Институт день за днем

В плане перспективного развития ОИЯИ на семь лет предусмотрено развитие исследований в области физики конденсированных сред на пучках синхротронного излучения. Незадолго до сессии Комитета полномочных представителей в РНЦ "Курчатовский институт" был завершен физический запуск установки ОИЯИ - станции энергодисперсионной EXAFS спектроскопии. Это событие произошло 21 марта и стало знаковым для специалистов, работающих в областях физики конденсированных сред, радиационного материаловедения, биологии.

Измерительный комплекс установки. На пульте управления - заведующий лабораторией РНЦ КИ А.В.Забелин.
Дирекция ОИЯИ обеспечила возможности создания своей установки на уже работающем источнике СИ в "Курчатовском институте". Еще на этапе запуска источника СИ в 1996 году было подписано соглашение ОИЯИ с РНЦ КИ (Е.П.Велихов) о нашем участии в работах по использованию СИ в физике твердого тела. Мы решили создать установку в области исследования аморфных сред методом спектроскопии поглощения рентгеновских лучей (EXAFS спектроскопия). Этот метод позволяет определить плотность распределения атомов в реальной структуре стеклоподобного, аморфного состояния, имеющего так называемый ближний порядок. Он широко используется в физике твердого тела для исследования структуры, фазовых переходов, в материаловедении, в биологии для исследования структуры металлопротеинов.

В европейских центрах СИ метод EXAFS спектроскопии занимает около 40 процентов времени всех исследований. С точки зрения научной программы ОИЯИ эти исследования дополнят методы, развитые с использованием нейтронов на ИБР-2. При создании станции EXAFS спектроскопии мы решили реализовать энергодисперсионный метод, когда спектр поглощения рентгеновских лучей формируется монохроматором в виде одномерного распределения рентгеновского излучения в области энергетической фокусировки. Это обстоятельство позволяет получить экспериментальный результат с временным разрешением до 0,1 мс, в отличие от классического метода, когда измерение по точкам EXAFS спектра занимает около двух-трех часов. Подобный энергодисперсионный метод позволит исследовать влияние внешних воздействий на исследуемый образец - таких как давление, температура, магнитное поле, химическая реакция и т.д.

Одна из важнейших частей станции - ретнгеновский монохроматор с триангулярным кристаллом кремния. Оборудование изготовлено в Институте кристаллографии РАН.
По исходным параметрам наш прибор не уступает европейским. В России такой создан впервые. Ориентировочная цена западных аналогов составляет от 600-900 тысяч долларов. Начали мы с нуля. Нам показали окно выхода рентгеновского излучения из накопителя, и мы сами спроектировали и изготовили канал для транспортировки излучения до входного монохроматора. Из-за высоких требований на точностные характеристики механических узлов лишь одно предприятия в СНГ смогло осуществить разработку данного проекта. Это специализированное Конструкторское бюро точного машиностроения (КБТМ) в Минске. Объективные трудности с финансированием, с одной стороны, и сложность работ по получению проектных параметров пучка СИ на накопителе Сибирь-2, с другой стороны, привели к некоторому затягиванию работ, начавшихся в 2000 году. Ситуация значительно изменилась после подписания в 2002 году совместного плана-графика по созданию установки с руководством Института кристаллографии РАН и Центра синхротронных исследований под общим руководством члена-корреспондента РАН М.В.Ковальчука.

В соответствии с этим планом дирекция ОИЯИ за счет долевого взноса профинансировала работы в Минске по изготовлению основных узлов EXAFS спектрометра. Неоценимую помощь нам оказал директор Центра физики частиц и высоких энергий профессор Н.М.Шумейко, который сумел в трудных условиях обеспечить необходимый график финансирования работ. Все узлы в соответствии с контрактом вовремя были изготовлены совместным белорусско-японским предприятием "СОЛАР ТИИ".

Благодаря слаженной работе трех организаций: СП "СОЛАР ТИИ" (директор В.Д.Копачевский), Институт синхротронных исследований (директор В.В.Квардаков), ОИЯИ, - удалось выполнить все этапы работ: доставка оборудования из Минска, прием и проверка в Москве, монтаж основных узлов на пучке синхротронного излучения, последующая юстировка.

Этап последовательной наладки основных узлов EXAFS станции продолжался более двух лет и с конца 2006 года вступил в решающую фазу. Благодаря активной помощи первого заместителя директора РНЦ КИ профессора В.Л.Аксенова, заведующего лабораторией А.Н.Артемьева, А.В.Забелина 21 марта общие усилия увенчались успехом - были получены первые EXAFS спектры, правда, еще не очень яркие, но, тем не менее, для нас очень дорогие.

Станция EXAFS спектроскопии начала свою работу. Еще предстоит немало сделать. Опять многое упирается в деньги. Но самое главное - есть уверенность, что выбрана правильная концепция станции и основного оборудования. Нет никаких сомнений, что эта установка позволит ОИЯИ и странам-участницам приобщиться к исследованиям на пучках СИ как на своей станции, так и на других установках РНЦ КИ. Одна из важнейших частей станции - ретнгеновский монохроматор с триангулярным кристаллом кремния. Оборудование изготовлено в Институте кристаллографии РАН.

С. ТЮТЮННИКОВ, и.о. заместителя директора ЛФЧ