МАРК: Многоканальный Аналитический Рентгеновский Комплекс

В Балтийском федеральном университете им. И. Канта сотрудниками ФИАН совместно со специалистами университета запущен прототип первого в России исследовательского ренгеновского центра на базе источника с жидким анодом.

• 
• tour3

На фото: Проект исследовательского центра на базе рентгеновского источника с жидким анодом (Источник: Турьянский А.Г.)

Предлагаем вашему вниманию интервью, которое заведующий лабораторией «Рентгеновских методов диагностики наноструктур» ФИАН Александр Турьянский дал пресс-секретарю РАН Сергею Шаракшанэ

Не должен стесняться физик, что говорит на языке, непонятном для других. Чья вина в том, что не понятно? — Разве его? Увы, это мы не проходили — ни в школе, ни в вузе — многое из того, что стало важным сегодня для человечества, это у нас — пробелы. Давайте же проявим обоюдное усилие: пусть читатель попытается понять новое, чего раньше не слышал, а ученый — постарается рассказывать, как можно популярнее.

Стартуем: начинаем говорить о рентгеновском излучении и о синхротронах. Наша цель — не в том, чтобы освоить параграф физики, а в том, чтобы увидеть интересную картину: возникло немалое затруднение буквально на переднем крае науки — для самых разных высокотехнологичных поисков. И оценить, сколь остроумное решение для очень многих исследователей планеты предлагает шведско-российская группа физиков. Итак, схематично: препятствие, которое тормозит — и его преодоление.

Введение же все равно необходимо: что это такое — рентгеновское излучение и синхротроны, и для чего они нужны?

Есть такое понятие — нано-уровень. Нанометр — это размер, причем, столь малый, что он близок к размеру простой молекулы (одна миллионная часть миллиметра). Этот микромир физика стала успешно изучать более века назад. Минуло столетие, и сегодня наука уже так продвинулась, что эта область становится сферой инженерной деятельности — т. е. мы знаем, что хотим, ставим цель и достигаем результат: так человечество получает сегодня новейшие материалы и технологии. А читатели, несмотря на свои пробелы в знаниях, вынуждены будут во все это вникать, т.к. именно эти материалы и технологии станут определять цивилизацию — и производственный, и бытовой мир завтрашнего человечества.

Наноструктуры сегодня уже повсюду. Почти каждый из нас носит мобильный телефон, планшет или ноутбук, в которых работают электронные наноструктуры, и мы все время хотим, чтобы их память была больше, и они работали все быстрее и быстрее. Поэтому на нано-уровне технологические поиски ведутся лабораториями мира необыкновенно активно. И отнюдь не только физиками — но и металлургами, химиками, биологами, специалистами связи и т. д. и т. п. Так рождаются и новые медикаменты, и новые композитные материалы — каждый год синтезируется тысячи новых соединений!

А теперь ключевая, пусть многим и малопонятная фраза — именно рентгеновская аналитика сегодня становится основным источником получения данных для исследователей самого разного профиля. Это объясняется тем, что длина волны рентгеновского излучения может быть выбрана в 10−20 раз меньше нанометра, что и дает возможность получить самую точную информацию о наноструктуре. Однако обычная лабораторная техника для этого плохо подходит, она отстает в технических параметрах и в аналитических возможностях — у нее низка яркость источников на базе обычных рентгеновских трубок, эффективность которых меньше 1%. Это хуже, чем обычная лампочка накаливания. А как раз высокая яркость источника — и есть главное условие для методов фокусировки рентгеновского излучения, позволяющих проводить измерения наноструктур. В итоге исследователю, чтобы провести необходимые измерения, надо со своим образцом оказаться там, где есть оборудование, дающее рентгеновское излучение с очень высокой яркостью. Т. е. надо приехать к синхротрону — уникальной современной машине по производству научно-технологических результатов и знаний!

В мире действует свыше полусотни синхротронов, хотя по-настоящему ценятся среди ученых и являются эффективными — чуть более пяти-шести. Есть, например, лучший европейский синхротрон — во Франции в Гренобле (кстати, его соинвестором в доле 6% совсем недавно стала Россия).

• 
• tour1

На фото: Европейский синхротрон ESRF в Гренобле (Франция). Длина накопительного кольца составляет 844 м, энергия электронов — 6 ГэВ (Photo: P. Ginter, ESRF)

Эффективность синхротрона определяется по соотношению числа публикаций к затраченным на это средствам. Ближайший конкурент научного центра в Гренобле отстает по этому показателю в два раза, остальные отстают еще больше. Вот, в общем-то — и все! А стремятся сюда попасть и что-то для себя измерить ученые огромного числа научных направлений всех развитых и многих развивающихся стран. Образуется нечто вроде «автомобильной пробки», причем, именно там, где сегодня проходит стрежень технологического развития планеты. Вот об этой «научно-технической пробке» и о решении по ее ликвидации — рассказ А.Г. Турьянского, российского ученого, доктора физ.-мат. наук, зав. лабораторией рентгеновских методов диагностики наноструктур Физического института им. П.Н. Лебедева.

• 
• tour6

На фото: Александр Турьянский (слева) и Олег Коновалов. Синхротронный канал TROIKA, ESRF, Гренобль

 — Александр Георгиевич, мы соглашаемся чуть-чуть углубиться в физику, расскажите — что же такое синхротрон?

— Синхротрон это ускоритель электронов. Обычно это комплекс из двух специализированных ускорителей и накопительного кольца, в которое ускорителем вбрасываются сгустки электронов (банчи). Это кольцо имеет очень большой диаметр — примерно с футбольное поле — по которому электроны двигаются скоростью, близкой к скорости света. Рассеяния частиц пучка, однако, не происходит, поскольку в установке поддерживается сверхвысокий вакуум. Сгустки электронов могут находится в таком кольце сутками до смены режимы работы синхротрона.

Но установка только внешне выглядит кольцом — и в нашем рассказе это существенно. Это — большой многоугольник. Электроны двигаются по прямолинейной траектории на значительном участке, но потом поворачивают на небольшой угол. Этот поворот происходит не сам по себе, его делают поворотными магнитами. Для чего это нужно? В месте поворота электрон испытывают ускорение — в данном случае поворотное ускорение — и из электронов выходит пучок фотонов: это и есть интенсивная генерация рентгеновского излучения — то, ради чего все задумано. Это и есть источник.

И теперь, чтобы исследователи могли этим источником воспользоваться, в этом месте пристраивается некая измерительная структура — автономная пользовательская экспериментальная станция. Или, как принято говорить у физиков — КАНАЛ.

Сегодня общественности более всего известен «Большой адронный коллайдер» в ЦЕРН (Швейцария) с длиной кольца 26.7 км, где недавно обнаружили знаменитый бозон Хиггса.

Годовой бюджет крупных синхротронов — более ста миллионов долларов, т. е. часто больше, чем научный бюджет средней страны. Но отчасти имеет место окупаемость — приезжающие пользователи оплачивают синхротронное время, а оно недешевое.

Синхротрон — самый яркий источник рентгеновского излучения. Оговоримся: заработал еще более яркий — рентгеновский лазер на свободных электронах в Стэнфорде (США), но разговор сегодня не о нем. Сделаем еще оговорку: в передовых странах перешли к синхротронам третьего поколения: здесь в прямолинейные участки движения электрона встраиваются большие группы поворотных магнитов (десятки и даже сотни) — т.н. «ондуляторы», они позволяют увеличить яркость синхротрона еще на несколько порядков. Рентгеновское излучение из ондулятора направляется в исследовательский канал. Электроны в ондуляторе не теряются и поворачиваются магнитом в соседний участок, где опять стоит ондулятор, который генерирует излучение в другой канал. И так далее по всему кольцу. Разумеется, электроны при прохождении через каждый ондулятор теряют часть энергии. Но на кольце есть специальное устройство, которое компенсирует потери. Впрочем, в популярном рассказе опустим множество технических деталей. Скажем лишь, что синхротрон таким образом работает круглосуточно. Между прочим, среди ученых очень популярны именно ночные спокойные рабочие часы. Для каждой задачи существует оптимальная яркость синхротрона, поэтому он запускается в определенном режиме — чтобы было определенное количество сгустков электронов с определенной энергией и с определенной дистанцией между ними, и сторонние пользователи, арендующие время на канале, стараются встроиться в режим, оптимальный конкретно для их задачи.

Но, увы — на хорошо оборудованный канал пробиться трудно, источник недоступен для очень и очень многих исследователей. Между спросом на высокотехнологичную рентгеновскую аналитику и предложением — возник большой разрыв. По конкурсу заявок на синхротронное время на лучшие измерительные канала проходит примерно одна из пяти-шести, хотя многие даже заявку не подают, понимая, что безнадежно.

 — Допустим, я — рядовой пользователь, расскажите о моих трудностях.

— Вы подаете заявку на канал, а это означает, что в том исследовательском учреждении, где вы работаете, вы должны «выбить» у администрации немалые деньги — одна смена на канале синхротрона, т. е. 8 часов, стоит 4 тыс. евро, а вам нужна для серьезной работы обычно неделя, да плюс командировочные расходы. Затем вы должны получить визу для въезда в страну, где находится синхротрон. Далее, большая проблема также и в том, что вы не сможете провести исследования на синхротронном канале без серьезной научно-технической поддержки его персонала. Кроме того, обычно уже на месте оказывается, что нужны какие-то дополнительные приспособления, без которых ваша аппаратура «не встает» и т. д. (к счастью, скажем, на Гренобльском синхротроне есть свое довольно мощное конструкторское бюро и вам — за деньги! — сделают такое приспособление за несколько дней). Поэтому рекомендуют: еще до подачи заявки надо лично приехать на канал и все детально проговорить с его специалистами. На экспертном совете рассмотрят вашу заявку, но отнюдь не в течение недели, а в течение семи-восьми месяцев и — результат с большой вероятностью «ноль». Потому что у большинства пользователей нет достаточного опыта, чтобы написать хороший проект, который будет одобрен экспертным советом. Значит, ваш проект просто отошлют вам обратно «по формальным признакам». И уж почти совсем нереально получить от канала «добро» молодым специалистам, которым, к тому же, гораздо труднее для этого мероприятия достать деньги.

Вот — цепь порогов, которые перекрывают доступ к самым передовым технологиям для широкого круга специалистов.

— А можно все-таки как-то быстрее пробиться на синхротронный канал что называется через запасной вход?

— Да, такая возможность действительно существует, хотя она довольно мала. Вы можете ее реализовать, если ваша разработка или идея находится на самом переднем крае. Дело в том, что на лучших синхротронах существует продуманная и неуклонно проводимая научно-техническая политика, и руководитель каждого канала поставлен администрацией синхротрона в жесткие условия — в течение ближайших нескольких лет произвести на канале апгрейд (модернизацию, обновление аппаратуры), причем, с заблаговременным объявлением «идеологии» этого апгрейда. Поэтому руководитель канала всерьез интересуется любой тематикой, которая в перспективе с этой целью ему может быть полезна, и он может вас пустить на измерения без очереди во время технических работ по обслуживанию и настройки оборудования канала. Такая совместная работа «с черного хода» на самом деле часто оказывается очень полезной. Она позволяет быстро преодолеть бюрократические барьеры и решить еще одну принципиальную проблему синхротронного центра — конфиденциальность. У вас есть новая оригинальная идея — изложите ее сначала достаточно подробно в проекте для экспертного совета. А синхротронное время мы может быть вам дадим через 7−8 месяцев, а может быть проверим сначала сами. Увы, научная этика не всегда соблюдается. Но, разумеется, нельзя всерьез говорить, что это и есть реальный доступ на канал. Если же вы хотите провести стандартные исследования — все очень жестко и строго: в очередь!

— Но, может, положение скоро улучшится? Например, построят новые синхротроны?

— Нет, в ближайшее годы положение не изменится, поскольку в передовых зарубежных странах основное финансирование экспериментальной базы запланировано на строительство новых мощных фемтосекундных источников — рентгеновских лазеров на свободных электронах, с оценочной стоимостью для пользователя однодневной рабочей смены около 100 тыс. долларов, и с временем ожидания смены — до двух лет. Это означает, что и самые современные лазерные каналы также станут еще более малодоступными.

— Т. е. перспектива строительства этих самых гигантов — «рентгеновских лазеров на свободных электронах» — не снимает актуальность вашего решения, о котором вы намерены здесь рассказать?

— Наоборот, актуальность возрастает. Я, между прочим, активно участвовал в рабочих совещаниях по строительству европейского рентгеновского лазера на свободных электронах. Это — гигантский проект со стоимостью (на сегодняшний день) 1,2 млрд евро, финансирует его двенадцать стран: половину дает Германия, четверть — Россия, остальные страны оставшуюся четверть. Т. е. Россия — серьезный участник. Этот фемтосекундный рентгеновский источник позволит решать уникальные задачи. В тысячу раз меньшая длительность импульса на рентгеновском лазере, чем на действующих синхротронах, даст огромный рывок в области анализа быстропротекающих процессов. А человечество не может обойтись без этих исследований, поскольку быстропротекающие процессы пока для нас «terra incognita», т. е. неизведанная земля — мы просто не знаем, как многие из них происходят, а они являются ключевым для понимания фундаментальных явлений в физике и химии.

Казалось бы: почему же, в этом случае, в рабочих совещаниях, но правда в кулуарах, уже высказывается пессимизм по поводу европейского проекта? Все просто: потому, что этот проект будет третьим по счету — американский уже работает, а сейчас идет запуск японского лазера на свободных электронах, и на них намечено (и уже производится) грандиозное количество различных программ и исследований. Т. е. исследователи, которые работают на них первыми, «снимут все сливки». Когда, примерно через два года по завершении европейского проекта, на нем начнутся исследования, к тому времени наиболее приоритетные, интересные задачи исследователи успеют решить. Я привел этот пример, чтобы подчеркнуть мысль, основополагающую для нашего рассказа: политика повторения изначально обрекает на отставание!

— Но ведь если ты отстаешь, если обречен на бег вдогонку — что тебе остается, кроме повторения?

— Вовсе нет, можно идти другим путем. Проиллюстрирую также современным примером. Сейчас по этому европейскому проекту достраивается линейный ускоритель с протяженностью два километра. А японцы, которых всерьез не воспринимали, сказали: мы спроектируем линейный ускоритель длиной менее километра. Немецкая сторона пожала плечами — а если у вас не получится? Деньги вылетят в трубу. Нет уж, мы лучше будем строить свои километры, но зато гарантировано с необходимыми характеристиками. И что же? Японцы за меньшие деньги построили и запустили канал, который намного короче того, что в европейском проекте. И следствие: если завтра что-то будет проектироваться, то теперь уже в основу будет положен японский проект, а не европейский, а это означает, что без японцев проект будет вообще не осуществить, и они вам будут диктовать все — от и до. А, вероятнее всего, японцы, поработав на своем канале, найдут еще другие новые научно-технические решения и сделают следующий шаг — еще лучше.

— Впечатление, что мы, будто бы уйдя в разговоре в сторону от синхротронов, вышли на критику нашей научно-технической политики…

— Мы не ушли в сторону — здесь самая суть. Раньше в российской научной политике при составлении крупных федеральных целевых программ основное внимание уделялось тому, чтобы решение такой-то задачи осуществлялось за минимальную цену. Это — очень однобокий подход. Сейчас впали в другую крайность: основным достоинством проекта считается — достаточно ли он крупный и достаточно ли большие ресурсы будут туда привлекаться, т. е. речь пошла о мегапроектах. Разумеется, это также — однобокий, порочный подход, если он не базируется на собственных и самых передовых технологиях. Логика мегапроектов, в которых закладывается повторение самых передовых на сегодняшний день достижений программирует отставание! Потому что ведущие исследовательские центры — американские, европейские, японские — оторвались настолько, что тянуться за ними не нужно и бессмысленно. Взять Гренобльский синхротрон — это сложнейший научно-технический центр, до которого нам уже не дотянуться. И ненужно это делать. Необходимо работать и делать апгрейд на уже построенных каналах, поскольку Россия стала участником гренобльского консорциума. А политика — давайте, мол, будем строить и реализовать такие же мегапроекты — на самом деле, есть растрата огромных сумм, вкладываемых, при этом, в отставание! Думая, что создаем системы мирового уровня, мы не только в любом случае опоздаем на 10 лет, но и в принципе не создадим системы именно мирового уровня, поскольку на тех системах каждый год проводиться апгрейд, там уходят вперед.

— Вернемся к «пробке» на синхротронах — предпринимаются ли попытки построить источник рентгеновского излучения на каких-то иных принципах?

— Да, давно появились генераторы с вращающимся анодом, они позволяют в несколько раз, иногда даже на порядок, повысить яркость рентгеновского излучения. Коммерчески — это вполне доступное лабораторное оборудование. Но, увы, достичь параметров, сопоставимых с синхротронными источниками — не удается. А минус, при этом, есть, и большой: потребляемая мощность на измерительный канал на таких генераторах, порой, даже больше чем на синхротроне. Я ездил на один из таких источников на вращающемся аноде — его цена примерно миллион евро, а ведь нужны еще затраты, чтобы вокруг него поставить инфраструктуру. Но, главное — куда выделять тепло? Система водяного охлаждения потребляет ведро в минуту, т. е. расход и воды, и энергии — огромный. Создатели генераторов с вращающимся анодом уперлись в технический предел — дальше двигаться некуда — а ведь получили отнюдь не самый яркий на сегодня источник.

— Давайте перейдем к вашему проекту.

— Работая на синхротронных каналах, мы неоднократно сталкивались с тем, что, то, ради чего ученые стараются попасть на синхротронный канал, многие там не найдут. Порой исследователи имеют дело с очень хрупким физическим объектом, но им кажется: хорошие результаты они получат только на синхротронном канале — вследствие его уникальной яркости и интенсивности рентгеновского излучения. Однако на месте исследователь вдруг сталкивается с тем, что специалисты канала сознательно и собственноручно резко снижает интенсивность синхротронного излучения. Парадокс? — Нет. Дело в том, что детектирующее оборудование — один из ключевых элементов синхротронного канала — это сложные и капризные системы, которые могут работать лишь в определенном динамическом диапазоне. А в режиме, какой нужен пользователю — и это довольно частая ситуация — детектирующая система работать не может, она попросту сгорит, а, значит, нужно вводить серьезные ослабители. Другая очевидная причина — ваш объект является радиационно-чувствительным.

Получается: очень и очень многим «обескураженным» претендентам, которым отказали в заявке на синхротронном канале, а также многим из тех «счастливчиков», которым не отказали, на самом деле, достаточно было бы оборудование, промежуточное по характеристикам между синхротроном и стандартной лабораторной техникой — и уже удалось бы решить свою задачу. Следовательно, остро нужны аналитические системы, которые бы располагали рентгенооптическими возможностями фокусировки излучения, аналогичными тем, что на синхротронах, и были бы доступны широкому классу пользователей.

 — И такое оборудование есть?

— До сих пор его не было. Его предложили мы — Комплекс МАРК: Многоканальный Аналитический Рентгеновский Комплекс, исследовательская система на базе рентгеновского источника нового поколения на жидком аноде!

— Поясните, не понятно! Жидкий анод — это какое-то достижение?

— Шведская группа сделала революционный шаг — отказалась от твердотельного анода. Физика явления такова: аноды рентгеновских трубок, используемые до дня сегодняшнего, были твердотельные — либо вольфрам, либо медь, либо рений, либо молибден. И всегда для специалистов существовала проблема, связанная с нагревом анода, поскольку при высокой мощности он расплавляется. Поэтому названные четыре металла — тугоплавкие и хорошо теплопроводящие. Концепция же шведской группы противоположна: а давайте изначально будем работать с жидким металлом, т. е. будем возбуждать рентгеновское излучение в жидкой струе металла. Кстати, такой металл отнюдь не является экзотикой — это галлий, возьмите кусочек, и он у вас расплавится на руке. К тому же, давление паров у галлия очень низкое даже при достаточно высоких температурах — это означает, что вы можете на жидкую струю галлия направить электронный пучок, и он достигнет струи галлия без какого бы то ни было рассеяния на атомах. С помощью помпы осуществляется непрерывная циркуляция галлия в замкнутом контуре и его пропускание через очень эффективный теплообменник. Отдаленно это напоминает накопительное кольцо синхротрона: там рабочее тело — электроны, здесь — струя жидкого металла. Так шведам удалось создать самый яркий лабораторный источник нового типа. Очень важно, что это микрофокусный источник, что позволяет использовать фокусирующую рентгеновскую оптику и увеличивать рентгеновский поток в пучке в тысячи раз.

• 
• tour2

На рисунке: Микрофокусный рентгеновский источник на жидком аноде MetalJet D2. Слева — принцип генерации потока; справа — общий вид излучателя (Источник: Турьянский А.Г.)

 — Т. е. это — их находка. А в чем же ваше участие?

— С той шведской компанией у нас хорошие связи — деловые и научно-технические. Хотя источник, ими предлагаемый, не дешевый — несколько сотен тысяч долларов — но для университетов и исследовательских институтов он доступный, вполне подъемный деньги. Однако любому потребителю нужен не сам по себе источник, а исследовательская станция на его базе. Вот что оказалось для шведской компании крайне привлекательно: наше предложение по созданию такого центра!

Сказать, что сделать такой центр легко — было  бы шапкозакидательством, тут нужны непростые научно-технические решения. Но мы отнюдь не новички, у нашей лаборатории есть, во-первых, глубокая связь с академической наукой, а во-вторых, есть большой научно-технический задел — накоплен богатый опыт разработки экспериментального оборудования, которое уже изготовлено и успешно эксплуатируется в ряде российских и зарубежных научных центров. А буквально месяц назад в Балтийском федеральном университете им. И. Канта нами совместно со специалистами университета запущен прототип первого в России исследовательского центра на базе источника с жидким анодом. Т. е. мы можем гарантировать запуск в течение одного года первых станций аналитического рентгеновского оборудования. Более того, при необходимости готовы привлечь специалистов, с которыми сотрудничаем на синхротронном канале. И важно, что наши работы знаменуют качественный переход к новой рентгеновской аналитике — системы измерения становятся «умными».

 — Как?! Еще более умными?

— Вы даже не представляете, какие это трудности — пользователям освоить современное оборудование, на котором предстоит проводить измерение. Речь же идет не обязательно о физиках, но также о специалистах, занимающихся материаловедением, синтезом материалов, тонкими технологиями, экологическими проблемами и т. д. Им говорят: хотите начать поработать сами на современном дифрактометре? — У нас нет времени, а это сложная система. Вы для начала должны поехать на месяц на стажировку, и то, что там получите, это еще только стартовые знания. А, на самом деле (и про это вам не говорят), вы там отнюдь еще не станете квалифицированным специалистом по методике измерений и оборудованию.

Когда я говорю, что наши системы измерения будут «умными», то имеется в виду, что мы готовим систему измерения, которая в автоматическом режиме почти все сделает за вас. Она даст возможность пользователю, имеющему минимальную практику, решать задачи, доступные ранее только узким специалистам. Резко снижаются требования к квалификации пользователя при эксплуатации рентгеновского оборудования — просто сформулируйте задачу в общем виде, подготовьте образцы, смонтируйте их с помощью обслуживающего оборудование специалиста — и дальше сработает автоматика и программное обеспечение по обработке данных. Т. е. вам достаточно владеть лишь общими принципами основных методов рентгеновской диагностики.

Не трудно понять, как важна такая минимизация требований к подготовке для широких кругов специалистов, которыми сегодня востребована рентгеновская аналитика! И биологами, и материаловедами, например, остро необходима компьютерная томография высокого разрешения. Мы предлагаем один из каналов МАРКа сделать каналом именно компьютерной томографии с уникальной возможностью анализа химических элементов.

— А как быть, если нужно провести комплексное исследование?

— В этом отношении у МАРК есть решающие преимущества. Вот, например, с какой проблемой сталкиваются исследователи на синхротроне. У него десятки каналов, и, безусловно — совершенных в техническом исполнении! Но вам, к примеру, нужно провести комплексное исследование — значит, вы должны с первого канала пойти на другой, который, скорее всего, устроен совершенно иначе, а, следовательно, на нем понадобятся какие-то новые приспособления. При этом переходе вы демонтируете ваш образец. Каналы разнесены друг от друга не на один десяток метров — это как бы отдельные, защищенные от радиации, исследовательские центры. И поэтому вы не можете это сделать быстро. А это очень важно, особенно при исследовании биологических структур, потому что объект меняет со временем свои характеристики. Но самая большая ваша проблема, что при этом вас попросят написать новый проект, обосновывающий необходимость работы на другом канале.

— Этим мукам вы что-то предлагаете взамен?

— Наша измерительная система сравнительно компактна и концентрируется целиком вокруг источника и вы, ничего не демонтируя, можете передавать свой образец с помощью точной электромеханики с одного измерительного канала на другой, только набирая команды в компьютере. Честно говоря, такая возможность на сегодня — уникальна, и уже только она есть огромный выигрыш во времени для пользователя. Поскольку все уже привыкли на синхротронах, что монтаж образца, юстировка, подгонка — чтобы пучок падал туда, куда нужно, чтобы образец стоял правильно и т.д. — часто занимает львиную долю времени по сравнению с самими измерениями.

• 
• tour4

На фото: Первая станция двухволновой рентгеновской рефлектометрии на базе источника с жидким анодом для анализа нанострукутур. Разработка ФИАН им. П.Н. Лебедева — БФУ им. И. Канта(Источник: Турьянский А.Г.)

Суммируя преимущества нашей системы. Итак, мы ее делаем максимально доступной для специалистов, не занимающихся профессионально рентгеновскими измерениями. Можно с уверенностью сказать: круг потенциальных пользователей возрастет не в разы, а на порядки!

— А цены? Вы уже не раз называли какие-то пугающие цифры…

— Комплекс будет включать несколько экспериментальных рабочих станций, причем стоимость строительства отдельной станции будет раз в десять-пятнадцать меньше стоимости подобной станции в синхротронном центре. Суммарная же оценочная стоимость Комплекса (на сегодняшний день) будет — 5−6 миллионов долларов в зависимости от комплектации. Это, конечно, труднодоступно для отдельной лаборатории, но вполне доступно для ведущих российских университетов и научно-исследовательских институтов. Так Комплексы МАРК, открыв доступ широкому кругу специалистов — в том числе, даже студенческой молодежи! — к самой передовой экспериментальной технике позволят проводить рентгеновские исследования мирового уровня.

— У вас есть представления о том, по какому маршруту пойдет распространение Комплексов МАРК, хотя бы о первых шагах этого маршрута?

— Любой развитой стране для своего прогресса необходимо развитие экспериментальной базы для исследований. И все стоят перед выбором оптимальной стратегии — закупать ли исследовательское оборудование за рубежом, делать ли его самим на отечественных достижениях, или делать в кооперации с зарубежными партнерами? Сегодня импортозамещение, как следствие осложнения международной обстановки, становится для России главным курсом. Комплекс МАРК — вполне в этом русле, он представляет собой дешевую альтернативу синхротрона. Что же касается первых шагов, то к созданию аналитического центра мирового уровня на основе Комплекса МАРК уже проявили практический интерес в Казахстане — в Казахстанско-Британском техническом университете (Алма-Ата).

Далее, лидеры стран БРИКС, как мы все помним, согласовали в этом году перспективы научно-технического сотрудничества. Имеется в виду стандартный набор проверенных направлений — атомная энергетика, нанотехнологии, неядерная экологическая энергетика и т. д., впрочем, в программы будут записаны и новые направления. Нам представляется, что внедрение Комплекса МАРК вполне логично могло бы быть записано в такие программы — Комплексы открывают хорошие перспективы для исследователей всех стран БРИКС.

Предлагаемая нами исследовательская система объективно очень востребована и, главное, мы сейчас можем быть лидерами. Поэтому мы ожидаем интереса к нашим разработкам от компетентных правительственных структур, встреч специалистов по интересам, вполне конкретных решений и действий.

Беседовал Сергей Шаракшанэ

Кстати, а вы знали, что на «Сделано у нас» статьи публикуют посетители, такие же как и вы? И никакой премодерации, согласований и разрешений! Любой может добавить новость. А лучшие попадут в телеграмм @sdelanounas_ru. Подробнее о том как работает наш сайт здесь👈