«چشمه نور» ایران چشم بینای تحقیقات و درمان

علاقمندان به حوزه علم و فناوری و دنبال کنندگان اخبار علمی، قطعاً اسم «چشمه نور» یا شتابگر ملی ایران را حتی برای یک بار هم که شده شنیده‌اند؛ چشمه نور ابرپروژه و ایده‌ای برای پژوهش‌های بین رشته‌ای در ایران است که از دهه 80 (سال 1386) کلید خورد و امروز بعد از سال‌ها فرار و نشیب به بهره‌برداری رسمی نزدیک‌تر شده است؛ این طرح یکی از بزرگترین پروژه‌های علمی کشور و یک آزمایشگاه عظیم بوده و زمینه اجرای تحقیقات رشته‌های مختلف را برای محققان هموار می‌سازد. شاید برای برخی جالب باشد که چرا نام این پروژه «چشمه نور» است که باید گفت علت نام گذاری آن تابش فوتونی شدیدی است که در آن تولید می‌شود.

***ایجاد اولین آزمایشگاه مقیاس بزرگ برای تحقیقات نانو فناوری و مطالعات بین رشته‌ای

چشمه نور یک مجتمع بزرگ مقیاس از شتاب دهنده‌های ذرات و دربرگیرنده آزمایشگاه‌های پیشرفته تصویربرداری و آنالیز ماده در عمق کمتر از نانومتر و با درخشندگی چندین میلیارد برابر دستگاه‌های متداول اشعه ایکس است؛ 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. این ابرپروژه که پیش از این مهمترین اَبَرآزمایشگاه غرب آسیا و معادل 10 طرح بزرگ ملی خوانده شده بود، قرار است با هدف رسیدن به پرتوهای نوری بسیار درخشنده (میلیاردها برابر درخشنده‌تر از نور خورشید) راه را برای انجام آزمایش‌های دقیق محققان در رشته‌های مختلف هموار کند.

***شتابگر ملی ایران سال آینده به بهره‌برداری می‌رسد

در همان ابتدا، مأموریت اجرای طرح از سوی معاونت علمی ریاست جمهوری به پژوهشگاه دانش‌های بنیادی سپرده شد و کارهای تحقیق و توسعه آن در سال‌های اخیر در محل همین پژوهشگاه صورت گرفت؛ براساس تفاهم نامه مابین دانشگاه بین‌المللی امام خمینی (ره) و پژوهشگاه دانش‌های بنیادی 50 هکتار از زمین‌های دانشگاه در مجاورت پارک علم و فناوری در جاده باراجین به این پروژه اختصاص یافته و تا پایان سال شتابگر خطی و سایر تجهیزات به این محل منتقل خواهند شد و از سال آتی بهره برداری از آن آغاز خواهد شد.

معاونت علمی، فناوری و اقتصاد دانش بنیان ریاست جمهوری در قالب دومین تور فناوری، خبرنگاران حوزه علم و فناوری رسانه‌ها را به مرکز پژوهش‌های بنیادی برد تا در جریان آخرین وضعیت راه اندازی چشمه نور و کار تحقیقاتی و فنی آن قرار بگیرند؛ در این تور فناوری، «آرش صادقی پناه» معاون فنی و علمی طرح کلان ملی چشمه نور و «احمد حقیقت» معاون اجرایی چشمه نور خبرنگاران را برای ارائه توضیحات فنی همراهی می‌کردند.

***ابرآزمایشگاهی به وسعت یک استادیوم فوتبال

آرش صادقی پناه معاون فنی و علمی طرح کلان ملی چشمه نور درباره این پروژه در یک توضیح مقدماتی گفت: یکی از طرح‌های کلان ملی پژوهشگاه دانش‌های بنیادی «طرح چشمه نور ایران (شتابگر ملی ایران) است؛ چشمه نور یک ابرآزمایشگاه مقیاس بزرگ بوده که ابعادش برابر با یک استادیوم فوتبال و قطر ساختمان 280 متر است و داخل این ساختمان یک شتابدهنده سینکروترونی ذرات وجود دارد که الکترون‌ها را شتاب می‌دهد و از الکترون‌ها تابش اشعه ایکس تولید می‌شود که از این تابش‌ها، برای تصویربرداری در ابعاد دهم نانو متر استفاده می‌شود که در نهایت می‌تواند نیازهای کاربران جامعه علمی و صنعتی کشور را برطرف سازد.

معاون فنی و علمی طرح کلان ملی چشمه نور درباره نحوه کار شتابدهنده سینکروترونی توضیح داد و گفت: در شتابگر خطی به الکترون‌ها یک انرژی اولیه داده می‌شود و در حلقه افزاینده، انرژی را افزایش داده که در این حالت سرعتشان نزدیک به سرعت نور رسیده و بعد در حلقه انبارش نگهداری می‌شود. در هر بار چرخش و عبور از یک سری ابزارهای خاص به نام ابزارهای الحاقی، تابش فوتونی ایکس و درخشندگی بسیار بیشتر از ایکس معمولی تولید می‌شود و این تابش بعداً برای آنالیز و تصویربرداری از مواد مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد.

***نقش دستگاه‌های سینکروترونی در تصویربرداری از تأثیر ویروس بر ریه افراد مبتلا

وی با اشاره به درخشندگی و رزولوشن تصاویر به دست آمده از دستگاه‌های سینکروترونی در مقایسه با سایر دستگاه‌ها گفت: سینکروترون‌ها نقش مهمی در شناسایی پروتئین‌های دیواره ویروس‌ها دارند، به خصوص در اپیدمی کرونا که نقش اصلی در شناسایی پروتئین‌های دیوار ویروس داشتند و دقیق‌ترین تصویر از تأثیر ویروس بر ریه یک فرد مبتلا به واسطه این دستگاه به دست آمد.

صادقی پناه صنایع بهره بردار از چشمه نور را صنایع پزشکی و داروسازی، نفت، گاز و پتروشیمی، خودروسازی، دفاعی و هوافضا، صنایع غذایی، صنایع متالورژی، صنایع کشاورزی، صنایع آب و برق، صنایع الکترونیک، صنایع سرامیک، صنایع پلیمر، معدن و صنایع معدنی برشمرد و در ادامه به پراکندگی چشمه‌های نور (آزمایشگاه‌های) سینکروترونی در دنیا اشاره کرد و گفت: در دنیا از دستگاه‌های سینکروتونی به عنوان ماشین‌های پیشرفت و توسعه نام می‌برند و در حال حاضر کشور آمریکا بیش از 4 دستگاه سینکروتون، چین، روسیه، فرانسه، تایوان، برزیل و کانادا هر کدام بیش از 2 دستگاه، آلمان 7 دستگاه و ژاپن 3 دستگاه دارند. تمام کشورهای پیشرفته حداقل یک دستگاه دارند و حتی تایلند هم در حال ساخت دومین دستگاه است.

به گفته معاون علمی و فنی چشمه نور با راه اندازی شتابگر ملی یا چشمه نور در قزوین، در واقع دانش شتابگرها در کشور بومی سازی می‌شود.

***کاربرد شتابگر ملی ایران؛ از آنالیز مولکول دارو تا تحلیل سوخت هواپیما

وی کاربرد اصلی این ماشین در صنایع مختلف را آنالیز کردن مولکول دارو، آنالیز مشخصات و ساختار مولکولی آلیاژ بدنه هواپیما، ارزیابی کاتالیست‌های خودرو، تحلیل سوخت هواپیما و فعل و انفعالات موتور و در نهایت کمک به ارتقا کیفی صنایع مختلف عنوان کرد.

صادقی پناه در ادامه به خلاصه‌ای از تاریخچه طرح چشمه نور اشاره کرد و گفت: این طرح برای اولین بار در سال 1386 مطرح و در هیأت امنای پژوهشگاه دانش بنیان‌های بنیادی تصویب شد. از سال 1389 با تأیید مطالعات امکان سنجی توسط معاونت علمی کار به صورت رسمی آغاز و طراحی مفهومی اولیه و سیاست‌های ساخت و محل ساخت و احداث نیز در سال 1391 انجام و تکمیل شد. طراحی مفهومی نهایی نیز در 1392 تکمیل و در سال 1394 یک کمیته مشورتی برای تاییدیه طراحی‌ها متشکل از 9 نفر از برجسته‌ترین دانشمندان بین‌المللی در مراکز تحقیقات دنیا تشکیل و طراحی‌ها را مورد بررسی قرار دادند که نهایتاً طراحی مفهومی توسط این کمیته تأیید شد.

***مدارک طراحی پایه شتابگر ایران به زودی به کمیته مشترکی بین‌المللی ارائه می‌شود

معاون فنی و علمی طرح کلان ملی چشمه نور ضمن اشاره به اینکه عملیات ساختمانی در سال 95 آغاز شد و طراحی پایه را در دو مرحله در سال‌های 96 و 99 تکمیل کرده و به معاونت علمی ارائه دادیم، گفت: همچنین در سال 1400 آزمایشگاه تحقیق و توسعه را در شهر قزوین راه اندازی شد. مدارک طراحی پایه شامل 14 هزار صفحه بود و خلاصه‌ای از مدارک در 1500 صفحه به زبان انگلیسی آماده و قرار است آن را امسال به کمیته مشورتی ارائه دهیم.

وی با بیان اینکه پروژه‌های تحقیق و توسعه طرح تفصیلی نیز از دو سال پیش آغاز شده است، افزود: چند نقطه از کشور را برای محل سایت پروژه، انتخاب کردیم و نهایتاً شهر قزوین انتخاب شد و سایت چشمه نور در شمال شهر قزوین و نزدیک به دانشگاه امام خمینی واقع شده است؛ پارامترهایی زیادی برای انتخاب این شهر از جمله دسترسی به مراکز دانشگاهی، فرودگاه‌های بین‌المللی، پدافند غیرعامل، بحث‌های لرزه نگاری در نظر گرفته شده است. زیربنای این ساختمان 46 هزار و 500 متر مربع و شامل چندین آزمایشگاه است و ساخت این ساختمان نیازمند فناوری‌های بسیار پیشرفته بود و به کنترل‌های ویژه ای بر روی ارتعاشات، نشست‌ها و گرما نیاز داشتیم که بعضاً در کشور تا به حال هیچ ساختمانی در ایران به این تجهیزات نیاز نداشته است.

صادقی پناه بخش‌های تشکیل دهنده شتاب دهنده سینکروترونی را تفنگ الکترونی، شتابگر خطی، حلقه افزاینده حلقه انبارش، الکترومغناطیس‌ها، سامانه تزریقگر، کاواک‌های بسامد رادیویی، اتاقک اپتیکی، اتاقک آزمایش و ایستگاه داده برداری عنوان کرد و گفت: در پژوهشگاه دانش‌های بنیاد کار تحقیق و توسعه برخی تجهیزات مهم و استراتژیک مانند ساخت کاواک بسامد رادیویی، ساخت ماژول‌های تقویت کننده حالت جامد، ساخت انواع الکترو مغناطیس‌های دو قطبی چهار قطبی و شش قطبی، ساخت مغناطیس نوسان ساز و ساخت محفظه خلاء ساخت تفنگ الکترونی و … انجام شده است؛ به طور مثال ساخت کاواک هارمونیک سوم حلقه انبارش چشمه نور ایران با همکاری سازمان انرژی اتمی ایران در دست اجرا است و این کاواک اندازه‌گیری‌های کم توان را با موفقیت گذرانده و جوشکاری آن برای رسیدن به خلاء مورد نیاز بر روی آن در حال انجام است.

معاون فنی چشمه نور همچنین این خبر را اعلام کرد که برای اولین بار با همکاری دانشگاه امام خمینی قزوین رشته فیزیک شتاب دهنده را تأسیس کرده ایم و امسال برای اولین بار اولین گروه دانشجویان را در مقطع ارشد گرفته است.

***نقش روش‌های جدید ناشی از تابش‌های سینکروترونی در درمان سرطان

وی در ادامه درباره سایر کاربرد شتاب دهنده‌ها و تابش‌های سینکروترونی گفت: به طور مثال یکی از جدیدترین روش‌های درمان سرطان مبتنی بر شتاب دهنده است، در حال حاضر شیمی درمانی که در ایران برای هر بیماری تجویز می‌شود، روش منسوخ شده‌ای است، حتی جراحی هم در حال منسوخ شدن است. در دنیا شتاب دهنده خطی را در مقیاس کوچک بر روی بازوهای متحرک نصب می‌کنند که به عنوان یک روش جدید در حوزه بیماری سرطان کاربرد دارد که در ایران هم این شتاب دهنده‌ها را داریم اما خارجی هستند و تعمیر و نگهداری شأن سخت است. با استفاده از روش‌های جدید ناشی از تابش‌های سینکروترونی با کمترین میزان صدمه، بافت سرطانی را نابود می‌کند که البته روش پرهزینه ای است. ما حتی در طراحی درمان سرطان با شتاب دهنده‌های پرتودهی خیلی ضعیف هستیم که به نبود نیروی متخصص برمی گردد و ما در آشنا کردن متخصصان در درمان سرطان با شتاب دهنده‌ها کم کاری کرده ایم.

معاون فنی چشمه نور ضمن بیان این مطلب که هرساله با برگزاری همایش‌های مختلف با صنایع و مراکز علمی مختلف و … مذاکره می‌کنیم که با روش استفاده از شتاب دهنده‌ها و مزیت‌های آن آشنا شوند، گفت: در بحث معادن در تلاش هستیم با وزارت صمت وارد تعامل شویم و به آنها بگوییم که این ابزار چه چیزهایی را که در نمونه‌های معدنی نمی‌توانند تشخیص دهند، با استفاده از شتاب دهنده‌ها امکان پذیر است که آنها هم علاقه مند به این آشنا شدن با روش‌های به روز هستند.

***30 آزمایشگاه آنالیز و تصویربرداری مولکولی در چشمه نور مستقر می‌شود

صادقی پناه با اعلام اینکه شتابگر خطی و سایر تجهیزات موجود در پژوهشگاه دانش‌های بنیادی به سایت اصلی یعنی قزوین منتقل خواهد شد و از سال آینده بهره برداری از شتابگر ملی ایران آغاز می‌شود، افزود: چشمه نور 7 خط باریکه یا 7 آزمایشگاه آنالیز و تصویربرداری مولکولی دارد و محققان دانشگاهی و دانشجویان دکتری و کاربرهای صنعتی می‌توانند در این خط باریکه‌ها آزمایش خود را در ساعاتی که ماشین فعال است، انجام دهند. 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 که قرار است نهایتاً به 30 خط باریکه افزایش کنند. طراحی این شتابگر ملی، براساس پیشرفته‌ترین ماشین‌های دنیا صورت گرفته است؛ این ماشین‌ها چندین نسل مختلف دارند و ماشین‌های ما براساس نسل 4 و جدیدترین نسل طراحی شده و در واقع با پیشرفته‌ترین ماشین‌های دنیا مشخصات یکسانی دارد.

احمد حقیقت معاون اجرایی چشمه نور نیز در تکمیل صحبت‌های معاون فنی از پروژه مشترک با معاونت علمی ریاست جمهوری برای اعزام دانشمندانی که می‌خواهند از چشمه‌های نور بین‌المللی استفاده کنند، خبر داد و گفت: براساس این پروژه، افراد از دانشگاه‌های مختلف به چشمه‌های نور سایر کشورها می‌روند و آزمایش و پژوهش مد نظر خود را انجام می‌دهند و در واقع استفاده از ابزار و این دستگاه را یاد می‌گیرند تا زمانی که چشمه نور ایران به بهره‌برداری رسید، چندین سال فرایند آشنایی متخصصان با آن طول نکشد.