Курчатовский источник синхротронного излучения

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».

Сибирь-2
Здание Курчатовского синхротрона.
Тип	Синхротрон
Назначение	Источник СИ
Страна	Россия
Лаборатория	Курчатовский институт
Годы работы	1999 -
Технические параметры
Частицы	электроны
Энергия	2.5 ГэВ
Периметр/длина	124.13 м
Бетатронные частоты	7.77, 6.70
Ток пучка	300 мА
Длина сгустка	4.6 см
Время жизни	30 ч
Критическая энергия фотонов	7.1 кэВ
Прочая информация
Географические координаты	55°47′47″ с. ш. 37°28′32″ в. д.HGЯO
Сайт	kcsni.nrcki.ru

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 1 октября 1999 года посетил тогдашний премьер-министр РФ В. В. Путин.

Ускорительно-накопительный комплекс

Комплекс был разработан и изготовлен новосибирским Институтом ядерной физики СО РАН, одним из признанных мировых лидеров в области физики ускорителей. Он состоит из инжекционной системы — линейного ускорителя и бустерного синхротрона «Сибирь-1», — и синхротрона «Сибирь-2», который является источником жесткого синхротронного излучения с критической энергией 7,1 кэВ. В промежутках между инжекциями в большой накопитель, «Сибирь-1» используется как самостоятельный источник мягкого рентгена и вакуумного ультрафиолета с критической энергией 201 эВ.

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

Также, на «Сибири-2» установлен сверхпроводящий сильнопольный вигглер — поле 7,5 Т; 19 полюсов.

Экспериментальные станции

В настоящее время установлены 14 экспериментальных станций на синхротроне «Сибирь-2», а также 4 станции на синхротроне «Сибирь-1».

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.
• Метрология (D3.3)

Станции на ускорителе Сибирь-2 (Рентгеновское излучение)

• Ленгмюр (K1.2) — станция по исследованию плёнок на поверхности жидкости 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.
• ФАЗА (К2.3) — станция фазочувствительных методов исследования вещества.
• 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 том числе 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

Ссылки

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