту область закрывает Супер С-тау фабрика.

Собственно, и СКИФ появился потому, что мы работали над проектами таких суперколлайдеров. Это своего рода побочный продукт, хотя и очень важный. В Китае уже приняли решение о начале финансирования проекта Супер с-тау фабрики, а в России пока нет.

Почему проект предлагают реализовать в Сарове, хотя он разрабатывался в Новосибирске?

Павел Логачев: Это наша инициатива. Реализация проекта в Сарове позволит решить еще одну важную государственную задачу - создать кадровый резерв физиков, инженеров, технологов супервысокого уровня для ядерного оружейного комплекса страны.

А у себя в ИЯФе мы планируем создать более дешевую машину, чем Супер С-тау фабрика, на чуть более низкую энергию - проекты будут дополнять друг друга. До конца 2023 года подготовим ТЭО проекта. Первым этапом работ станет модернизация кольца ВЭПП-4 для проверки технологии столкновения пучков частиц, которая называется crab waist. Масштаб финансирования - миллиард рублей на полтора года. Если мы подтвердим, что данная методика работает и позволяет выйти на необходимые уровни светимости, будем двигаться дальше, а именно - реализовывать большой проект, рабочее название которого ВЭПП-6. По масштабам он будет сопоставим со СКИФом, в то время как С-тау фабрика - это примерно два-два с половиной СКИФа.

«...»

Опубликовано: Александр Хадаев, «Российская газета» - 14.09.2023

Серия сообщений "Наука /продолжение -3/":
Часть 1 - XFEL поможет видеть атомарные процессы
Часть 2 - По гамбургскому счёту. Как создавался XFEL
...
Часть 48 - «СКИФ» строится, пора готовить исследователей
Часть 49 - Механизм земной жизни - математически
Часть 50 - О проекте коллайдера «Супер С-тау фабрика»

Комментарии (0)

Отставники ЦЕРН в ИЯФ без работы не останутся

Дневник

Вторник, 02 Апреля 2024 г. 23:43 + в цитатник

Новосибирские физики проектируют уникальный коллайдер

После того как Совет ЦЕРНа (Европейского центра ядерных исследований) принял решение прекратить сотрудничество с российскими учеными с ноября 2024 года, нужно разработать и принять госпрограмму развития фундаментальной физики элементарных частиц. Так считают ученые Института ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН. Напомним, что речь идет о прекращении доступа в ЦЕРН около 500 российских ученых.

- Это общее число зарегистрированных в базе данных ЦЕРНа. Одновременно столько там никогда не было, все ездили в командировки. Из ИЯФа - человек 40, кто на один месяц в год, кто на два-три, - поясняет доктор физико-математических наук Юрий Тихонов.

- Наши сотрудники всегда соблюдали баланс, чтобы работы там не мешали, а помогали работам здесь. Так что никакой трагедии для нас нет. Мы решили дверью не хлопать: передаем дела, пишем инструкции по своей зоне ответственности. И без работы те, кого не будут пускать в Швейцарию, в Сибири не останутся..

- "Например, у нас накопился огромный объем данных для анализа в экспериментах на ВЭПП-2000, - отмечает замдиректора ИЯФа Иван Логашенко.

Но если для российских ученых закроют двери в западные центры физики высоких энергий, не начнет ли наша наука отставать от мирового уровня? А без этого невозможно развитие самых передовых технологий. Значит, нам нужна государственная программа по физике элементарных частиц.

- Пример такой прорывной программы в России уже есть - это ФНТП развития нейтронных и синхротронных исследований под руководством головной организации НИЦ "Курчатовский институт", - говорит директор ИЯФ СО РАН Павел Логачев. - В её рамках реализуется проект "СКИФ" - источника синхротронного излучения поколения 4+(см.). Он позволит решить задачи химии, биохимии, материаловедения. Фундаментальные исследования в физике высоких энергий сразу дают отдачу - мы получаем не только новые знания, но одновременно и мощный инструмент для исследований в других сферах науки.

Новосибирские физики уже проектируют новый электрон-позитронный коллайдер ВЭПП-6. Чтобы построить его быстрее и дешевле, предполагается использовать имеющуюся инфраструктуру ВЭПП-3 и ВЭПП-4 (см.). Стоимость работ оценивается примерно в 20 миллиардов рублей - вдвое меньше, чем на "СКИФе". Проект будет готов через три года, когда ВЭПП-4 исчерпает свой ресурс.

По словам замдиректора ИЯФ СО РАН Евгения Левичева, энергия пучка будет в диапазоне 1-2,2 ГэВ, а светимость на порядок лучше, чем в существующих коллайдерах. Вообще сейчас в мире нет коллайдеров, работающих в этом диапазоне энергий и дающих такую высокую светимость (количество рождений элементарных частиц при столкновении пучков электронов и позитронов). Новый коллайдер может закрыть потребности физиков в этой области энергий примерно на 20 лет.

Такой диапазон позволит проводить исследования в области сильных взаимодействий легких кварков. Например, открыть предсказанный теоретиками "глюоний" - частицу, состоящую только из глюонов. Вообще без кварков.

А также провести более точные измерения магнитного момента мюона. Физики называют его "аномальным", поскольку экспериментальные данные не согласуются с результатами, рассчитанными на основе Стандартной модели. И надеются отыскать в этом противоречии дорожку к Новой физике.

Как это было

По условиям договора поставленное Россией оборудование для Большого адронного коллайдера остается российской собственностью, но забрать его можно только после окончания его работы, которое запланировано на 2043 год. Одним из основных поставщиков был ИЯФ СО РАН. О том, как это было, вспоминает академик Александр Скринский, возглавлявший институт в 1977 - 2015 годах:

"В кризисные 90-е годы крупные научные проекты в стране были свернуты, и российские институты надеялись участвовать в создании американского Сверхпроводящего суперколлайдера, который начали строить в Техасе, и в последующих экспериментах. Но в Белом доме сменилась власть - демократ Билл Клинтон тут же свернул проект, начатый при президенте-республиканце. Десятки километров уже построенных тоннелей были засыпаны. Тогда я предложил схему участия нашего института в проекте по строительству Большого адронного коллайдера. Мы брались изготовить уникальное оборудование за 1/3 стоимости, заложенной в смету проекта. Такую же сумму нам выделяло правительство РФ. Выигрывали все: ЦЕРН экономил деньги, Россия становилась полноправным участником важнейшего научного проекта за 1/3 финансирования, а наш институт вел интересующие нас работы с последующим участием в экспериментах на коллайдере БАК. И все получилось. Мы поставили 5 тысяч тонн высокотехнологичного оборудования в ЦЕРН. Вслед за нами по такой же схеме стали работать в Дубне и Протвино".

Опубликовано: Алексей Хадаев (Новосибирск, «Российская газета») - 02.04.2024

Рубрики:

Наука/Наука /продолжение -4/

Метки: ИЯФ СО РАН ЦЕРН ВЭПП-4 проект ВЭПП-6 Ю.Тихонов И.Логашенко П.Логачев Е.Левичев А.Скринский

Комментарии (0)

«Возвращались со словами: В ИЯФ – лучше!»

Дневник

Понедельник, 25 Марта 2024 г. 23:49 + в цитатник

ПОРВАЛАСЬ ЦЕРН СВЯЗУЮЩАЯ НИТЬ

Павел Логачев: "Мы имеем все ускорительные технологии благодаря работе на БАК"

Директор Института ядерной физики СО РАН рассказал о последствиях недопуска россиян к работе в ЦЕРНе

Около 500 российских ядерщиков прекратят в конце ноября сотрудничество с Европейским центром ядерных исследований — ЦЕРН (CERN). Крупнейшая по размерам лаборатория физики высоких энергий закрывает двери перед нашими специалистами после десятков лет плодотворной работы и большого вклада наших физиков в дело изучения материи из-за спецоперации на Украине. О том, чем помогли наши ученые мировой науке, чем обернется для них вводимое по политическим мотивам эмбарго на работу с россиянами, мы поговорили с директором Института ядерной физики СО РАН, сотрудники которого непосредственно работали с ЦЕРНе.

Европейский центр ядерных исследований был основан в 1954 году. Поскольку стоимость экспериментов в области физики высоких энергий высока, страны-участницы, наблюдатели ЦЕРН вносили ежегодно на создание и развитие Центра деньги, участвовали в разработках, поставляли своих специалистов.

/схема не из «МК»/

Из России в главном проекте ЦЕРН Большом адронном коллайдере (БАК) приняли участие около 700 лучших физиков-ядерщиков, инженеров и других специалистов из 12 ведущих НИИ. Россия, несмотря на то, что никогда не считалась участником ЦЕРН (ей до последнего времени отводилась роль наблюдателя), финансировала сооружение всех четырех детекторов БАКа и самого ускорителя.

О том, что ЦЕРН прекращает с этого года сотрудничество с сотнями специалистов из России, наши ученые знали еще с сентября прошлого года. Поводом для новой волны обсуждения данного вопроса послужило недавнее выступление официального представителя организации Арно Марсолье в западной прессе. Марсолье напомнил также, что ЦЕРН больше не получает никакого финансирования от России.

– Для нас это, конечно, не новость, – говорит директор ИЯФ им. Будкера СО РАН академик РАН Павел Логачев. – Мы давно занимаемся передачей дел, европейцы ищут людей, которые заменят наших специалистов. Конечно, таких высококлассных, как наши, им не найти... Значит, какое-то время будет небольшой провал, пока они не вникнут в курс дела.

– Расскажите, что именно привнесли наши ученые в создание БАКа?

– То, что Россия внесла большой важный вклад, — это определенно. Руководство ЦЕРНа, все наши коллеги европейские это всегда подчеркивали. Судите сами, только один наш ИЯФ сделал для БАКа больше оборудования, чем любая другая отдельно взятая организация в мире!

– Что именно?

– С начала 2000-х годов мы отправили туда оборудования, общая стоимость которого тянула на 200 миллионов швейцарских франков. Это были тысячи тонн магнитов и вакуумных камер. Наш институт отвечал за линии передачи пучков частиц от бустерного синхротрона в основной коллайдер. В итоге включили его, и с первого же раза пучок успешно пролетел, даже настраивать особо ничего не пришлось. Вторая работа касалась сверхпроводящих элементов для БАКа, так называемых токопроводящих шин. Мы сделали их для всего 27-километрового кольца ускорителя.

– Сколько ваших сотрудников там работало?

– Больше сотни. Но нет ни одного человека, который работал бы там постоянно, как, к примеру, делали специалисты из других научных организаций. Мы один из немногих институтов, который все высокотехнологичное оборудование делал у себя, а туда привозил готовые продукты. Делали мы это специально, чтобы сохранить институт и оставить у себя технологии. В итоге сейчас мы можем сделать СКИФ (Сибирский кольцевой источник фотонов - авт.), СИЛА (проект источника синхротронно-лазерного излучения в Протвино — авт.). Мы имеем все ускорительные технологии благодаря работе с ЦЕРНом. Я не буду вдаваться в подробности, какие оборонные технологии благодаря той работе мы сделали в ИЯФе. Над ними работали все авторы, которые участвовали в открытии знаменитого бозона Хиггса.

– Вот вы говорите, что все сотрудники ваши возвращались, неужели не было тех, кто остался, принял там другое гражданство?

– Такие есть всегда, но их не так много. Вы знаете, почти все физики из ИЯФа проходили, как минимум полугодовую стажировку в зарубежных институтах, но большинство возвращались со словами: «В ИЯФе – лучше!».

– Чем же?

– У нас совершенно другая атмосфера: свободная, творческая, человеческая.

– Как? В «свободной Европе» нашим не хватило свободы?!

– Там руководят по принципу: «я начальник, ты – дурак». А все потому, что последние 20 лет наукой «рулят» менеджеры, как у нас сейчас, к делу и профессии имеющие слабое отношение. К тому же, если ты не коренной американец, тебе ходу там не дадут — используют и при первой же возможности выкинут. Ребята наши это понимают и не рвутся туда особо.

– Напомните, пожалуйста, что еще, кроме открытия бозона Хиггса, открыли ученые на Большом адронном коллайдере?

– Есть гораздо больший вклад, чем бозон Хиггса. Наша совместная работа на БАКе привела к осознанию того, что в его диапазоне энергий не подтверждается гипотеза о рождении так называемых суперсимметричных частиц. Эта теория, если бы она была доказана на БАКе, должна была расширить Стандартную модель (теорию, описывающую фундаментальные частицы, из которых состоит материя, – авт.), разрешить её основные внутренние противоречия. Однако оказалось, что никаких суперсимметричных частиц в коллайдере не возникает, значит, наши подходы к расширению Стандартной модели – неправильные, значит, природа устроена по-другому.

– А как же темная материя, которой отводили роль в тех сложных двойных частицах?

– Теория о темной материи не подтвердилась. Все оказались сейчас в подвешенном состоянии. И этот отрицательный результат – тоже результат. Он позволит сейчас тысячам физиков и математиков переключиться с той парадигмы на новую, уйти из тупика. Искать и находить новые направления исследований российским ученым придется с дружественными странами.

Справка «МК». БАК – это 27 километровый кольцевой ускоритель заряженных частиц(2 канала ускоряют во встречных направлениях).

Опубликовано: Наталья Веденеева, «МК» - 21.03.2024

Рубрики:

Наука/Наука /продолжение -4/

Метки: ЦЕРН БАК ИЯФ СО РАН А.Марсолье П.Логачев Н.Веденеева

Комментарии (0)

Налажено производство фронтендов ЦКП «СКИФ»

Дневник

Суббота, 20 Января 2024 г. 21:37 + в цитатник

Конструкторско-технологический институт научного приборостроения СО РАН (КТИ НП СО РАН) спроектировал, произвел и протестировал фронтенды для трех из шести станций первой очереди Центра коллективного пользования "Сибирский кольцевой источник фотонов" (ЦКП "СКИФ"). Аналогичные комплексы оборудования для остальных станций будут готовы этой весной.

/Площадка строительства центра - декабрь 2023/

Фронтенд — это комплекс оборудования для вывода синхротронного излучения из основного накопителя на экспериментальную станцию. Фронтенд формирует пучок синхротронного излучения и во многом отвечает за его качество, от которого в итоге зависят проводимые на станциях исследования. В рамках первой очереди ЦКП "СКИФ" запланировано создание 6 экспериментальных станций, для всех них фронтенды проектирует и изготавливает КТИ НП СО РАН по контракту с Институтом ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН (единственный исполнитель комплекса работ по изготовлению, сборке, поставке и пусконаладке технологически сложного оборудования ускорительного комплекса ЦКП "СКИФ").

В рамках проекта по изготовлению фронтендов КТИ НП СО РАН спроектировал, произвел, закупил необходимые комплектующие, а также разработал автоматизированную систему управления (АСУ) и программное обеспечение.

"Для того, чтобы выполнить этот и другие проекты для ЦКП "СКИФ" мы модернизировали собственное производство: на сумму порядка 45 млн рублей обновили парк станков и провели цифровизацию — внедрили системы хранения данных, автоматизировали рабочие места. Также мы постепенно расширяем штат сотрудников; возобновили использование утраченных технологий на производстве и усилили входной контроль качества материалов и комплектующих. Так, теперь мы активно используем вакуумные технологии — обезгаживание и вакуумную пайку, а также в обязательном порядке проводим химический анализ металлов, используемых в производстве", — рассказал и. о. директора КТИ НП СО РАН Станислав Шакиров.

В рамках создания ЦКП "СКИФ" КТИ НП СО РАН также выступает в роли интегратора экспериментальной станции "Диагностика в высокоэнергетическом рентгеновском диапазоне" и участвует в создании отдельных позиций оборудования еще для трех экспериментальных станций.

"Одним из вызовов для исполнения контрактов стала необходимость импортозамещения многих позиций оборудования. Например, эскизные проекты фронтендов готовились в конце 2021 года, тогда доля иностранных комплектующих составляла порядка 50%. После введения санкционных ограничений мы стали активно развивать собственное производство и искали российских поставщиков. Теперь вакуумные насосы для нас делают два новосибирских предприятия — "Катод" и "Призма", быстрые шиберы или по-другому затворы для сохранения вакуума во фронтендах — еще одна новосибирская компания "Эпос Инжиниринг", синтетические алмазы — Институт геологии и минералогии СО РАН и предприятие из Троицка, и таких примеров еще очень много", — отметил помощник директора КТИ НП СО РАН по научно-техническим проектам Петр Завьялов.

В ближайшие дни готовые фронтенды будут разобраны и упакованы для хранения. Специалисты КТИ НП СО РАН приступят к сборке и испытаниям еще трех фронтендов для остальных экспериментальных станций ЦКП "СКИФ". Согласно планам, монтаж оборудования в готовом здании основного накопителя, в том числе фронтендов, начнется уже в июле 2024 года.

"Помимо основного назначения — создания инфраструктуры для проведения уникальных экспериментов с синхротронным излучением — ЦКП "СКИФ" стал своеобразным катализатором, инициирующим и укоряющим появление и развитие передовых наукоемких технологий в организациях, причастных к его реализации. КТИ НП никогда раньше не создавал фронтенды для источников СИ, однако наши коллеги уверенно взялись за предложенную задачу, и сейчас мы имеем новую отечественную разработку, выполненную на очень высоком уровне. Учитывая, что впереди ещё предстоит создание новых источников СИ в Протвино, на острове Русский, в Москве в Курчатовском Институте, нет сомнения, что опыт и компетенции, приобретенные КТИ НП, будут востребованы", — прокомментировал директор ЦКП "СКИФ" Евгений Левичев.

По материалам ЦКП от 17.01.2024

Фото Ивана Кусанова и Александры Малыгиной

Серия сообщений "Наука /продолжение -3/":
Часть 1 - XFEL поможет видеть атомарные процессы
Часть 2 - По гамбургскому счёту. Как создавался XFEL
...
Часть 41 - США возвращаются на Луну частным образом
Часть 42 - Ак.Трубников: мегасайенс-проект НИКА, и проч.
Часть 43 - Налажено производство фронтендов ЦКП «СКИФ»
Часть 44 - Наука и технологии в Канаде
Часть 45 - Все университеты мира в одном рейтинг-списке
...
Часть 48 - «СКИФ» строится, пора готовить исследователей
Часть 49 - Механизм земной жизни - математически
Часть 50 - О проекте коллайдера «Супер С-тау фабрика»

Метки: ЦКП «СКИФ» ИЯФ СО РАН фронтенд С.Шакиров П.Завьялов Е.Левичев Г.Дерновой

Комментарии (0)

Прошла Конференция ускорительщиков RuPAC'23

Дневник

Четверг, 16 Ноября 2023 г. 21:10 + в цитатник

Краткие заметки по материалам о RuPAC'23

23rupak_fig2 (97x142, 17Kb) XXVIII Международная конференция «Российская конференция по ускорителям частиц RuPAC'23» имела место 11-15 сентября 2023 года в Институте ядерной физики им. Будкера (СО РАН, Новосибирск). Она была организована ИЯФ им. Будкера СО РАН, отделением общей физики Российской академии наук и Советом по ускорителям частиц РАН.

Целью конференции является обмен информацией и обсуждение различных аспектов, связанных с ускорительной наукой и технологией, физикой пучков, новым ускорителем для коллайдеров лептонов и адронов, модернизацией существующих установок и использованием ускорителей для фундаментальных и прикладных исследований.

Темы конференции: Современные тенденции в ускорительных технологиях; Коллайдеры; Динамика пучка, методы охлаждения пучка; Новые подходы к ускорению частиц; Высокоинтенсивные кольцевые и линейные ускорители; Ускорители тяжелых ионов; Синхротронное излучение и лазерные установки на свободных электронах; Подсистемы ускорителя (магнит, вакуум, управление, диагностика и т.д.); Сверхпроводящие технологии; Ускоряющие структуры и радиочастотные системы; Источники ионов, электронов и позитронов; Применение ускорителей в медицине, промышленности и прикладных исследованиях.

Из обсуждаемых тем по понятным причинам выделю два доклада:

- Проекты развития комплекса адронных ускорителей НИЦ КИ – ИФВЭ (Сергей Иванов)

Аннотация: Для расширения возможностей по прикладному использованию ускоренных пучков протонов и ядер углерода разработаны и получили положительное заключение ФАУ «Главгосэкспертиза России» (март 2023 года) три инвестиционных проекта развития Ускорительного комплекса У-70 Протвино):

- Импульсный нейтронный источник на основе реакции испарительно-скалывающего типа (spallation) на протонном пучке быстрого синхротрона У-1.5;

- Экспериментальный комплекс ионной лучевой терапии на углеродном пучке синхротрона У-70;

- Специализированный синхротрон с каналами транспортировки для ускорения и вывода углеродного пучка – прототип типового отечественного клинического центра ионной терапии.

Были представлены технические характеристики перечисленных проектов, изложена логика их разработки и интеграции.

- Ускорительно-накопительный комплекс мегаустановки «СИЛА» (НИИЭФА - Юрий Гавриш, Юрий Зуев, Олег Филатов, Yuriy Gavrish; Yuriy Zuev; Oleg Filatov; НИЦ "Курчатовский институт - Антон Таргонский; Михаил Пресняков; Александр Самарин; Александр Благов; Вячеслав Дюбков; Илья Юрин; Евгений Индюшный; Михаил Ковальчук).

Аннотация: Проект «СИЛА» — это комбинация синхротронного накопительного кольца и лазера на свободных электронах. Такая конфигурация позволяет сочетать достоинства обеих систем и при этом минимизировать затраты на их создание и эксплуатацию за счёт использования единого инжекционного комплекса и общей инфраструктуры.

В состав ускорительно накопительного комплекса входят следующие основные системы: инжектор линейного ускорителя электронов с параметрами, обеспечивающими работу синхротрона и лазера на свободных электронах; линейный ускоритель на энергию 6 ГэВ с возможностью регулировки выходной энергии от 2 до 4 ГэВ; накопительное кольцо. Представленные решения по построению УНК позволят в полной мере достичь требуемых параметров, заложенных в проекте «СИЛА».

Ссылка: https://indico.inp.nsk.su/event/114/

Серия сообщений "Совещания, конференции по ФВЭ и ускорителям":
Часть 1 - XIV Международный семинар теоретиков
Часть 2 - Семинар закончен. Работа продолжается.
...
Часть 33 - Учёный совет ОИЯИ: открыто, доходчиво, гласно
Часть 34 - «Балдинская осень» возобновлена в Дубне
Часть 35 - Прошла Конференция ускорительщиков RuPAC'23

Метки: RuPAC'23 ИЯФ СО РАН НИЦ КИ–ИФВЭ С.Иванов УНК «СИЛА» Ю.Гавриш М.Ковальчук

Комментарии (0)

Здесь будет Центр коллективного пользования

Дневник

Среда, 21 Июня 2023 г. 00:19 + в цитатник

Первый бетон под стартовую часть комплекса

skif_beton2 (314x209, 83Kb) На строительной площадке Центра коллективного пользования «Сибирский кольцевой источник фотонов» залили первую партию бетона в основание фундамента здания инжектора. Полностью флагман национального проекта «Наука и университеты» будет сдан, как и предусмотрено госзаданием, в конце 2024 года.

Инжектор – один из важнейших элементов комплекса ЦКП «СКИФ». Именно здесь находится линейный ускоритель и бустерный синхротрон (малое кольцо) фотонного ускорителя. Параллельно со строительством зданий и помещений комплекса изготавливают необходимое технологическое оборудование.

Так, в начале июня специалисты Института ядерной физики СО РАН собрали линейный ускоритель и приступили к его испытаниям. Все компоненты установки полностью выполнены российскими компаниями.

«Сибирской кольцевой источник фотонов – объект знаковый для нашей страны. Вопрос технологического суверенитета – это вопрос будущего России. Новые технологии, новые материалы, инструменты для науки и экономики, новые возможности – вот что такое ЦКП «СКИФ». Правительство Новосибирской области и, в том числе, губернатор региона Андрей Травников делают всё возможное для того, чтобы строительство объекта шло по графику и установка класса «мегасайенс» была передана исследователям в установленные сроки», – отметила заместитель губернатора Новосибирской области Ирина Мануйлова.

Напомним, СКИФ строят в новосибирском наукограде Кольцово. Создаётся он для развития современной отечественной сети источников синхротронного излучения нового поколения в России. Уникальные характеристики нового синхротрона позволят проводить передовые исследования с яркими и интенсивными пучками рентгеновского излучения во множестве областей — химии, физике, материаловедении, биологии, геологии, гуманитарных науках. Также СКИФ поможет решить актуальные задачи инновационных и промышленных предприятий.

Опубликовано: 1906.2023

Серия сообщений "Наука /продолжение -3/":
Часть 1 - XFEL поможет видеть атомарные процессы
Часть 2 - По гамбургскому счёту. Как создавался XFEL
...
Часть 25 - ИССИ-4 «СКИФ» будут запускать ближе к 2025 году
Часть 26 - «Зачем самим себя стирать из истории?»
Часть 27 - Здесь будет Центр коллективного пользования
Часть 28 - Релиз ИФВЭ о соглашении по проекту «СИЛА»
Часть 29 - Как осуществляется мегапроект в Дубне
...
Часть 48 - «СКИФ» строится, пора готовить исследователей
Часть 49 - Механизм земной жизни - математически
Часть 50 - О проекте коллайдера «Супер С-тау фабрика»

Метки: ЦКП «СКИФ» проект «Наука и университеты» ИЯФ СО РАН А.Травников И.Мануйлова наукоград Кольцово

Комментарии (0)

Инжектор для ИССИ4+ «СКИФ»: первые пучки

Дневник

Воскресенье, 30 Октября 2022 г. 22:23 + в цитатник

Получены первые электроны в линейном ускорителе строящегося комплекса СКИФ

Специалисты Института ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) в тестовом режиме запустили первую очередь линейного ускорителя (Линак-20) будущего источника синхротронного излучения «СКИФ», на базе которого создаётся Центр коллективного пользования (ЦКП «СКИФ»). Сейчас собрана инжекционная часть (инжектор) линейного ускорителя. Полностью он выйдет на проектные параметры в составе всего комплекса только в 2024 году, однако первый пучок электронов в нем уже был получен и ускорен. В результате испытаний продемонстрировано, что основные системы ускорителя работают корректно, проведенные ранее расчеты верны, а, значит, пуск установки состоится согласно плану.

Линейный ускоритель (линак) – одна из основных частей ускорительного комплекса СКИФ. Именно здесь формируется пучок электронов, который поступает сначала в накопительное кольцо - бустер, а потом в синхротрон. Параметры отправляемого в бустер пучка частиц также формируются в линейном ускорителе. В нем необходимо получить энергию частиц 200 мегаэлектрон-вольт (МэВ), 55 сгустков электронов с периодом 5.6 нс и с зарядом в каждом сгустке 0.3 нК. Длина каждого сгустка должна быть около нескольких миллиметров.

В линаке электроны быстро набирают скорость, близкую к скорости света, а их траектория корректируется магнитной системой. Уже сформированные в линейном ускорителе пучки с частотой 1 Гц поступают в накопительное кольцо. Здесь происходит накопление необходимого для исследователей количества частиц, и отсюда они перепускаются в ускоритель-синхротрон. В синхротроне пучки электронов движутся по круговой орбите, которая формируется специальными поворотными магнитами, и излучают синхротронное излучение. Данное излучение по специальным каналам подается пользователям центра: биологам, химикам, геологам, материаловедам и другим. С его помощью они проводят свои работы, например, определяют элементный состав вещества, изучают свойства новых материалов, исследуют быстропротекающие процессы, расшифровывают структуру белков и многое другое.

В настоящий момент собрана первая очередь линейного ускорителя и на этой части отрабатываются основные режимы. Главная задача этого этапа – показать, что установка способна генерировать пучок частиц с необходимыми параметрами. Проектная энергия линака 200 МэВ, для исследования режимов и демонстрации его полной работоспособности достаточно достичь энергии 40-50 МэВ.

Один из самых сложных элементов линейного ускорителя – СВЧ-пушка, в которой рождаются электроны и происходит начальное формирование пучка. Уже на выходе он должен обладать энергией около 1 МэВ. Из СВЧ-пушки пучок попадает в канал группировки. Здесь происходит его продольное сжатие, которое необходимо для дальнейшего ускорения. На следующем отрезке линака пучок предускоряется до нескольких МэВ и окончательно группируется. Процесс формирования пучка в СВЧ-пушке и в канале группировки является ключевым и одним из самых сложных в линейном ускорителе. Для контроля параметров пучка здесь используется много диагностической аппаратуры, которая способна регистрировать поперечные и продольные характеристики пучка, его заряд и энергию. Полностью сгруппированный пучок пролетает в регулярных ускоряющих структурах около 26 метров. На настоящий момент большая часть элементов линейного ускорителя изготовлена.

«СВЧ-пушка – это сложное устройство, представляющее собой резонатор, работающий на частоте 180.5 МГц. Внутри этого резонатора расположен катодно-сеточный узел, который и является источником электронов. Особенность данного узла в том, что на расстоянии в несколько десятых долей миллиметра от катода располагается специальная сетка с характерным размером около 150 микрон, вырезанная лазером. Вследствие такой конструкции катодного узла пучок в СВЧ-пушке формируется не только под действием переменного ускоряющего поля с частотой 180.5 МГц, но и благодаря подаче специальных запирающего и модулирующего напряжений между катодом и сеткой. То есть мы имеем возможность управлять процессом эмиссии электронов с катода независимо от ускоряющего поля СВЧ пушки, что и должны были продемонстрировать на первом этапе экспериментов. На данный момент мы смогли показать, что СВЧ-пушка и катодно-сеточный узел работают, эмиссия электронов есть, и мы можем ей управлять. Также важным моментом является измеренная энергия пучка. Она полностью соответствует расчету и составляет 0.8 МэВ», – пояснил заведующий лабораторией ИЯФ СО РАН Алексей Левичев.

Он также отметил, что был испытан режим работы ускорителя, при котором катод нагрет до рабочих температур, ускоряющее поле в резонатор подано, но катод заперт некоторым напряжением. «У нас очень жесткие требования – электроны должны ускоряться только в заданные моменты времени, а в промежутках их не должно быть совсем. При разогретом катоде частицы стремятся вылететь всегда, но при определенном напряжении между катодом и сеткой должны полностью «запираться» внутри данного промежутка. Нам необходимо было убедиться, хватит ли заранее заложенного напряжения, чтобы удерживать пучок в пушке в зазоре между катодом и сеткой. В результате испытаний мы продемонстрировали, что можем полностью контролировать пучок», – пояснил Алексей Левичев.

Также было исследовано влияние катодно – сеточного узла, находящегося в полости резонатора, на электрическую прочность последнего. «Мы показали, что катодно–сеточный узел не осложняет работу СВЧ-пушки. Сильного ухудшения вакуума нет, высоковольтных пробоев нет, система работает устойчиво», – отметил Алексей Левичев. Кроме того, были изготовлены и проверены система термостабилизации, магнитная система, система диагностики. В частности, специалисты убедились, что возможностей магнитной системы достаточно, чтобы довести пучок до конца ускорителя. Система диагностики полностью работает, а термостабилизация позволяет держать заданную температуру СВЧ пушки с точностью до 0.1 С⁰.

«Работа всего этого сложного физического оборудования невозможна без адекватного комплекса аппаратных и программных средств, образующих систему управления установкой. Параллельно с наладкой систем линака проводился запуск различной управляющей и измерительной электроники, а также тестирование первых, так называемых «инженерных», версий программного обеспечения. Итог работы специалистов по системе управления состоит в том, что сегодня физики – ускорительщики обеспечены необходимым набором «ручек» для управления линаком и получают корректную информацию о его функционировании», – пояснил главный научный сотрудник ИЯФ СО РАН Александр Батраков.

Центр коллективного пользования «СКИФ» – источник синхротронного излучения поколения 4+. Установка сооружается в Новосибирской области в рамках национального проекта «Наука и университеты» и во исполнение Указа президента России от 25 июля 2019 года. «...Задач СКИФу предстоит решать множество. Синхротронное излучение предоставляет возможность, говоря простым языком, заглянуть внутрь исследуемого образца и увидеть его структуру в разном масштабе: от отдельных атомов до тканей или органов лабораторного животного. Более того, можно исследовать различные быстропротекающие процессы, как бы сделав про них фильм в замедленной съёмке, что невозможно с помощью других методов. Это может быть, например, взаимодействие вируса и лекарственного препарата, химические реакции на поверхности катализатора, распространение ударной волны при взрыве. Причём, источники четвёртого поколения позволяют снимать, а затем просматривать не просто «кино», а как бы голограмму исследуемого объекта в процессе его изменений...» - А.Левичев. Заказчиком и застройщиком ЦКП «СКИФ» выступает ФИЦ «Институт катализа им. Г. К. Борескова СО РАН». Единственный исполнитель по изготовлению и запуску технологически сложного оборудования для ЦКП «СКИФ» – Институт ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН. В настоящее время десятки организаций РФ привлечены в создание ЦКП «СКИФ». К ним относятся ООО «НПП Триада-ТВ» (Новосибирск), АО «БЭМЗ» (Бердск), ООО «Модульные системы торнадо» (Новосибирск), АО «Воткинский завод» (Воткинск), ФАУ «СибНИА им. С. А. Чаплыгина» (Новосибирск), ИГиЛ СО РАН (Новосибирск), АО «ВАКУУММАШ» (Казань), ООО «Катод» (Новосибирск), АО ВНИИНМ им. А. А. Бочвара (Москва).

Опубликовано: сайт ИЯФ СО РАН - 25.10.2022

Серия сообщений "Наука /продолжение -2/":
Часть 1 - Как всегда, в конце июня
Часть 2 - Пролить свет на тёмную составляющую
...
Часть 43 - Чем занимается "Курчатовский институт"?
Часть 44 - Ускорительные новости из Дубны - октябрь 2022
Часть 45 - Инжектор для ИССИ4+ «СКИФ»: первые пучки
Часть 46 - Тем временем на Марсе
Часть 47 - Строительство СКИФ всё же завершится в 2024
Часть 48 - "КИСИ-Курчатов" повысит свою классность
Часть 49 - Трезвый взгляд на грустные перспективы
Часть 50 - Саров протягивает руку Протвино

Метки: ИССИ4 «СКИФ» ИЯФ СО РАН инжектор линейного ускорителя а.батраков а.левичев г.дерновой

Комментарии (0)

Строительство СКИФ всё же завершится в 2024

Дневник

Вторник, 29 Ноября 2022 г. 22:37 + в цитатник

Ход строительства СКИФ в наукограде Кольцово обсудили в полпредстве СФО

В настоящее время на площадке выполнены работы по устройству оснований и фундаментов основных зданий, продолжается прокладка инженерных коммуникаций.

Во время рабочей встречи полномочный представитель Президента Российской Федерации в Сибирском Федеральном округе Анатолий Серышев и директор Института катализа имени Г.К. Борескова СО РАН, академик Валерий Бухтияров обсудили ход строительства Центра коллективного пользования «Сибирский кольцевой источник фотонов» (СКИФ) в наукограде Кольцово. Были затронуты и дополнительные вопросы, возникшие в ходе строительства, в том числе, сложности связанные с поставкой оборудования в связи с введением санкций. Рассматривались пути их разрешения и меры по соблюдению графика строительства.

Полпред подчеркнул важность реализации этого приоритетного для всего Сибирского федерального округа проекта. Научная установка класса «мегасайенс» – синхротрон «СКИФ» станет первым в мире источником синхротронного излучения поколения 4+ с энергией 3 ГэВ.

Директор ЦКП «СКИФ» Евгений Левичев сообщил, что в настоящее время продолжается изготовление ускорительного оборудования, инжекторная часть изготовлена на 90%, на линейном ускорителе получен первый пучок электронов - с его ускорением до 50 МэВ.

Финансирование одного из крупнейших в России проектов в области научно- исследовательской инфраструктуры за последние десятилетия осуществляется в рамках национального проекта «Наука и университеты». Инженерное и технологическое оборудование разместится в комплексе зданий и сооружений на общей площади 30 гектаров. Строительство планируется завершить в 2024 году. Общая стоимость объекта – более 47 миллиардов рублей.

Институт катализа СО РАН является застройщиком и заказчиком объекта, генеральный проектировщик – АО «Центральный проектно-технологический институт», генеральный подрядчик по строительству – АО «Концерн Титан-2», генподрядчик по оборудованию – Институт ядерной физики имени Г.И. Будкера Сибирского отделения Российской академии наук. В настоящее время по основным зданиям – накопителя, инжектора, двух экспериментальных станций, административно-бытового корпуса – выполнены работы по устройству оснований и фундаментов, продолжается прокладка инженерных коммуникаций.

Опубликовано: Ирина Мараховская, 28.11.2022

Серия сообщений "Наука /продолжение -2/":
Часть 1 - Как всегда, в конце июня
Часть 2 - Пролить свет на тёмную составляющую
...
Часть 45 - Инжектор для ИССИ4+ «СКИФ»: первые пучки
Часть 46 - Тем временем на Марсе
Часть 47 - Строительство СКИФ всё же завершится в 2024
Часть 48 - "КИСИ-Курчатов" повысит свою классность
Часть 49 - Трезвый взгляд на грустные перспективы
Часть 50 - Саров протягивает руку Протвино

Метки: сибирский синхротрон наукоград Кольцово А.Серышев В.Бухтияров «СКИФ» ИЯФ СО РАН И.Мараховская

Комментарии (0)

Для чего пригодится синхротрон СКИФ

Дневник

Суббота, 23 Мая 2020 г. 13:29 + в цитатник

Передовой установке найдут множество интересных применений

Ученые рассказали, для чего пригодится новосибирский синхротрон СКИФ

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.

эскиз к проекту ЦКП СКИФ / пресс-служба ИЯФ им. Будкера СО РАН/

- 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.

По материалам: Сергей Ягупов, «МК», 03.04.2019

Серия сообщений "Наука /продолжение -2/":
Часть 1 - Как всегда, в конце июня
Часть 2 - Пролить свет на тёмную составляющую
...
Часть 29 - Трудный выбор развития Протвино. Что дальше?
Часть 30 - Начата реализация проекта "СКИФ"
Часть 31 - Для чего пригодится синхротрон СКИФ
Часть 32 - А что сказал бы академик Курчатов?
Часть 33 - IСHEP - 2020 в Праге
...
Часть 48 - "КИСИ-Курчатов" повысит свою классность
Часть 49 - Трезвый взгляд на грустные перспективы
Часть 50 - Саров протягивает руку Протвино

Метки: ИЯФ СО РАН СКИФ И.Мешков Р.Максютов А.Дуб И.Долбня ESRF MAX-IV

Комментарии (0)

БНЗТ: с точностью до клетки

Дневник

Среда, 11 Января 2017 г. 20:14 + в цитатник

Сибирская установка для лечения рака названа идеальной

Выживаемость после бор-нейтронзахватной терапии достигает 50%

ijaf_logo (123x74, 3Kb)

Институт ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН возглавит научные работы по внедрению бор-нейтронзахватной терапии (БНЗТ) рака в клиническую практику в России. Программа научных исследований объединяет усилия нескольких институтов, чтобы в самом ближайшем будущем построить установки для удаления злокачественных опухолей с помощью этой уникальной методики.

С точностью до клетки

Несмотря на то что технология БНЗТ известна в мире уже более полувека (впервые идея использования такой терапии была высказана в США в 1936 году), реализовать ее массово никому пока не удалось из-за больших сложностей с достижением нужных для лечения параметров пучка эпитепловых нейтронов. Чтобы уничтожить максимальное количество опухолевой ткани, пучок должен иметь большую плотность потока в довольно узком энергетическом диапазоне. Перед облучением пациенту вводят борсодержащее вещество, которое доставляет бор в клетки опухоли. При облучении в клетках опухоли происходит ядерная реакция с выделением энергии, микроскопический взрыв ядер бора, уничтожающий только те клетки, в которых накоплен бор. Ни одна хирургическая операция не способна выполнить удаление пораженных тканей с такой точностью. При этом общая доза облучения организма в медицине считается толерантной.

Уникальность технологии БНЗТ состоит в том, что нейтроны находят опухолевые клетки с бором и уничтожают их, даже если они расположены не локально, а рассыпаны по всему организму. Фактически она позволяет лечить пациентов даже на стадии метастазирования. Для некоторых видов опухолей, не имеющих четких границ, БНЗТ является если не панацеей, то единственным шансом на спасение пациента. К ним относятся глиобластомы мозга, метастазы меланомы, опухоли шеи, мезотелиома плевры и гепатоцеллюлярная карцинома.

Впервые БНЗТ была реализована в США на ядерном реакторе еще в 60-х годах ХХ века. Ядерный реактор, вне сомнения, не мог быть поставлен в клинику как прибор для лечения пациентов. Поэтому технология была научно-экспериментальная. В те годы еще не существовало технических возможностей и остро не хватало знаний, которые позволили бы создать качественную и безопасную установку для таких манипуляций.

С 1952 по 1962 год в Брукхейвенской национальной лаборатории и Массачусетском институте технологий (MIT) США облучению нейтронами на реакторе подверглись 44 пациента. Непростым делом оказался и правильный подбор лекарства для доставки и накопления бора в опухолевых тканях. По этой причине лечение этих пациентов прошло безуспешно. Первые медицинские ошибки обернулись скандалами и судами, которые на многие годы отбили у Америки охоту связываться с этой технологией. Однако после вспышки меланом (в конце 1980-х годов выявлено более 4 тыс. пациентов) США возобновили работу с БНЗТ. В конце 1990-х годов облучению на реакторах в MIT и Брукхейвене были подвергнуты более 50 пациентов.

Национальная технология nucmed1 (172x99, 9Kb)

С 1967 года эксперименты по лечению онкобольных с помощью БНЗТ начались в Японии, где их инициировал тот же самый врач, который начинал эти работы в США. Профессор Хатанака проводил терапию безнадежных больных с опухолями головного мозга третьей-четвертой стадии. Находясь совсем рядом с ядерным реактором, он делал трепанацию, хирургически удалял большую часть опухоли, а затем насыщал оставшиеся ткани бором и облучал их нейтронами непосредственно на открытом черепе. 33% пациентов спустя пять лет после операций оставались в живых, хотя, согласно общей практике до операции, им оставалось жить считанные месяцы. При этом никакой деградации мозга у пациентов не наблюдалось.

Спустя несколько лет выживаемость выросла до 50%. Эксперименты японских ученых стали настоящим прорывом, который доказал необходимость развития БНЗТ во всем мире. Вскоре эту технологию стали применять не только для лечения опухолей головного мозга, но и для других высоколетальных онкозаболеваний с различной локализацией. На сегодняшний день в Японии на ядерных реакторах пролечены уже более 1000 пациентов.

Япония, к сожалению, пока единственная страна в мире, где технология БНЗТ используется в медицинской практике, причем только для своих граждан. И хотя будущая установка с идеальными характеристиками там еще не построена, для спасения человеческих жизней подходят и те параметры, которых им удалось достичь в последние годы. Сейчас в Японии одновременно строят сразу три установки БНЗТ, но уже не на основе ядерного реактора, а на основе ускорителя заряженных частиц. Поскольку такие технологии являются самым передним краем науки, крупные компании Mitsubishi, Hitachi и IBA посчитали создание этих установок делом чести и вызовом времени. В других странах эти программы финансируются в основном из госбюджета. Во всем мире сегодня функционируют 14 исследовательских центров БНЗТ.

Стоимость всего комплекса работ, включая строительство специализированного здания, ориентировочно составляет около 1 млрд руб. Заинтересованность в российском проекте проявляют медицинские организации, научные институты, университеты и представители профильных министерств. Окончательный сценарий финансирования проекта и место размещения установки БНЗТ для клинической практики пока не выбраны.

Мировые лидеры medik_rbru (170x120, 9Kb)

Сегодня среди лидеров направления можно уверенно назвать Россию и Японию, но такие работы ведутся и в Финляндии, Италии, Франции, Израиле, Аргентине, Англии, Китае, на Тайване, в Испании и некоторых других странах. Не одно десятилетие ушло на то, чтобы ученые выяснили, какие параметры пучка необходимы для идеального проведения БНЗТ. Слишком быстрые нейтроны приносят организму лишнюю дозу облучения, слишком медленные не могут глубоко проникать. Не меньше времени было затрачено на практическое создание ускорителя заряженных частиц с необходимым током. Технология оказалась настолько непредсказуемой и капризной, что на ее освоение сотрудникам Института ядерной физики Сибирского отделения (ИЯФ СО) РАН потребовалось 18 лет. Японские коллеги до сих пор пытаются повторить их рекорд.

Последние исследования ученых ИЯФ СО РАН показали, что для реализации технологии идеально подходит протонный пучок с энергией пучка 2,3 МэВ и током 5-10 мА, сбрасываемый для генерации нейтронов на тонкую литиевую мишень.

— Мы выяснили, что именно в этом режиме получается сделать поток нейтронов, лучше которого создать уже невозможно,— рассказал руководитель лаборатории БНЗТ, ведущий научный сотрудник ИЯФ СО РАН Сергей Таскаев.— Для его создания нам понадобится немного увеличить энергию и ток протонного пучка и сделать так, чтобы установка могла стабильно и долго работать в этом режиме. Мы изготовили новую мишень для генерации нейтронов, в которой учли результаты недавно проведенных научных исследований, и приступили к монтажу системы формирования пучка нейтронов, в которой реализованы ряд новых идей.

Помимо Института ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН как исполнителя ускорительного источника нейтронов в проекте реализации технологии примут участие два института химического профиля. Институт органической химии СО РАН и Институт элементоорганических соединений им. А. Н. Несмеянова РАН будут разрабатывать отечественный препарат адресной доставки бора в клетки опухоли, создадут аналог зарубежного препарата борфенилаланина и выпустят его опытную партию. После этого они планируют разрабатывать свой оригинальный, более эффективный препарат. Томский НИИ онкологии согласился заниматься внедрением БНЗТ для лечения пациентов.

На октябрьском конгрессе по БНЗТ, который прошел в США, расчетную установку сибирских физиков назвали идеальной. При получении необходимого финансирования первый экземпляр установки может быть создан за пару лет. Это будет первая в мире установка БНЗТ, которую можно будет помещать в клинику для лечения онкологических пациентов. У руководства области и страны еще есть немного времени для подготовки необходимой базы — строительства специализированного онкологического центра с помещением, приспособленным для соответствующих операций и установки многотонного оборудования.

Ни одна хирургическая операция не способна выполнить удаление пораженных тканей с такой точностью, как бор-нейтронзахватная терапия

По материалам (текст) : Мария Роговая, "Коммерсантъ Наука" ( №1/2016)

Серия сообщений "Ядерная медицина. Балакин.":
Часть 1 - В ИФВЭ можно развивать ядерную медицину
Часть 2 - Ускорители идут на помощь онкологам
...
Часть 44 - Стартовало протонное онколечние в Обнинске
Часть 45 - Дубна предлагает тиражировать циклотроны
Часть 46 - БНЗТ: с точностью до клетки
Часть 47 - Онкотерапия Дубны прирастёт циклотронами
Часть 48 - На форуме Росатома - о ядерной медицине
Часть 49 - Балакин против Уйбы: "Прометеус" лучше
Часть 50 - В Протвино поговорили о кластере

Метки: ИЯФ СО РАН БНЗТ Хатанака онкотерапия ядерная медицина

LiveInternetLiveInternet

-Метки

-Рубрики

-Поиск по дневнику

-Подписка по e-mail

-Сообщества

-Статистика

Записи с меткой ияф со ран

О проекте коллайдера «Супер С-тау фабрика»

Дневник

Отставники ЦЕРН в ИЯФ без работы не останутся

Дневник

«Возвращались со словами: В ИЯФ – лучше!»

Дневник

Налажено производство фронтендов ЦКП «СКИФ»

Дневник

Прошла Конференция ускорительщиков RuPAC'23

Дневник

Здесь будет Центр коллективного пользования

Дневник

Инжектор для ИССИ4+ «СКИФ»: первые пучки

Дневник

Строительство СКИФ всё же завершится в 2024

Дневник

Для чего пригодится синхротрон СКИФ

Дневник

БНЗТ: с точностью до клетки

Дневник