Об этом стало сообщила пресс-служба университета.
В основе работы устройства лежит метод лазерного испарения. Образец представляет собой миниатюрный волосок диаметром 0,3-0,4 мм и длиной до 20 мм. Его помещают в вакуумную камеру и охлаждают до температуры около 20 Кельвинов (минус 250 °C). Под действием лазерных импульсов с поверхности снимаются наноскопические слои, каждый из которых содержит не более двух атомов. Образовавшиеся частицы сразу же анализируются с помощью масс-спектроскопии, что позволяет определить их химический состав.
Информация с детектора передается на компьютер. Для построения итоговой трехмерной модели требуется обработать данные о местоположении нескольких сотен миллионов атомов, поэтому вычисления ведутся на мощных графических процессорах. В результате исследователь получает детальную карту атомной структуры образца.
Профессор кафедры физики экстремальных состояний вещества С. Рогожкин пояснил, что ключевые свойства современных материалов зависят не просто от химического состава, а от их наноструктуры. По его словам, разработанный томограф особенно востребован для изучения сложных сплавов и композитов, содержащих от 10 до 20 различных компонентов. В таких материалах даже незначительные примеси могут кардинально менять эксплуатационные характеристики.
С. Рогожкин. Источник: НИЯУ МИФИ
На данный момент созданная установка готова предоставлять услуги промышленным заказчикам по исследованию различных материалов. В дальнейшем разработчики планируют рассмотреть вопрос о запуске серийного производства «АтоТома».Ранее монопольное положение на мировом рынке атомных томографов занимала американская корпорация AMETEK (CAMECA). Однако на фоне геополитической напряженности поставки этих приборов в Российскую Федерацию, а также их гарантийное и постгарантийное обслуживание были полностью прекращены.
Как подчеркнул С. Рогожкин, российская разработка не уступает зарубежным аналогам по своим техническим характеристикам. При этом она обладает двумя значимыми конкурентными преимуществами. Во-первых, стоимость серийных образцов, как ожидается, будет минимум в два раза ниже импортных. Во-вторых, ученые МИФИ готовы дорабатывать приборы под специфические запросы заказчиков, например, повышая чувствительность к отдельным параметрам. Зарубежный производитель предлагает лишь стандартизированные решения. Благодаря этому российский томограф в перспективе может выйти и на международный рынок.
Первый прототип установки существовал еще в конце 2021 г. Однако после введения санкционных ограничений коллективу разработчиков потребовалось несколько лет на проведение полного импортозамещения всех комплектующих. Критически важные элементы, включая быстродействующий детектор, были созданы с нуля на российской компонентной базе. Также специалисты университета самостоятельно разработали и запатентовали программное обеспечение - как для управления прибором, так и для математической обработки получаемых массивов данных.
В новых томографах остро нуждаются ведущие научные центры, крупные металлургические комбинаты и предприятия других высокотехнологичных отраслей. Для атомной отрасли возможность проводить такие исследования критически важна: они позволяют точно оценивать степень радиационного повреждения конструкционных материалов и деталей, используемых в ядерных реакторах, что напрямую влияет на безопасность и сроки эксплуатации оборудования.
Автор: А. Шевченко
