В ЦКП «СКИФ» успешно прошел проверку эллиптический ондулятор
Фото: Институт ядерной физики имени Г. И. Будкера СО РАН
Сибирский кольцевой источник фотонов (СКИФ) – это специализированный источник синхротронного излучения поколения «4+», который позволит биологам, химикам, археологам и др. вывести свои эксперименты на качественно новый уровень.
Одними из основных источников излучения любого синхротрона являются вигглеры и ондуляторы. Это два типа магнитных систем, попадая в которые, пучок электронов начинает двигаться зигзагообразно, тем самым генерируя синхронное излучение и повышая его интенсивность.
Пользовательские станции первой очереди будут оснащены четырьмя ондуляторами, двумя вигглерами и одним жестким поворотным магнитом. Специалисты Института ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) спроектировали, произвели, а теперь начали финальные измерения уникального электромагнитного ондулятора для поляризационных экспериментов на станции «Электронная структура». Осенью его установят в ЦКП «СКИФ».
«Попадая в ондулятор, электроны начинают лететь по синусоидальной траектории и на каждом таком изгибе излучать, – прокомментировал заведующий сектором ИЯФ СО РАН кандидат физико-математических наук Константин Золотарев. – Особенность ондуляторов, в отличие от тех же вигглеров, в том, что отдельные фотоны, излученные с разных полюсов ондулятора, могут интерферировать между собой. Таким образом они усиливают друг друга, если совпадают по фазе, или гасят, в противном случае. Это позволяет получать существенное увеличение интенсивности СИ для определенных длинах волн».
Стандартный ондулятор – планарный, его полюса, располагающиеся сверху и снизу вакуумной камеры, создают вертикальное магнитное поле, которое, в свою очередь, заставляет электроны отклоняться в горизонтальной плоскости от своей равновесной орбиты то вправо, то влево. В новой конструкции ондулятора есть еще боковые полюса, которые позволяют создавать также знакопеременное магнитное поле в горизонтальной плоскости, что, соответственно, вызывает движение электронов в вертикальной плоскости.
«Чтобы получить две различные ориентации поля, можно использовать постоянные магниты на сверхпроводниках, но здесь мы использовали обычные теплые электромагнитные катушки из меди с водяным охлаждением внутри. Полюса (46 вертикальных и 92 горизонтальных) – это такие штыри прямоугольного сечения, установленные на железном магнитопроводе. Вокруг на них устанавливаются катушки, присоединенные к источнику стабилизированного тока. Собственно, от того, какой ток подается на эти катушки, такая получается величина магнитного поля. Максимальные значения вертикального магнитного поля составляют 5 килоГаусс, а горизонтального – 1 килоГаусс. Дальше вопрос комбинации: можно включить только вертикальное поле – это планарный режим, или когда горизонтальное и вертикальное поле равной величины – циркулярный режим, а можно одновременно и то, и другое в различных пропорциях. Есть еще режим работы ондулятора, способный подавить при помощи катушек коррекции третью гармонику ондуляторого излучения», – поясняет научный сотрудник ИЯФ СО РАН Денис Гуров..
Ондулятор для станции «Электронная структура» – это самое длинное вставное устройство, которое будет работать на накопительном кольце СКИФ. Его длина составляет почти 5 метров, а сделан он из специальной стали, в составе которой практически одно железо. Такой материал выбран специально –при циклическом изменении поля он сразу же возвращается к изначальным параметрам, что снижает ошибки при переключении между режимами ондулятора.
На данный момент специалисты приступили к магнитным измерениям ондулятора. После этого этапа устройство будет готово к транспортировке в накопительный тоннель ускорительного комплекса СКИФ.
