24 июня 2021

Изготовлены первые магниты для синхротрона ЦКП «СКИФ»

Автор Анна Ершова, ИК СО РАН Первый магнит для ЦКП "СКИФ" Автор Анна Ершова, ИК СО РАН

На экспериментальном производстве (ЭП) Института ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) началось изготовление магнитных элементов для инжекционного комплекса Центра коллективного пользования «Сибирский кольцевой источник фотонов» (ЦКП «СКИФ»). Основные, и наиболее массивные, элементы комплекса — дипольные магниты. Самый большой из них весит 1,2 тонны.

«Магнитная система инжекционного комплекса ЦКП “СКИФ” включает в себя различные магниты, — пояснил старший научный сотрудник ИЯФ СО РАН, кандидат технических наук Сергей Синяткин, из которых дипольные магниты являются главными и самыми сложными, поскольку выполняют сразу несколько функций: формирование замкнутой орбиты, фокусировку пучка и некоторые другие, причем в большом диапазоне энергии пучка от 200 МэВ до 3000 МэВ. От качества работы этих магнитов зависит эффективность работы и основного накопительного кольца СКИФ, в том числе, достижение рекордных параметров этого источника фотонов последнего, четвертого поколения.

Дипольные магниты бустера делятся на два типа – фокусирующие (их 28 штук) и дефокусирующие (их 32). Магниты состоят из верхней и нижней половин, на которые намотаны катушки из толстой медной шины, по которым течет ток с силой более 800 А, создающий на орбите мощное магнитное поле, поворачивающее пучок электронов с энергией три миллиарда электрон-вольт.

Создание инжекционного комплекса, состоящего из линейного ускорителя, каналов транспортировки пучка и бустерного синхротрона, в котором пучок будет ускоряться до номинальной рабочей энергии и выпускаться в основное кольцо – ключевая задача реализации первой части проекта. Практически все основные элементы ускорительного комплекса предполагается изготовить на экспериментальном производстве ИЯФ СО РАН.

«Магниты синхротрона сложные, комбинированные, многофункциональные – это необходимо, чтобы сделать ускоритель компактнее и дешевле, а также, чтобы получить параметры пучка, оптимальные для инжекции, поэтому их изготовление непростая задача. Стоит упомянуть, что полюс магнита изготавливается с точностью около 50 микрон относительно расчетной поверхности на всей длине (около 1.3 м). Для сравнения, толщина человеческого волоса около 80 микрон. Однако, мы уверены в успехе, поскольку технология производства таких магнитов хорошо отработана в ИЯФ, около 10 лет назад мы изготавливали похожие устройства для Брукхевенской национальной лаборатории в США, и с тех пор сохранили опыт, технологии и набор приспособлений», — сказал Сергей Синяткин.

ЦКП «СКИФ» — уникальный по своим характеристикам источник синхротронного излучения поколения «4+» с энергией 3 ГэВ, который создается в рамках национального проекта «Наука и университеты» и программы «Академгородок 2.0» в наукограде Кольцово Новосибирской области как элемент современной отечественной сети установок класса «мегасайенс». Он позволит проводить исследования с предельно яркими и интенсивными пучками рентгеновского излучения для различных дисциплин – химии, физики, материаловедения, биологии, геологии и т. д. ЦКП «СКИФ» будет включать 30 экспериментальных станций, в год исследования на них смогут проводить до 2 000 ученых из России и зарубежных стран.
Заказчиком и Застройщиком ЦКП «СКИФ» выступает ФИЦ «Институт катализа им. Г. К. Борескова СО РАН». Проектирует объект Центральный проектно-технологический институт (АО «ЦПТИ», входит в топливную компанию Росатома «ТВЭЛ»). Генеральным подрядчиком выступает «Концерн Титан-2», так же входящий в структуру Росатома. Единственный исполнитель по изготовлению и запуску технологически сложного оборудования для ЦКП «СКИФ» — Институт ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН. Источник синхротронного излучения планируется создать к концу 2023 года, а в 2025 году должны начаться исследования на шести станциях первой очереди.