Учёные Национального центра физики и математики (НЦФМ) представили программу перспективных исследований в области ядерной фотоники на сверхъярком источнике комптоновского излучения (ИКИ) НЦФМ. Они рассказали о планах по развитию многофункционального ускорительного комплекса класса «мегасайенс» и исследованиях в рамках направления НЦФМ «Ядерная и радиационная физика» на научном семинаре Национального центра в рамках Десятилетия науки и технологий в России.
Научный руководитель НЦФМ академик РАН Александр Сергеев отметил, что создание источника комптоновского излучения является важным этапом в процессе создания многофункционального ускорительного комплекса НЦФМ, проект востребован в научном сообществе, поэтому будет осуществляться в максимально возможные сжатые сроки.
«Проект по созданию источника комптоновского излучения связан с созданием многофункционального ускорительного комплекса – одного из трех флагманских проектов НЦФМ класса «мегасайенс» вместе с экзаваттным лазером и фотонной вычислительной машиной. Сейчас идут работы над определением достижимых параметров ИКИ. Мы говорим о жестких гамма-квантах с энергией более 100 МэВ. Создание такого источника приведет к развитию новой области науки – ядерной фотоники, позволит изучать процессы, происходящие в нуклонах. Проект важен как для развития различных направлений фундаментальной науки, так и в прикладном значении: для получения результатов в области биологии, медицины, материаловедения, быстропротекающих процессов, адронной физики», - рассказал Александр Сергеев, подчеркнув, что перед российскими учёными стоит задача достичь гораздо большей интенсивности, чем на уже существующих в мире подобных источниках.
Сопредседатель направления НЦФМ «Ядерная и радиационная физика», директор Института ядерной и радиационной физики РФЯЦ-ВНИИЭФ член-корреспондент РАН Николай Завьялов рассказал об исследованиях в области физики и техники новых ускорителей, физики космического излучения, радиационных процессов и ядерной физики, которые ведутся в рамках научной программы НЦФМ. Он отметил, что создаваемый источник комптоновского излучения в будущем станет частью многофункционального ускорительного комплекса класса «мегасайенс», который также планируют создать в Национальном центре физики и математики в Сарове.
«На сегодняшний день мы практически подошли к завершению облика источника комптоновского излучения, параметры и характеристики которого принципиально зависят от поставленных научных задач: ускоритель с энергией электронов до 2 ГэВ, два накопительных кольца, канал вывода электронов из линейного ускорителя для генерации сверхъяркого комптоновского излучения, лазерные системы пикосекундной длительности (с энергией до 1 Дж). Энергия квантов в ИКИ составит от 1 кэВ до 300 МэВ со средней интенсивностью пучка 1010-1011 квантов/с. Параллельно мы начинаем разрабатывать методики, с помощью которых будем проводить исследования на источнике», - поделился планами Николай Завьялов.
Николай Завьялов также рассказал о сроках реализации проекта. В частности, по его словам, сейчас готовится техническое задание на возведение здания комплекса ИКИ, проектирование которого, по плану, завершится к 2024 году. Само строительство должно быть завершено в 2027 году, а физический запуск ИКИ планируется в 2028 году.
В ходе обсуждения доклада научный руководитель НЦФМ Александр Сергеев предложил в рамках направления НЦФМ «Ядерная и радиационная физика» разработать специальную образовательную программу для подготовки молодых специалистов и магистрантов МГУ Саров к исследовательской работе на будущей установке ИКИ.
Член секции НТС НЦФМ «Ядерная и радиационная физика», главный научный сотрудник Объединённого института ядерных исследований член-корреспондент РАН Леонид Григоренко представил проект научной программы перспективных исследований в области ядерной фотоники на сверхъярком ИКИ НЦФМ. По его словам, директор Института ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН, сопредседатель секции НТС НЦФМ «Ядерная и радиационная физика» академик РАН Павел Логачёв предложил назвать источник комптоновского излучения – ИНОК (ИНтенсивный Обратный Комптон).
«На первой стадии создания ИКИ НЦФМ планируется ввести в эксплуатацию малое накопительное кольцо с энергией электронов 70-100 МэВ для генерации квазимонохроматического рентгеновского излучения с энергией до 180 кэВ и проводить исследования в области материаловедения, неразрушающего контроля, биологии. Второе кольцо ускорительного комплекса предполагает энергию электронов до 2-х ГэВ, что позволит получать комптоновские гамма-кванты с энергией до сотни МэВ для задач ядерной фотоники и до нескольких сотен МэВ для задач адронной фотоники. Также мы получаем возможность ставить эксперименты на выведенном электронном пучке большой интенсивности и малой длительности импульса. Комплекс ИКИ – это первый этап проекта многофункционального ускорительного комплекса Национального центра физики и математики», - отметил Леонид Григоренко.
В Институте ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН уже осуществляют эскизную проработку проекта ИКИ НЦФМ.
Как отметили докладчики, многие российские учёные и специалисты проявили большую заинтересованность своего участия в проекте. В частности, на данном этапе сформировался консорциум представителей Института ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН, Института прикладной физики им. А.В. Гапонова-Грехова РАН, МГУ им. М.В. Ломоносова, РФЯЦ-ВНИИЭФ, Национального исследовательского ядерного университета МИФИ, Объединённого института ядерных исследований и других крупных исследовательских организаций.