Микропластик в воде Байкала

Специалисты Новосибирского института органической химии им. Н. Н. Ворожцова СО РАН исследовали содержание микропластика в озере Байкал и реке Селенге. Уровень загрязнения можно сопоставить с тем, что фиксируется в водах Оби в районе Новосибирска.

«Основная причина загрязнения микропластиком Байкала — это мусор, оставленный на берегу. Он разрушается под действием солнца, ветра, воды и перепада температур, из-за чего и образуется микропластик. Больше всего в воде ученые обнаружили полиэтилена и полипропилена, из которого делаются упаковки, контейнеры, канистры и пакеты. В меньшем количестве — полистирол (применяется в строительстве и для одноразовых контейнеров под горячее) и полиэтилентерефталат (из него делают бутылки)», — рассказывает руководитель группы экологических исследований и хроматографического анализа Центра спектральных исследований НИОХ СО РАН кандидат химических наук Юлия Сергеевна Сотникова.

Через воду микропластик попадает в организм животных, которые зачастую принимают его за еду, и по пищевой цепи доходит до промысловых рыб, съедаемых человеком. Кроме того, мелкие частички могут попасть в наш организм и при купании. В своем составе пластик содержит не только полимер (инертный материал), но и различные добавки: органические загрязнители, тяжелые металлы. В пределах организма всё это разрушается, накапливается и оказывает токсическое воздействие.

«Мы проводили исследования оценки уровня загрязнения этих водоемов в рамках совместной работы с Федеральной службой по надзору в сфере природопользования. Для этого был разработан новый подход отбора проб. Чтобы не отвозить воду в лабораторию, мы придумали систему, с помощью которой отфильтровывали ее нужное количество. В каждой точке на специальную сетку с использованием комплекта из двух сит пропускали 20 литров воды, затем сетку упаковывали и доставляли в лабораторию», — отметила Юлия Сотникова.

Основная причина загрязнения микропластиком Байкала — это мусор, оставленный на берегу Следующим этапом ученым нужно было разработать быстрый способ подготовки отобранных проб. Сама вода содержит не только микропластик, но и частицы водорослей, травы, веток, семян, насекомых и песка. Поэтому, чтобы проанализировать содержание самого микропластика, от всего этого нужно избавиться. Ученые очистили пробы с помощью надуксусной кислоты. Всего за три-четыре часа ученые полностью подготовили образцы и приступили к анализу различными инструментальными методами.

Чаще всего для подобных анализов используют инфракрасную микроскопию. Это трудоемкий метод, потому что в одной пробе может содержаться большое количество частиц, в том числе тех, которые остались после процедуры подготовки. Под микроскопом нужно рассмотреть каждую частицу, записать ее спектр, проверить его по базе данных и понять, пластиковая это частица или нет. Так, анализ одной пробы может занимать до нескольких дней, в то время как с помощью метода пиролитической газовой хромато-масс-спектрометрии можно проанализировать пробу примерно за час.

Пиролитическая газовая хромато-масс-спектрометрия — метод более точный, поскольку анализ происходит автоматически с помощью прибора. Вся проба сжигается при температуре 600 ℃, при этом каждый полимер разлагается на свои продукты пиролиза (термического разложения), которые характерны только для него. Таким образом собирается информация о том, какие типы полимеров присутствуют в пробе и в каком количестве. С помощью этого метода высчитывается не число частиц, как в ИК-микроскопии, а массовое количество микропластика.

«Эти два метода должны дополнять друг друга. Во всём мире ведется дискуссия, в каких единицах лучше рассчитывать содержание микропластика: в штуках или микрограммах. Самый всеобъемлющий вариант — сначала отсмотреть образцы на ИК-микроскопе, чтобы узнать размеры частиц, их форму и число, а потом сжигать пробу в хроматографе», — прокомментировала Юлия Сотникова.

На разных участках озера Байкал содержание микропластика колеблется от 10 до 50 мкг на пробу в 20 литров воды, на Селенге — от 10 до 20 мкг. Однако норм по его допустимому количеству в водоемах на территории Российской Федерации до сих пор нет.

«Такой уровень загрязнения можно сравнить с тем, что фиксируется в более антропогенно нагруженных водоемах. Например, одновременно мы проводили исследования на содержание микропластика в реке Оби. Оказалось, что его количество в Байкале сопоставимо с некоторыми точками по Оби, которая течет через такой крупный город, как Новосибирск», — сказала исследовательница.

Полностью очистить Байкал от накопившегося микропластика уже невозможно. Единственный вариант — предотвратить последующее накопление микропластика путем очистки пляжей и запрета на одноразовую посуду и пакеты. Такой закон на Байкале уже принят, однако на Селенге подобных запретов пока нет, хотя эта река — один из источников микропластика. Имея большую протяженность на территории двух стран (России и Монголии), она способна привносить его в Байкал.

«Сейчас ученые НИОХ СО РАН ведут два типа работ, связанных с исследованием микропластика. Что касается объектов окружающей среды, мы разрабатываем методику на анализ микропластика в донных осадках водоемов и в почвах. Эти пробы взяты на Байкале, и исследователи пока учатся их подготавливать. В дальнейшем мы проанализируем, сколько микропластика накопилось в донных осадках озера. Второе направление — разработка методики, чтобы анализировать процесс накопления микропластика в живых организмах. Сейчас совместно с ФИЦ “Институт цитологии и генетики СО РАН” мы проводим исследования на животных. В будущем планируем проанализировать и кровь человека», — подытожила Юлия Сотникова.

Ирина Баранова

Фото предоставлены исследовательницей

ChatGPT, DeepSeek, что дальше?

Последние пару лет большие языковые модели (LLM) стали, пожалуй, самым «хайповым» направлением технологий искусственного интеллекта. Сначала ChatGPT регулярно демонстрировал свои успехи в замене рутинного человеческого труда в самых разных сферах. А совсем недавно китайцы представили свой продукт – DeepSeek, который некоторые СМИ поспешили назвать «триумфальным прорывом», принесшим Китаю победу в этой технологической гонке. Правда, почти сразу была озвучена и другая точка зрения, обвиняющая разработчиков китайской LLM в манипуляциях параметрами и чуть ли не плагиате. Разобраться в ситуации (и заодно понять, какие перспективы на этом рынке у российского ИТ-сектора) нам помог ведущий специалист Центра искусственного интеллекта Новосибирского государственного университета (ЦИИ НГУ) Антон Колонин.

– Скажите, на Ваш взгляд, в истории с DeepSeek больше пиара или это настоящий качественный прорыв в данной области технологий?

– Помните, как в свое время разворачивалась космическая гонка? СССР запустил первый спутник, потом первого космонавта, а потом США отправили первого человека на поверхность Луны. И сейчас в мире история с DeepSeek подается, как «китайцы оказались на Луне». Ситуация, действительно, в чем-то похожа, но в данном случае я не вижу какого-то качественного прорыва, как это было в космонавтике (от человека на орбите Земли к человеку на Луне).

Мы видим, что китайцы много лет гнались за американцами и, наконец, по каким-то параметрам их продукт обогнал американский. Причем, насколько обогнали – остается вопросом дискуссионным. Потому что сравнение с ChatGPT по разным метрикам дают разные результаты и не все в пользу китайцев. Есть утверждения, что низкая стоимость разработки во многом обеспечена, что в обучении китайской LLM участвовал тот же ChatGPT, что и обеспечило экономию средств.

Но все равно можно резюмировать, китайцы сделали самостоятельный продукт, не уступающий, как минимум, американскому – и они молодцы, даже если их модель не явилась революционным прорывом, она пример того, что американское лидерство в области искусственного интеллекта больше не единоличное.

– Что, в таком случае, можно будет считать революционным, качественным скачком в этом направлении?

– Дать короткий ответ, который бы устроил всех – невозможно, слишком много моментов, по которым в экспертной среде до сих пор нет единого мнения. Вплоть до того, является ли нейросеть искусственным интеллектом или это просто некая статистическая машина. А на мой личный взгляд, качественным скачком можно будет назвать решение одной из двух задач. Первый – существенное (на пару порядков) снижение затрат на оборудование и энергопотребление для создания оригинальной LLM. Сейчас для реализации такого проекта требуется вычислительный кластер, который могут позволить себе только государства или крупные корпорации. А вот когда сделать такую модель можно будет на оборудовании, которое по силам купить среднего масштаба компании – это будет качественный прорыв.

Это может стать возможным либо благодаря некой революции в электронике, когда появятся процессоры и память нового типа, более мощные и компактные. Либо должна качественно измениться вычислительная архитектура, стать менее требовательной в плане ресурсов памяти и энергии.

И вторая задача, решение которой обеспечит именно качественный скачок – добиться того, чтобы переобучение и адаптацию модели к новым задачам и условиям уходило не несколько месяцев, как сейчас, а если не часы, то хотя бы дни.

Пока ни в одном из двух этих направлений нет четкого понимания, как добиться нужного результата. Есть определенные исследования в области нейроморфных вычислений, так называемые импульсные нейронные сети. Есть разработки, в том числе в ЦИИ НГУ, в области логико-вероятностного искусственного интеллекта. Но пока никто не смог продемонстрировать убедительных результатов.

– Но уже сегодня многие относительно небольшие компании могут брать сделанную крупной корпорацией нейросеть и обучать ее под свои задачи, не создавая свою модель, что им не по карману. В чем отличие?

– Отличие в количестве параметров, которые нейросеть учитывает и применяет для своей работы. В последние годы удалось убедительно показать на практике, что именно количество параметров обеспечивает качество результатов работы таких программ. Чем больше ячеек памяти вы ей дадите, чтобы она могла строить свою модель, тем умнее, при прочих равных, эта модель получится. И если вы хотите, чтобы у вашей большой языковой модели качество ответов было близким к человеческому, то вы должны заложить в нее неимоверное количество этих параметров. Сегодня в нашей стране просто нет компьютера, на котором хватило бы вычислительной мощности и памяти для создания и размещения системы, аналогичной ChatGPT.

Здесь важно помнить, что для создания и даже последующего обучения модели нужно на порядки больше ресурсов, чем для ее дальнейшего использования. Потом, когда она обучена ее можно упаковать и передать заказчику, которому для ее использования уже не потребуется суперкомпьютер. Но когда мы говорим о стадии разработки, именно вычислительные ресурсы становятся краеугольным камнем, ограничивающим возможности проекта.

Те проекты, о которых говорите вы – направлены на решение узких, специфических задач и системы обучают только этому. Проще говоря, система «электронной регистратуры», сделанная для какой-то клиники, не сможет написать программный код, текст путеводителя или даже поздравление с днем рождения. Либо это будет универсальная система, но качество ее ответов будет заметно ниже того, что обеспечивают ChatGPT и DeepSeek.

– Каковы позиции российских разработчиков в этой области? И есть ли у нас шансы войти в число мировых лидеров вслед за американцами и китайцами?

–  Ситуация примерно следующая: большинство российских разработчиков, которые хотят и могут чего-то добиться в этой сфере, достаточно быстро, так или иначе, оказываются вовлеченными в работу западных компаний. Если же разработчик выбирает остаться в России, то он так же довольно быстро сталкивается с дефицитом как поддержанных инвестициями проектов, где он мог бы реализовывать свои идеи, так и собственных ресурсов (оборудования) для их воплощения.

У нас нет ни такого цветущего рынка стартапов, связанных с ИИ вообще и с LLM в частности, как в США, ни многолетней государственной программы с масштабным финансированием, последовательной подготовкой кадров и инфраструктуры, с четко прописанной целью – «догнать и перегнать Америку» - как в Китае.

У нас пока есть модели от Сбера и Яндекса, в которые вложены немалые ресурсы. Но от экспертов, с которыми я общался, я слышал, что они все же уступают топовым мировым моделям по своим параметрам, качеству. И это связано, в том числе, с недостатком вычислительных и иных ресурсов.

– А есть ли смысл тогда нам вообще лезть в эту гонку или «поезд ушел» окончательно?

– Такие настроения есть, я знаю людей, которые перестали вкладываться в разработку каких-то своих продуктов с надеждой, что через год-два ChatGPT предоставит им готовое решение. Но, с другой стороны, сегодня все больше аргументов в пользу того, что за искусственным интеллектом будущее. И тот, кто овладеет этими технологиями в полной мере, получит в этом будущем более выгодные позиции. А это уже само по себе является достаточной причиной для участия России в подобной гонке.

Что касается «безнадежного отставания», давайте вспомним, что из себя представлял Китай полвека и даже тридцать лет назад. Он тогда совсем не претендовал на роль мирового технологического лидера, максимум – на источник дешевой рабочей силы и других ресурсов для производственных площадок западных компаний.

Так что сама по себе задача решаемая. Можно же не пытаться слепо воспроизводить то, что кем-то уже сделано, а работать над технологиями, которые только появятся на следующем этапе развития искусственного интеллекта. Собственно, китайцы и пробуют идти этим путем, они сделали не клон ChatGPT, а самостоятельный продукт, менее ресурсоемкий при сопоставимом качестве, в чем его очевидное преимущество. У нас есть хорошая научная база, есть определенные компетенции, есть опыт решения подобных задач в прошлом.

Проблема в том, что у нас долгое время уже делается крайне мало для ее практического решения и часто все сводится к благим пожеланиям и громким декларациям. Начнем работать всерьез и вскоре наше отставание окажется не таким уж непреодолимым. Да и история показывает, что ничье лидерство не бывает вечным. Все зависит от нас. Продолжим дальше заниматься только разговорами и разработкой серых схем по приобретению продуктов, сделанных не у нас – так и останемся в числе отстающих.

Сергей Исаев

Мода каменного века

В рамках проходящих в Академгородке празднований Дня науки прошло немало мероприятий, посвященных результатам исследований, проводимых институтам Сибирского отделения РАН. Так, в Институте археологии и этнографии СО РАН прошла лекция научного сотрудника Александра Федорченко «Древнейшие украшения Сибири: мода каменного века».

На местах раскопок стоянок первобытного человека ученые находят не только остатки орудий труда и кости, но и другие артефакты, свидетельствующие о повседневной жизни людей той эпохи. Сейчас уже установлено, что украшать себя и свою одежду люди начали очень давно (насчет неандертальцев у ученых есть серьезные сомнения, а вот люди современного типа определенно знали толк в украшениях уже в палеолите).

Так, только во время раскопок на территории Денисовой пещеры за почти сорок лет в отложениях палеолитического возраста было обнаружено свыше полутора сотен изделий, интерпретируемых исследователями в качестве персональных украшений.

И, судя по данным этнографов, наблюдающих за первобытными культурами, сохранившимися до наших дней (или до Нового времени, как минимум), эти изделия имели не только эстетическое значение, но и служили способом передать информацию о статусе, роде и других характеристиках их владельца. И потому часто могли быть достаточно сложными по своему строению.

Пронизки являются одной из наиболее массовых категорий украшений начала верхнего палеолита в материалах Денисовой пещеры на Алтае Например, так называемые пронизки. Эти изделия являются одной из наиболее массовых категорий украшений начала верхнего палеолита в материалах Денисовой пещеры на Алтае – за время раскопок их было найдено несколько десятков. Это бусинки из птичьих костей (реже из костей млекопитающих) в форме трубочек разной длины (от 5 мм до 4 см), украшенные разным орнаментом. 

Пронизки широко использовались обитателями пещеры в качестве элементов украшения одежды, личных нательных ожерелий и, вероятно, браслетов. На украшениях исследователи выявили следы износа. Кроме того, они отметили, что в пещере рядом с этими артефактами они не встречали отходов производства. Это позволило предположить, что, вероятно, древние люди принесли пронизки в Денисову пещеру со стороны в готовом виде.

Интересный факт: наибольшее сходство алтайские бусины-пронизки имеют с ориньякскими изделиями из близких по возрасту, но территориально значительно удаленных комплексов Западной, Центральной и Восточной Европы. А вот чем вызвано такое сходство – совпадением или это свидетельство глобальных миграций древних людей из некоего общего центра в разные направления Евразии, пока точно не установлено.

Кости были не единственным материалом для изготовления украшений. Широко использовались зубы животных (чаще копытных, реже хищников), ракушки, камни. В той же Денисовой пещере ученые находили и предметы из более экзотического для Сибири материала – бусинки из скорлупы яиц страуса.

Впрочем, это сейчас страус для Сибири экзотика, а несколько десятков тысяч лет назад он спокойно обитал в этих местах.

Диаметр найденных бусин колеблется от 6,5 до 9 мм, а их лицевые стороны практически не обрабатывались, зато обрабатывались боковые грани. Все отверстия здесь сделаны методом двухстороннего сверления. И материал, и технология довольно необычны, в начальном верхнем палеолите Центральной Азии не так уж много мест, где находили подобные артефакты. На всех изученных бусинах из скорлупы борозды от сверления сохранились очень слабо, что указывает на использование этих изделий в качестве составных элементов ожерелья.

Для изготовления некоторых изделий обитателями Денисовой пещеры иногда использовались бивни мамонтов. Очевидно, это было довольно ценное сырье, поскольку на территорию Алтая эти животные забредали редко и весьма вероятно, что их бивни приносили из довольно дальних охотничьих походов.

Размеры бивней позволяли древним людям делать из них довольно большие украшения - диадемы и нашивные нагрудные пластины, которые, судя по размеру находок, носили взрослые и дети, мужчины и женщины.

«Бивень мамонта использовался древними людьми как материал для изготовления многих предметов, кроме из него также делали иглы и наконечники. Но что касается древнейших диадем, то это довольно редкая находка, причем, не только в Денисовой пещере, но и в мире. При изготовлении таких предметов их сначала тщательно вымачивали, чтобы материал приобрел пластичность и не трескался при обработке, а после придания получившейся пластине необходимой формы изгибали ее под нужным углом. Изогнутый предмет имеет тенденцию возвращать свою исходную форму с течением времени, так называемый эффект памяти формы, так что судить о размере головы древнего человека, который носил эту диадему, можно относительно условно, с оглядкой на законы физики», - рассказал Александр Федорченко.

Еще одна редкая находка, сделанная в пещере – фигурка некоего животного, также вырезанная из бивня мамонта. Уникальность ей добавляет возраст фигурке около 45 тысяч лет и возможно, ее вырезали денисовские люди. Так или иначе, по словам исследователей, это древнейшая зооморфная скульптура такого типа.

Фигурка длиной менее 5 см и является неполным изображением зверя: голова не сохранилась, но, судя по силуэту, артефакт изображал бегущего или приготовившегося к прыжку зверя, по очертаниям более всего похожего на пещерного льва. На правом боку фигурки ученые обнаружили остатки красной охры. Возможно, краска изображала кровоточащую рану, которую зверь получил во время охоты или борьбы с другими хищниками. Кроме того, фигурку украсили орнаментом из насечек.

Интересные артефакты ученые обнаружили при раскопках стоянки эпохи верхнего палеолита возле села Мальта Денисова пещера – не единственное место в Сибири, где археологи находят различные украшения. Интересные артефакты ученые обнаружили при раскопках стоянки эпохи верхнего палеолита возле села Мальта (Иркутская область, западнее озера Байкал). 

На долю ее обитателей выпало довольно суровое по климатическим условиям время, пик ледникового периода, когда морозы в тех местах намного превосходили даже холодные по нынешним меркам зимы. И все же люди этой культуры не только умудрялись выживать в столь непростых условиях, но и находили время и ресурсы для изготовления разного рода украшений и предметов первобытного искусства.

Во время раскопок было обнаружено несколько женских фигурок в меховой одежде (малицы или кухлянки): под одеждой угадывается тело, голова укутана капюшоном, выглядывает лицо.

Кроме того, были найдены фигурки птиц, вырезанные из бивня мамонта, передающие образы уток и гагар. Все фигурки однообразны, исполнены в канонической манере – передают образ птицы в стремительном полёте.

Обитатели стоянки хорошо владели и резьбой по кости, среди находок есть пластина из бивня с вырезанным изображением мамонта, а также две костяные бляхи, украшенные изображениями змей.

В целом, археология каменного века часто встречается с разными артефактами, которые можно отнести к украшениям или предметам ритуального назначения. Конечно, отдельных находок недостаточно, чтобы воссоздать цельную картину мировоззрения человека той эпохи. Но можно получить немало другой интересной информации – об уровне технологий и навыках обработки материалов, о фауне палеолита и отношении человека к тем или иным животным, об отношении к мертвым и обычаям, связанным с их погребением и так далее. И хотя на сегодня учеными накоплен большой объем знаний, еще больше «белых пятен», которые пока ждут своих исследователей. Возможно, из числа юных посетителей лекций и экскурсий, проводимых во время празднования Дня науки.

Сергей Исаев

Новая модификация

7 февраля в медиацентре ТАСС состоялся видеомост на тему «Сибирские и уральские ученые о глобальных трендах развития российской науки». О разработках природосберегающих технологий и обеспечении технологического лидерства страны в сфере экологии рассказали ученые из Новосибирска, Томска и Екатеринбурга. 

Ученые из Института теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН совместно с коллегами из АО «ОДК-Авиадвигатель» (входит в «Объединенную двигателестроительную компанию») проведут модернизацию камеры сгорания двигателя ПД-14, использующегося на российском авиалайнере МС-21, для улучшения его экологических характеристик и снижения выбросов. 

Новая модификация может быть создана в течение ближайших трех лет, сообщил журналистам академик РАН, директор института Дмитрий Маркович. Он пояснил, что в ПД-14 камера сгорания реализована так, что в ней сначала идет так называемое богатое горение, а потом вдувается дополнительный окислитель, и происходит смена режимов внутри камеры.

«Эта технология применяется уже довольно давно в мире, она надежная, но она не дает высоких экологических характеристик. Мировой тренд сейчас основан на бедном горении при избытке окислителя, но эту камеру сгорания нужно оптимизировать, потому что если просто реализовать такой режим, то он будет неустойчивый», – сказал ученый.

Он пояснил, что ученые планируют в ходе моделирования и проведения лабораторных экспериментов создать условия для устойчивой и эффективной работы такой камеры сгорания. По словам Дмитрия Марковича, это позволит сделать двигатель более экологичным для соответствия будущему ужесточению норм по выбросам. В частности, такой режим обеспечивает ультранизкий выброс окислов азота.

«Сейчас он удовлетворяет нормам, но через несколько лет они будут более серьезными, и модернизация этого двигателя необходима», – заявил ученый в пресс-центре ТАСС. В беседе с журналистами он уточнил, что образцы новой модификации двигателя могут появиться в ближайшие три года. 

Дмитрий Маркович также отметил, что необходимо продолжать работы по двигателю ПД-35, который может найти применение не только в авиации, но и, например, в нефтегазовой сфере, институты СО РАН в ней задействованы. «Это газогенератор, который может быть реализован в других отраслях, в энергетике, в газоперекачке. Работы над ним продолжаются (...) для других сфер и не для перевозок пассажиров, а для транспортной авиации», – пояснил Маркович. 

Маркович также добавил, что Институт теплофизики также осуществляет научное сопровождение для отечественного двигателя ПД-8 для авиалайнера SSJ-New. Сотрудники института предполагают технологии по оптимизации конструкции двигателя и режимов его работы.

В конце ноября 2024 года глава Минпромторга РФ Антон Алиханов сообщил о том, что первые полеты полностью импортозамещенной версии самолета МС-21 с отечественным двигателем ПД-14 запланированы в марте-апреле следующего года. Планы производства гражданских самолетов в РФ зафиксированы в комплексной программе развития авиаотрасли. В действующей редакции она предполагает выпуск до 2030 года 994 гражданских самолетов. Ожидается, что в 2025 году программа будет скорректирована с учетом реальной потребности авиакомпаний в самолетах в ближайшие годы.

Самолет МС-21 с российскими двигателями ПД-14 получил одобрительные документы Росавиации в 2022 году. МС-21-300 – среднемагистральный пассажирский самолет с вместимостью от 163 до 211 пассажиров. Самолет получил сертификат в прошлом году, но изначально на него планировалось устанавливать зарубежные двигатели, позже предусматривался вариант с российскими двигателями.

Версия самолета с российскими двигателями получила индекс МС-21-310.

Пресс-центр ИТ СО РАН

Нейросеть для психиатра

Специалисты НИИ психического здоровья Томского научно-исследовательского медицинского центра РАН используют новый метод диагностики шизофрении и депрессивных расстройств — анализ невербального поведения пациента с помощью нейросети. Технология разработана совместно специалистами НИИ психического здоровья ТНИМЦ РАН и кафедры информационной безопасности Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники.

«Наша идея заключается в совмещении классической диагностики при помощи структурированного интервью с компьютерным анализом невербального поведения пациента, — рассказала руководитель отделения эндогенных расстройств НИИ психического здоровья ТНИМЦ РАН доктор медицинских наук Елена Георгиевна Корнетова. — Комплекс специальных видеокамер и микрофонов, подключенных к компьютеру, позволяет зафиксировать мельчайшие изменения мимики, позы, количественных и качественных характеристик речи (интонация, темп, громкость, паузы, содержание и так далее).

Разработанная технология двойной перекрестной оценки психического состояния пациентов позволяет стандартизировать данный метод и минимизировать возможные ошибки и отклонения в процессе диагностики.

О принципе работы диагностического модуля рассказала техник Научно-инжинирингового центра «Интеллектуальные системы доверенного взаимодействия» ТУСУР Ульяна Владимировна Савина:

«Синхронно записываются два видео: одна камера снимает лицо, другая — позу пациента. Далее эти видео обрабатывает самообучающаяся нейросеть. Она выделяет ключевые точки на лице и теле и фиксирует все изменения в невербальном поведении пациента. Затем специалисты сопоставляют данные от нейронных сетей с результатами структурированного интервью, и лечащий врач выдает свое заключение».

«Работая над проектом “Цифровое фенотипирование в диагностике шизофрении и аффективных расстройств”, мы поставили для себя цель — разработать мощный диагностический модуль, который можно будет адаптировать под разные психические заболевания и классификации», — добавила  Елена Корнетова.

Пресс-служба ТНИМЦ РАН

Российская разработка в Саудовской Аравии

С 5 по 8 февраля в столице Саудовской Аравии прошла ежегодная конференция Саудовского общества ревматологов. Руководитель НИИКЭЛ – филиал ИЦиГ СО РАН д. м. н. Максим Александрович Королев представил на конференции новейшую разработку российских ученых для терапии ревматоидного артрита.

В мероприятии приняли участие представители 11 стран, в том числе специалисты из России: профессор кафедры госпитальной педиатрии СПбГПМУ д. м. н. Михаил Михайлович Костик, д. м. н. профессор Александр Иванович Дубиков (Владивосток) и Максим Александрович Королев.

Цель конференции — обмен идеями и знаниями специалистов из разных стран для развития ревматологии. Программа конференции включала доклады, экспертные панели, интерактивные семинары и стендовые сессии, где была представлена информация о новейших разработках в ревматологии для пациентов разного возраста.

М. А. Королев представил на конференции результаты клинических испытаний препарата олокизумаб – моноклонального антитела против интерлейкина-6 (ИЛ-6), применяемого для лечения ревматоидного артрита. Препарат разработан группой компаний Р-Фарм и зарегистрирован в 2020 году. НИИКЭЛ принимает участие в клинических исследованиях препарата.

– SSRC – крупное мероприятие в сфере ревматологии, объединяющее не только специалистов из стран Персидского залива, но также и врачей из европейских государств. Для всех участников медицинского сообщества важно представлять и обсуждать результаты передовых исследований на ключевых профильных площадках. Это дает возможность критически взглянуть на результаты своей работы и познакомиться с идеями и разработками коллег из разных уголков мира, – подчеркнул Максим Александрович Королев.

Инструмент для экомониторинга

 Ученые Физического факультета Новосибирского государственного университета разработали методику для измерения сверхмалых концентраций радиоактивных веществ, распад которых сопровождается гамма-излучением. Сбор данных осуществляется с помощью детектора из сверхчистого германия, который входит в состав оборудования Межфакультетской лаборатории атомной физики и спектрометрии НГУ; для обработки данных создан специальный программно-аппаратный комплекс. Первый проект, реализованный с применением данной методики, — научно-исследовательские работы по определению уровня содержания радиоактивных вещества (радона) в грунте шахт и угольных разрезов Кемеровской области.

Для измерения радиоактивности образцов грунта по различным нуклидам набирались спектры гамма-излучения детектором из сверхчистого германия. Это уникальное оборудование, позволяющее очень точно определять энергию гамма-квантов, которые излучают радиоактивные вещества. Германий — редкий в литосфере Земли химический элемент. Как и кремний он является полупроводником и используется в микроэлектронике, но сфера его применения узка. В качестве материала детектора его эффективность регистрации фотонов более высока, чем у кремния, поэтому его применяют в детекторах не только рентгеновского, но и гамма-излучения. Получение сверхчистого германия – сложный и медленный процесс очистки методом зонной плавки, что определяет высокую стоимость и сложность изготовления оборудования.

Существуют приборы, способные регистрировать гамма-излучение с еще большей эффективностью, чем германиевый детектор, но только он способен хорошо различить близко расположенные энергии гамма-квантов, а значит, гамма-кванты от различных радионуклидов. Это называется высоким энергетическим разрешением, для детектора из сверхчистого германия оно составляет примерно 0,01% в диапазоне энергий, характерных для гамма-квантов из атомных ядер (единицы мегаэлектрон-вольт). Высокое разрешение играет определяющую роль при измерении сверхмалых концентраций радиоактивных веществ, когда требуется разделить фоновое излучение и излучение образца и определить конкретные излучающие радионуклиды.

Ученые НГУ разработали уникальный, высокочувствительный метод, который позволяет определить сверхмалые концентрации радиоактивных веществ в любых образцах — грунта, почвы, горных пород и т.д. Методика прошла апробацию и подтвердила эффективность в ходе реализации проекта по определению содержанию радиоактивных веществ (в частности, радона) в грунте шахт и угольных разрезов Кемеровской области. С данной задачей в НГУ сотрудники Кемеровского государственного университета обратились весной 2024 года. Исследование КемГУ направлено на определение влияния типов почв, искусственного (например, добычи полезных ископаемых) и естественного изменения почв и климата на радиоактивную обстановку. В дальнейшем это может позволить прогнозировать радиационную обстановку, например, при постройке жилья.

— Главная сложность задачи состояла в том, что в предоставленных образцах грунта очень низкая концентрация радиоактивных веществ. Поэтому нужно было набирать очень много статистики для достоверного результата, причём статистики как самого образца, так и фона, показатели которого в дальнейшем «вычитались». Работа длилась почти полгода, к ней мы привлекли научных сотрудников учебной Межфакультетской лаборатории атомной физики и спектрометрии НГУ, а также студентов, проходящих практикум в рамках обучения, — рассказывает Елена Старостина, старший преподаватель Физического факультета НГУ.

Первый этап включал сбор данных непосредственно на детекторе. Всего коллеги из КемГУ предоставили порядка 230 образцов массой от 100 до 250 граммов, полученных из разных мест и с разной глубины — полуметра, одного метра и полутора метров. Данные набирали ежедневно с мая по ноябрь 2024 года, а также каждую неделю набирали фоновый спектр, без образцов.

Ученые НГУ разработали уникальный, высокочувствительный метод, который позволяет определить сверхмалые концентрации радиоактивных веществ в любых образцах Схема эксперимента была следующая: детектор из сверхчистого германия, охлаждаемый азотным криостатом, окружён свинцовой трубой с толщиной стенки около 10 мм. Труба подавляет поток фоновых гамма-квантов из помещения примерно в три раза. Труба опирается на стол с отверстием для детектора. Образцы ставились непосредственно на детектор.

— В случае с измерением сверхмалых концентраций, близких к естественным, основная сложность связана с тем, что есть фоновое излучение. Его можно ослабить свинцовым экраном, что мы и делали, однако полностью исключить его невозможно. Даже при всех мерах излучение образцов было более чем в 7 раз слабее фонового. Чтобы получить хороший контраст между фоновым и реальным изучением образцов, необходимо набирать спектр в течение продолжительного периода. Спектр каждого образца набирался получасовыми порциям, не менее трёх часов, далее отбирались получасовые спектры хорошего качества, так чтобы суммарное время статистики составило не менее 2.5 часов. Раз в неделю набирались многочасовые фоновые спектры, — делится подробностями эксперимента Вячеслав Каминский, старший преподаватель, куратор Межфакультетской лаборатории атомной физики и спектрометрии НГУ.

Другая особенность эксперимента — геометрия измерений такова, что в детектор попадает только примерно 10% гамма-квантов от образца. Существуют детекторы из сверхчистого германия колодезного типа, которые окружают образец почти со всех сторон, однако в них можно поместить только маленькие образцы. Детектор из сверхчистого германия в НГУ позволяет работать с образцами любых размеров, а разработанная методика в некотором смысле компенсирует недостаточную эффективность регистрации гамма-квантов.

Экспериментальные данные представлены в виде спектров с пиками от гамма-линий и непрерывной «подложки». Пики обладают сложной формой: они похожи на гауссову кривую с разной шириной слева и справа, у них есть «хвост» слева, а подложка слева и справа имеет разный уровень. Ширина этого «колокола» в энергетических единицах и характеризует разрешение детектора: чем пик уже, тем более тонкие измерения можно проводить. Такую форму пика обеспечивают как процессы взаимодействия гамма-квантов с веществом детектора и окружения (например, Комптон-эффект), так и процессы образования заряда при поглощении гамма-квантов в полупроводнике и его сбора.

После сбора данных перед исследователями стояла задача определить излучение образцов, исключив фоновое. Происходила обработка спектров и вычислялась активность радионуклидов.

— Методика заключалась в том, что в полученных данных, в которых очень маленькая разница между фоном и образцом, проводилась совместная для спектров с образцом и фоном подгонка отдельных гамма-линий. У каждого изотопа, который излучает гамма-кванты, может быть с десяток гамма-линий, они разные, при разных энергиях и с разными интенсивностями. Сначала были отобраны хорошие, интенсивные линии, чтобы они не были очень близко расположены друг к другу. По набору хороших, интенсивных линий осуществлялась подгонка каждого пика, она одновременно шла для фона и для фона с образцом. Такая сложная процедура необходима для того, чтобы измерить не только амплитуду пиков, но и корректно оценить погрешность измерений. Получаемая разница между амплитудами для образца с неизбежным фоном и только фона — это показатели собственно образца, — рассказывает Вячеслав Каминский.

Для сбора и обработки экспериментальных данных было разработано несколько программ, написанных на языке Python. Первая – для автоматического набора спектров, которая также записывает, какой оператор ставил образец. Другая – для отбора, калибровки и суммирования спектров. Третья – для вычисления активностей радионуклидов. Кроме того, отдельная программа вычисляла абсолютную эффективность детектора. Ученые использовали классические статистические методы для определения параметров пиков, такие как метод наименьших квадратов, реализованные в программной библиотеке MINUIT2.

В результате исследования было выяснено, в образцах присутствуют только радиоактивные изотопы калий-40, торий-232 и уран-238 и продукты их распада, это обычные радионуклиды, которые встречаются в грунтах, горных породах и многих стройматериалах. Удельная активность образцов составила от 0,1 до 2 беккерелей на грамм (распадов на грамм). Эти значения находятся в безопасных пределах, но самый активный образец (с погрешностью около 7%) эквивилентен нескольким бананам (см. «банановый эквивалент», бананы активны в основном за счёт содержащегося в них калия-40). Самый малоактивный образец эквивалентен половине банана при погрешности больше 50%, и это свидетельствует об очень высокой чувствительности методики. На данный момент научная группа КемГУ получила результаты измерений и обрабатывает их.

Таким образом, методика, разработанная учеными НГУ, позволяет измерять очень низкие уровни радиации, причём связать её с конкретными излучающими агентами –   радионуклидами. Данная методика найдет применения в мониторинге экологической обстановки, для составления карт радиоактивного заражения после радиационных аварий и т.д.

В планах ученых — зарегистрировать в Роспатенте программу для обработки данных, аттестовать и лицензировать методику, а в дальнейшей перспективе — создать центр коллективного пользования, который будет проводить комплексные работы по химическому анализу образцов спектральными методами в оптическом, рентгеновском и гамма-диапазонах.

Пресс-служба Новосибирского государственного университета

Футуристическая Мега-лаборатория

С какой эффективностью должны работать научные организации? Как ни странно, но такой вопрос очень сильно интересовал советское руководство, особенно начиная с 1960-х годов. Затраты на организацию научных исследований возрастали, создавались новые НИИ и даже целые научные центры (взять хотя бы новосибирский Академгородок), однако при этом неизбежно возникал вопрос: какова практическая отдача от таких затрат, насколько оправдывают себя вложенные средства? Нет ли какого-либо изъяна в самой организации научно-исследовательской деятельности, допускающего «простои» в работе ученых и ведущего к спаду количества научных результатов?

В 1967 году при Всесоюзном государственном институте проектирования научно-исследовательских институтов АН СССР было создано целое отделение по изучению работы научных коллективов, где попытались найти ответы на указанные выше вопросы. За относительно короткий период удалось изучить организацию исследований, движение кадров, системы управления, планирование и проектирование десятков академических институтов, лабораторий и научных центров. Этот процесс воспринимался как своего рода диагностика и терапия отечественной науки тех лет. Что удалось выяснить, к каким заключениям пришли исследователи?

Перво-наперво, проследив динамику затрат на научную деятельность за всю обозримую историю современной науки, ученые пришли к неутешительному выводу о поступательном снижении эффективности. Во главу угла было положено соотношение финансовых, людских и технических затрат и количество полученных научных результатов. Исходя из простой экстраполяции получалось, что если указанная динамика не изменится, то в первой половине нынешнего столетия наука потребует для своей работы практически все ресурсы – финансовые, людские и технические. Образно говоря, КПД науки стремительно снижался.  Вырисовывалась весьма тревожная картина, из которой следовало, что в системе организации научно-исследовательской деятельности существуют серьезные изъяны, которые необходимо устранить.

Отметим, что наши исследователи не считали, будто отмеченная ими негативная тенденция как-то связана с природой самой науки. То есть в их глазах она не была исторически обусловленным процессом. Следовательно, существовала стойкая уверенность, что здесь всё поддается человеческому контролю. В противном случае пришлось бы признать, что научно-технический прогресс ограничен во времени, поскольку неизбежное снижение научных результатов в конечном итоге свело бы его на нет. Однако советские исследователи так не считали, а потому пытались рационально найти выход из возникшей ситуации.

Изучение эволюции научно-исследовательских институтов показывало, что все они в равной мере неизбежно «стареют» с момента основания. Так, средний возраст научных сотрудников институтов примерно за десятилетие повышается с 35-36 лет -  до 40-42 лет. Увеличение возраста, в свою очередь, ведет к снижению продуктивности, отмечали исследователи. Согласно полученным данным по институтам, было установлено, что с момента их создания на одного научного сотрудника приходилось (в среднем) по 1,1 статьи в год. Через десять лет это число сокращалось до 0,3. Причем, затраты на каждую публикацию (с учетом всех расходов на зарплату, приборы, сырье, строительство и т.д.) значительно вырастали.

Факты показывали, что чем больше в институте разнообразных по направлению, оборудованию и видам изучаемых объектов лабораторий, тем больше сырьевых и приборных связей замыкается внутри института. У молодых и малочисленных институтов число внешних связей (в основном – сырьевых и приборных) доходит до 60 процентов, что серьезно снижает эффективность работы ввиду избыточного расходования времени и средств. В крупных институтах число таких связей редко превышает 30 процентов. Причем, чаще всего это чисто тематические связи, не имеющие отношение к сырью и оборудованию.

Окончательные выводы проведенной диагностики свелись к следующему. Современные (на тот момент) НИИ недостаточно многочисленны для того, чтобы иметь в своем распоряжении автоматизированные, оснащенные по последнему слову техники службы научно-технической информации. Точно так же они слишком малы для того, чтобы иметь при себе крупные, первоклассно оборудованные экспериментально-конструкторские службы, специально занимающиеся монтажом, эксплуатацией, наладкой и ремонтом сложных, дорогостоящих приборов.

В то же время эти НИИ слишком велики для того, чтобы обеспечить единство идейного руководства, а также тесную тематическую, приборную и сырьевую связь подразделений. Помимо этого, они слишком велики, чтобы их могли обслуживать маленькие экспериментальные мастерские. Помимо этого, исследователи обращали внимание на то, что НИИ территориально слишком разобщены, и контакты между учеными, работающими в разных институтах, отнимают много рабочего времени.

Указанные недостатки было предложено свести к минимуму. Один из путей, ведущих к этому – создание крупных научных центров. Здесь наглядным примером служил новосибирский Академгородок. И всё же, полагали исследователи, такие научные центры не решали проблему полностью. Как же должен выглядеть научный центр будущего, и по каким принципам его надлежало формировать?

По мысли исследователей, это должен быть не набор отдельных институтов, а гигантский лабораторный комплекс, насчитывающий несколько сот лабораторий самых разных направлений. Еще лучше, если этот комплекс будет состоять не из лабораторий, а из «динамических групп», создающихся для решения определенных задач. Численность и состав специалистов в таких группах меняется в зависимости от этапов, стадий и целей исследований. Такой подход, по замыслу, должен исключить простои в работе высококвалифицированных ученых и вспомогательного персонала. При такой организации уже не будет никакой необходимости подгонять тему исследования к профилю института или лаборатории.   Как только задача решена, участники и специалисты распределяются по тем группам, где их знания и опыт необходимы. Тот, кто выдвигает новую перспективную идею, становится лидером новой группы. Указанный принцип, считали исследователи, открывал широкую перспективу для молодых дарований (со всеми вытекающими отсюда благоприятными последствиями).

Считалось, что при такой организации система финансирования, планирования и управления исследованиями станет более экономичной. Работа по методу «динамических групп» могла замкнуть все тематические, приборные, сырьевые и информационные связи внутри такого гигантского лабораторного комплекса. Это бы позволило многократно повысить эффективность в эксплуатации сложного и дорогого оборудования. Соответственно, вырос бы и условный КПД научно-исследовательской работы. Согласно тогдашним расчетам, 350 – 400 лабораторий, охватывающих физические, химические, биологические и прикладные математические исследования, могли бы полностью загрузить службу информации, снабженную сверхсовременными ЭВМ и другими автоматическими устройствами (по современным меркам – системами искусственного интеллекта). Такая служба была бы в состоянии радикальным образом решить информационные проблемы, над которыми зачастую тщетно бьются крохотные отделы научно-технической информации в обычных НИИ.

На этом пути, считали исследователи, решалась и еще одна серьезная проблема научных учреждений – поиск квалифицированных вспомогательных сотрудников (на которых запрос в любом НИИ не меньше, чем запрос на докторов наук). В гигантском лабораторном комплексе предусматривается специальное бюро измерительных приборов, где 250 – 300 сотрудников могли бы доводить до минимума простой оборудования и поддерживать его в состоянии «боевой готовности». Кроме того, в лабораторном комплексе предусматривается серия конструкторских бюро, связанных с мощным экспериментальным производством.

Параллельно исследователи ставили вопрос о постоянном притоке «свежей крови», о снятии барьеров между научной деятельностью и образованием. Интересно, что в качестве положительного примера приводился опыт новосибирского Академгородка, где студенты, начиная со второго-третьего курсов, начинают непосредственно включаться в исследовательскую работу. Отсюда следовал вывод, что научные центры будущего должны быть не просто исследовательскими, а учебно-исследовательскими учреждениями. Это позволило бы готовить будущих специалистов в самой «кухне» науки.

Как видим, в советское время организацию научно-исследовательской деятельности пытались не только осмыслить научно, но еще и организовать по-научному. Считалось, что это соответствует принципам рационального планирования, восторжествовавшего в социалистическом обществе. Насколько эти ожидания оправдались, говорить пока не будем. Однако заметим, что кое-что из предложенных подходов с определенных пор пытаются воплотить в жизнь. Правда, без оглядок на наработки советских времен, о которых в наше время почему-то не принято вспоминать.

Николай Нестеров

Эклоги в Доме ученых

В Доме ученых Академгородка открылась выставка фоторабот и стихов в рамках проекта «Эклоги» директора Института филологии СО РАН, член-корреспондента РАН Игоря Силантьева.

Название проекту отсылает к древнему формату эллинской буколической поэзии. В далеком III веке до нашей эры поэт Феокрит в своих эклогах воспевал жизнь пастухов Эллады. Спустя столетия свои эклоги стал писать ученый из Академгородка.

В представленной экспозиции стихи стали лишь одним из элементов, некой связующей конструкцией, а основу ее составили работы Игоря Витальевича в другом жанре – фотографическом Но в представленной экспозиции стихи стали лишь одним из элементов, некой связующей конструкцией, а основу ее составили работы Игоря Витальевича в другом жанре – фотографическом. В результате, как отметил на открытии выставки филолог Владимир Алексеев, занимающийся изучением взаимодействия литературы и изобразительного искусства, выставка получилась совершенно особенная. «Она не ради красоты сибирской природы, или мастерства стихов, но вместе они создают новый продукт художественной деятельности, взаимодействия мыслей автора и зрителя», -  добавил он.

Высоко оценил выставку и председатель новосибирского регионального отделения Союза фотохудожников России Евгений Иванов: «Появление Игоря в среде фотографов – большая удача. Он хорошо понимает, чем занимается. Силантьев – лирик, у него удивительные, тонкие работы, близкие к японской графике и медитативной практике самонастроя. А ещё мне очень нравятся его стихи и проза».

Еще одна особенность – четкое разделение работ по цветовой гамме на две примерно равных части – в одном зале все фото черно-белые, во втором – цветные Сами снимки, представленные в проекте, при всем разнообразии, тоже имеют ряд важных объединяющих черт. Прежде всего, все они посвящены природе, и лишь на одном из них есть какие-то следы человека (и то косвенные – рулоны сена на поле).

«Нередко слышу: фотографируй людей, природа никому не интересна, все эти веточки и кустики скучны. Безусловно, мир людей предельно динамичен и наполнен смыслами (и бессмыслицей) тоже, и куда же без него в фотографии. Однако мир природы имеет свою притягательную силу. Наблюдатель, фотограф, всматриваясь в природные явления, отвечает их естественной гармонии... Человек, переживающий природу, тем самым переживает самого себя», - объясняет такой выбор объектов съемки сам Игорь Силантьев.

Каждый может воспринимать проект по-своему, пропуская через собственное видение мира Еще одна особенность – четкое разделение работ по цветовой гамме на две примерно равных части – в одном зале все фото черно-белые, во втором – цветные. Причем, последовательность их тоже не случайна. Как сказал автор, после просмотра черно-белой части, у зрителя возникает потребность в некой цветовой «перезагрузке», и он ее получает во второй части экспозиции.

Третье разделение – сочетание пейзажей и макросъемки, позволяет то фокусироваться на отдельных деталях, которые в обычной жизни ускользают от взора в силу своей малоразмерности, то наоборот наслаждаться общими планами лесов и полей. А потом взгляд встречается с очередной эклогой, разместившимся между парой фотоснимков и посетитель совершенно иначе читает стихи, чем с книжной страницы. Но при этом фотографии ни в коей мере не являются иллюстрациями к тексту, а тексты – толкованием фото. Это самостоятельные равнозначные части, которые объединяет не сюжет, а настроение и смыслы.

И в итоге, в какой-то момент, полностью погружаешься в атмосферу вернисажа и понимаешь, что он по праву заслужил название цельного проекта, где текстовая и визуальная составляющие сплетены в нечто единое. И при этом каждый может воспринимать его по-своему, пропуская через собственное видение мира. Наверное, этим выставка работ Игоря Силантьева интереснее всего.

Сергей Исаев

Пучок дошел по назначению

Линейный ускоритель Центра коллективного пользования «Сибирский кольцевой источник фотонов» (ЦКП «СКИФ») вышел на свои проектные параметры. Пучок электронов в ускорителе достиг энергии 200 МэВ, проведен через транспортный канал в бустерный синхротрон и успешно зарегистрирован на люминофорном датчике бустера. Таким образом, специалисты Института ядерной физики им. Г. И. Будкера (ИЯФ СО РАН) готовы перейти к новой фазе работ — началу запуска бустерного синхротрона, который в мае 2025 года завершится ускорением пучка до 3 ГэВ и его выпуском по длинному транспортному каналу к накопительному кольцу.

«Сегодня мы отмечаем День российской науки — праздник, который объединяет всех, кто посвятил себя поиску истины и созданию будущего. Новосибирская область, с ее легендарным Академгородком и большим количеством научных организаций, является символом научного прогресса. Здесь реализуется уникальный проект — источник синхротронного излучения поколения 4+ (СКИФ). Благодаря слаженной работе команды мы достигли проектных параметров линейного ускорителя, что открывает путь к новой фазе работ. Этот проект, не имеющий аналогов в мире, подтверждает лидерство России в науке, несмотря на все внешние вызовы. Благодарю каждого участника за вклад в это важное дело», — сказал заместитель Министра науки и высшего образования Российской Федерации Айрат Гатиятов.

Ускорительный комплекс ЦКП «СКИФ» состоит из двух основных частей — инжекционного комплекса и накопителя, или основного кольца. Инжекционный комплекс, в свою очередь, включает в себя линейный ускоритель, транспортные каналы и бустерный синхротрон.

Линейный ускоритель — это стартовая ступень ускорительного комплекса ЦКП «СКИФ». Именно здесь электроны рождаются, группируются в пучок, ускоряются до энергии 200 миллионов электронвольт (МэВ), которая соответствует скорости, всего на три миллионных меньше скорости света, и по транспортному каналу попадают в бустерный синхротрон.

Транспортный канал — канал транспортировки ускоренного пучка электронов между линейным ускорителем и бустерным синхротроном. Он состоит из четырех дипольных магнитов и девяти квадрупольных линз (фокусируют пучок, не дают ему распасться), системы коррекции пучка и люминофорных датчиков (регистрируют пучок в канале). Длина транспортного канала составляет около 20 метров, и он соединяет два зала – помещения линейного ускорителя и бустерного синхротрона.

Бустерный синхротрон — это кольцевой ускоритель с периметром 158 метров, в который из транспортного канала влетает пучок с энергией 200 МэВ и за 350 миллисекунд ускоряется мощным электромагнитным полем до рабочей энергии 3000 МэВ. Только после этого пучок направляется в основное кольцо, или накопитель, где и происходит генерация синхротронного излучения.

«За первые две недели нового года мы вывели линейный ускоритель на проектные параметры и достигли необходимых показателей электронного пучка – его энергии, тока и структуры тока в импульсе. Качественный пучок прошел канал инжекции и был доставлен непосредственно в вакуумную камеру бустерного синхротрона», — пояснил директор ИЯФ СО РАН академик РАН Павел Владимирович Логачев.

Таким образом, завершен важный этап — достижение проектных параметров линейного ускорителя, что позволяет перейти к запуску бустерного синхротрона.

«Запуск бустера – чрезвычайно сложная задача, поскольку в этой части инжекционного комплекса необходимо ускорить пучок до энергии 3000 МэВ всего за полсекунды. Это потребует слаженной работы большого коллектива ИЯФ, в том числе наших программистов. Запуск бустера уже начался: элементы диагностики и управления пучком, вакуумная система, система коррекции пучка уже частично работают», — прокомментировал Павел Логачев.

В накопителе пучок должен вращаться с очень высокой энергией – 3000 МэВ.

«Ускорение пучка оптимально разделить на два этапа: сначала в линейном ускорителе до 200 МэВ, и этого значения мы только что достигли, а затем в бустерном синхротроне до 3000 МэВ. Согласно плану, циркулирующий электронный пучок на орбите бустерного синхротрона мы должны получить в марте, а выпустить его уже ускоренным до 3000 МэВ в мае 2025 года», — прокомментировал заместитель директора по научной работе ИЯФ СО РАН, директор ЦКП «СКИФ» член-корреспондент РАН Евгений Левичев.

«После того как мы запустим бустер, проведем по его орбите пучок и ускорим до энергии выпуска, можно будет сказать, что весь инжекционный комплекс вышел на проектные параметры и полностью выполняет свои функции. А сегодняшнее событие говорит о том, что работа линейного ускорителя соответствует проектному заданию, и мы выполнили свои обязательства по этому этапу в установленные сроки», — пояснил заместитель директора ИЯФ СО РАН по реализации проекта ЦКП «СКИФ» Сергей Синяткин.

Запуск линейного ускорителя и его выход на проектные параметры был проведен в абсолютно рекордные сроки. У специалистов ИЯФ СО РАН ушло на это около двух месяцев, в то время как обычно такие работы занимают 8-10 месяцев.

Пресс-служба ЦКП СКИФ

Страницы

Подписка на АКАДЕМГОРОДОК RSS