В Центре коллективного пользования «Сибирский кольцевой источник фотонов» (ЦКП «СКИФ») запустили бустерный синхротрон и провели первые эксперименты с пучком электронов. Частицы сделали два полных оборота: это показывает, что все системы инжекционного комплекса, который состоит из линейного ускорителя и бустерного синхротрона, работают штатно. Обороты пучка зарегистрированы, в том числе с помощью синхротронного излучения, которое позволяет измерить его параметры. В течение июня ученые планируют ускорить пучок до проектной энергии 3 ГэВ.

 

Инжекционный комплекс, в котором формируется пучок с необходимыми параметрами ― основа СКИФ. Электроны рождаются в линейном ускорителе, группируются в пучок, получают первоначальное ускорение и энергию 200 МэВ. Затем пучок поступает в кольцевой бустерный синхротрон, где разгоняется до рабочей энергии 3 ГэВ и отправляется в основной накопитель. Строительство и наладка оборудования основного накопительного кольца ― следующий этап работы, более сложный, чем запуск бустерного синхротрона, рассказал корреспонденту «Научной России» директор ЦКП СКИФ член-корреспондент РАН Евгений Левичев.

 

«К концу этого года мы должны обеспечить технологический запуск ЦКП СКИФ. К этому времени мы планируем собрать накопительное кольцо и инжектировать в него первый пучок из бустера. При этом сборка накопительного кольца ― задача гораздо более сложная, чем создание и запуск бустерного синхротрона. Бустерный синхротрон ― это достаточно стандартная установка, которую специалисты ИЯФ СО РАН уже запускали, выполняя работы для Брукхейвенской национальной лаборатории. Основное накопительное кольцо ЦКП СКИФ ― это абсолютно новая установка с передовыми параметрами. Такого еще никто не делал, поэтому запустить еёё будет гораздо сложнее», ― рассказал Евгений Левичев.

 

ЦКП СКИФ ― проект класса мегасайенс с синхротроном поколения 4+. Евгений Левичев отметил, что первый источник синхротронного излучения, который можно отнести к четвертому поколению ― это установка MAX IV в Лундском университете Швеции, созданная в 2006 г. Но эмиттанс ЦКП СКИФ меньше, чем у MAX IV в четыре раза. Это значит, что можно получить яркость излучения (основной параметр эффективности источника) существенно выше, а значит, проводить эксперименты гораздо быстрее.

 

«Из  “одноклассников” СКИФа, то есть источников синхротронного излучения четвертого поколения с энергией электронного пучка 3 ГэВ, у нас пока лучшие параметры (предполагается получить). Более высокая яркость ― величина, которая показывает, сколько полезных фотонов достигает образца микронных размеров, находящегося в 50-100 метрах от источника ― позволяет более эффективно проводить эксперимент. Фактически, делать подобные исследования можно и на рентгеновской трубке, но на процессы, которые на СКИФе займут секунду, там потребуется 10 лет. Кроме того, с увеличением яркости появляются новые качественные отличия. То, что можно будет исследовать на нашей установке, принципиально невозможно увидеть на предыдущих. В этом заключаются и новые проблемы: пока мы не можем предугадать новые методики, например, связанные с когерентностью излучения, нам только предстоит их развивать. Мы вступаем в область неизведанного, поэтому, возможно, со временем ЦКП СКИФ позволит проводить совершенно новые эксперименты, которые невозможны на установках предыдущих поколений», ― рассказал Евгений Левичев. 

 

Ученый добавил, что научная программа, которая будет проводиться на шести станциях первой очереди, сформирована. Но в проект также входят 24 станции второй очереди, которые построят в следующие годы. Научному комитету ЦКП СКИФ предстоит определиться с направлениями исследований, которые будут проходить на этих станциях.

 

Новость подготовлена при поддержке Министерства науки и высшего образования РФ 

 

 Источник: Александр Бурмистров, портал «Научная Россия»- 23.05.2025 

 

Примечание публикатора: итак, к концу года, надо надеяться, должна заработать вся цепочка, начнётся наладка всего источника синхротронного излучения поколения 4+

(таких в мире единицы, см.  https://ru.wikipedia.org/wiki/Список_источников_синхротронного_излучения)

 

Начался монтаж ускорительного комплекса в готовых помещениях ЦКП СКИФ

 

 

Системы линейного ускорителя электронов ЦКП СКИФ (линака) призваны произвести пучок и ускорить его до энергии 200 мегаэлектрон-вольт (МэВ). Затем пучок транспортируется в бустерный синхротрон, где происходит дальнейшее ускорение до 3 000 мегаэлектрон-вольт (3 ГэВ). Линейный ускоритель и бустерный синхротрон составляют инжекционный комплекс ЦКП СКИФ и размещаются в отдельно стоящем здании, что позволяет проводить пусконаладочные работы с пучком электронов без остановки строительства других объектов.

 

«Поскольку перед нами стоит задача запустить инжекционный комплекс в 2024 году, мы начали его сборку, не дожидаясь окончательной готовности здания инжектора СКИФ. По-другому просто нельзя, потому что каждый день дорог, строители это понимают и идут нам навстречу. Нам необходимо максимально ускорить процесс, но при этом не навредить качеству сборки. Оборудование линака — это самая сложная часть комплекса. Сложнее, возможно, только некоторое оборудование станций, где будут использованы суперпрецизионные и тонкие приборы. Тренировка ускоряющих структур, предварительная подача в них номинальной мощности, получение первых пучков электронов — эта работа была проделана в прошлом и текущем годах, и это позволит быстрее запустить линейный ускоритель. То же касается и бустерного синхротрона. Тоннель еще не готов, но мы уже вовсю работаем в этом помещении, устанавливаем пьедесталы под гирдеры и готовим коммуникации к максимально быстрому монтажу, подключению и тестированию оборудования. Таким образом, работы по поставке и монтажу оборудования для ускорительного комплекса СКИФ ведутся не последовательно, а параллельно», — прокомментировал директор ИЯФ СО РАН академик Павел Владимирович Логачев.

 

В профильном помещении здания инжектора началась сборка первого оборудования линейного ускорителя — магнито-вакуумной системы канала транспортировки пучка из линака в бустерный синхротрон. Такая последовательность сборки (с «хвоста» к началу) продиктована логистикой доставки оборудования: начальная часть линейного ускорителя будет перевезена из ИЯФ СО РАН и смонтирована последней. Также в помещении полным ходом идет установка опор под другое оборудование линейного ускорителя.

 

«Как и все системы ЦКП СКИФ, оборудование линейного ускорителя должно быть установлено в проектное положение с высочайшей точностью. Поэтому предварительно специалисты создали опорную прецизионную геодезическую сеть, которая на финальном этапе покроет все помещения ЦКП СКИФ и позволит собрать все элементы комплекса, разбросанные на сотни метров, с требуемыми допусками», — рассказал директор ЦКП СКИФ, заместитель директора ИЯФ СО РАН по научной работе член-корреспондент РАН Евгений Борисович Левичев.

 

В соседнем с залом линака помещении — «клистронной галерее» — готовится размещение мощных высокочастотных генераторов-клистронов и высоковольтных импульсных модуляторов, необходимых для обеспечения работы линейного ускорителя. Это уникальное оборудование, которое планировалось приобрести за рубежом, но из-за санкционных ограничений в экстренном порядке было разработано в ИЯФ СО РАН. Устройства ИЯФ СО РАН не уступают, а по ряду параметров превосходят зарубежные аналоги. За разработку клистрона научный коллектив ИЯФ СО РАН был награжден Государственной премией Новосибирской области 2024 года. 

 

«Следующий важный этап — сборка основного кольца. Как только здание будет соответствовать необходимым условиям, таким как температура, влажность и чистота, мы сразу же начнем сборку», — добавил Павел Логачев.

 

Опубликовано: Пресс-служба СКИФ - 22.08.2024