Российские ученые создали первый детектор для синхротрона СКИФ

Координатный детектор на полупроводниках GINTOS для лаборатории был разработан сотрудниками Томского государственного университета (ТГУ) и Института ядерной физики им. Будкера (ИЯФ). Детектор позволяет регистрировать быстрые процессы в материалах с частотой до 10 млн кадров в секунду. Образцы будут облучаться синхротронным излучением, генерируемым электронами, ускоренными до релятивистских скоростей.

Главный научный сотрудник ИЯФ Лев Шехтман отметил, что детектор GINTOS позволит изучать реакцию материалов на импульсные тепловые и механические нагрузки. Это важно, например, для понимания процессов в термоядерном реакторе ИТЭР при взаимодействии раскалённой плазмы с вольфрамовой стенкой. Детектор также будет исследовать распространение ударных волн и другие динамические процессы в микросекундном диапазоне.

Для решения таких задач необходимы быстродействующие сенсоры и специализированная электроника. Радиофизики ТГУ создали сенсоры на основе арсенида галлия с добавлением хрома. Этот материал отличается повышенной радиационной стойкостью и высокой чувствительностью к рентгеновскому излучению.

Заведующий лабораторией детекторов синхротронного излучения ТГУ Олег Толбанов объяснил, что полупроводниковые сенсоры преобразуют фотонный сигнал в электрический, который затем регистрируется электроникой и передаётся на компьютер. «Количество кадров очень велико, поэтому результат съёмки — это не отдельные изображения, а фильм», — сказал он.

Всего на СКИФе будет создано 30 экспериментальных станций. Весь процесс строительства займет несколько лет, однако сам синхротрон и первые станции планируется завершить к концу 2024 года. Начало эксплуатации синхротрона и первой очереди лабораторий ожидается в первой половине 2025 года.

Синхротрон СКИФ станет первым в мире источником синхротронного излучения поколения 4+. Он предоставит уникальные возможности для исследований в таких областях, как материаловедение, биология, фармацевтика, физика, квантовая химия и другие направления.