Начато производство магнитов для накопительного кольца ЦКП "СКИФ"

28.12.2022

Одна из основных характеристик Центра коллективного пользования "Сибирский кольцевой источник фотонов" (ЦКП "СКИФ"), которая и относит данный источник синхротронного излучения (СИ) к установкам класса "мегайсайенс" и поколению "4+" – его беспрецедентно малый эмиттанс (около 76 пм·рад). Этот параметр определяет уровень яркости СИ, а значит и исследовательских возможностей ЦКП "СКИФ". Значение эмиттанса формируется благодаря магнитной структуре основного кольца ускорительного комплекса, которая разрабатывается и производится в Институте ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН). Первый серийный магнит для накопительного кольца уже изготовлен на экспериментальном производстве Института и теперь проходит этап измерительных процедур.

Магнитная система накопительного кольца ЦКП "СКИФ" будет состоять из структуры, включающей фокусирующие и поворачивающие магниты. Специалистам ИЯФ СО РАН удалось подобрать такую последовательность магнитов, которая позволит получить рекордно малый эмиттанс, а значит у пользователей источника СИ будет возможность работать с рентгеновским излучением с высокой яркостью – они смогут изучать любые объекты с точностью до атома. На данный момент на экспериментальном производстве ИЯФ СО РАН изготовлен первый дипольный дефокусирующий магнит, который сейчас проходит тестирование. Всего в магнитной структуре накопительного кольца ЦКП "СКИФ" будет 64 таких магнита.

"Основная функция магнита, как следует из названия, поворачивать траекторию заряженных частиц, в данном случае электронов, – рассказывает старший научный сотрудник ИЯФ СО РАН кандидат технических наук Сергей Синяткин. – Еще одна задача магнита – фокусировка пучка. Чтобы получить маленький размер пучка, тот самый эмиттанс, за который мы боремся, нужна очень сильная фокусировка. Источник синхротронного излучения ЦКП "СКИФ" относится к поколению "4+" именно из-за очень малого эмиттанса, который будет равен 76 пм·рад (76 пикометров точка радиан)".

Сейчас первый серийный магнит находится в специальном помещении ИЯФ СО РАН, где специалисты при помощи измерительной электроники проводят своего рода калибровочные работы: настраивают нужные параметры магнита, чтобы позже выставить правильно всю магнитную систему на накопительном кольце ЦКП "СКИФ". Здесь важно проверить всё: от уровня неоднородности магнитного поля до привязки «магнитной оси» к его геодезическим знакам, и исключить любые ошибки, так как пучок в накопительном кольце очень чувствительный, и любые, даже самые небольшие, отклонения могут изменить его параметры.

"Нужно понимать, что у машин следующего поколения более жесткие требования к соблюдению параметров и их надо выполнять. Мы настраиваем измерительную систему, после чего начнется процесс коррекции и подстройки характеристик магнита, – объясняет Сергей Синяткин. – Например, нам необходимо достичь нужного параметра интеграла магнитного поля, его неоднородности, градиента магнитного поля. Все это – характеристики, без которых мы не сможем получить заданный эмиттанс пучка. В ближайшее время мы проведем все измерения, сделаем выводы по коррекциям и поправим первую версию магнита, запустим серийное производство всех 65 магнитов (64 основных и один запасной). Планируется, что весной 2023 года они будут готовы".

Источник: ИЯФ СО РАН

Фото Ивана Куксанова