Проектирование энергосберегающего и экологически безопасного источника рентгеновского излучения высокой яркости ведут специалисты Института ядерной физики (ИЯФ) им. Г. И. Будкера СО РАН, сообщает 2 ноября пресс-служба ИЯФ.

Работа ведется в рамках нацпроекта «Наука и университеты» (федеральный проект «Развитие масштабных научных и научно-технологических проектов по приоритетным исследовательским направлениям»).

Разработчики заявляют, что новому источнику рентгеновского излучения потребуется для работы на порядок меньше электроэнергии, чем существующим в настоящее время источникам.

Такие источники мощного рентгеновского излучения в настоящее время широко используются в мире науки и техники биологами, химиками, геологами, материаловедами и другими специалистами при определении элементного состава вещества и его структуры, изучении свойств новых материалов, исследовании быстропротекающих процессов и для других целей. Это делает их необходимыми для развития многих фундаментальных и прикладных областей науки.

Завлабораторией ИЯФ СО РАН член-корреспондент РАН Николай Винокуров пояснил: «Десятки источников рентгеновского излучения высокой яркости на основе электронных ускорителей работают во всех экономически развитых странах мира. Каждая такая установка круглосуточно потребляет несколько мегаватт электроэнергии, что сравнимо с энергопотреблением небольшого города».

Поскольку в XXI веке энергопроизводство практически достигло пределов и, кроме того, остро встала проблема сокращения выбросов парниковых газов, то отсюда вытекает важность задачи энергосбережения.

С этой целью физики ИЯФ СО РАН намерены, используя новейшие технологии, создать источник рентгеновского излучения высокой яркости с энергопотреблением, на порядок меньшим, чем в существующих источниках.

Николай Винокуров рассказал о таких технологиях: «Например, магнитная система электронного накопителя, которая в существующих источниках использует электромагниты, может быть построена на основе постоянных магнитов из сплава неодим-железо-бор. Кроме нулевого потребления электроэнергии, магнитная система на постоянных магнитах обеспечивает высокую стабильность параметров излучения, так как магнитное поле в ней никогда не выключается».

Высокостабильные постоянные магниты с высокой намагниченностью были изобретены еще в шестидесятые годы в СССР, а к концу прошлого века их стал массово производить Китай, что сделало такие магниты относительно дешевыми. Поэтому магнитная система на их основе стоит в несколько раз меньше системы с электромагнитами, отметил Николай Винокуров.

Другим примером может служить технология конца прошлого века, а именно — сверхпроводящие магниты мощностью более 10 Тесла. При их использовании можно значительно понизить энергию электронов в источнике.

В этом случае снижаются и размеры источника, и его радиационная опасность, что позволит разместить установку в обычном промышленном здании, уменьшив строительные затраты в несколько раз.

Такие недорогие и простые в обращении энергосберегающие источники рентгеновского излучения могут использоваться большими университетами для мультидисциплинарных исследований, а также обучения студентов и аспирантов, что качественно изменит уровень научно-технологических разработок в таких вузах, уверены разработчики.