13 января 2023

Томский политех разработал быстрый метод диагностики электронных пучков ускорителей

Микротрон ТПУ

Ученые Томского политехнического университета в составе международной коллаборации FLAP разработали методику диагностики электронных пучков ускорителей. Она позволяет за одну настройку и с минимальным набором оборудования измерить поперечный размер пучка и его угловую расходимость. Методика протестирована на ускорителе ЛИНАК-200 в Дубне. Работа ведется в рамках федеральной программы «Приоритет 2030».

Международная коллаборация FLAP (Fundamental & applied Linear Accelerator Physics collaboration) занимается исследованиями в области фундаментальной и прикладной физики линейных ускорителей. В нее входят российские институты и университеты, научные центры стран СНГ и представители отдельных центров Великобритании, Японии и Чили.

"Мы разработали прецизионную методику диагностики электронных пучков ускорителей и начали тестировать ее на микротроне MAMIB в (Майнц, Германия). К сожалению, завершить испытания не удалось, мы благодарны администрации Объединенного института ядерных исследований (ОИЯИ) за разрешение апробировать методику во время пусконаладки ускорителя ЛИНАК-200. Разработанная методика позволяет за одну настройку измерить поперечный размер электронного пучка и его угловую расходимость с точностью лучше, чем 5 миллирадиан", — рассказал руководитель группы по диагностике пучков ТПУ, профессор Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов Александр Потылицын.

Задача ученых заключалась в создании методики измерения двух характеристик электронного пучка — поперечного размера и угловой расходимости. Испытания аппаратуры для диагностики и мониторирования электронного пучка прошли в декабре 2022 года в Дубне.

«Измерительный подход в разработанной нами методике отличается от аналогичных способов аппаратурой, необходимой для его проведения. Раньше для экспериментов использовались два разных оптических тракта: ставилась мишень, от нее отводился свет и этот свет расщеплялся на два канала, на каждом из которых устанавливались измерительные приборы. В нашей методике задействован один канал. На нем стоит универсальная аппаратура, которая позволяет анализировать обе характеристики. Это позволяет производить измерение на меньшем количестве оборудования без потери точности», — поясняет Александр Потылицын.

В ближайшее время ученые Томского политеха и ОИЯИ подготовят совместный эксперимент на коллайдере NICA (Дубна) на выведенных пучках из Нуклотрона. Для него ученые разработают схему детектирования ионного пучка в вакуумной камере, которая поможет измерять поперечный размер пучка ускоренных ионов по их черенковскому излучению в алмазной мишени. Это позволит проводить эксперименты и исследовать характеристики образованной в процессе работы коллайдера новой материи, которая не существует в природе.

Томский политехнический университет — участник программы Минобрнауки России «Приоритет 2030» по треку «Исследовательское лидерство». В программе развития ТПУ, поддержанной по «Приоритету 2030», заложено три стратегических проекта — «Энергия будущего», «Инженерия здоровья» и «Новое инженерное образование».