«Мы успешно прошли очередной этап запуска ускорительно-накопительного комплекса. Бустерный синхротрон — большая установка (периметр почти 159 метров), сотни систем которой должны работать согласованно. Тот факт, что пучок пролетел несколько оборотов, как раз это и означает: все соединения, настройки, калибровки сделаны правильно, мы готовы приступить к получению проектной энергии 3 ГэВ», — сказал директор ЦКП СКИФ член-корреспондент РАН Евгений Борисович Левичев.

Инжекционный комплекс, состоящий из линейного ускорителя и бустерного синхротрона, является основой СКИФ, поскольку формирует пучок с необходимыми параметрами. В линейном ускорителе электроны рождаются, группируются в пучок, получают первоначальное ускорение и энергию 200 миллионов электронвольт (МэВ). Затем этот пучок поступает в кольцевой бустерный синхротрон, где разгоняется до рабочей энергии — 3 миллиарда электронвольт (ГэВ), и отправляется в основной накопитель. В накопителе электронный пучок, проходя через магнитное поле поворотных магнитов (магнитных диполей) или специализированных многополюсных устройств (вигглеров или ондуляторов), генерирует синхротронное излучение. Синхротронное излучение выводится из накопителя через фронтенды и по каналам транспортировки рентгеновского пучка доставляется на экспериментальные станции, где ученые будут использовать его для проведения исследований.

Обороты пучка в бустерном синхротроне зарегистрированы в том числе с помощью синхротронного излучения, которое испускают электроны, поворачивая в магнитах бустера. И, хотя это излучение не используется для экспериментов (его интенсивность слишком мала), с его помощью можно измерить параметры пучка электронов. «Таким образом, можно сказать, что синхротронное излучение впервые наблюдается в ЦКП СКИФ», — добавил Евгений Левичев.

Следующий этап работы — ускорение пучка электронов до энергии 3 ГэВ. Достигнуть рабочей энергии специалисты рассчитывают в течение июня.

Параллельно с запуском бустерного синхротрона активно ведутся работы и на других площадках ЦКП СКИФ. В корпусе стендов и испытаний идет сборка оборудования накопительного кольца и прецизионная юстировка выставки элементов на высокоточных подставках-гирдерах.

В здании накопителя завершился настил крыши. В тоннеле накопительного кольца залит пол, смонтирована специализированная геодезическая сеть, которая позволит организовать пространственную связь всех частей ускорительно-накопительного комплекса, идут работы по созданию инженерных коммуникаций.

По материалам пресс-службы ЦКП СКИФ

Фото Анны Плис

Больше информации по Академгородку 2.0 и СКИФ — в нашем Телеграм!

Именно от точности и стабильности магнитного поля в дипольных магнитах зависит сама возможность существования электронного пучка в синхротроне. На данный момент протестирован первый серийный образец источника питания. Всего для бустера необходимо три подобных устройства — они будут готовы к концу 2023 года.

«Формирование пучка электронов с нужными параметрами происходит в кольце бустера, — рассказывает научный сотрудник ИЯФ СО РАН Валентин Александрович Докутович. — Только после этого пучок инжектируется в основное накопительное кольцо синхротрона и используется для получения синхротронного излучения, столь необходимого пользователям ЦКП СКИФ. Чтобы электронный пучок соответствовал заданным характеристикам и не разрушался при ускорении, необходимо поддерживать требуемый уровень изменения основного поля в бустерном кольце. Что, в свою очередь, зависит от тока, протекающего в дипольных магнитах, установленных на кольце бустера. Изначально планировалось закупать источники питания у датской компании Danfysik, но, когда стало очевидным, что поставок не будет, перед нами встала задача — закрыть эту потребность своими силами».

Созданное в ИЯФ СО РАН оборудование относится к классу прецизионных, так как обладает высокоточными параметрами — необходимыми для работы с таким тонко настроенным «организмом» как пучок синхротронного излучения. «Для бустера самое важное, чтобы подъём магнитного поля происходил по точно рассчитанному алгоритму, — объясняет Валентин Докутович. — Это называется рамповый режим, то есть последовательный и стабильный подъём, выход на инжекцию в накопитель и снижение уровня тока. Такой режим необходим, чтобы пучок не разрушался. Стабильность тока мы поддерживаем благодаря прецизионной обратной связи, используемой в источниках питания. Реализованный нами алгоритм, а также применение авторских решений, позволяет поддерживать те требования к точности магнитного поля и его стабильности, от которых напрямую зависит качество пучка в ЦКП СКИФ. Источник питания состоит из различных элементов, часть из них мы собирались использовать в другом проекте. Собрать устройство из имеющихся элементов в работающую прецизионную систему, которая ничем не уступает, а местами и превосходит зарубежные аналоги — именно эти научные изыскания создают большую добавочную стоимость полученного продукта, и мы можем говорить о научно-техническом импортозамещении».

Разработанная новосибирскими физиками система обладает высокой гибкостью, позволяющей в короткие сроки конструировать и производить прецизионные источники тока с диапазоном от 500А до 10кА и с напряжением до сотен вольт, обеспечивая требуемую стабильность тока, которая не уступает показателям мировых лидеров в этой сфере.

По словам специалиста, всего для бустера синхротрона СКИФ понадобится три мощных источника питания. «Первый источник питания уже готов, остальные два мы соберем к концу 2023 года, — добавил Валентин Докутович. — После этого они будут уже полностью готовы для монтажа в систему бустера синхротрона СКИФ».

По материалам пресс-службы ИЯФ СО РАН

Больше новостей о программе “Академгородок 2.0” и установке СКИФ на нашем телеграм-канале