Новосибирские ученые изготовили импульсные магниты для вывода пучка СКИФа
Специалисты Института ядерной физики имени Г. И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) разработали и изготовили все пять импульсных магнитов для бустера-синхротрона СКИФ. Частично они уже прошли проверку и сейчас находятся в Корпусе стендов и испытаний (КСИ) ЦКП «СКИФ». Ученые подробно рассказали, как импульсные магниты будут выводить пучок на орбиту бустера-синхротрона.
Задача бустера ускорительного комплекса ЦКП «Сибирский кольцевой источник фотонов» (ЦКП «СКИФ») – сформировать пучок электронов и, разогнав его до нужной энергии, инжектировать в накопительное кольцо. Циркулируя в нем по круговой орбите почти со скоростью света, электронный пучок генерирует синхротронное излучение (СИ) для пользователей. Основные составляющие ускорительного комплекса СКИФ – это линейный ускоритель, синхротрон-бустер и накопительное кольцо. Также в него входят каналы перепуска, по которым сгустки электронов «перелетают» из одного ускорителя в другой.
Управляют впуском и выпуском электронов импульсные магниты, или «кикеры». «После того, как пучок электронов был сформирован и ускорен в линаке, им нужно как-то управлять и двигать дальше – для этого и нужны наши импульсные магниты, или, как их принято называть в ускорительной физике, кикеры, – прокомментировал старший научный сотрудник ИЯФ СО РАН кандидат технических наук Дмитрий Шведов. – 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. «Кикеры бустера СКИФ воздействуют на пучок импульсом магнитного поля, – пояснил Дмитрий Шведов. – Основные сложности на этапах разработки и производства кикеров связаны, во-первых, с созданием очень короткого и однородного импульса тока. Напомню, что наш импульс имеет длительность 650 наносекунд – это в полтора миллиона раз короче секунды. А амплитуда тока в это время достигает значения 4000 ампер (для сравнения – в бытовой розетке порядка 10 ампер). Во-вторых, сложность представляет процесс напыления металла на внутреннюю поверхность керамических вакуумных камер. Напыление позволяет магнитному полю достигать орбиты пучка, поэтому это очень важный момент».
На данный момент кикеры для синхротрона-бустера прошли все необходимые стендовые испытания и отправлены в КСИ ЦКП «СКИФ». 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 начале нынешнего года.
О том как в Новосибирской области запустили первый сверхбыстрый электронный пучок СКИФа здесь.
