У немецких учёных появились новые проблемы из-за санкций против России. Они не могут обойтись без нашей страны при реализации проекта сверхмощного рентгена XFEL (X-Ray Free-Electron Laser). После начала специальной военной операции в рамках санкций Германия отказалась от услуг дочерней структуры «Росатома» и осталась без необходимых для работы этого лазера специальных магнитов.
Магниты нон грата
Россия и Германия сотрудничали в этой сфере почти 30 лет. С начала 1990-х годов предприятие «Росатома» – Научно-исследовательский институт электрофизической аппаратуры (АО «НИИЭФА им. Д. В. Ефремова») – разработало и изготовило сотни электромагнитов для различных экспериментов немецкого научно-исследовательского центра DESY (основан в 1959 году, принадлежит властям ФРГ).
В число совместных проектов России и DESY входит Европейский рентгеновский лазер на свободных электронах (XFEL). С его помощью учёные могут расшифровывать молекулярный состав клетки, получать трёхмерные изображения из нанокосмоса, снимать химические реакции и процессы, которые происходят в недрах планет. Исследования с использованием этой установки должны помочь развитию в научно-технических областях: медицине, химии, нанобиотехнологии, энергетике и других.
XFEL стоит в одном ряду с такими проектами, как Большой адронный коллайдер Европейской организации ядерных исследований (CERN) и Центр по исследованию ионов и антипротонов (FAIR). Все три проекта со стороны России курирует Курчатовский институт. В декабре 2022 года президент института Михаил Ковальчук пожаловался, что Германия хочет исключить Россию из проекта XFEL, хотя не все страны, задействованные в нём, спешат поддержать это решение.
Туннельный полёт через рентгеновскую лазерную установку European XFEL. Источник: Tunnelflug/Tunnel flight 2017/YouTube
По словам Ковальчука, Россия ежегодно платит 40 млн евро в качестве взноса в проект. Как только российская делегация выйдет из XFEL, сумму платежа распределят между остальными странами-участницами. Но таких средств на финансирование проекта у них, по его мнению, нет.
Между тем проблемы у XFEL уже начались. В частности, для его работы снова требуются специальные (дипольные) магниты под кодовым наименованием XBS-L. В целом рентгеновский лазер построен на сотнях таких магнитов, и все они были поставлены из Санкт-Петербурга. Эти магниты, объединённые в так называемый ондулятор, разгоняют электроны до околосветовой скорости и отклоняют их от прямолинейной траектории. Благодаря этому электроны генерируют рентгеновское излучение, которое позволяет с высокой точностью исследовать структуру вещества, изучать белковые молекулы, в режиме реального времени следить за ходом химических реакций.
В октябре 2022 года государственный центр DESY опубликовал на европейском портале госзакупок извещение, в котором констатировал свои проблемы:
«Чертежи, приложенные к тендерной документации, содержат кириллицу. Этот тип магнита должен был быть построен в сотрудничестве с российским институтом Ефремова, потому что Россия является одним из основных акционеров XFEL GmbH. Но текущие санкции не позволяют продолжить сотрудничество».
Подрядчик на поставку 24 магнитов не нашёлся: никто не подал заявку, поэтому срок их приёма в декабре продлевали. С тех пор данные не обновлялись, зато информацию о необходимости таких магнитов DESY разместил на целом ряде международных тендерных площадок.
В XFEL на запрос «Октагона» не ответили, в Курчатовском институте и институте Ефремова отказались от пояснений, сообщив, что сейчас не комментируют темы международного сотрудничества.
По мнению преподавателя физического факультета МГУ Алексея Селиверстова, тема рентгеновского лазера скорее относится к закрытым, поскольку эти технологии могут использоваться в военных целях. Поэтому её неохотно комментируют.
«У такой рентгеновской установки может быть много применений. У рентгеновских лучей, в отличие от, например, обычных видимых лучей, маленькая длина волны, поэтому с их помощью можно получить более детальные изображения».
Алексей Селиверстов
преподаватель физического факультета МГУ
Помимо института Ефремова, с DESY сотрудничал новосибирский Институт ядерной физики имени Г. И. Будкера, который разработал и изготовил для XFEL криогенное оборудование.
– Магниты российского производства уникальны с точки зрения соотношения цены, сроков изготовления и качества, – рассказали в пресс-службе института имени Будкера. – В этом смысле замена партнёра непосредственно в процессе реализации крупного и сложного научного проекта, конечно, невыгодна заказчику и, скорее всего, замедлит развитие проекта и увеличит издержки.
XFEL – брат Большого адронного коллайдера
Создатели XFEL называют его «самой современной научно-исследовательской мегаустановкой». Сама установка запущена в 2017 году, спустя 15 лет подготовки и инвестиций. В финансировании проекта приняли участие 12 стран, в том числе Россия. Строительство объекта, включая ввод в эксплуатацию, обошлось в 1,2 млрд евро. Германия в качестве страны-организатора взяла на себя 57 процентов расходов, Россия – 26 процентов. Другие государства-партнёры вложили от 1 до 3 процентов средств или участвовали в проекте, поставляя оборудование.
«Лазер XFEL генерирует ультракороткие рентгеновские вспышки – 27 тыс. в секунду, – яркость которых в миллиард раз выше самых мощных традиционных источников рентгеновского излучения. Благодаря своим уникальным характеристикам установка откроет совершенно новые исследовательские возможности для учёных из исследовательских институтов и промышленных компаний», – говорится в материалах проекта.
XFEL размещён в подземных туннелях, доступ к которым есть в трёх точках. Начало установки общей длиной 3,4 километра находится в Гамбурге, а конец расположен в городе Шенефельде (земля Шлезвиг-Гольштейн, Германия). На площадке Шенефельд находится исследовательский центр, где международные группы учёных проводят эксперименты. Летом 2022 года стало известно, что XFEL остановил работу по проектам с российскими коллегами.
28 ноября 2022