جهش علمی با چشم مسلح!/ پروژه چشمه نور ایران چیست و چه ویژگی‌هایی دارد؟

گروه علم و پیشرفت خبرگزاری فارس؛ معصومه شیری: تا مدت‌ها بعد از شیوع ویروس کرونا در جهان، محققان و دانشمندان به دنبال شناسایی و مشاهده ساختار ویروس کرونا بودند تا به کمک آن بتوانند راهی برای ریشه کردن این بیماری پیدا کنند. مشکل اصلی اینجا بود که این ویروس با ذره بین و میکروسکوپ‌های معمولی قابل شناسایی نبود. تا اینکه دانشمندان چینی با استفاده از تکنولوژی بسیار پیشرفته چشمه نور شانگهای موفق شدند برای اولین بار شکل و شمایل و جزییات ویروس کرونا را مشاهده و شناسایی کنند و گام‌های بلندی را در جهت ساخت واکسن کرونا بردارند.

مشاهده ساختار ویروس کرونا تنها یکی از هزاران کاربرد چشمه‌های نور در جهان است که نقش بسیار موثری را در ساخت واکسن این بیماری داشته است. از این رو با توجه به کاربردهای گسترده  چشمه‌های نور در پیشرفت علم، چندسالی است که فناوران و دانشمندان ایرانی نیز در تلاش هستند با ساخت چشمه نور ملی ایران این فناوری و تکنولوژی بسیار پیشرفته و پرکاربرد را در داخل کشور بومی‌سازی کنند. از این رو در این گزارش برای آشنایی بیشتر با طرح چشمه نورملی ایران و کاربردهای گسترده آن با دکتر «ساسان احمدیان نمین»  مدیر فنی طرح چشمه نور ایران گفتگو کرده‌ایم.

*چشمه نور چیست؟

چشمه نور؛ میکروسکوپی بزرگ مقیاس برای انجام پیشرفته‌ترین تحقیقات علمی 

احمدیان نمین: پروژه چشمه نور ایران یک پروژه کلان ملی است که از سال‌های قبل وزارت علوم مسئولیت انجام آن را به پژوهشگاه دا‌نش‌های بنیادی محول کرده است. این پروژه درواقع ساخت یک آزمایشگاه بزرگ مقیاس ملی است که می‌تواند پاسخگوی بسیاری از نیارهای فناورانه ما در حوزه‌های مختلف باشد.

چشمه نور ایران، ساخت یک آزمایشگاه با رفتاری مشابه میکروسکوپ الکترونی است که به ما کمک می‌کند تا بتوانیم تصاویر و نحوه فرایندهای مختلف واکنش‌های فیزیکی ، شیمیایی و بیولوژیکی را با جزئیات بسیار دقیق مورد بررسی قرار دهیم .

برای اینکه بتوانیم در حوزه‌های مختلف علوم و تکنولوژی تحقیقاتی را انجام دهیم نیاز به ساختاری داشتیم که مانند یک میکروسکوپ الکترونی بتواند به ما کمک کند تا اجزای اتمی و زیر اتمی مواد را مورد بررسی قرار دهیم. در واقع چشمه نور ایران، ساخت یک آزمایشگاه با رفتاری مشابه میکروسکوپ الکترونی است که در آن‌واحد می‌توانیم بسیاری از پژوهش‌های علمی را به صورت همزمان در این آزمایشگاه انجام دهیم. این آزمایشگاه به ما کمک می‌کند تا بتوانیم تصاویر و نحوه فرایندهای مختلف واکنش‌های فیزیکی ، شیمیایی و بیولوژیکی را با جزئیات بسیار دقیق شاهد باشیم ، مورد بررسی قرار دهیم و رفتارهای آن را ارزیابی کنیم.

چشمه نور ایران در بسیاری از حوزه‌های علم و تکنولوژی کاربرد دارد. این حوزه‌ها را می‌توان به علوم مواد، پزشکی، داروسازی، کشاورزی، دام پروری، انرژی، محیط زیست، تحقیقات نانو ، فناوری دفاعی و حتی عمران و سازه تقسیم بندی کرد. 

*ویژگی کلیدی پروژه چشمه نور ایران چیست و چرا انقدر اهمیت دارد؟

احمدیان نمین: پروژه  چشمه نور ایران را می‌توان از چند بعد مورد بررسی قرار داد. اولین بحثی که ضرورت انجام این پروژه را خیلی بیشتر کرده است، بحران‌های حال حاضر و پیشروی کشور است که امروز کشور با آن‌ها درگیر است. اگر این پروژه در زمان مناسب راه اندازی شود و زیرساخت استفاده از آن برای محققان فراهم شود. در واقع چشمه نور ایران می تواند با امکاناتی که در اختیار ما می‌گذارد بستر حل بخش اعظمی از این بحران‌ها را فراهم کند.

اگر ایران اولین کشور سازنده  شتابدهنده در منطقه باشد علاوه بر جذب محققان خارجی و آگاهی از موضوعات تحقیقاتی آن‌ها، اطلاعات علمی و تحقیقاتی ما نیز به نام دانشگاه‌ها و موسسات خارج کشور ثبت نخواهد شد. همچنین متخصصان داخلی با استفاده از آن تحقیقات مهمی را انجام می‌دهند که می‌تواند برای کشور اقتصادی و ثروت‌زا باشد. 

اگر شما نقشه توضیع سنکروترون‌های جهان را بررسی کنید، خواهید دید در منطقه ما تا به امروز چنین تکنولوژی وجود نداشته است، بجز یک پروژه در اردن که زیرساخت‌های آن بسیار محدود است. از این رو در حال حاضر یک رقابت بسیار بسیار شدید بین کشورهای منطقه مثل ایران، امارات، عربستان، ترکیه و کشورهای دیگر به وجودآمده است که بتوانند چنین فسیلیتی را داخل منطقه بسازند و مورد بهره برداری به نفع خودشان قرار دهند.

کمک طرح چشمه نور ایران به تحقق اقتصاد دانش‌بنیان 

اگر ایران بتواند اولین کشور سازنده این شتابدهنده در منطقه باشد، علاوه بر جذب محققان خارجی و آگاهی از موضوعات تحقیقاتی آن‌ها می‌توانیم این امکانات را در اختیار محققان خودمان هم  قرار دهیم. این موضوع از چند حیث اهمیت دارد، در وهله اول اطلاعات علمی و تحقیقاتی ما به نام دانشگاه‌ها و موسسات خارج کشور ثبت نخواهد شد. در وهله دوم باید توجه داشته باشیم که بسیاری از این تحققات، تحقیقاتی هستند که می‌تواند برای کشور اقتصادی و ثروت‌زا باشد. همچنین ما در داخل کشور پروژه‌های مهمی داریم که پیوند خورده با امنیت ملی هستند و بهتر است این تحقیقات در داخل کشور انجام شود. در واقع این شتابدهنده باعث می‌شود اطلاعات مهم کشور در انحصار خودمان بماند.

 موضوع دیگری که در سال‌های اخیر مقام معظم رهبری نیز تاکید بسیار زیادی روی آن داشته‌اند ، اقتصاد مبتنی بر دانش یا همان اقتصاد دانش‌بنیان است. این پروژه برای پیشبرد این هدف بسیار کارآمد است.

انگلستان حدود ۲۰_ ۳۰ سال پیش برای تولید یک داروی خاص،این زیرساخت را  در کشور خودش مستقر کرد. در سه سال اول راه اندازی این پروژه سرمایه و درآمدی که حاصل شد، نه تنها هزینه صرف شده برای ساخت پروژه را پوشش داد بلکه ثروت سرشاری را متوجه جامعه انگلیسی کرد.

به طور مثال انگلستان در تولید دارو در جهان پیشتاز است. اما چرا این اتفاق افتاده است؟ چون انگلستان این زیرساخت را حدود ۲۰_ ۳۰ سال پیش در کشور خودش مستقر کرده است و اولین بار ساخت این فسیلیتی در انگلستان  برای تولید یک داروی خاص انجام شد.  در سه سال اول راه اندازی این پروژه سرمایه و درآمدی که حاصل شد، نه تنها هزینه صرف شده برای ساخت پروژه را پوشش داد بلکه ثروت سرشاری را متوجه جامعه انگلیسی کرد. در هر کجای دنیا اگر به کشورها و ممالک پیشرفته پا بگزارید و این موضوع را بررسی کنید، خواهید دید بخش زیادی از اقتصاد دانش‌بنیان، تکنولوژی و فناوری خود را  مرهون در اختیار داشتن چنین زیرساختی در آن کشور هستند.

جلوگیری از مهاجرت نخبگان و جذب محققان خارجی

اگر بخواهیم از زاویه دیگری به قضیه نگاه کنیم باید توجه داشته باشیم که ما در حال حاضر در جامعه‌ای زندگی می‌کنیم که طیف بسیار گسترده‌ای از محققان و تحصیل کرده‌ها در داخل کشور وجود دارند. این افراد برای اینکه بتوانند تحقیقات و کارهای به روز انجام دهند نیازمند آزمایشگاه های بزرگ مقیاس در داخل کشور هستند. این موضوع در وهله اول از مهاجرت نخبگان و محققان به خارج از کشور جلوگیری می‌کند و در عین حال به ما کمک می‌کند بتوانیم محققان خارجی را نیز به کشور جذب کنیم و یک پیوند علمی و عملی برای کارهای آینده میان آن‌ها فراهم کنیم.

طرح چشمه نور از مهاجرت نخبگان و محققان به خارج از کشور جلوگیری می‌کند و در عین حال به ما کمک می‌کند بتوانیم محققان خارجی را نیز به کشور جذب کنیم.

بومی‌سازی‌دانش شتابدهنده‌های خطی/ حضور پررنگ‌تر ایران در پروژه‌های علمی جهان

با راه اندازی این شتابدهنده ، ما این امکان را خواهیم داشت که صنایع کشور را ارتقا دهیم. چون هدف‌گذاری و سیاست‌گذاری این پروژه به طوری منظور شده است که بتوانیم بخش عمده ای از تکنولوژی مورد نیاز این شتابدهنده را در داخل کشور بومی‌سازی کنیم. به عنوان مثال بخش شتابدهنده خطی  این پروژه می‌تواند در حوزه‌های بسیار بسیار فراگیری در کشور استفاده شود. یکی از این حوزه ها حوزه‌های علوم پزشکی است. ما در داخل کشور به شتابدهنده‌های پزشکی درمان سرطان، شتابدهنده‌هایی که برای تولید رادیو دارو استفاده می‌شوند و شتابدهنده‌هایی که با روش‌های بسیار پیشرفته به درمان سرطان‌های حاد کمک می‌کننداحتیاج داریم. چرا که بیشتر تجهیزاتی که داخل کشور داریم فرسوده هستند و یا تعداد آن‌ها جوابگوی نیازهای کشور نیست.اگر بتوانیم دانش ساخت این شتابدهنده‌ها را در داخل کشور بومی‌سازی کنیم، درواقع می توانیم بگوییم صنایع‌مان را ارتقا داده‌ایم.

بومی‌سازی دانش شتابدهنده‌ها به ما کمک می‌کند علاوه بر رفع نیازهای کشور در پروژه‌های علمی بین المللی حضور پررنگ تری داشته باشیم. 

این موضوع می‌تواند نیازهای کشور را پوشش دهد و از طرف دیگر به ما کمک می‌کند که حضور موثرتر و کارآمدتری در پروژه‌های علمی بین المللی داشته باشیم. یعنی فقط به عنوان محقق حضور نداشته‌باشیم نباشد و علاوه برآن بتوانیم در پروژه‌های ساخت بین‌المللی شرکت کنیم و حتی قطعات مورد نیاز آن‌ها را بسازیم و در اختیارشان قرار دهیم.

* شتابدهنده‌ها چگونه کار می‌کنند؟

احمدیان نمین: در داخل شتابدهنده‌ها یکسری ذره باردار مانند الکترون، پروتون یا یون‌های دیگر توسط یک مکانیزم خاص تولید می‌شود. مرحله به مرحله انرژی این ذرات افزایش داده می‌شود و بعد از آن که به مقدار موردنظر رسید آن را وارد یک شبکه یا ساختار مغناطیسی می‌کنند و برای ساعت‌ها حرکت الکترون را داخل این شبکه کنترل می‌کنند. وقتی ذره باردار در میدان مغناطیسی منحرف می‌شود تابش‌هایی را از خود گسیل می‌کند و شما می‌توانید از تابش‌های آن که طیف گسترده‌ای از طول موج‌ها را در بر می‌گیرند، برای انجام تحقیقات گسترده‌ای استفاده کنید. این تابش‌ها می‌تواند از تابش‌های تراورس ،UV، IR ، ایکس سخت و ایکس نرم باشد که در حوزه تحقیقات بسیار بسیار پرکاربرد است و در آنالیز مواد، تحقیقات فیزیک ، تولید دارو و بررسی اثرگذاری دارو روی بیماران قابل استفاده است.

شتابگرسنکروترون‌‌ دانش و اقتصادکشور را دچار جهش می‌کنند

*چند چشمه نور در جهان وجود دارد؟  چشمه نورملی ایران نسبت به نمونه‌های خارجی چه مزیت‌هایی دارد؟

احمدیان نمین: در حال حاضر حدود ۵۰ تا ۷۰ شتابدهنده در سراسر جهان وجود دارد. یکسری از این شتابدهنده‌ها به عنوان برخورد دهنده ذرات کاربرد داشتند،اما رویکرد جدید کشورها این است که این‌ شتابدهنده را تبدیل به سنکروترون‌ کنند. چون سنکروترون‌‌ها می‌توانند اقتصاد و دانش کشورها را تا حد بسیار قابل توجهی ارتقا دهند. از این رو این کشورها به این نتیجه رسیده اند که بعد از تکمیل  مراحل تحقیقاتی امکانات خود را بروز کنند و برای کارهای جدید از آن استفاده کنند.

اولین مزیت منحصر بفرد این سنکروترون‌ این است که مشخصات تابش آن طوری طراحی شده که در چندسال آینده بتواند پاسخگوی نیازهای روز دنیا باشد. 

شتابگر سنکروترونی که در ایران ساخته خواهد شد مزیت‌های منحصر بفردی دارد. اولین مزیت منحصر بفرد این سنکروترون‌ این است که مشخصات تابش آن طوری طراحی شده که در چندسال آینده بتواند پاسخگوی نیازهای روز دنیا باشد. یعنی ممکن است ۱۰ سال دیگر بسیاری از این سنکروترون‌‌ها پاسخگوی نیاز یکسری از تحقیقات نباشند، ولی یکی از پیچیدگی‌های سنکروترون‌ چشمه نور ایران این است که با جریان‌های بسیار بالا، تابش‌های بسیار با کیفیت و با شدت مناسب را ایجاد خواهد کرد که کاربران بتوانند از آن استفاده کنند.

استفاده از دانش و تکنولوژی روزدنیا در ساخت چشمه نور ایران / دستیابی به خلاءهای بالا با بکارگیری تکنولوژی «نِک»

احمدیان نمین: علاوه بر این در طراحی این سنکروترون‌ رویکرد تیم فنی پروژه، حرکت به سمت استفاده از دانش و تکنولوژی روز دنیا بوده است . یکی از این حوزه‌هایی که بسیار بسیار پرکاربرد است تکنولوژی بکارگیری «نِک» است. نِک جاذب‌های پوشش‌دهی غیرتبخیری است که با فعال شدن این جاذب‌ها در داخل یک محیط، می‌توان تمام گاز آن محیط را جذب کرد و به کمک این تکنولوژی می‌توان به خلاءهای خیلی بالایی دست پیدا کرد. در خیلی از حوزه های تحقیقانی رسیدن به میزان فشارهای پایین و خلاء‌های بالا یک بخش بسیار بسیار کلیدی است. سرریز چنین تکنولوژی در صنعت بسیار پرکاربرد خواهد بود. به طور مثال برای خالص‌سازی گازها می‌توان از این تکنولوژی استفاده کرد. همچنین می‌توان از آن به عنوان جاذب‌ها و نگهدارنده‌های مخازن هیدروژن در سفرهای فضایی استفاده کرد.

یکی از ویژگی‌های منحصر بفرد این پروژه این است که در مراحل ساخت آن تلاش شده است تا گلوگاه‌ها و حوزه‌هایی که ما را به صنایع هایتک دنیا وصل می‌کند، در داخل کشور بومی‌سازی شود. 

در عین حال یکی از ویژگی‌های منحصر بفرد این پروژه این است که در مراحل ساخت آن تلاش شده است تا گلوگاه‌ها و حوزه‌هایی که ما را به صنایع هایتک دنیا وصل می‌کند، در داخل کشور بومی‌سازی شود. در همه دنیا عرف است که ساخت تجهیزات چنین پروژه‌هایی به چند شرکت برون‌سپاری شود، ولی در این پروژه برای اینکه بتوانیم صنایع کشور را در زمینه ساخت این تجهیزات علاوه بر کاربری آن‌ها ارتقا دهیم، برنامه‌ریزی شده است که بخش‌های مهم این شتابدهنده  در داخل کشور ساخته شود.

بومی‌سازی ۶۰ تا ۸۰ درصدپروژه چشمه نور ایران در داخل کشور/ ساخت یک نمونه داخلی ازقسمت‌‌های وارداتی

*چند درصد از این پروژه در داخل کشور انجام می‌‌‌‌‌شود و چند درصد آن برون سپاری خواهد شد؟

احمدیان نمین: براساس پیش بینی‌های انجام شده چیزی حدود ۶۰ تا ۸۰ درصد این پروژه در داخل کشور انجام خواهد شد. نگاه ما این است که درحوزه فناوری ساخت این شتابدهنده سریعا خودمان را به نقطه‌ای برسانیم که بتوانیم در پروژه‌های جهانی حضور پررنگ تری داشته باشیم و برای کشور کسب درآمد کنیم. از سوی دیگر تلاشمان این است که این سنکروترون‌ هرچه زودتر راه‌اندازی شود و در اختیار کاربران و بخش تحقیقاتی کشور قرار بگیرد. بنابراین یک استراتژی مناسب را طرح ریزی کرده‌ایم تا بر اساس آن به قسمت‌هایی که تاکنون تجربه ساخت داخلی آن‌ها را نداشته ایم ورود پیدا نکنیم و اجازه دهیم این قطعات بر بستر تجارت بین الملل  وارد کشور شوند. از طرف دیگر تلاش می‌کنیم برای اینکار خودمان را خیلی وابسته نکنیم . یعنی در برخی از حوزه‌ها یک نمونه را بومی‌سازی می‌کنیم و برای اینکه ابزار خرید این تجهیزات را تسهیل کنیم، بخش‌هایی از آن را از خارج کشور تهیه می‌کنیم تا سرعت ساخت این پروژه بالاتر رود.