کوتاهی دولتهای قبل در راه اندازی «اَبَر آزمایشگاه ملی»

خبرگزاری مهر - گروه دانش و فناوری؛ میترا سعیدی کیا: در حال حاضر بیش از هزار مجموعه آزمایشگاهی در کشور فعال هستند تا نیاز پژوهشگران به تحقیقات در زمینه‌های مختلف را رفع کنند. اما برخی پروژه‌های پیشرفته در آزمایشگاه‌های معمولی به نتیجه نمی رسند و باید با تجهیزات خاصی انجام شوند تا نتیجه مطلوب را داشته باشند لذا پژوهشگران برای پیشرفت در حوزه‌های مختلف پزشکی هسته‌ای، داروسازی و تصویربرداری از سلول‌ها و غیره نیاز به اَبَر آزمایشگاه‌هایی دارند که متمرکز بر پرتوهای «سنکروترون» یا «پرتوهای نوری بسیار درخشنده» باشد.

در حال حاضر کشورهای اروپای غربی، آمریکا، ژاپن، چین و روسیه توانسته اند این آزمایشگاه برپایه پرتوهای «سنکروترون» را راه اندازی کنند و به سایر کشورها خدمات ارائه دهند.

به دلیل اهمیت این موضوع و دامنه گستره تحقیقات بر پایه این تکنولوژی، تقریباً یک دهه است که پژوهشگاه دانش‌های بنیادی اقدام به راه اندازی چنین آزمایشگاهی کرده است. این آزمایشگاه، معطوف به پرتوهای نوری بسیار درخشنده است که تحت عنوان پروژه «شتابگر ملی» از سال ۱۳۸۸ در کشور کلید خورد. این طرح یکی از بزرگترین پروژه‌های علمی کشور محسوب می‌شود که یک آزمایشگاه عظیم است و زمینه اجرای تحقیقات رشته‌های مختلف را برای محققان هموار می‌سازد.

به طور دقیق‌تر «شتابگر ملی»، مجتمع بزرگی از شتابگرهای پیچیده، ابزارهای تجربی و آزمایشگاه‌های متنوع است که در دهه‌های آینده نیروی محرکه اصلی برای رسیدن به اهداف علمی و مهندسی مهم کشور خواهد بود. این شتابگر به دلیل تابش فوتونی شدیدی که در آن تولید می‌شود «چشمه نور» نامیده می‌شود.

به همین ترتیب، فعالیت‌های مطالعاتی و انجام طراحی‌های اولیه و مفهومی طرح با تشکیل گروه‌های مختلف علمی، فنی و تخصصی برای انجام طراحی‌های اولیه و مفهومی شروع و پس از آن مشورت‌ها برای ساخت شتابگر سنکروترون الکترون و مطالعات جایابی آغاز شد. برای انتخاب ساختگاه طرح چشمه نور ایران، سه منطقه شامل منطقه ۲۲ تهران، دانشگاه صنعتی اصفهان و اراضی شمال دانشگاه بین‌المللی امام خمینی (ره) قزوین پیشنهاد شدند. مهمترین معیارهایی که برای انتخاب ساختگاه طرح مورد توجه قرار گرفتند «ایمنی در برابر لرزش‌های زمین»، «آمایش سرزمین»، «دسترسی به محیط‌های صنعتی -دانشگاهی و ریلی- هوایی» بودند. سرانجام با انجام مطالعات زمین شناسی و لرزه نگاری و با در نظر گرفتن سایر عوامل، شهر قزوین به عنوان محل ساخت پروژه بزرگ چشمه نور ایران انتخاب شد.

این طرح ملی، اولین تسهیلات آزمایشگاهی در مقیاس بزرگ برای پژوهش‌های بین‌رشته‌ای در ایران است و انتظار می‌رود پس از تأسیس آزمایشگاه، سالانه هزاران دانشمند و محقق از این آزمایشگاه ملی در تحقیقات خود استفاده کنند. هدف اصلی این طرح ملی، ایجاد اولین آزمایشگاه مقیاس بزرگ برای انجام تحقیقات نانو فناوری و مطالعات بین رشته‌ای در ایران و رفع نیازهای فنی و تخصصی دانشمندان و محققان کشور است.

بخش‌های شتابگر ملی

روند کار در شتابگر ملی به این صورت است که نخست الکترون‌ها در تفنگ الکترونی تولید شده و وارد شتابگر خطی می‌شوند. در شتابگر خطی (که شامل سه بخش است) انرژی آن‌ها به ۱۵۰MeV رسیده و از طریق خط انتقال Linac to Booster به حلقه بوستر وارد می‌شوند.

انرژی الکترون‌ها در بوستر به ۳GeV می‌رسد و سپس خط انتقال Booster to Storage ring الکترون‌ها را به سوی حلقه انبارش هدایت می‌کند. الکترون‌های انبار شده در این جا با بهره‌گیری از مغناطیس‌های خم‌کننده و ابزارهای الحاقی فوتونهایی در محدوده مادون قرمز تا پرتو ایکس سخت با شدتی میلیون‌ها برابر لامپ پرتو ایکس تولید می‌کنند.

این پرتوها به خطوط باریکه هدایت شده و برای استفاده کاربران آماده می‌شود. برای رسیدن به گسیلندگی بسیار کم، صرفه جویی در انرژی و هزینه، حلقه انبارش چشمه‌ی نور ایران بر پایه میدان مغناطیسی ۰.۷۲T طراحی شده است.

یکی از بخش‌های شتابگر ملی؛ شتابگر خطی

اجرای این پروژه عظیم اهداف علمی و فناورانه دیگری هم دارد؛ اثبات قدرت علمی ایران با ساخت شتابگر «سنکروترون» به عنوان اولین و برترین کشور در زمینه علوم، پژوهش و فناوری در خاورمیانه و کسب جایگاه شایسته در جهان، از دیگر هدف‌های طرح چشمه نور به شمار می‌روند.

البته پیش بینی شده استفاده از شتابگر به‌عنوان موتور اکتشافات جهت جذب دانشجویان و محققان کارآمد کشور و تأمین محیط و تسهیلات آزمایشگاهی مناسب برای آن‌ها و در نهایت جلوگیری از فرار مغزها از کشور شود.

به واسطه راه اندازی چنین آزمایشگاه مقیاس بزرگی، ارائه و صدور خدمات پژوهشی و تجربی به سایر کشورهای منطقه و محققان و دانشمندان آن‌ها، دستیابی به فناوری طراحی و ساخت شتابگر سنکروترون نسل سوم و ایجاد توانایی در توسعه آن تا رسیدن به مرزهای دانش و فناوری در این رشته از علوم از طریق استفاده حداکثری از نیروهای متخصص داخلی، دستیابی به دانش طراحی و ساخت تجهیزات و قطعات شتابگر شامل دینامیک باریکه فراهم می‌شود.

طراحی و توسعه مواد و ترکیبات جدید با ساختارهای استراتژیک، طراحی و ساخت داروهای جدید و انجام تحقیقات و آزمایش‌های پزشکی، ساخت بافت‌های مصنوعی و پیوند اندام، نوآوری در صنایع تولید انواع مواد (پلاستیک، لاستیک، فیبر، ابریشم و غیره)، آزمایش و تحقیق در خوردگی فلزات، آلیاژها و انواع مواد غذایی و بهداشتی از اهداف کاربردی هستند که به واسطه شتابگر می‌تواند به نتیجه برسد.

یکی از بخش‌های شتابگر ملی؛ کاواک بسامد رادیویی

هم‌اکنون و در شروع فعالیت طرح، فیزیکدانان و مهندسان با تخصص‌های مختلف به طور مستقیم در گروه‌های تخصصی این پروژه مشغول به کار هستند. همچنین حدود ۲۰۰ دانشمند، محقق و استاد از دانشگاه‌ها و مراکز مختلف علمی کشور و جهان و شرکت‌های صنعتی مختلف بطور مستقیم و غیرمستقیم در این طرح همکاری می‌کنند.

بسیاری از محققان ایرانی مرتبط با تحقیقات سنکروترون که در ایران یا کشورهای دیگر مشغول به تحقیق هستند.

نمی‌خواهیم برای تکمیل پروژه چشمه نور قطعه‌ای از خارج بیاوریم

دکتر محمد جواد لاریجانی، رئیس پژوهشگاه دانش‌های بنیادی پیش از این در خصوص آخرین وضعیت پروژه به خبرنگار مهر گفت: این پروژه فازهای مختلف اجرایی دارد و برای عملیاتی شدن در حد دو باریکه حداقل ۱۰ سال دیگر زمان می‌برد تا محققان رشته‌های مختلف بتوانند از آن استفاده کنند. فاز اول این پروژه به انجام رسیده که شامل طراحی کلی، مفهومی و زیرساختی می‌شود و فاز دوم پروژه شتابگر ملی نیز که مربوط به تشکیل واحدهای تحقیق و توسعه می‌شود در چهار - پنج حوزه انجام شده است.

لاریجانی ضمن تاکید به اینکه ما نمی‌خواهیم برای تکمیل پروژه قطعه‌ای از خارج بیاوریم گفت: با حمایت معاونت علمی و فناوری جهشی در پیشرفت پروژه اتفاق افتاده است. البته که قراردادهایی با برخی کشورهای دیگر دنیا و مشاوران بین المللی منعقد کردیم که در بحث شتابگر کمک کنند. امیدواریم روزی که این شتابگر راه بیافتد چندین هزار دانشمند بتوانند از آن استفاده کنند.

رئیس پژوهشگاه دانش‌های بنیادی در خصوص اعتبارت این پروژه همچنین افزود: از ابتدا تا پایان پروژه تقریباً ۳۰۰ میلیون دلار هزینه دارد. شتابگر ملی کاربردهای متعددی در پزشکی، پرتودرمانی، علم فیزیک، الکترونیک و… دارد که به هرکدام از این کاربردها یک باریکه اختصاص پیدا می‌کند. یکی از باریکه‌های این پروژه، «شتابگر خطی» است و اولین قرارداد استفاده از آن با دانشگاه تربیت مدرس منعقد شده است.

به گفته لاریجانی ما در کشور به هفتاد نمونه شتابگر خطی نیاز داریم.

آخرین وضعیت پروژه چشمه نور یا شتابگر ملی

آرش صادقی‌پناه، سرپرست گروه بسامد رادیویی طرح چشمه نور ایران نیز در گفتگویی به مهر افزود: طرح چشمه نور ایران؛ «شتابگر ملی» یک آزمایشگاه بزرگ بین رشته‌ای مبتنی بر شتاب‌دهنده سنکروترون است که در پژوهشگاه دانش‌های بنیادی اجرا می‌شود. این پروژه از ۱۰ سال پیش آغاز شده و تاکنون فازهای طراحی مفهومی و طراحی پایه این پروژه در پژوهشگاه دانش‌های بنیادی به اتمام رسیده است.

سرپرست گروه بسامد رادیویی طرح چشمه نور ایران با بیان اینکه طراحی مفهومی طرح چشمه نور ایران با کمک مشاوران خارجی در قالب کمیته مشورتی، انجام گرفته است، گفت: مشاوران خارجی برجسته از آزمایشگاه‌های مختلف دنیا در این کمیته حضور دارند تا طراحی‌های پروژه با کیفیت و اطمینان‌پذیری بالا پیش رود.

وی با بیان اینکه در حین انجام طراحی‌های مفهومی و پایه، حجم زیادی از تحقیق و توسعه هم در محل پروژه اجرا شده است، گفت: طرح چشمه نور ایران به واسطه ماشین‌ها و تجهیزات مدرن خود می‌تواند تابشی همدوس را تولید کند که در تصویربرداری‌های مختلف پزشکی، داروسازی، عکسبرداری از فعل و انفعالات داخل سلول‌ها، مواد و بهینه‌سازی مصرف سوخت و انرژی و غیره کاربرد دارد.

به گفته سرپرست گروه بسامد رادیویی طرح چشمه نور ایران، تفاوت اصلی این تابش با اشعه ایکس معمولی در طیف باریکه و تک انرژی بودن آن است درحالی که در تابش‌های معمولی طیف انرژی این تابش پهن است. به همین دلیل تابش با کیفیت آن تأثیر زیادی در دقت خروجی و تشخیص‌ها دارد.

وی با بیان اینکه که پروژه‌های مشابه در سایر کشورها معمولاً در صورت تأمین مالی، در یک بازه زمانی ۵ تا ۶ ساله به بهره‌برداری رسیده‌اند، افزود: البته شتاب‌دهنده‌های سزامی و آلبا، نمونه‌هایی از این پروژه در دنیا هستند که مدت ساخت آنها طولانی‌تر بوده است. پیش بینی می‌شود فاز اول بهره برداری طرح چشمه نور هم با ۷ خط باریکه بعد از تأمین مالی طی ۵-۶ سال به پایان برسد.

به گفته صادقی پناه، آزمایشگاه‌های زیادی در دنیا نظیر سزامی، الترا، آلبا، سرن و … با این پروژه همکاری علمی دارند.

یکی از بخش‌های شتابگر ملی؛ ابزارهای الحاقی

ساخت شتابدهنده پیشرفته مطابق با نمونه‌های خارجی

صادقی پناه با بیان اینکه تابش تولید شده در این آزمایشگاه به واسطه شتاب‌دهنده سنکروترون، تابشی خاص است که تاکنون در کشور ما وجود نداشته است، گفت: در کل دنیا حدود ۵۰ شتاب‌دهنده سنکروترون وجود دارد که برخی از آنها مانند سزامی قدیمی‌تر هستند. اما حدود ۱۵ شتاب‌دهنده سنکروترون به روز و پیشرفته در دنیا وجود دارد که سنکروترون چشمه نور ایران نیز مشخصاتی نظیر این شتاب‌دهنده‌های پیشرفته خواهد داشت.

وی با بیان اینکه این شتاب‌دهنده‌ها بیشتر متعلق به کشورهای اروپایی غربی، آمریکا، ژاپن، چین و روسیه اند، گفت: ایران در بسیاری موارد وابسته به این کشور هاست، از این رو اجرای چنین پروژه‌ای بسیار به نفع کشور خواهد بود.

طرح چشمه نور در راستای بومی سازی و سرریز فناوری به صنایع کشور اجرایی می‌شود که به واسطه آن بخش قابل توجهی از صنایع کشورمان به ویژه صنایع دانش‌بنیان ارتقا خواهد یافت

سرپرست گروه بسامد رادیویی طرح چشمه نور ایران تاکید کرد: این طرح در راستای بومی سازی و سرریز فناوری به صنایع کشور اجرایی می‌شود که به واسطه آن بخش قابل توجهی از صنایع کشورمان به ویژه صنایع دانش‌بنیان ارتقا خواهند یافت.

وی با بیان اینکه البته برخی کشورهای منطقه نظیر امارات متحده عربی، ترکیه و ارمنستان همزمان با ایران به فکر راه اندازی شتابگر سنکروترون هستند، گفت: امارات متحده عربی که کشوری کوچک و بدون صنعتی خاص است نیز به فکر ساخت سنکروترون است و روی آن سرمایه‌گذاری می‌کند که خود نشان دهنده اهمیت بالای این موضوع است. احتمالاً این کشور به دلیل خرید مستقیم تمامی تجهیزات از سایر کشورها و نیز نبود مشکلات مربوط به تحریم‌های سیاسی و اقتصادی، زودتر از ایران به شتاب‌دهنده سنکروترون دست پیدا می‌کند ولی مبنای ما بومی سازی و کسب دانش و فناوری است؛ شاید زمان زیادی بطلبد اما بهره خوبی برای کشور خواهد داشت.

وی تاکید کرد: ایجاد حدود ۳۰ خط باریکه جز اهداف این پروژه است و در افتتاح اولیه دارای ۷ خط باریکه خواهد بود و راه اندازی کل خطوط باریکه این پروژه طی دوره بهره‌برداری و بنا بر نیاز کاربران انجام خواهد شد. خط باریکه‌ها در واقع آزمایشگاه‌های خاص تصویربرداری مبتنی بر تابش سنکروترون هستند که تابش‌های ایکس تولید شده توسط شتاب‌دهنده سنکروترون وارد آن‌ها شده و برای آزمایش‌های مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند.

سرپرست گروه بسامد رادیویی طرح چشمه نور ایران گفت: فاز بعد از مطالعات و طراحی پایه، طراحی تفصیلی و ساخت شتاب‌دهنده است که در این فاز، طراحی تجهیزات شتاب‌دهنده سنکروترون دقیق‌تر شده و ساخت آن‌ها انجام می‌گیرد. برای دقیق‌تر کردن طراحی‌ها، نیازمند انجام چندین پروژه تحقیق و توسعه نیز خواهیم بود.

احداث ساختمان‌ها و تأسیسات زیربنایی پروژه از امسال آغاز می‌شود

وی در ادامه گفت: پیرو سفر استانی ریاست جمهوری به قزوین و با نظر مساعد رئیس جمهور و دولت، همراهی استانداری قزوین، احداث ساختمان‌ها و تأسیسات زیربنایی پروژه از امسال آغاز می‌شود که البته سرعت پیشرفت آن وابسته به نحوه تأمین مالی پروژه است.

صادقی‌پناه خاطر نشان کرد: در تمام آزمایشگاه‌های دنیا مرسوم است که برای استفاده از خطوط باریکه با توجه به مشخصات آن‌ها، هزینه‌ای ساعتی از کاربر دریافت می‌شود و این به خودی خود می‌تواند برای این آزمایشگاه درآمدزا باشد. همچنین این خدمات می‌تواند به کاربران سایر کشورها از جمله کشورهای منطقه ارائه شود.

نقش شتابگر ملی در انجام پروژه‌های دفاعی و محرمانه

سرپرست گروه بسامد رادیویی طرح چشمه نور ایران با بیان اینکه این آزمایشگاه برای کشور صرفه‌جویی ارزی خواهد داشت، گفت: کاربران ایرانی هزینه‌های قابل توجهی برای استفاده از خدمات شتاب‌دهنده‌های سنکروترون در کشورهای دیگر پرداخت می‌کنند. به علاوه از این آزمایشگاه می‌توانیم در پروژه‌های دفاعی بهره ببریم در حالیکه دریافت خدمات در این پروژه‌ها از شتاب‌دهنده‌های سنکروترون خارج از کشور میسر نیست.

صادقی پناه در پاسخ به این سوال که ساخت این پروژه چقدر می‌تواند توان علمی ما را در سطح منطقه و کل دنیا نشان بدهد، گفت: این پروژه سطح علمی ما را چند پله ارتقا می‌دهد. ما توانایی تصویربرداری و دیدین برخی جزئیات را نداریم که با راه اندازی آزمایشگاه چشمه نور ایران خودکفا می‌شویم. زیرا از این آزمایشگاه می‌توان به عنوان ابزار تصویربرداری و تشخیصی در تمام علوم و فناوری‌ها بهره برد که این موضوع علوم، فناوری‌ها و صنایع ما را ارتقا و تحت تأثیر قرار می‌دهد.

وی با بیان اینکه ایران اکنون به کشورهای دیگر برای برخی آزمایشات وابستگی دارد، گفت: البته کشور ما به دلیل عضویت در پروژه سزامی در کشور اردن امکان استفاده از خط باریکه‌های آن را دارد اما سزامی یک شتاب‌دهنده قدیمی است و خطوط باریکه آن کیفیت پایین‌تری نسبت به شتاب‌دهنده‌های پیشرفته دارد و لذا برای آزمایش‌های ساده‌تر قابل استفاده است.

سرپرست گروه بسامد رادیویی طرح چشمه نور ایران با بیان اینکه در مباحث استراتژیک و نمونه‌های محرمانه نیز نمی‌توانیم از آزمایشگاه‌های سایر کشورها بهره ببریم، گفت: ما از تابش سنکروترون برای تحقیقات در ساخت قطعات دفاعی محروم هستیم و این کمبود صنایع و تکنولوژی در کشور یکی از دلایل اجرایی شدن چنین پروژه بزرگی است.

ما از تابش سنکروترون برای تحقیقات در ساخت قطعات دفاعی محروم هستیم و این کمبود صنایع و تکنولوژی در کشور یکی از دلایل اجرایی شدن چنین پروژه بزرگی است وی گفت: مراکز علمی برجسته کشورهای کره جنوبی، تایوان، روسیه، ایتالیا، اسپانیا، سوئیس و… با طرح چشمه نور ایران همکاری علمی دارند و این همکاری‌ها می‌تواند علاوه بر انتقال دانش و تکنولوژی در ساخت این شتاب‌دهنده، به توسعه دیپلماسی علمی کشور نیز کمک می‌کند.

سرپرست گروه بسامد رادیویی طرح چشمه نور ایران با بیان اینکه این پروژه باب همکاری را با ایرانیان مقیم خارج فراهم کرده است، گفت: ما در حال حاضر با ایرانیان خارج از کشور هم در توسعه کاربردها و هم در ساخت شتاب‌دهنده همکاری داریم.

به گفته وی، این پروژه زمینه همکاری و یا بازگشت آنها را فراهم می‌کند. دانشمندان ایرانی شاغل در سایر آزمایشگاه‌های تحقیقاتی تابش سنکروترون مشاوران خوبی برای این پروژه به شمار می‌روند.

صادقی پناه با بیان اینکه این پروژه در اشتغال زایی محققان به صورت مستقیم و غیرمستقیم تأثیر می‌گذارد، گفت: حدود ۳۰۰ نفر پرسنل مستقیم پس از راه‌اندازی در این شتاب‌دهنده مشغول به کار خواهند شد و سالانه ۲ تا ۳ هزار متخصص هم به عنوان کاربر از خدمات این شتاب‌دهنده استفاده خواهند کرد. به دلیل اینکه اجرای پروژه چشمه نور ایران به صورت مستقیم در توسعه صنایع مؤثر است می‌تواند اشتغال زایی زیادی برای اهالی صنعت به همراه داشته باشد.

سرپرست گروه بسامد رادیویی طرح چشمه نور ایران با اشاره به اینکه بخش‌هایی از این پروژه با همکاری و حمایت معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری و سازمان انرژی اتمی ایران پیش رفته است، گفت: قول حمایت از سوی استانداری قزوین و سازمان برنامه و بودجه را نیز برای ادامه مسیر این پروژه دریافت کرده‌ایم.

دلیل کندی پیشرفت طرح چشمه نور

وی با بیان اینکه دولت‌های پیشین در تخصیص بودجه به این پروژه کوتاهی‌هایی داشته‌اند که منجر به کند شدن روند توسعه طرح چشمه نور ایران شده است، افزود: بودجه مورد نیاز برای افتتاح فاز اول شتاب‌دهنده سنکروترون به غیر از هزینه زیرساخت‌ها، در حدود ۳۰۰ میلیون دلار است.

به گفته سرپرست گروه بسامد رادیویی طرح چشمه نور ایران، تاکنون هزینه اجرای طرح چشمه نور ایران توسط سازمان برنامه و بودجه، معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری و منابع داخلی پژوهشگاه دانش‌های بنیادی تأمین شده است. تأمین مالی بخشی از طراحی پایه طی تفاهم نامه‌ای بین پژوهشگاه و معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری محقق شده است.

به گزارش مهر، اگرچه فرایند ساخت و بهره برداری از پروژه‌های کلان ملی مانند «چشمه نور» در زمان کوتاه میسر نیست اما کمبود اعتبار و نرسیدن به موقع بودجه‌های لازم از سال‌های قبل روند تسریع این پروژه حیاتی را با کندی مواجه کرده به طوریکه هنوز با گذشت بیش از ۱۰ سال از کلید خوردن فاز مطالعاتی، فرایند بهره برداری از پروژه به سرانجام نرسیده است لذا انتظار می‌رود با توجه به اینکه سال ۱۴۰۱ سال دانش بنیان نامگذاری شده دولت سیزدهم برای تسریع در اجرای این ابرپروژه علمی اقدامات لازم را انجام دهد.