НОВОСИБИРСК, 10 февраля. /ТАСС/. Ученые Института ядерной физики им. Г. И. Будкера (ИЯФ) СО РАН начали испытания первого сверхпроводящего магнита, отвечающего за генерацию пучка синхротронного излучения, для Центра коллективного пользования (ЦКП) "СКИФ", строящегося под Новосибирском. Об этом сообщили в пятницу в пресс-службе ИЯФ СО РАН.
ЦКП "Скиф" - уникальный по характеристикам источник синхротронного излучения поколения 4+, который представляет собой ускоритель, где частицы движутся по кольцу в вакууме почти со скоростью света, а мощные электромагниты придают им энергию и задают траекторию движения. Стоимость проекта - 47,3 млрд рублей.
"На первом этапе строительства в ЦКП "СКИФ" будет установлено пять таких (пользовательских - прим. ТАСС) станций на основе сверхпроводящих магнитов. Первый уже изготовлен, и сегодня начинаются его испытания", - приводит пресс-служба слова заведующего лабораторией ИЯФ СО РАН Виталия Шкарубы.
Он объяснил, что для того, чтобы энергию пучка электронов, летящих в магнитном поле ускорительного кольца со скоростью света, превратить в синхротронное излучение, нужно заставить пучок двигаться по извилистой траектории. Для этого используются вигглеры - устройства, создающие на пути электронов магнитное поле специальной конфигурации.
Размер вигглера - два метра, а точность его изготовления по всей длине должна быть не менее 20 микрон. "Для сравнения толщина человеческого волоса составляет около 50-60 микрон. Мы научились компенсировать неточности изготовления, используя специальные токи коррекции. Весь магнит делится на секции, на которые подается корректирующий ток. Вкупе со сложным математическим алгоритмом, который мы сами разработали, такая коррекция позволяет даже не в самых качественных катушках получить магнитное поле правильной геометрии", - пояснил он.
Особенностью вигглеров, создаваемых в ИЯФ СО РАН, является использование обмоток из сверхпроводящего провода из ниобий-титанового сплава, который может пропускать большие токи при охлаждении до низких температур - около 269 °C. Для этого магнит помещается в специальный криостат. В криостате классической конструкции магнит погружается в вакуумированный сосуд с жидким гелием.
Для поддержания нужной для сверхпроводника температуры уже во время работы вигглера непосредственно на синхротроне "СКИФ" в ИЯФ СО РАН была разработана оригинальная конструкция "сухого" криостата, в котором магнит "подвешен" в вакууме, а охлаждение его происходит благодаря специальным холодильным машинам с разными температурными ступенями. Такие криостаты позволяют эффективно охлаждать сверхпроводники, но при этом не тратит гелий и работать без остановки в течение нескольких лет.
О проекте
Строительство ЦКП СКИФ по национальному проекту "Наука и университеты" началось в наукограде Кольцово под Новосибирском в 2021 году. Для него строится комплекс зданий, общая площадь которых составит 86,8 тыс. кв. м. Центр будет включать ускорительный комплекс, экспериментальные станции и лабораторный комплекс. Заказчик и застройщик проекта - Институт катализа им. Г. К. Борескова СО РАН. Головным исполнителем проекта является Институт ядерной физики СО РАН. Завершение строительства источника синхротронного излучения и начало научных исследований планируется в 2024 году.
ЦКП "СКИФ" позволит проводить исследования с предельно яркими и интенсивными пучками рентгеновского излучения для различных дисциплин - химии, физики, материаловедения, биологии, геологии и т. д. Установка будет включать 30 экспериментальных станций, в год исследования на них смогут проводить до 2 000 ученых из России и зарубежных стран.