В Новосибирске ученые Института ядерной физики имени Г. И. Будкера СО РАН изготовили импульсивные магниты для СКИФа – кикеры. Они отвечают за вывод пуска на орбиту в бустере-синхротроне СКИФ.
Специалисты Института ядерной физики имени Г. И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) разработали и изготовили пять импульсных магнитов для бустера-синхротрона СКИФ – некоторые из них уже прошли проверку и сейчас находятся в Корпусе стендов и испытаний ЦКП «СКИФ».
Ускорительный комплекс ЦКП «СКИФ» – это многокомпонентная установка, высокотехнологическое оборудование для которой разрабатывается и изготавливается специалистами ИЯФ СО РАН. Основные элементы ускорительного комплекса – это линейный ускоритель (линак), синхротрон-бустер и накопительное кольцо.
В линаке электроны быстро набирают скорость, близкую к скорости света, и с частотой 1 герц поступают в бустер-синхротрон. Здесь пучок ускоряется до 3 гигаэлектрон-вольт и перепускается в накопитель. В накопителе пучки электронов движутся по круговой орбите и испускают синхротронное излучение, которое поступает пользователям центра: биологам, химикам, геологам, материаловедам и другим специалистам. С его помощью они определяют элементный состав вещества, изучают свойства новых материалов, исследуют быстропротекающие процессы, а также расшифровывают структуру белков и многое другое.
После того, как пучок электронов был сформирован и ускорен в линаке, им нужно управлять и двигать его дальше – для этого и нужны импульсные магниты, или, как их принято называть в ускорительной физике, кикеры.
Задача кикеров, установленных в определенных местах ускорителя, в нужный момент оказать на пучок воздействие, ударить по нему и вывести на орбиту, задать нужную траекторию движения без потерь частиц.
Кикер представляет собой конструкцию из магнитной системы и керамической вакуумной камеры со специальным напылением. Магнитное поле внутри конструкции создается медными пластинами, на которые подается мощный импульс тока от генератора. Ускорители оснащаются кикерами инжекции и экстракции, в зависимости от того, нужно ли осуществить впуск пучка или его выпуск.
Как рассказал Сибкрай.ru старший научный сотрудник ИЯФ СО РАН кандидат технических наук и один из разработчиков кикера Дмитрий Шведов, один из первых кикеров был разработан около 10 лет назад:
– До этого такой же кикер делал наш институт под ключ в Соединенных Штатах в Брукхейвенской лаборатории. С тех пор около 10 лет уже кикер в Соединенных Штатах работает. Мы, как видите, связь потеряли, поэтому подробностей не знаем, – уточнил Шведов.
На данный момент кикеры для синхротрона-бустера прошли все необходимые стендовые испытания и отправлены в КСИ ЦКП «СКИФ».
Преимущество разработанных сибирскими учеными кикеров заключается в скорости.
– Преимущества в скорости, в самом импульсе, который достаточно с крутым временем нарастания и спада и с однородностью плоской части. То есть, у нас импульс должен быть быстрый, чтобы пучок эффективно перепускался, – сообщил старший научный сотрудник ИЯФ СО РАН Дмитрий Шведов.
Дмитрий Шведов уточнил, как созданные кикеры повлияют на работу СКИФа: «Цель такая: чтобы пучку не нанести никаких неоднородностей, чтобы он перепускался с минимальными потерями. Потому что там всякие устройства будут на него влиять».
Разработчик отмечает, что созданный кикер не планируется в дальнейшем усовершенствовать.
– Это, в общем-то, рекордные параметры для ускорителей. Для СКИФа мы все самое лучшее пытались сделать», – подчеркнул Шведов.
Теперь специалисты работают над производством четырех кикеров для большого накопительного кольца СКИФ и двух кикеров для измерения орбиты (так называемых кикеров «удара»). Планируется, что они будут готовы в ближайшее время.
Отметим, что окончательные сроки запуска «Сибирского кольцевого источника фотонов» (СКИФ) в наукограде Кольцово под Новосибирском был отложен на 2025 год.
Напомним, новосибирские инженеры разработали оборудование для «Сибирского кольцевого источника фотонов» (СКИФ), которое позволяет формировать пучок синхротронного излучения с необходимыми параметрами. Устройство произвели в России впервые. При этом оно в три-четыре раза дешевле зарубежных аналогов.
Свежие комментарии