4. Развитие ускорительных, реакторных и ядерных технологий

Создание новых уникальных научных установок класса "мегасайенс" неразрывно связано с развитием ускорительных, реакторных и ядерных технологий. В процессе реализации Программы будут разработаны, созданы и модернизированы уникальные научные установки класса "мегасайенс", что потребует разработки и практической реализации комплекса современных ускорительных технологий.

Целями научного направления являются опережающее развитие ускорительных, реакторных и ядерных технологий, необходимых для модернизации существующих и создания новых передовых источников синхротронного и нейтронного излучения, для использования ускорительных технологий и синхротронных источников, в том числе в ядерной медицине и адронной терапии, а также развитие отечественной приборно-инструментальной базы для оснащения экспериментальных станций на создаваемых уникальных научных установках класса "мегасайенс".

Основными направлениями исследований, необходимых для решения принципиально новых фундаментальных и крупных прикладных задач, решаемых в целях реализации приоритетных направлений научно-технологического развития Российской Федерации, являются:

технологии ускорителей электронов, включая технологии генерации синхротронного излучения;

технологии ускорителей протонов и ионов;

технологии воздействия пучков излучения на радиорезистентные злокачественные новообразования различных локализаций, а также для диагностики онкологических заболеваний;

технологии наработки медицинских радионуклидов с укороченным временем жизни и радионуклидов высокой чистоты;

развитие приборно-инструментальной базы для оснащения экспериментальных станций источников синхротронного излучения и нейтронов, в том числе технологии детектирования синхротронного излучения и нейтронов;

развитие технологий компактных источников фотонов в различных диапазонах.

В рамках реализации Программы по данному направлению будут получены в том числе следующие результаты:

развиты технологии ускорителей электронов, необходимые для создания новых источников синхротронного излучения 3-го и 4-го поколений, включая технологии серийного производства и эксплуатации высокочастотных электронных пушек с фотокатодом, мощных импульсных ускорительных клистронов и ускоряющих секций (в том числе сверхпроводящих), линейных ускорителей электронов для кольцевых накопителей, рентгеновских лазеров на свободных электронах, источников питания, интегрированных систем диагностики, управления и тайминга, вставных устройств - генераторов синхротронного излучения (вигглеров и ондуляторов), мощных сверхпроводящих магнитов, интегрирующей оптики, СВЧ-техники большой мощности;

развиты технологии ускорителей протонов и ионов, необходимые для создания нейтронных источников, включая технологии создания и эксплуатации компактных источников высокоинтенсивных пучков протонов и отрицательных ионов водорода, содержащих систему формирования пучка и каналы транспортировки, систем фокусировки нейтронных пучков, нормально проводящих ускоряющих структур, систем на основе резонаторов Н-типа с высокочастотной поперечной фокусировкой, сверхпроводящих резонаторов, систем управления высокоинтенсивными пучками, мишенных станций для генерации высокоинтенсивных импульсных нейтронных потоков;

создан новейший отечественный научно-образовательный медицинский центр ядерной медицины и адронной терапии, реализующий методы ионной (углеродной) и протонной лучевой терапии и являющийся возможным прототипом центра ядерной медицины для субъектов Российской Федерации, в целях обеспечения доступности медицинской помощи, разработаны типовые требования к центрам ядерной медицины и адронной терапии;

созданы и зарегистрированы новые медицинские изделия;

развита приборно-инструментальная база для оснащения экспериментальных станций источников синхротронного излучения и нейтронов, уникальных экспериментальных станций, их компонентов и узлов;

разработаны компактные источники рентгеновского излучения, основанные на взаимодействии электронов с лазерным импульсом, для оснащения научных и образовательных центров;

разработаны компактные источники рентгеновского излучения на основе лазерно-плазменного взаимодействия для оснащения научных и образовательных организаций;

проведены научно-исследовательские работы по определению подходов к созданию передовых источников синхротронного излучения следующих поколений.

Полученные результаты обеспечат формирование экспортно ориентированного сектора источников синхротронного излучения и нейтронов на основе отечественной компонентной базы, развивающегося с учетом современных технологий и обеспеченного высококвалифицированными кадрами.