Экспериментальные станции Курчатовского специализированного источника синхротронного излучения "КИСИ-Курчатов"
Деятельность научных сотрудников при использовании синхротронного излучения (СИ) направлена на:
- нанодиагностику упорядоченных органических и биоорганических структур с применением высокопрецизионных спектрально-селективных рентгеновских методик;
- исследование структуры и процессов в органических и биологических объектах для генной инженерии, биотехнологии, синтеза новых лекарственных препаратов;
- применение методов структурной диагностики для исследования упорядоченных наносистем и многослойных гетерокомпозиций - объектов нанотехнологий, и установление их реальной структуры c субнанометровым разрешением;
- исследование тонкопленочных твердотельных и жидких систем методом стоячих рентгеновских волн;
- исследование поли- и монокристаллов, сплавов металлов, поверхностных слоев в полупроводниках, аморфных тел, жидкостей, синтетических полимеров, растворов биологических макромолекул, фазового состава сложных соединений;
- развитие и модернизация инструментально-методической базы станций СИ;
- развитие методов фотоэлектронной, оптической и зондовой спектроскопии;
- порошковую дифрактометрию, рентгенофлюоресцентный элементный анализ;
- построение моделей биомакромолекул, восстановление структуры кластеров в частично упорядоченных системах - определение структурных параметров вкраплений в твёрдой матрице;
- развитие методов анализа текстурных характеристик керамических материалов и металлических сплавов, методик определения напряжений в конструкционных материалах, методов дифракционных исследований поликристаллических материалов в условиях низких и высоких температур, а также высоких давлений;
- применение конвергентных подходов визуализации к объектам культурного наследия, археологическим артефактам;
- развитие инструментально-методической базы визуализации в режиме интроскопии и томографии, повышение пространственного разрешения используемых методик, развитие аппаратно-методической базы томографических измерений с разрешением по времени;
- создание научного задела в области проведения комбинированных взаимодополняющих синхротронно-нейтронных дифракционных и рефлектомтерических исследований кристаллических материалов;
- развитие методов рентгеноабсорбционной спектроскопии EXAFS/XANES, мало- и широко-углового рассеяния и др.;
- создание новых методов медицинской диагностики.
-
Курчатовский источник СИ оборудован комплексом экспериментальных станций, включающих в себя блоки монохроматизации и управления интенсивными пучками излучения, элементы вакуумной техники, прецизионную гониометрическую аппаратуру, рентгенооптические элементы, детекторы, системы автоматизации и управления экспериментом и др.
ЛЕНГМЮР |
Станция для рентгеновских исследований молекулярных пленок на поверхности жидкости. Главная особенность станции –рентгенооптическая схема, обеспечивающая отклонение пучка СИ от горизонтали для проведения рентгеновских измерений на жидкости.
Методы:
- Рентгеновская рефлектометрия (XR) - профиль электронной плотности по глубине структуры – толщина, плотность, шероховатость слоев;
- Стоячие рентгеновские волны (XSW) - профиль распределения ионов по глубине структуры;
- Дифракция в скользящей геометрии (GID)- кристаллическая структура двумерных систем (параметры решетки, структура молекул, углы наклона молекул, корреляционные длины);
- Рентгеновская флуоресценция в полном внешнем отражении (TXRF) - химический состав поверхностных слоев.
|
БИОМУР |
Станция для исследования структуры биологических объектов в статике и динамике методами дифракции и рассеяния в области малых и больших углов SAXS/WAXS. Основные исследования направлены на определение структуры и структурной динамики различных типов тканей животных и человека и слабоупорядоченных объектов "soft matter".
Методы:
- Малоугловое рентгеновское рассеяние (SAXS) - исследование структурных параметров образцов с характерными размерами упорядочения в диапазоне 0,2 –200 нм, с возможностью изменять температуру образца от -50 С до +150 С;
- Порошковая дифрактометрия (XRD) - определение фазового состава исследуемых образцов, размеров кристаллитов, текстуры, микронапряжений.
|
РСА |
Станция для исследования атомной и реальной структуры методами моно- и поликристалла при помощи 2И-сканирующего двумерного детектора.
Методы:
- Рентгеноструктурный анализ монокристаллических неорганических объектов. Пространственная структура с атомным разрешением;
- Прецизионная порошковая дифракция с двумерным сканирующим детектором. Фазовый состав, размеры кристаллитов, текстура, микронапряжения.
|
ФАЗА |
Специализированная станция для проведения диагностики методами прецизионной рентгеновской дифрактометрии и рефлектометрии, а также фазочувствительных методов исследования вещества.
Методы:
- Стоячие рентгеновские волны;
- Дифракция высокого разрешения;
- Многоволновая дифракция;
- Поверхностная дифракция;
- Рентгеноакустика;
- Рентгеновская голография;
- Резонансная дифракция;
- Рефлектометрия;
- Диффузное рассеяние.
|
БЕЛОК |
Станция белковой кристаллографии для проведения рентгеновской дифрактометрии макромолекулярных монокристаллов в широком диапазоне энергий излучения. Разрешение 1–1,2 ? для кристаллов с параметрами решетки до 100 ?, и разрешение 1,6–1,8 ? для кристаллов с параметрами решетки 200 ?.
Методы:
- Рентгеноструктурный анализ макромолекулярных кристаллов с большими параметрами ячейки;
- Монокристальная дифрактометрия - определение пространственной структуры;
- Порошковая дифрактометрия.
|
РКФМ |
Станция рентгеновской кристаллографии и физического материаловедения для исследования структуры материалов методами рентгеновской дифракции и рассеяния.
Методы:
- Двух-трехкристальная дифрактометрия;
- Многоволновая дифракция;
- Рентгеновская топография;
- Картирование обратного пространства;
- Рефлектометрия;
- Стоячие рентгеновские волны;
- Рентгенофлуоресцентный анализ;
- Рентгеноакустика.
|
ПРО |
Станция прецизионной рентгеновской оптики, ориентирована на рентгено - дифракционные методы исследования вещества.
Методы:
- Двухкристальная дифрактометрия;
- Трехкристальная дифрактометрия;
- Многоволновая дифракция;
- Рефлектометрия;
- Стоячие рентгеновские волны;
- Резонансная дифракция.
|
СТМ |
Станция структурного материаловедения для исследования особенностей пространственной организации функциональных материалов в широком интервале размеров.
Методы:
- EXAFS/XANES - химическое состояние поглощающего атома и его локальное окружение;
- Порошковая рентгеновская дифракция - кристаллическая структура;
- Малоугловое рассеяние - размеры и форма наночастиц.
|
РЕФРА |
Станция использует рефракционную оптику, предназначена для исследования материалов методами EXAFS-спектроскопии во флуоресцентной моде и рентгенофлуоресцентного элементного анализа, а также позволяет проводить картографирование образцов.
|
EXAFS-D |
Станция для исследования поликристаллических и аморфных материалов методами рентгеновской спектроскопии и дифракции.
Методы:
- Дифракция в геометрии прямого и обратного рассеяния высокая чувствительность к деформациям и микронапряжениями;
- Энергодисперсионный EXAFS c миллисекундным разрешением (химическое состояние поглощающего атома и его локальное окружение).
|
НАНОФЭС |
Станция для исследования электронной структуры твердых тел методами фотоэлектронной, оптической и зондовой спектроскопии. Работает в условиях сверхвысокого вакуума, энергетический диапазон энергий фотонов от вакуумного ультрафиолета до мягкого рентгена (25–1500 эВ).
Методы:
Фотоэлектронная спектроскопия с угловым разрешением (ARPES):
- Сканирование по глубине;
- Околокраевое рентгеновское поглощение (NEXAFS);
- Тонкие особенности ФЭ спектров валентной зоны;
- Исследование глубоких уровней;
- SPM(STM+AFM) микроскопия.
|
РТ-МТ |
Станция рентгеновской топографии и микротомографии. Исследуются образцы, обладающие характерными размерами неоднородностей в диапазоне 2 – 1000 мкм и размером от 2 до 50 мм соответственно
Методы:
- Рентгеновская микротомография;
- Рентгеновская топография.
|
МЕДИАНА |
Станция предназначена для проведения медицинской и материаловедческой диагностики. Станция состоит из двух установок, собранных на одном канале – дифрактометра высоких давлений и установки для рентгеновской интроскопии.
Методы:
- Абсорбционная интроскопия;
- Фазоконтрастная интроскопия;
- Томография - получение изображений внутренней структуры объектов, в т.ч. в биомедицинских целях;
- Дифрактометрия при высоких давлениях - структура поликристаллических объектов.
|
ЛИГА |
В настоящее время используется для получения трехмерных изображений объектов размером от 1 до 10 см с помощью метода рентгеновской компьютерной томографии. Станция ориентирована на исследования в области биологии, материаловедения, палеонтологии и т.д. |
Видеосюжет "Курчатовский специализированный источник синхротронного излучения "КИСИ-Курчатов"
Фотогалерея экспериментальных станций Курчатовского специализированного источника синхротронного излучения "КИСИ-Курчатов"
|