Физика

Игра российских «-тронов»: построят ли «СКИФ»

Кто и как борется за выполнение программы синхротронных исследований

Проект ЦКП «СКИФ»

Пресс-служба ПО ЦКП «СКИФ»

Судьба СКИФ под угрозой со стороны проекта Курчатовского института, считают академики Сибирского отделения РАН. На прошлой неделе общее его собрание выразило свою озабоченность в специальной резолюции. В чем именно эксперты и новосибирские ученые видят риски для megascience-установки, для кого и для чего она предназначена, а также кто и как собирается ее строить — в материале Indicator.Ru.

Источник синхротронного излучения четвертого поколения «СКИФ» («Сибирский кольцевой источник фотонов») — одна из megascience-установок, которые в России планируется создать в ходе нацпроекта «Наука». Он должен быть построен в Новосибирской области к 2024 году как крупный центр коллективного пользования, где исследования под синхротронным излучением будут проводить биологи, химики, геологи, физики, материаловеды.

Синхротронное излучение в устройствах, подобных проектируемому СКИФ, вызывается движением заряженных частиц с релятивистскими (околосветовыми) скоростями по искривленным магнитным полем траекториям. Наиболее важная для исследований в разных дисциплинах составляющая в спектре синхротронного излучения испускается в рентгеновском диапазоне. Это рентгеновское излучение на много порядков — в триллионы раз — ярче, чем то, которое можно получить с помощью традиционной рентгеновской трубки. Синхротронное излучение используют для детального изучения вещества, вплоть до атомарной структуры, в биологических тканях, геологических породах, новых материалах, археологических артефактах и так далее.
Indicator.Ru
Справка

Сейчас в России действует всего два центра синхротронного излучения: в национальном исследовательском центре «Курчатовский институт» и в Институте ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН. Но эти установки устарели по ряду важных параметров. Ключевой среди них — эмиттанс, который характеризует занимаемый пучком заряженных частиц объем фазового пространства. Чем ниже этот показатель, тем ярче пучок частиц. Он становится узконаправленным, так что можно изучать образцы в более высоком разрешении и за короткое время. В частности, это создает возможности для исследования быстропротекающих процессов. Специализированную станцию для этих задач предполагается создать на СКИФ. Его запланированный эмиттанс — не более 75 пикометров (одной триллионной метра)/радиан. К примеру, у источника, действующего в Курчатовском институте, эмиттанс выше более чем в тысячу раз — 98 нанометров (одна миллиардная доля метра)/радиан. Это выводит будущий новосибирский источник в число синхротронов четвертого поколения.

Профессор Института лазерных и плазменных технологий МИФИ Алексей Менушенков уверен, что СКИФ будет реальным конкурентом европейским источникам синхротронного излучения, в том числе шведскому источнику четвертого поколения MAX-IV. Это гарантирует его востребованность по крайней мере для ученых СО РАН и других научных организаций Сибири: «Для сибирского региона эта машина решает все проблемы. В то же время для европейской части РФ, включая Москву и Петербург, исследователям дешевле долететь до Европы. Но при налаженной инфраструктуре это не будет решающим препятствием для проведения экспериментов». Другой профессор МИФИ, научный сотрудник исследовательского центра «Немецкий электронный синхротрон» (DESY) Иван Вартанянц считает, что для выводов о востребованности комплекса пока слишком мало информации: «Многое будет зависеть от того, какие экспериментальные станции, под какие задачи и какого уровня будут построены. И тут, к сожалению, много вопросов, так как такое масштабное строительство не происходит без международного совета наблюдателей, которого пока (у СКИФ, — прим. Indicator.Ru) нет».

Согласно опубликованному в конце июля указу президента «О мерах по развитию синхротронных и нейтронных исследований и исследовательской инфраструктуры в Российской Федерации», источник синхротронного излучения поколения 4+ должен быть создан в Новосибирской области к 2024 году. Помощник директора ИЯФ СО РАН по перспективным проектам и руководитель проектного офиса СКИФ Яков Ракшун называет этот срок ограниченным, но реализуемым. «У наиболее близких (по характеристикам, — прим. Indicator.Ru) зарубежных источников MAX-IV (Швеция) и Sirius (Бразилия) фаза строительства заняла 54 и 46 месяцев, соответственно, то есть 4–4,5 года. При этом стройку синхротрона Sirius останавливали из-за неопределенности бюджета», — рассказывает специалист. Он отмечает, что у проектного офиса есть идеи, как уложиться в срок, оптимизировав последовательность этапов строительства, заранее закупая материалы, производя элементы будущей конструкции как можно ближе к площадке строительства в Новосибирской области. Кроме того, у ИЯФ есть готовые проектные решения, испытанные при строительстве зарубежных источников, которые можно применить и в создании СКИФа.

Однако риск срыва сроков, по мнению новосибирских ученых, все же существует. В публичное пространство первые опасения проникли в конце августа, когда стало известно, что первые 500 млн рублей на создание установки так и не дошли до Новосибирска. Общая стоимость создания СКИФа предварительно оценивается в 37,1 млрд рублей. Строительство планируется начать в 2021 году, а до этого в 2019 и в 2020 году участники проекта должны ежегодно получать из федерального бюджета по полмиллиарда. Однако в 2019 году средства еще не поступали. В Минобрнауки называют задержку финансирования «технической» и уверяют, что она не скажется на сроках реализации проекта.

«Финансирование должно поступить после выхода постановления правительства о федеральной адресной инвестиционной программе», — поясняет Ракшун. Необходимые для этого материалы были направлены в минэкономразвития и минфин, как указано на сайте проекта, еще 6 мая. По словам Ракшуна, задание на проектирование, технико-ценовой аудит проекта и другие важные документы уже согласованы всеми министерствами, но постановление еще не вышло. До сих пор все работы — разработку концептуального проекта инженерно-строительной инфраструктуры СКИФа, технико-ценовой аудит проекта — оплачивали Институт катализа СО РАН (он выполняет функции заказчика проекта) и ИЯФ из своих внебюджетных средств. Точных сумм Ракшун не назвал, но отметил, что речь идет о миллионах рублей.

Яков Ракшун

УППНД СО РАН

Руководитель проектного офиса подчеркивает, что новосибирские институты — далеко не единственные организации, вовлеченные в создание СКИФ. Уже более полутора лет над проектом работают научные лаборатории и группы во многих вузах и институтах, например Балтийский федеральный университет им. И. Канта разрабатывает рентгеновскую оптику на средства федеральной целевой программы (выделено более 100 млн руб.), Новосибирский государственный университет открыл программы подготовки специалистов в области синхротронных исследований и т. д. Чтобы сроки не сорвались и подготовленные специально для СКИФ молодые специалисты получили работу в России, необходимо начать инженерные изыскания на выделенном под строительство земельном участке уже в этом году, до того, как установится снежный покров. «Наши люди готовы работать и в непогоду», — сообщил Ракшун. Но платить из своих средств за эти изыскания институты СО РАН, похоже, уже не собираются. Тем более что наряду с задержкой финансирования судьбе СКИФа угрожает, как считают академики Сибирского отделения, еще и альтернативный проект от Курчатовского института, который назначен головной организацией всей федеральной программы развития синхротронных и нейтронных исследований.

Существование такого проекта при отсутствии о нем официальной информации упоминается в резолюции, принятой общим собранием СО РАН. Оперативный комментарий НИЦ о существовании такого проекта Indicator.Ru получить не удалось. Как рассказал Яков Ракшун, на научных мероприятиях обсуждались планы Курчатовского института по созданию источника синхротронного излучения с энергией 6 ГэВ — в два раза больше, чем по проекту СКИФ. Но сам проект научному сообществу представлен не был, и, по мнению Ракшуна, эту идею нельзя считать полноценной альтернативой СКИФ: «Над проектом ЦКП "СКИФ" — источника синхротронного излучения поколения 4+ с энергией 3 ГэВ — около двух лет работает не одна сотня специалистов из научных институтов и вузов. Концепция и физические параметры нашего источника синхротронного излучения оптимальны для методов исследований и научных задач, которые будут решаться с помощью этого уникального для страны инструмента».

Ученые СО РАН и других организаций, вовлеченных в проект СКИФ, отвергают идею строительства синхротрона с более высокой энергией по трем основным причинам. Во-первых, разработанный в Новосибирске проект уже готов к реализации, а резкое изменение плана с трех на шесть ГэВ потребует времени на проектирование, причем и стоимость, и сроки строительства вырастут. Если СКИФ можно построить к 2024 году, сооружение синхротронного источника с энергией в 6 ГэВ потребует от шести лет. Бюджет такого проекта тоже будет как минимум вдвое больше. «Логика очень проста: стоимость строительства ускорительного комплекса приблизительно пропорциональна периметру установки», — поясняет Ракшун. «В случае ЦКП "СКИФ" с энергией 3 ГэВ для достижения минимального эмиттанса достаточно периметра в 476 м, тогда как машине Курчатовского института с энергией 6 ГэВ для выхода на аналогичные параметры потребуется, согласно опубликованным расчетам, периметр в диапазоне 1100–2200 м. Аналогично, ежегодные эксплуатационные расходы на источник 6 ГэВ выше». Во-вторых, как считают в Новосибирске, увеличение энергии не даст никаких значимых преимуществ, большинство исследователей работают с излучением, которое можно получить на энергии 3 ГэВ. И в-третьих, то, что судьба сибирского синхротрона может быть спланирована без участия сибирских ученых, особенно возмущает академиков. По их мнению, специалистов из Сибири недостаточно привлекают к разработке проекта Федеральной научно-технической программы развития синхротронных и нейтронных исследований и исследовательской инфраструктуры на 2019–2027 годы. «Это подрывает основы региональной политики РФ, нарушает принципы связанности и ставит под угрозу научно-технологическое развитие Сибирского региона и России в целом», — цитирует текст резолюции общего собрания СО РАН «Наука в Сибири».

Вице-президент РАН Алексей Хохлов также считает, что синхротрон в Новосибирской области должен строиться по сибирскому проекту. Эксперты, с которыми Indicator.Ru обсуждал этот вопрос, уверены, что противоречие между проектами с разными характеристиками лежит не в научной, а в политической плоскости. «Какое политическое решение будет принято, то и надо будет реализовывать. Опять же, принятию политического решения могла бы помочь независимая международная экспертиза», — отмечает Вартанянц.

Как рассказал Ракшун, общее собрание СО РАН уже направило в РАН свои предложения к разработанному в Минобрнауки проекту федеральной программы развития синхротронных и нейтронных исследований. В подготовке этих дополнений участвовали ведущие специалисты практически всех институтов новосибирского Академгородка, томского и красноярского научных центров. Проект будет внесен в правительство до конца сентября. Когда состоится совет по реализации программы развития синхротронных и нейтронных исследований, пока неизвестно. Новосибирские физики собираются отстаивать на заседании свой вариант, подчеркивает Ракшун: «Наша позиция открыта и хорошо аргументирована. Необходимо выполнить указ президента России Владимира Путина в срок, надежно и качественно. И своевременное строительство ЦКП "СКИФ" гарантирует соблюдение всех этих условий». Но совет, в состав которого указом президента включены вице-премьер Татьяна Голикова, помощник президента Андрей Фурсенко, министр науки и высшего образования Михаил Котюков, представители РАН, научных фондов, промышленности и ряда министерств, лишь только определился с составом и еще не утвердил характеристики синхротрона четвертого поколения. Только после этого его проектирование и строительство — с определенными, а возможно, и переопределенными советом характеристиками — могут быть продолжены.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.

Подписывайтесь на Indicator.Ru в соцсетях: Facebook, ВКонтакте, Twitter, Telegram, Одноклассники.