Поделиться
Создан первый отечественный рентгеновский детектор для строящегося российского синхротрона
Ученые ТГУ и ИЯФ СО РАН собрали и уже протестировали первый координатный детектор на полупроводниках Gintos, который необходим для запуска станции изучения быстропротекающих процессов на строящемся российском синхротроне СКИФ. Технология существовала в Советском Союзе, но она была утрачена в постсоветское время и теперь детектор пришлось создавать заново.
Полупроводниковый детектор для СКИФ
Первый координатный детектор на полупроводниках Gintos собрали и протестировали ученые Томского государственного университета (ТГУ) и Института ядерной физики (ИЯФ) СО РАН. Он будет установлен на исследовательской станции для изучения быстропротекающих процессов синхротрона «Сибирский кольцевой источник фотонов» (СКИФ), пишет ТАСС.
Рентгеновский детектор — это ключевая единица всех экспериментальных станций источника синхротронного излучения, без них невозможен ни один исследовательский проект, сказал замдиректора ЦКП «СКИФ» по научной работе Ян Зубавичус. При этом технологии изготовления детекторов в постсоветское время в России были утрачены, приборы закупались за рубежом. «Сейчас стране очень нужны свои детекторы, поэтому результат работы ученых ТГУ и ИЯФ СО РАН - это существенный технологический прорыв», — отметил Зубавичус.
Планируется создать еще четыре детектора другого типа для станции изучения быстропротекающих процессов, запуск которой назначен на 2025 г. Центр коллективного пользования «Сибирский кольцевой источник фотонов» Института катализа СО РАН строится в новосибирском наукограде Кольцово. Это проект класса мегасайенс с синхротроном поколения «4+».
В нем будут проводить исследования с яркими и интенсивными пучками рентгеновского излучения в области химии, физики, материаловедения, биологии, геологии, гуманитарных наук. Директор ИЯФ Павел Логачев отметил, что в первую очередь работы на установке будут идти для нужд обороны и безопасности страны, что отличает российский проект от зарубежных, которые в оборонно-промышленном комплексе не используются.
В июне 2024 г. на СКИФ начали сборку научного оборудования. Полномочный представителя Президента Российской Федерации в Сибирском федеральном округе Анатолий Серышев сказал тогда телеканалу «Вести. Новосибирск», что проект позволит создать Российской Федерации «существенный задел для лидерства в технологической сфере, прежде всего в отраслях промышленности и микроэлектронике».
Возможности прибора
Сенсоры на основе арсенида галлия, компенсированного хромом, будут производить съемку со скоростью до 10 млн кадров в секунду, говорится в сообщении пресс-службы ТГУ.
«Полупроводниковые сенсоры преобразуют фотонный сигнал в электрический, а электроника регистрирует этот сигнал и передает изображение в компьютер. Количество кадров очень велико, поэтому результат съемки это не отдельные изображения, а фильм», — пояснил руководитель команды разработчиков, завлабораторией детекторов синхротронного излучения ТГУ Олег Толбанов.
На синхротронах в разных странах в основном используются кремниевые детекторы, однако на СКИФ будут проводиться эксперименты с излучением более высокой энергии, на которой у кремния низкая эффективность, объяснили ученые. компенсированный хромом. Арсенид галлия, компенсированный хромом обладает повышенной радиационной стойкостью и чувствительностью к рентгеновскому излучению.
«Сенсоры на основе арсенида галлия позволяют работать с очень высокой энергией квантов, это дает возможность просвечивать более массивные объекты. Gintos - это первый шаг к расширению диапазона инструментальной базы, которая позволит решать больший спектр исследовательских задач», — сказал Толбанова.
Российский синхротрон
СКИФ представляет собой комплекс из 34 зданий и сооружений, а также инженерного и технологического оборудования, обеспечивающий выполнение научных исследований на пучках синхротронного излучения.
«На строительство выделено более 37 млрд руб. Создание центра позволит обеспечить Сибирский регион и страну в целом, современной исследовательской инфраструктурой, позволяющей проводить исследования нового уровня в различных областях науки, каких еще не было в России. Проект также будет стимулировать развитие промышленности, рождение и освоение новейших технологий», — приводятся на сайте СКИФ слова заместителя Председателя Правительства Дмитрия Чернышенко, сказанные на торжественной церемонии, посвященной началу строительства центра коллективного пользования СКИФ в наукограде Кольцово в августе 2021 г.
По словам Логачева, подобные установки создаются в США, Японии, Китае, Европе, но там нет таких параметров. На вопрос журнала «Наука и жизнь», в чем заключается уникальность параметров СКИФ, осенью 2023 г. он ответил: «В яркости. В малом размере электронного пучка и в очень точных и качественных устройствах формирования синхротронного излучения».
Короткая ссылка
