Ускорители для науки и медицины. Студентам провели экскурсию по Институту ядерной физики СО РАН

Один из семи работающих в мире коллайдеров, установка для бор-нейтронозахватной терапии онкозаболеваний и важнейшее для запуска Сибирского кольцевого источника фотонов (СКИФ) отечественное оборудование. Уникальные установки для физических экспериментов показали студентам российских вузов. 30 мая в Институте ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН в рамках нацпроекта «Наука и университеты» прошел студенческий тур, организованный порталом «Научная Россия».

На работающем в ИЯФ СО РАН коллайдере ВЭПП-2000 ученые изучают физику сильного взаимодействия в диапазоне энергий от 200 МэВ до 2 ГэВ: это область энергии, в которой только начинают рождаться сильно взаимодействующие частицы. Это один из основных научных проектов института. Об этом студентам рассказал заместитель директора по научной работе Иван Логашенко.

Во время экскурсии к коллайдеру ученый рассказал участникам студенческого тура о представленных в апреле результатах эксперимента, проводившегося с помощью детектора КМД-3. Исследования показали, что вероятность рождения пары субатомных частиц ― пионов ― в результате столкновения пучков электронов и позитронов выше, чем данные, которые ученые в мире получали последние 60 лет. Эту вероятность используют для расчета вклада в аномальный магнитный момент мюона (АМММ), отражающий силу взаимодействия частицы с магнитным полем. В перспективе исследования могут дать больше информации о существовании еще неизвестных частиц и сил ― «новой физики».

«В текущей конфигурации мы планируем работать еще один-два года. Это позволит нам набрать весь объем данных, который исходно планировался для этих экспериментов. После этого мы планируем остановиться года на три, провести модернизацию. Потом будет еще один цикл экспериментов, лет пять с модернизированными экспериментами и улучшенным коллайдером», ― рассказал студентам о планах работы на коллайдере ВЭПП-2000 Иван Логашенко.

Участникам студенческого тура также рассказали об уникальной установке для лечения онкологических заболеваний. Ученые ИЯФ СО РАН создали компактный ускоритель для бор-нейтронозахватной терапии (БНЗТ) ― это перспективный метод лечения злокачественных опухолей. С помощью препаратов в опухолевых клетках накапливается изотоп бор-10, который затем с помощью установки облучают эпитепловыми нейтронами. В результате происходит реакция с большим выделением энергии, и клетка разрушается.

«Это самая высокотехнологичная методика удаления клеток злокачественных опухолей», ― прокомментировал главный научный сотрудник ИЯФ СО РАН доктор физико-математических наук Сергей Таскаев. Первый опыт лечения опухолей с помощью БНЗТ прошел в Китае, куда ученые ранее отправили установку. А сейчас в ИЯФ СО РАН готовят второй образец устройства, который отправится в НМИЦ онкологии им. Н.Н. Блохина.

Студентам также рассказали о последних разработках института. На пресс-конференции, посвященной созданию отечественного оборудования для ЦКП  «СКИФ», сотрудники института представили созданный в ИЯФ СО РАН клистрон. Этот высокочастотный усилитель с выходной мощностью более 50 МВтт нужен для ускорения пучка электронов в линейном ускорителе до 200 МэВ.

«Мы решили важнейшую проблему, которая встала перед нами в связи с закрытием возможности покупать высокотехнологичное оборудование в развитых странах Запада и в Японии. Речь шла об очень мощных усилителях СВЧ, так называемых клистронах, которые являются необходимой частью, фактически неким “двигателем” для линейного ускорителя, начальной части “СКИФ” », ― рассказал на пресс-конференции директор ИЯФ СО РАН академик Павел Логачев. 

Изначально клистроны планировали закупать в Японии, однако из-за введенных санкций компания разорвала контракт, и новосибирские ученые создали отечественное устройство. Клистрон, созданный в ИЯФ СО РАН, установлен на испытательном стенде. Для работы линейного ускорителя СКИФ «Линак-20» необходимы три клистрона и дополнительно один запасной. Производство уже запущено, и в следующем году высокочастотные усилители будут готовы.

«Сомнения в том, что мы их сделаем, у нас не было, потому что ничего кардинально сложного нет, но вопрос был во времени: как быстро мы успеем сделать эти устройства для СКИФ. <…> Спустя год мы действительно имеем этот клистрон, он работает около месяца в хорошем надежном режиме», ― сказал заместитель директора ИЯФ РАН по научной работе член-корреспондент РАН Евгений Левичев.

В конце студенческого тура для участников провели экскурсию к первой очереди линейного ускорителя «Линак-20» и к созданному в институте клистрону.

Материал подготовлен при поддержке Министерства науки и высшего образования РФ и Российской академии наук