НОВОСИБИРСК, 28 ноября. /ТАСС/. Специалисты Института ядерной физики им. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) изготовили первый высокочастотный резонатор для Центра коллективного пользования "Сибирский кольцевой источник фотонов" (ЦКП "СКИФ"). Эта система отвечает за ускорение пучка электронов, сообщили в пресс-службе института.
"Резонатор - это вакуумный объем специальной формы, внутри которого генерируется электромагнитное поле высокой частоты, именно поэтому система называется высокочастотной, - приводит пресс-служба слова научного сотрудника ИЯФ СО РАН Евгения Ротова. - В резонаторе пучок попадает в сильное электрическое поле, которое и ускоряет частицы. Напряжение на ускоряющем зазоре резонатора 400кВ. К нашим резонаторам особые требования, потому что параметры синхротрона СКИФ будут во многом уникальными".
Как отметили в пресс-службе, основная задача бустера ЦКП "СКИФ" - ускорить пучок электронов до рабочей энергии, после чего он попадет в накопитель - источник синхротронного излучения. За ускорение пучка электронов в бустере отвечают высокочастотные системы, которые включают в себя резонаторы, генераторы и систему управления. Если энергия электронов при инжекции в бустер ЦКП "СКИФ" будет составлять 200 МэВ, то многократно проходя через резонаторы, она увеличится до 3000 МэВ.
"Резонаторы, в которых сильно подавлены все моды, кроме рабочей, называются одномодовыми, - поясняет Евгений Ротов. - ИЯФ СО РАН не в первый раз делает подобного рода ВЧ-системы, но в первый раз к их рабочим параметрам предъявляются такие жесткие требования. ЦКП "СКИФ" - машина поколения 4+, ее параметры уникальны, поэтому и точность проектирования и изготовления всех ее систем высокая. По сути нам нужно было создать такие условия, чтобы в резонаторе возбуждалась основная рабочая частота 357 МГц, а остальных почти не было. Купить готовые резонаторы с такими параметрами оказалось невозможно, их просто не существует. Поэтому перед нами встала нетривиальная и сложная задача - разработать и создать их самостоятельно".
В резонаторе не должны появляться колебания высоких частот (высшие моды), которые способны дестабилизировать или разрушить пучок. Купить готовое подобное устройство невозможно, поэтому физики разработали и создали свой уникальный одномодовый ВЧ-резонатор, который подавляет "плохие" моды, оставляя для пучка только одну рабочую частоту. Для решения поставленной задачи специалисты поместили в резонатор шесть высокочастотных нагрузок из специального керамического материала, который поглощает высокочастотную мощность. На данный момент резонатор готов к испытаниям. Всего в бустере будет установлено три ВЧ- резонатора - производство остальных двух уже запущено.
"Чтобы обеспечить такую избирательность в подавлении одних мод и сохранении других, мы разработали свою конструкцию резонатора, - добавляет Евгений Ротов. - У нашего резонатора есть "рога"- сдвоенные волноводы специальной формы, которые выполняют функцию фильтра. Рабочая частота в них "застревает", а все высшие моды легко проходят сквозь них, после чего, попадая в нагрузки из поглощающей керамики, затухают. Таким образом мы решаем задачу подавления "плохих" мод и сохранения основной на частоте 357 МГц".
Центр коллективного пользования "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. Планируется, что исследования на установке начнутся в начале 2025 года. Единственный исполнитель по изготовлению и запуску технологически сложного оборудования для ЦКП "СКИФ" - Институт ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН.
