Курчатовский источник синхротронного излучения

Здание Курчатовского синхротрона.

Курчатовский Источник Синхротронного Излучения (КИСИ) позволяет получать синхротронное излучение в ИК, УФ и рентгеновской областях спектра, которое используется во многих областях науки: в медицине, физике, биологии, химии и других. КИСИ представляет собой сложный инженерный комплекс, в состав которого входит линейный ускоритель электронов, а также малое накопительное кольцо «Сибирь-1» и большое накопительное кольцо «Сибирь-2».

Как и остальные мировые синхротроны, Курчатовский источник СИ является установкой коллективного пользования, на источнике действует совет, принимающий заявки на проведение совместных экспериментов с использованием синхротронного излучения. Формы заявки на проведение экспериментов размещены на сайте синхротрона.

История

Строительство Курчатовского синхротрона началось в 1986 году (заложен первый камень). К лету 1989 года был в конструкциях закончен экспериментальный зал, начались отделочные работы. Далее в результате сложной экономической ситуации строительство шло малыми темпами, и первый пучок излучения из большого накопителя (Сибирь-2) был получен лишь в декабре 1999 года. Торжественное открытие Курчатовского синхротрона в декабре 1999 года посетил премьер-министр РФ В.В. Путин.

Ускоритель электронов

Ускоритель курчатовского синхротрона был разработан и изготовлен новосибирским Институтом ядерной физики СО РАН, одним из признанных мировых лидеров в области физики ускорителей. Ускоритель состоит из инжекционной системы — линейный ускоритель и бустерный синхротрон Сибирь-1, — и накопительного кольца Сибирь-2 на энергию электронного пучка 2.5 ГэВ. В промежутках между инжекцией в большой накопитель Сибирь-1 используется как самостоятельный источник вакуумного ультрафиолета.

Излучение большого накопителя генерируется поворотными магнитами - поле 1,7 Т, критическая энергия 7,1 кэВ, а также сверхпроводящим сильнопольным вигглером - поле 7,5 Т; 19 полюсов. Из накопителя Сибирь-1 выведено 3 канала из поворотных магнитов.

Параметры накопителей	«Сибирь-2»	«Сибирь-1»
Энергия, ГэВ	2.5	0.45
Ток, мА	100	150
Длина орбиты, м	124.1	8.7
Число пучков из поворот. магнитов	24	8
Время жизни, час	10	6

Экспериментальные станции

В настоящее время на синхротроне существует 13 экспериментальных станций в рентгеновской области спектра, а также 3 станции вакуумного ультрафиолета.

Станции на ускорителе Сибирь-1 (ВУФ)

• ФЭС (D4.1) — станция фотоэлектронной спектроскопии.
• СПЕКТР (D4.2) — станция спектроскопии конденсированного состояния.
• ЛОКУС (D4.3)— станция люминесцентных и оптических исследований.

Станции на ускорителе Сибирь-2 (Рентгеновское излучение)

• Ленгмюр (K1.2) — станция по исследованию плёнок на поверхности жидкости и твёрдых тел методами стоячих рентгеновских волн.
• Рентгеновское кино (K1.3a).
• СТМ (K1.3b) — структурное материаловедение.
• РСА (1.4) — рентгеноструктурный анализ порошков — станция на канале вигглера.
• РТ-МТ (K1.6) — рентгеновской топографии и микротомографии.
• Гамма (K3.1) — станция для исследования фотоядерных реакций.
• Медиана (K4.3) — медицинской и материаловедческой диагностики.
• Белок (K4.4e) — станция белковой кристаллографии.
• РКФМ (K4.6) — рентгеновская кристаллография и физическое материаловедение.
• РЕФРА (K5.6) — рентгеновская рефракционная оптика.
• EXAFS-D (K6.2) — рентгеновская спектроскопия поглощения в пространственно-дисперсионной моде.
• LIGA (K6.3) — станция глубокой рентгеновской литографии.
• ПРО (K6.6) — прецизионная рентгеновская оптика. Станция, позволяющая проводить эксперименты по плосковолновой рентгеновской дифракции.

Реализуемые методики

На синхротроне ведутся исследования:

• Рентгеноструктурного анализа моно- и поликристаллических образцов и макромолекул (белковая кристаллография);
• Методами рентгеновских стоячих волны, в том числе слоев на поверхности жидкости;
• Малоугловое рассеяние рентгеновских лучей;
• EXAFS-спектроскопия (спектроскопия рентгеновского поглощения), в т.ч. в пространственно-дисперсионной моде;
• Рентгенооптические исследования, разработка рентгенооптических элементов;
• Получение рентгеновских изображений с использованием в том числе фазочувствтительных методов;
• Рентгеновская микротомография;
• Глубокая рентгеновская литография.

Дополнительные методики

В экспериментальном зале курчатовского синхротрона размещена также чистая зона (8 класс по ISO). В данной зоне размещены различные группы оборудования — атомно-силовые микроскопы, Нанофаб, установка молекулярно-пучковой эпитаксии (производства компании SemiTEq).

В ближайшее время планируется создание в чистой зоне станции фотоэлектронной спектроскопии с угловым разрешением, и сопряжение данной станции с комплексом Нанофаб. Сопряжение станции позволит проводить исследования образцов, изготовленных в комплексе Нанофаб, без нарушения вакуума и загрязнения поверхности образца.

См. также

Синхротронное излучение Специализированные источники синхротронного излучения

Внешние ссылки

• Курчатовский источник синхротронного излучения (КИСИ)
• За создание уникальной техники группа московских и сибирских ученых выдвинута на соискание премии правительства

Для улучшения этой статьи желательно?: Добавить иллюстрации.