18 декабря в наукограде Кольцово под Новосибирском запустили линейный ускоритель, являющийся начальной ступенью синхротрона «Сибирский кольцевой источник фотонов» (СКИФ). Электроны из электронной пушки прошли сквозь всю конструкцию линейного ускорителя длиной 25 метров. Параметры электронного пучка зарегистрированы системой люминофорных датчиков (положение и размер), спектрометром (энергия) и цилиндром Фарадея (суммарный заряд). Они соответствуют проектным данным.
Сегодня демонстрируется работа самой сложной части ускорительно-накопительного комплекса СКИФ — линейного ускорителя.
Проект реализован при жестких внешних ограничениях, решена задача создания полностью отечественной технологии производства линейных ускорителей высокой энергии для источников синхротронного излучения и физики элементарных частиц. Об этом рассказал директор Института ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН, академик РАН Павел Логачев.
Линейный ускоритель (линак) – первая ступень комплекса ЦКП «СКИФ». Там электроны создаются, собираются в пучок, ускоряются и получают энергию 200 млн эВ. Затем электронный пучок поступает в кольцевой бустерный синхротрон для повышения энергии до 3 млрд эВ и направляется в основной накопитель. В накопителе, проходя через магнитное поле поворотных магнитов или специализированных многополюсных устройств, электронный пучок генерирует синхротронное излучение. Затем его выводят из накопителя через фронтенды по каналам транспортировки рентгеновского пучка до экспериментальных станций для научных исследований. Институт ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН является единственным исполнителем работ по изготовлению, сборке, поставке и наладке оборудования всего комплекса ЦКП «СКИФ».
Линейный ускоритель существенно влияет на качество пучка и, следовательно, на качество источника синхротронного излучения СКИФ, определяя его яркость. Синхротрон СКИФ относится к поколению 4+, обладая яркостью, не достигнутой даже на лучших мировых источниках синхротронного излучения. Запуск линейного ускорителя — результат совместной работы строителей, проектировщиков, монтажников, разработчиков и создателей ускорительного оборудования ИЯФ. <…>
Запуск этой части установки ускоряет монтаж последующих элементов ускорительного комплекса. Это залог скорейшего выхода СКИФ на проектные параметры. Работы выполнены в рекордные сроки: менее полутора месяцев. Никогда в мире линейные ускорители не собирались и не включались за такое короткое время. Абсолютный рекорд, — рассказал П. Логачев.
В ходе работ коллектив ИЯФ СО РАН столкнулся с технологическими вызовами. Клистроны, усилители СВЧ для линейного ускорителя мощностью 50 МВт, изначально планировалось закупить за рубежом. Производили их лишь три организации в мире (из Японии, США и Франции). После разрыва контракта специалисты ИЯФ СО РАН в срочном порядке занялись созданием собственных клистронов, над которыми ранее велась работа в фоновом режиме. Благодаря этой разработке Россия располагает полностью отечественной технологией производства линейных ускорителей электронов и позитронов высокой энергии. Кроме того, для клистрона специалисты ИЯФ СО РАН разработали источники питания — модуляторы.
В тоннеле здания инжектора ЦКП «СКИФ» установлено оборудование бустерного синхротрона. Все 44 специальных подставки (гирдера) с магнитно-вакуумными системами занимают проектное положение.
Мы рассчитываем, что к весне 2025 года оборудование бустерного синхротрона будет соединено с инженерными системами. Будет установлена автоматизированная система радиационного контроля, без которой невозможно работать по правилам техники безопасности. Это позволит начать работу с электронным пучком в этом сегменте ускорительного комплекса. После завершения строительных работ в здании накопителя там начнется монтаж оборудования. Сейчас его собирают и тестируют в корпусе стендов и испытаний, — рассказал директор ЦКП «СКИФ», заместитель директора по научной работе ИЯФ СО РАН, член-корреспондент РАН Евгений Левичев.
Центр коллективного пользования «Сибирский кольцевой источник фотонов» – мегасайенс-проект с первым в мире источником синхротронного излучения поколения 4+ мощностью 3 ГэВ. Строительство ЦКП «СКИФ» началось в конце августа 2021 года около наукограда Кольцово в Новосибирской области. Комплекс из 34 зданий и сооружений, инженерного и технологического оборудования предназначен для исследований на пучках синхротронного излучения (СИ). Уникальные характеристики нового источника СИ позволят проводить передовые исследования с яркими и интенсивными пучками рентгеновского излучения во множестве областей: химии, физике, материаловедении, биологии, геологии, гуманитарных науках. Также ЦКП «СКИФ» поможет решить актуальные задачи инновационных и промышленных предприятий.
Подготовлено по материалам сайтов: nauka.tass.ru, inp.nsk.su
Источник фото: ru.123rf.com