Мегасайенс – залог научного успеха страны

Схема ускорительно-накопительного комплекса «КИСИ-Курчатов». Фото сайта kcsni.nrcki.ru

Мегаустановки в современном научном мире – важный элемент технологического суверенитета, показатель уровня научного потенциала страны.

Федеральной научно-технической программой (ФНТП) развития синхротронных и нейтронных исследований и исследовательской инфраструктуры предусмотрено создание распределенной сети научных центров на базе источников синхротронного излучения (СИ) и нейтронов. Это подразумевает создание уникального источника синхротронного излучения четвертого поколения с рентгеновским лазером на свободных электронах «СИЛА» (Протвино), глубокую модернизацию единственного в России специализированного источника синхротронного излучения «КИСИ-Курчатов» (Москва), создание исследовательских станций международного центра нейтронных исследований на базе высокопоточного реактора «ПИК» (Гатчина), источника синхротронного излучения поколения 4+ «СКИФ» (Кольцово) и синхротрона «РИФ» на острове Русский.

Кроме того, в рамках ФНТП создается Научно-образовательный центр ядерной медицины, который включает в себя комплекс протонной лучевой терапии и первый в России комплекс ионно-лучевой терапии на базе протонного ускорителя У-70 в Протвино, онкоофтальмологический комплекс на базе циклотрона в Гатчине, комплекс для производства радиоизотопов в Москве и Гатчине. В сотрудничестве с научными и медицинскими организациями будет проводиться клиническая апробация современных методов диагностики и лечения, а также нового отечественного оборудования. Научный руководитель программы – Национальный исследовательский центр (НИЦ) «Курчатовский институт». Все проекты ФНТП имеют большой потенциал для международного сотрудничества.

Флагманский проект программы – «СИЛА» («СИнхротрон ЛАзер»). Это междисциплинарная установка класса «мегасайенс» для исследований по целому ряду направлений физики, химии, материаловедения, биологии и медицины. Ее уникальность – в объединении кольцевого ускорителя (источника синхротронного излучения) и рентгеновского лазера на свободных электронах в единую исследовательскую инфраструктуру. В экспериментальном зале «СИЛА» разместится более 50 исследовательских станций и лабораторий. Параметры источника «СИЛА» будут превосходить крупнейшие синхротроны мира: периметр основного накопителя – более 1100 м, энергия электронов – 6 ГэВ, широкий диапазон энергий СИ – от десятков электронвольт до сотен килоэлектронвольт, высокая яркость и пространственная когерентность. Такие характеристики позволяют изучать динамику различных систем со сверхвысоким фемтосекундным разрешением по времени и открывают новую область пространственно-временных масштабов.

Понимание на атомном уровне таких процессов, как формирование структуры материалов, химические реакции, белковая динамика в клетках и вирусах открывает принципиально новые горизонты практически во всех областях науки. Полученные знания позволят разрабатывать перспективные методы диагностики и лечения болезней, развивать промышленные технологии, связанные с катализом, химическим синтезом, переработкой полезных ископаемых, создавать материалы с уникальными свойствами, например, для аккумуляторов и водородной энергетики, наноэлектронные компоненты, сверхтвердые и самовосстанавливающиеся покрытия и др.

Проекты класса «мегасайенс», создаваемые на территории Российской Федерации по национальному проекту «Наука и университеты», – важная основа для международного сотрудничества.Обсуждения форматов взаимодействия, научных программ проходят на многих площадках в рамках Союзного государства, стран СНГ и БРИКС. В 2021 году НИЦ «Курчатовский институт» получил статус базовой организации стран СНГ по развитию исследовательской инфраструктуры класса «мегасайенс». Например, совместно с научными организациями Республики Беларусь формируется программа экспериментов и создания исследовательского оборудования в Международном центре нейтронных исследований на базе реакторного комплекса «ПИК» в Гатчине.

В рамках действующих крупных международных проектов (XFEL – рентгеновский лазер на свободных электронах в Германии, ESRF – Европейский источник синхротронного излучения во Франции, CERN – Европейская организация ядерных исследований в Швейцарии, включающая Большой адронный коллайдер, ITER – Международный экспериментальный термоядерный реактор во Франции) Россия продолжает выполнять все принятые обязательства и остается полноценным участником, несмотря на ограничения в получении виз для российских ученых и усложнение логистики.

Эти проекты созданы при ключевом участии нашей страны и не смогут полноценно развиваться без опоры на сотрудничество с Россией. Это понимают и наши иностранные коллеги. Наша задача – сохранить сотрудничество в области науки и технологий. Взаимодействие ученых всего мира в последнее столетие уже неоднократно помогало решать сложные глобальные проблемы.

Установки «мегасайенс» – основа формирования принципиально нового научного ландшафта в России, центры притяжения для ведущих ученых и талантливой молодежи. Сегодня, в Десятилетие науки и технологий, в том числе благодаря нашему международному сотрудничеству мы обладаем всеми необходимыми научными компетенциями и технологическим потенциалом для реализации собственной программы «мегасайенс».