Prezentacja synchrotronu ESRF

ESRF jest najnowocześniejszym europejskim źródłem promieniowania synchrotronowego o szerokim przedziale energii, ekstremalnej jasności i stabilności wiązki, dysponuje 46 liniami badawczymi zaprojektowanymi zarówno do badań podstawowych jak i aplikacyjnych. Wykaz, dane statystyczne i szczegółowy opis linii badawczych można znaleźć na stronie internetowej tego źródła pod adresem: http://www.esrf.eu
Budowa i eksploatacja tak unikalnej i kosztownej aparatury badawczej była możliwa dzięki utworzeniu wielonarodowego konsorcjum, które sfinansowało budowę oraz pokrywa koszty bieżącej eksploatacji i modernizacji źródła. Koszt budowy źródła wyniósł 230 mln Euro, a roczny budżet ESRF w roku 2020 wyniósł 116 499 kEuro.
W budowie ESRF wzięło udział 12 państw: Belgia, Dania, Finlandia, Francja, Hiszpania, Holandia, Niemcy, Norwegia, Szwecja, Szwajcaria, Wielka Brytania oraz Włochy. W roku 2015 do Konsorcjum przystąpiła Rosja. Członkami stowarzyszonymi, z którymi ESRF podpisuje umowy średnio i długoterminowe aktualnie jest 9 państw: Portugalia, Izrael, Austria, Polska, Węgry, Czechy, Słowacja, Indie i Afryka Południowa.

Lista aktualnych Członków ESRF:
Pełne członkostwo: Francja, Niemcy, Włochy, Wielka Brytania, Hiszpania, Szwajcaria, Rosja, Konsorcjum BENESYNC składające się z Belgii i Holandii, Konsorcjum NORDSYNC składające się z Dani, Finlandii, Norwegii i Szwecji. Minimalny udział finansowy 4% budżetu ESRF. Minimalny wkład w koszty budowy 4%.

Korzyści z pełnego członkostwa:
Dostęp do linii badawczych po zakwalifikowaniu projektu do realizacji. Reprezentacja w Zarządzie i Komitetach ESRF. Prawo do utworzenia Współpracujących Grup Naukowych, które kierują własną linią badawczą.

Status członka Stowarzyszonego: Portugalia, Izrael, Austria, Polska, Węgry, Czechy, Słowacja, Indie i Afryka Południowa. Porozumienie na okres 5 lat, udział mniejszy niż 4% budżetu ESRF. Niezależnie od daty przystąpienia do konsorcjum spłata kosztów budowy proporcjonalnie do wnoszonego wkładu. Spłata rozłożona na 10 lat.

Korzyści z członkostwa stowarzyszonego:
Dostęp do linii badawczych po zakwalifikowaniu projektu do realizacji. Reprezentacja w Zarządzie i Komitetach ESRF z głosem doradczym.
Polska jest członkiem stowarzyszonym od roku 2004. Najpierw z wkładem 0.6% budżetu, a od roku 2006 do 2011 z wkładem 1% budżetu. Przez 7 lat Polska spłacała również koszty budowy i modernizacji ESRF. Kolejne porozumienie z ESRF zostało zawarte na okres 5 lat do roku 2021 z wkładem 1% na warunkach określonych w statucie ESRF.

Podstawowym celem działalności Europejskiego Centrum Promieniowania Synchrotronowego (ESRF) jest wytwarzanie i dostarczanie promieniowania synchrotronowego. W latach 2009-2015 przeprowadzono pierwszy etap modernizacji stacji badawczych i źródła promieniowania. W roku 2015 zaakceptowano również do realizacji drugi etap modernizacji pierścienia akumulującego. Już obecnie ESRF jest najnowocześniejszym europejskim źródłem promieniowania o szerokim przedziale energii, ekstremalnej jasności i stabilności wiązki. Po zakończeniu drugiego etapu modernizacji będzie najlepszym źródłem na świecie i dostarczy wiązki promieniowania 100 razy jaśniejszej i 100 razy bardziej koherentnej niż obecnie. To duże urządzenie badawcze służy do badań podstawowych i aplikacyjnych w fizyce, chemii, biologii molekularnej, badaniach materiałowych i innych naukach przyrodniczych.

ESRF dysponuje od roku 1994 źródłem promieniowania synchrotronowego odznaczającym się, w porównaniu z innymi źródłami działającymi w Europie, znacznie wyższym natężeniem, jasnością wiązki i nieporównywalnie szerszym zakresem energii (od kilku eV do 100 keV). Te unikatowe właściwości umożliwiają podjęcie badań, które dotychczas z przyczyn technicznych nie mogły być przeprowadzane. Budowa oraz eksploatacja największego i najnowocześniejszego w Europie źródła promieniowania synchrotronowego, umożliwiła szybszy rozwój badań podstawowych w fizyce ciała stałego (włączając badania materiałów stosowanych w elektronice, badania w warunkach ekstremalnych, tzn. w bardzo wysokich ciśnieniach, wysokich temperaturach, polach magnetycznych), w fizyce powierzchni, fizyce i chemii polimerów, chemii, ekologii, geologii, biologii molekularnej, medycynie, a także na pograniczu wymienionych dziedzin. O rosnącym zainteresowaniu tym źródłem świadczy fakt stałego wzrostu liczby projektów zgłaszanych do realizacji oraz liczby użytkowników przeprowadzających doświadczenia. Na rys. 1 przedstawiono statystykę z wykorzystania ESRF w latach 2013-2021 według oficjalnych danych z ESRF. Na stronie ESRF można znaleźć biuletyny informacyjne ESRF (Highlights) z lat działalności ESRF. Przedstawiono tam przykłady przeprowadzanych najciekawszych doświadczeń, dane statystyczne oraz najważniejsze wydarzenia z danego roku.

Rys. 1. Liczba zgłoszonych projektów naukowych, przeprowadzonych eksperymentów oraz wizyt naukowców z lat 2013-2022.

Potencjał badawczy:
Promieniowanie synchrotronowe doprowadzane jest do 46 linii badawczych wyposażonych w najnowocześniejszą, bardzo kosztowną aparaturę pomiarową, zmodernizowaną w latach 2009-2015 i ciągle doskonaloną. Na potrzeby tego źródła pracuje wiele renomowanych firm. Jego potrzeby wymuszają i stymulują postęp w technologii optyki rentgenowskiej i metodach detekcji, rejestracji i analizy danych. Owocuje to możliwością przeprowadzania nowatorskich eksperymentów, których przeprowadzenie nie jest możliwe poza ESRF.

Użytkownicy:
Program naukowy badań prowadzonych w ESRF wyznacza Naukowy Komitet Recenzujący poprzez ranking zgłoszonych projektów eksperymentów. Projekty mogą być składane dwa razy w roku: do 1 marca oraz do 10 września. Projekty przeznaczone do realizacji są wybierane przez międzynarodowy Komitet składający się z wybitnych specjalistów z krajów europejskich. Komitet spotyka się dwa razy w roku. Ponieważ dostęp do wiązki jest bezpłatny dla naukowców z krajów stanowiących Konsorcjum, ich naukowe osiągnięcia powinny być opublikowane w czasopismach naukowych. W skład tego Komitetu wchodzą również polscy naukowcy.

Pracownicy:
Pracownicy zatrudnieni w ESRF pochodzą z krajów tworzących Konsorcjum. W ESRF w roku 2020 zatrudnionych było 681 pracowników w tym również naukowcy i pracownicy techniczni z Polski.

Podstawa Prawna:
ESRF jest międzynarodowym instytutem naukowym, skupiającym aktualnie 22 państwa (w tym od 1 lipca 2004 roku Polskę). Zgodnie z Konwencją podpisaną w 1988 przez kraje założycielskie, działa on jako przedsiębiorstwo nie dochodowe na podstawie prawa francuskiego. Zarząd, który tworzą delegaci z państw będących członkami ESRF ustala plany oraz nadzoruje pracę ESRF.

Historia:
Konsorcjum ESRF zostało zawiązane w 1988 roku. Pierwsze 15 linii badawczych zostało udostępnione naukowcom we wrześniu 1994 roku. Faza budowy źródła została zakończona w 1998 roku. W latach 2009-2015 przeprowadzono modernizację wszystkich linii badawczych oraz źródła. Obecnie 39 linii badawczych jest wykorzystywanych przez 24 godziny na dobę przez 7 dni w tygodniu. Opracowano kolejny etap modernizacji do roku 2018, który obejmie przede wszystkim pierścień akumulacyjny.
Z ankiety, którą anonimowo wypełnia każdy użytkownik ESRF wynika, że szczególnie cenią oni pomoc jaką otrzymują w przeprowadzeniu doświadczenia od naukowców opiekujących się linią pomiarową, dobrą organizacje formalności administracyjnych, oraz wysoki standard wiązki i linii pomiarowych. Dodatkowe ułatwienia takie jak doskonałe wyposażone laboratorium do preparatyki próbek, biblioteka, kafeteria i hotel znajdują również uznanie w oczach użytkowników ESRF.
Rezultatem prowadzonych badań są publikacje naukowe. Liczba publikacji z wykorzystaniem wyników eksperymentów przeprowadzonych w ESRF utrzymuje się na poziomie 1800 rocznie (rys.2)

Rys. 2. Liczba publikacji z wykorzystaniem wyników eksperymentów przeprowadzonych w ESRF opublikowanych w latach 2013-2022 zgłoszonych do bazy danych ESRF.

Pomimo braku oficjalnej umowy z ESRF polscy naukowcy od roku 1994 składali propozycje swoich badań we współpracy z grupami naukowców z krajów tworzących Europejskie Konsorcjum Synchrotronowe. Polskie Towarzystwo Promieniowania Synchrotronowego (PTPS) już w roku 1992 podjęło pierwsze starania o przystąpienie Polski do ESRF. Starania te zaowocowały przystąpieniem Polski do ESRF jako członek stowarzyszony z dniem 1 lipca 2004 z wkładem 0.6% budżetu ESRF. Fundusze na ten cel zostały przyznane przez KBN na okres 2 lat i były przesyłane poprzez Instytut Fizyki PAN. Naukowcy polscy uzyskali więc oficjalny dostęp do tego najlepszego w Europie źródła promieniowania synchrotronowego o wysokiej energii. W okresie tym naukowcy z 26 instytutów w Polsce złożyli 73 projekty badawcze, z czego 25 wyłącznie z uczestnictwem naukowców polskich, pozostałe wspólnie z grupami z innych europejskich ośrodków badawczych. W wyniku tych konkursów czas pomiarowy uzyskały 23 projekty w tym 8 projektów, w których uczestniczyli jedynie polscy naukowcy. W sumie przydzielono naukowcom z polski 192 (8 godzinne) czasy pomiarowe. W konkursie pierwszym naukowcom z Polski przyznano 0.79% czasu dostępnego w ESRF, w konkursie drugim 1.02%, a w konkursie trzecim 1.03%. Tak więc zainteresowanie polskich naukowców przeprowadzeniem eksperymentów naukowych z wykorzystaniem synchrotronu w ESRF znacznie przekroczyło finansowe zaangażowanie Polski w Konsorcjum na poziomie 0.6 %. Kolejne porozumienie z ESRF zostało zawarte na okres 5 lat do roku 2011 z wkładem 1% na warunkach określonych w statucie ESRF, a nastepne w latach 2016-2021. Udział Polski z taką składką zapewnił obecność polskich przedstawicieli we władzach ESRF z głosem doradczym. Udział Polski wpłacany był poprzez specjalny projekt badawczy, który w imieniu Krajowego Konsorcjum jednostek naukowych zainteresowanych korzystaniem z Europejskiego Centrum Promieniowania Synchrotronowego w Grenoble, złożył i realizował do listopada 2011 roku IF PAN. Szczegółowe sprawozdanie wraz z wykazem i opisem zrealizowanych projektów naukowych oraz powstałych publikacji można znaleźć po adresem http://esrf.ifpan.edu.pl. W okresie 5 lat realizacji projektu PBS opublikowano 255 publikacji, a więc 51 publikacji rocznie przy wykorzystaniu 1% czasu pomiarowego. Jeżeli 100% czasu pomiarowego owocuje około 1800 publikacjami (rys. 2) to 1% czasu to 18 publikacji. Naukowcy polscy z powodzeniem wykorzystują więc fundusze wpłacane do ESRF.