Инновации

Создаваемый ускорительный комплекс будет иметь пучки ионов в широком диапазоне энергий от нескольких килоэлектронвольт до 4500 мегаэлектронвольт. Это придает ему уникальный междисциплинарный и инновационный потенциал. Так, на пучках комплекса NICA планируется создание трех исследовательских зон: низких, средних и высоких энергий, позволяющих проводить исследования по материаловедению, нано- и пикотехнологиям, медицине, биологии, электронике, программам Роскосмоса, ядерной энергетике и безопасности, криогенной и сверхпроводящей технике.

Президентом России определены пять направлений инновационного развития РФ:

• энергоэффективность и энергосбережение;
• ядерные технологии;
• космические технологии;
• медицинские технологии;
• стратегические информационные технологии.

Инфраструктура комплекса NICA позволит использовать имеющиеся пучки для инновационных и технологических работ по всем указанным направлениям в РФ и других странах-участницах ОИЯИ.



Энергоэффективность и энергосбережение

Энергосберегающие системы и технологии проникают во все сферы жизни, не говоря уже о научных установках. Будущее современных ускорителей — это сверхпроводящие (СП) магниты. Гордостью ОИЯИ являются СП-магниты типа Нуклотрон. Они уникальны по своим параметрам и представляют интерес не только для комплекса NICA. Так, ускоритель SIS-100, создаваемый для проекта FAIR в Дармштадте, базируется на магнитах этого типа. Актуально их применение и при создании компактных промышленных ускорителей для ядерной энергетики, и в медицинских установках для радиотерапии (в том числе углеродной), использующей для создания пучков синхротроны с энергией 100–600 МэВ. В ОИЯИ отработана методика комплексной диагностики криогенных систем, которая может быть использована в любом центре, где существуют подобные установки. В ЛФВЭ создана уникальная методика диагностики двухфазного четырехкомпонентного потока «нефть–соль–газ–вода», позволяющая определять количественный состав указанных примесей в нефти.




Прикладные возможности пучков ионов активно используются в медицинской технике и для проведения биологических исследований



Еще одно перспективное инновационное направление связано с развитием «альтернативной энергетики». Исследования в этой области проводятся в рамках проекта «Энергия и трансмутация». В ЛФВЭ создана опытная установка, которая работает на пучке Нуклотрона. Она позволяет получать данные, необходимые для создания рабочих моделей, проектирования активной зоны промышленного реактора, переработки и утилизации отработанного ядерного топлива.





Тестирование электроники. Российский спутник Ресурс-ДК1 был запущен с помощью ракеты-носителя «Союз» с космодрома Байконур 15 июня 2006 г. На верхней панели спутника был установлен исследовательский аппарат PAMELA.




Программа по исследованию дальнего космоса. Справа показаны треки от тяжелых ионов (железо) на исследуемых клетках, визуализируются двунитевые разрывы ДНК



Для высокотехнологичной промышленности NICA — это актуальный запрос на развитие:

• нового поколения метрологии с точностями измерения 1 микрон, в том числе при криогенных температурах до 4 К;
• технологии производства и использования высокотемпературных сверхпроводящих материалов;
• культуры и производства оборудования на основесверхвысоковакуумных технологий:: 10^–11 Торр (10^–9 Па);
• нанесения тонкопленочных покрытий (графен, ниобий, арсениды и нитриды);
• отечественной нанолитографии (λ = 13 и 6.5 нм) и новой электроники, способной распознавать траектории и объекты (образы) с точностью на уровне фемтометров и пикосекундным временным разрешением;
• сверхвысокочастотного высокомощного оборудования (СВЧ-приборы большой мощности).

Для индустрии и тяжелой промышленности (металлургия, химическое производство, тяжелое машиностроение) NICA — это создание:

• специальных плавок для изготовления сверхпроводящих магнитов и криостатных оболочек коллайдера;
• металлических тонкостенных многослойных оболочек, выдерживающих перепады давления в 10–12 атмосфер;
• крупных сверхпроводящих устройств (до 7–8 метров в диаметре);
• специальных сплавов и новых технологий сварки различных металлов (сталь, медь, титан, ниобий, вольфрам и др.);
• новейших полимерных материалов с высокой механической и радиационной стойкостью, работающих при температурах жидкого гелия.

Для IT индустрии NICA — это заказ на создание и развитие в самое ближайшее время:

• хранилищ данных на 20–50 Тбайт;
• етерогенного суперкомпьютерного центра с производительностью на уровне ~ 0.1–1 Петафлопс;
• высокоскоростных каналов передачи данных c пропускной способностью > 100 Гбайт/с;
• облачных технологий и прочих технологий BigData.

Для университетов участие в проекте и в создании Российского центра коллективного пользования на базе комплекса NICA — это:

• возможность стать пользователем уникального оборудования в лабораториях по материаловедению, наноэлектронике, computer science, радиационным исследованиям и ядерным технологиям, в том числе с использованием облучений на пучках протонов, нейтронов, легких и тяжелых ионов;
• огромный потенциал бакалаврских и магистерских работ (до сотен в год), в перспективе защита диссертаций с присуждением научных степеней советом ОИЯИ;
• возможность соавторства в научных публикациях в самых престижных реферируемых журналах (десятки в год);
• организация целевых выборов, научно-исследовательская и инженерная практика по самым приоритетным научным и техническим направлениям.