Проекты XXI века

ARIADNA: в активной фазе исполнения

В последние месяцы состоялся ряд семинаров, совещаний и рабочих встреч, связанных с обсуждением перспектив развития прикладных исследований на комплексе NICA. Так, в конце февраля на общелабораторном семинаре ЛФВЭ инженер Ускорительного отделения А.А.Сливин рассказал о создании соответствующих установок. Создаваемые облучательные станции являются базовым элементом инфраструктуры для прикладных исследований комплекса NICA, получившей в 2021 году название ARIADNA (Applied Research Infrastructure for Advance Development at NICA fAcility). Они предназначены для проведения исследований в нескольких основных направлениях.

Первое - тестирование на радиационную стойкость электронных микросхем и работы по радиационному материаловедению. Данное направление будет реализовываться на двух создаваемых в настоящее время станциях. Для облучения декапсулированных микросхем пучками ионов с энергией 3,2 МэВ/нуклон, выведенных с линейного ускорителя в корпусе №1 ЛФВЭ, в октябре-ноябре прошлого года была смонтирована установка СОЧИ (Станция облучения чипов), и в декабре был осуществлен ее физический пуск с пучком ионов углерода. Весной, по завершении третьего цикла пусконаладочных работ на бустере, работы на станции будут продолжены. Для исследований по радиационному материаловедению и тестирования инкапсулированных микросхем в диапазоне энергий 150-500 МэВ/нуклон в измерительном павильоне корпуса №1 планируется сооружение установки ИСКРА (Испытательная станция компонентов радиоэлектронной аппаратуры).

Второе направление - широкий спектр исследований в области наук о жизни с использованием пучков ионов с энергией в диапазоне 500-1000 МэВ/нуклон. Для них, также в измерительном павильоне корпуса №1, будет создана установка СИМБО (Станция исследований медико-биологических объектов).

Схема расположения установок.

На семинаре была представлена информация о ходе создания станций СОЧИ, ИСКРА и СИМБО, о команде специалистов, изготовителях оборудования, партнерах ОИЯИ, задействованных в этих работах. Создание станций и каналов пучков для прикладных исследований ведется под руководством главного инженера ускорительного комплекса NICA Е.М.Сыресина с определяющим участием в этих работах молодых и талантливых ученых Г.А.Филатова и А.А.Сливина. Кроме того, было подробно рассказано о структуре и внешнем виде установок и входящих в их состав детекторах.

Наибольший прогресс достигнут в создании СОЧИ - уже не только собрано оборудование, но и проведены вакуумные испытания, а также физический пуск на этой станции. Кроме того, были представлены схемы установок ИСКРА и СИМБО, их составные части, параметры, технические характеристики, месторасположение, а также сопутствующие системы - климат-контроль и система диагностики пучка.

Работы по созданию прикладных каналов и станции были начаты в Ускорительном отделении ЛФВЭ в 2019 году, сейчас завершается реконструкция измерительного павильона корпуса №1 ЛФВЭ, где будет размещено оборудование и планируется начало монтажа станций ИСКРА и СИМБО. Пуско-наладочные работы с этими станциями планируется провести в конце 2022 г.

В заключение Алексей Асхарович рассказал о сроках завершения сборки установок. Модератор семинара Е.С.Кокоулина поблагодарила А.А.Сливина за подготовку подробного сообщения в условиях работы в сменах ускорительного сеанса.

Семинар по понятным причинам проходил в режиме видеоконференции, продлился недолго. И это послужило поводом для обращения к заместителю начальника Отделения научно-методических исследований и инноваций ЛФВЭ О.В.Белову с просьбой подробнее рассказать о координируемом им направлении по формированию коллабораций ARIADNA и о мероприятиях по выработке научной программы прикладных исследований на комплексе NICA и развитию сотрудничества с заинтересованными организациями.

- Олег Валерьевич, первый вопрос - что бы вы добавили к докладу А.А.Сливина?

- В дополнение к содержательному докладу Алексея я бы отметил третье направление по разработке перспективных технологий для задач ядерной энергетики, реализуемое под руководством А.А.Балдина. Для таких исследований сейчас создается установка СИЯЭ (Станция для исследований в области ядерной энергетики), которая тоже будет доступна в рамках инфраструктуры ARIADNA. На этой станции проектными параметрами предусмотрен вывод пучков легких ионов с энергией до 4 ГэВ/нуклон. И, конечно же, следует особо подчеркнуть усилия большой команды ученых, инженеров и специалистов, которых удалось сконцентрировать вокруг работ по созданию облучательных станций и каналов ARIADNA. Среди них - сотрудники целого ряда научных и научно-производственных организаций, таких как ОИЯИ, ИТЭФ НИЦ "Курчатовский институт", ООО "Вакуумные системы и технологии" (г. Белгород), ООО "ГИРО-ПРОМ", АО "ИФТП" (г. Дубна), АО "ЭНПО СПЭЛС", НИЯУ МИФИ, ООО "Остек-ЭК", (г. Москва), НИИЯФ МГУ и других.

Важно отметить, что параллельно с деятельностью по созданию каналов и облучательных станций активно прорабатываются элементы научной программы прикладных исследований на комплексе NICA. В последние месяцы эти вопросы обсуждались на многих дискуссионных площадках, включая целый ряд научных конференций, семинаров, совещаний и рабочих встреч.

- Какое из мероприятий вы бы назвали основополагающим в реализации работ, связанных с каналами для прикладных исследований на комплексе NICA?

- В разное время было организовано несколько таких мероприятий. Так, в декабре 2016 года проведено международное совещание BIOMAT, на котором большое внимание было уделено обсуждению подходов к разработке оборудования каналов и облучательных станций. Заметным событием прошлого года, давшим новый импульс проработке научной программы будущих исследований, стал состоявшийся 15-16 сентября Международный круглый стол "Прикладные исследования и инновации на комплексе NICA", собравший более 300 участников из Австралии, Беларуси, Бельгии, Бразилии, Болгарии, Китая, Чехии, Германии, Италии, Японии, Молдовы, Румынии, России, ЮАР, США, Узбекистана, а также из международных организаций - Европейской ассоциации по исследованиям на животных (EARA), Европейского космического агентства (ESA), ЦЕРН, ОИЯИ, исследовательских институтов, научно-производственных компаний, образовательных учреждений и средств массовой информации. По итогам заслушанных докладов и состоявшихся дискуссий принят меморандум круглого стола. В нем участники отметили существенный интерес научного сообщества к вопросам организации прикладных исследований на комплексе NICA и выразили свое мнение по ряду стратегических вопросов о дальнейшем развитии работ. В частности, впервые обсуждалась возможность реализации особого режима ускорения заряженных частиц с быстрой сменой энергии частиц. Отмечена высокая востребованность такого режима пользователями для моделирования воздействия галактических космических лучей на биологические объекты и технологические системы.

Меморандумом круглого стола также закреплена инициатива о создании трех коллабораций в рамках проекта NICA по направлениям прикладных работ, соответствующим назначению создаваемых каналов.

- Какие действия последовали за принятием меморандума?

- В целях реализации этого предложения начата проработка вхождения заинтересованных научных и научно-технических организаций в состав коллабораций. На данный момент в этот процесс вовлечено более двадцати организаций, выразивших намерения о сотрудничестве. По состоянию на начало 2022 года среди активных участников взаимодействия были Институт медико-биологических проблем РАН, ФГБУ "ГНЦ РФ - ФМБЦ имени А.И.Бурназяна", Институт химической физики имени Н.Н.Семенова РАН (г. Москва), ФГБУ "НМИЦ радиологии" Минздрава России и МРНЦ имени А.Ф.Цыба (г. Обнинск), Медицинский университет Пловдива (г. Пловдив), Медицинский и фармацевтический университет имени Н.Тестемицану и Государственный университет Молдовы (г. Кишинев), Белорусский государственный университет (г. Минск), Институт ядерной физики (г. Ташкент), НПК "ADVACAM" (г. Прага), ООО "С-Инновации" (г. Москва) и другие. К настоящему времени на уровне руководства ряда организаций подписаны письма о намерениях по вступлению в коллаборации ARIADNA и началу совместных работ.

- По большому счету, "интенсивная фаза" работ укладывается в два - два с половиной года, совсем немного для таких инициатив...

- Действительно, сейчас эти работы вступили в наиболее активную фазу, когда уже видится перспектива начала экспериментов. При этом также не менее важен будет следующий этап, связанный с развитием и совершенствованием пользовательской инфраструктуры вокруг каналов ARIADNA. Очевидно, что реализация данного этапа будет идти параллельно с первыми экспериментами с учетом возникающих в ходе работы потребностей пользователей.

- Что уже сейчас можно было бы считать подтверждением интереса наших партнеров к этим исследованиям?

- Прежде всего, таким подтверждением можно считать итоги рабочих встреч с партнерскими организациями, по результатам которых копится определенный "портфель" идей и предложений о проведении совместных исследований. Подробно о таких встречах и совещаниях уже сообщалось в вашей газете, поэтому перечислю лишь наиболее значимые из них.

16 сентября 2021 года на полях Международного круглого стола по прикладным исследованиям и инновациям на комплексе NICA состоялась встреча директора ОИЯИ Г.В.Трубникова с директором Института медико-биологических проблем РАН О.И.Орловым. Главным предметом встречи стало обсуждение новых перспектив для реализации исследований по тематике ИМБП РАН с использованием пучков комплекса NICA, применение которых может открыть новую страницу в истории взаимодействия двух институтов. Были обозначены возможности по использованию пучков тяжелых ионов комплекса NICA в задачах ИМБП РАН, связанных с практическими вопросами безопасности пилотируемых космических полетов, а также фундаментальными проблемами космической биологии и медицины. На встрече были затронуты вопросы вхождения ИМБП РАН в коллаборацию на базе мегасайенс-проекта NICA, а также привлечения кадров из профильных научных учреждений, имеющих многолетний опыт и широкую аналитическую базу для получения и обработки результатов.

3-6 ноября состоялся ряд рабочих встреч сотрудников ОИЯИ с представителями Академии наук Республики Молдовы, Государственного университета Молдовы и Медицинского и фармацевтического университета имени Н. Тестемицану. Со стороны организаций Академии наук Республики Молдовы выражено намерение включить исследования с использованием пучков комплекса NICA в число приоритетных направлений программы сотрудничества ОИЯИ-Молдова на следующий период, которая реализуется на конкурсной основе.

На переговорах в Государственном университете Молдовы.

23-25 ноября делегация ЛФВЭ приняла участие в работе Международной конференции "Современные проблемы ядерной энергетики и ядерных технологий" (Ташкент, Узбекистан). В рамках визита состоялся ряд рабочих встреч членов делегации ЛФВЭ с представителями Института ядерной физики АН РУз и Республиканского специализированного научно-практического медицинского центра нейрохирургии при Министерстве здравоохранения Узбекистана. Со стороны узбекских коллег выражена заинтересованность проработать возможность вступления в международные коллаборации по исследованиям в области наук о жизни и по радиационному материаловедению с использованием пучков ускоренных ионов комплекса NICA.

На открытии Международной конференции
"Современные проблемы ядерной энергетики и ядерных технологий" в Ташкенте.

23 декабря состоялось заседание Ученого совета Института химической физики имени Н.Н.Семенова РАН (ФИЦ ХФ РАН), мною было представлено сообщение о перспективах сотрудничества с проектом NICA в части прикладных исследований. Доклад вызвал живое обсуждение среди представителей руководства и членов Ученого совета ФИЦ ХФ РАН, по результатам которого Ученый совет единогласно проголосовал за вхождение института в коллаборацию ARIADNA. По итогам заседания директор ФИЦ ХФ РАН В. А. Надточенко выразил надежду на существенное расширение кооперации с ОИЯИ по обозначенным направлениям.

24 декабря прошло совещание по обсуждению перспектив сотрудничества между ОИЯИ, ФГБУ "НМИЦ радиологии" Минздрава России и МРНЦ имени А.Ф.Цыба в области проведения исследований на комплексе NICA, которое прошло с участием руководителей данных организаций Г.В.Трубникова, А.Д.Каприна и С.А.Иванова. На основе заслушанных сообщений и состоявшегося обсуждения ОИЯИ и ФГБУ "НМИЦ радиологии" Минздрава России выразили готовность подписать письмо о намерениях, по выполнению совместных работ в области наук о жизни с использованием комплекса NICA и вступлению в коллаборацию ARIADNA.

На совещании по обсуждению перспектив сотрудничества
между ОИЯИ, ФГБУ "НМИЦ радиологии" Минздрава России и МРНЦ имени А.Ф.Цыба.

В качестве базовых направлений сотрудничества ОИЯИ и ФГБУ "НМИЦ радиологии" Минздрава России определили разработку новых технологий для совершенствования методов радиотерапии, отработку технологий создания новых радиофармпрепаратов в целях последующего тиражирования и передачи технологий на производство и в медицинские центры, НИОКР в области наук о жизни с использованием пучков ускоренных ионов, включая задачи физико-дозиметрических работ, комбинированного воздействия излучений разного качества на биологические объекты, поиска оптимальных параметров для перспективных радиотерапевтических установок, совместных с другими партнерскими организациями работ в области протонной и ионной радиографии.

26 января состоялся научно-методический семинар по прикладным исследованиям на комплексе NICA, организованный Отделением научно-методических исследований и инноваций ЛФВЭ. К нему присоединились более 50 участников из ряда научных и научно-производственных организаций, в том числе из ОИЯИ, ФГБУ "НМИЦ радиологии" Минздрава России, МРНЦ имени А.Ф.Цыба - филиала ФГБУ "НМИЦ радиологии" Минздрава России, ЗАО "Протом", ИТЭФ имени А.И.Алиханова, НИЦ "Курчатовский институт", НИЯУ МИФИ, а также Президиума Академии наук и Института ядерной физики Академии наук Республики Узбекистан. В рамках семинара прозвучали сообщения о возможностях комплекса NICA для прикладных исследований, развитии и производстве ускорительной техники для задач радиотерапии, практике медицинских радиологических центров по лечению онкологических заболеваний, разработкам в области высокотемпературной сверхпроводимости.

В общей дискуссии, состоявшейся по результатам прозвучавших докладов, выступил президент Академии наук Республики Узбекистан, Полномочный представитель Правительства Узбекистана в ОИЯИ Б.С.Юлдашев, выразивший заинтересованность Института ядерной физики АН РУз в совместных работах по целому ряду направлений. Достигнуты договоренности по организации в будущем взаимных визитов между рядом организаций, принимавших участие в семинаре.

О семинаре 25 февраля вы уже рассказали, добавлю, что в тот же день в режиме видеоконференции состоялась рабочая встреча с представителями Института ядерной физики АН РУз и ООО "С-Инновации" по совместным экспериментам в области разработки высокотемпературных сверхпроводящих кабелей.

1 марта состоялась рабочая встреча с руководством и заинтересованными сотрудниками ГНЦ РФ - Федерального медицинского биофизического центра имени А.И.Бурназяна ФМБА России, где обсуждались перспективы совместных работ с ОИЯИ по линии использования пучков ускоренных ионов комплекса NICA. Совещание прошло с участием генерального директора центра А.С.Самойлова и первого заместителя генерального директора А.Ю.Бушманова. По итогам доклада и состоявшейся дискуссии, в которых коллеги попросили меня осветить в том числе и организационные вопросы участия в коллаборации ARIADNA, нашими партнерами выражена заинтересованность во вступлении в коллаборацию по исследованиям в области наук о жизни и обозначено намерение проработать научные и организационные вопросы такой формы сотрудничества.

- Существуют ли уже организационная структура и четкие планы для координации научной и инновационной деятельности с использованием инфраструктуры ARIADNA?

- Да, в прошлом году создан Комитет по прикладным исследованиям и инновациям на комплексе NICA (Applied Research and Innovation Committee - NICA ARIC), в состав которого вошли известные ученые по направлениям исследований, соответствующим назначению создаваемых каналов и облучательных станций. В задачи NICA ARIC входит содействие выработке научно-технической политики реализации прикладных исследований на каналах ARIADNA и экспертная оценка предложений пользователей о проведении экспериментов.

Следует отметить, что инфраструктура для прикладных исследований на комплексе NICA также занимает важное место в программе создаваемого в ОИЯИ Инновационного центра, выступая в качестве одного из базовых элементов инновационного развития Института. Предложения по дальнейшему совершенствованию каналов ARIADNA и созданию сопутствующей пользовательской инфраструктуры включены в концепцию нового Семилетнего плана развития ОИЯИ на 2024-2030 годы.

Очевидно, что набранные сейчас высокие темпы реализации активной фазы работ по созданию станций ARIADNA, формированию научного сообщества вокруг этих установок и выстраиванию исследовательской программы будут являться залогом своевременного запуска и дальнейшего устойчивого развития прикладных исследований на комплексе NICA.

Материал подготовила Галина Мялковская