Ïîëó÷åíû ïåðâûå ýëåêòðîíû â ëèíåéíîì óñêîðèòåëå ñòðîÿùåãîñÿ êîìïëåêñà ÑÊÈÔ
Ñïåöèàëèñòû Èíñòèòóòà ÿäåðíîé ôèçèêè èì. Ã. È. Áóäêåðà ÑÎ ÐÀÍ (ÈßÔ ÑÎ ÐÀÍ) â òåñòîâîì ðåæèìå çàïóñòèëè ïåðâóþ î÷åðåäü ëèíåéíîãî óñêîðèòåëÿ (Ëèíàê-20) áóäóùåãî èñòî÷íèêà ñèíõðîòðîííîãî èçëó÷åíèÿ «ÑÊÈÔ», íà áàçå êîòîðîãî ñîçäà¸òñÿ Öåíòð êîëëåêòèâíîãî ïîëüçîâàíèÿ (ÖÊÏ «ÑÊÈÔ»). Ñåé÷àñ ñîáðàíà èíæåêöèîííàÿ ÷àñòü (èíæåêòîð) ëèíåéíîãî óñêîðèòåëÿ. Ïîëíîñòüþ îí âûéäåò íà ïðîåêòíûå ïàðàìåòðû â ñîñòàâå âñåãî êîìïëåêñà òîëüêî â 2024 ãîäó, îäíàêî ïåðâûé ïó÷îê ýëåêòðîíîâ â íåì óæå áûë ïîëó÷åí è óñêîðåí.  ðåçóëüòàòå èñïûòàíèé ïðîäåìîíñòðèðîâàíî, ÷òî îñíîâíûå ñèñòåìû óñêîðèòåëÿ ðàáîòàþò êîððåêòíî, ïðîâåäåííûå ðàíåå ðàñ÷åòû âåðíû, à, çíà÷èò, ïóñê óñòàíîâêè ñîñòîèòñÿ ñîãëàñíî ïëàíó.
Ëèíåéíûé óñêîðèòåëü (ëèíàê) – îäíà èç îñíîâíûõ ÷àñòåé óñêîðèòåëüíîãî êîìïëåêñà ÑÊÈÔ. Èìåííî çäåñü ôîðìèðóåòñÿ ïó÷îê ýëåêòðîíîâ, êîòîðûé ïîñòóïàåò ñíà÷àëà â íàêîïèòåëüíîå êîëüöî - áóñòåð, à ïîòîì â ñèíõðîòðîí. Ïàðàìåòðû îòïðàâëÿåìîãî â áóñòåð ïó÷êà ÷àñòèö òàêæå ôîðìèðóþòñÿ â ëèíåéíîì óñêîðèòåëå.  íåì íåîáõîäèìî ïîëó÷èòü ýíåðãèþ ÷àñòèö 200 ìåãàýëåêòðîí-âîëüò (ÌýÂ), 55 ñãóñòêîâ ýëåêòðîíîâ ñ ïåðèîäîì 5.6 íñ è ñ çàðÿäîì â êàæäîì ñãóñòêå 0.3 íÊ. Äëèíà êàæäîãî ñãóñòêà äîëæíà áûòü îêîëî íåñêîëüêèõ ìèëëèìåòðîâ.
 ëèíàêå ýëåêòðîíû áûñòðî íàáèðàþò ñêîðîñòü, áëèçêóþ ê ñêîðîñòè ñâåòà, à èõ òðàåêòîðèÿ êîððåêòèðóåòñÿ ìàãíèòíîé ñèñòåìîé. Óæå ñôîðìèðîâàííûå â ëèíåéíîì óñêîðèòåëå ïó÷êè ñ ÷àñòîòîé 1 Ãö ïîñòóïàþò â íàêîïèòåëüíîå êîëüöî. Çäåñü ïðîèñõîäèò íàêîïëåíèå íåîáõîäèìîãî äëÿ èññëåäîâàòåëåé êîëè÷åñòâà ÷àñòèö, è îòñþäà îíè ïåðåïóñêàþòñÿ â óñêîðèòåëü-ñèíõðîòðîí.  ñèíõðîòðîíå ïó÷êè ýëåêòðîíîâ äâèæóòñÿ ïî êðóãîâîé îðáèòå, êîòîðàÿ ôîðìèðóåòñÿ ñïåöèàëüíûìè ïîâîðîòíûìè ìàãíèòàìè, è èçëó÷àþò ñèíõðîòðîííîå èçëó÷åíèå. Äàííîå èçëó÷åíèå ïî ñïåöèàëüíûì êàíàëàì ïîäàåòñÿ ïîëüçîâàòåëÿì öåíòðà: áèîëîãàì, õèìèêàì, ãåîëîãàì, ìàòåðèàëîâåäàì è äðóãèì. Ñ åãî ïîìîùüþ îíè ïðîâîäÿò ñâîè ðàáîòû, íàïðèìåð, îïðåäåëÿþò ýëåìåíòíûé ñîñòàâ âåùåñòâà, èçó÷àþò ñâîéñòâà íîâûõ ìàòåðèàëîâ, èññëåäóþò áûñòðîïðîòåêàþùèå ïðîöåññû, ðàñøèôðîâûâàþò ñòðóêòóðó áåëêîâ è ìíîãîå äðóãîå.
 íàñòîÿùèé ìîìåíò ñîáðàíà ïåðâàÿ î÷åðåäü ëèíåéíîãî óñêîðèòåëÿ è íà ýòîé ÷àñòè îòðàáàòûâàþòñÿ îñíîâíûå ðåæèìû. Ãëàâíàÿ çàäà÷à ýòîãî ýòàïà – ïîêàçàòü, ÷òî óñòàíîâêà ñïîñîáíà ãåíåðèðîâàòü ïó÷îê ÷àñòèö ñ íåîáõîäèìûìè ïàðàìåòðàìè. Ïðîåêòíàÿ ýíåðãèÿ ëèíàêà 200 ÌýÂ, äëÿ èññëåäîâàíèÿ ðåæèìîâ è äåìîíñòðàöèè åãî ïîëíîé ðàáîòîñïîñîáíîñòè äîñòàòî÷íî äîñòè÷ü ýíåðãèè 40-50 ÌýÂ.
Îäèí èç ñàìûõ ñëîæíûõ ýëåìåíòîâ ëèíåéíîãî óñêîðèòåëÿ – ÑÂ×-ïóøêà, â êîòîðîé ðîæäàþòñÿ ýëåêòðîíû è ïðîèñõîäèò íà÷àëüíîå ôîðìèðîâàíèå ïó÷êà. Óæå íà âûõîäå îí äîëæåí îáëàäàòü ýíåðãèåé îêîëî 1 ÌýÂ. Èç ÑÂ×-ïóøêè ïó÷îê ïîïàäàåò â êàíàë ãðóïïèðîâêè. Çäåñü ïðîèñõîäèò åãî ïðîäîëüíîå ñæàòèå, êîòîðîå íåîáõîäèìî äëÿ äàëüíåéøåãî óñêîðåíèÿ. Íà ñëåäóþùåì îòðåçêå ëèíàêà ïó÷îê ïðåäóñêîðÿåòñÿ äî íåñêîëüêèõ Ìý è îêîí÷àòåëüíî ãðóïïèðóåòñÿ. Ïðîöåññ ôîðìèðîâàíèÿ ïó÷êà â ÑÂ×-ïóøêå è â êàíàëå ãðóïïèðîâêè ÿâëÿåòñÿ êëþ÷åâûì è îäíèì èç ñàìûõ ñëîæíûõ â ëèíåéíîì óñêîðèòåëå. Äëÿ êîíòðîëÿ ïàðàìåòðîâ ïó÷êà çäåñü èñïîëüçóåòñÿ ìíîãî äèàãíîñòè÷åñêîé àïïàðàòóðû, êîòîðàÿ ñïîñîáíà ðåãèñòðèðîâàòü ïîïåðå÷íûå è ïðîäîëüíûå õàðàêòåðèñòèêè ïó÷êà, åãî çàðÿä è ýíåðãèþ. Ïîëíîñòüþ ñãðóïïèðîâàííûé ïó÷îê ïðîëåòàåò â ðåãóëÿðíûõ óñêîðÿþùèõ ñòðóêòóðàõ îêîëî 26 ìåòðîâ. Íà íàñòîÿùèé ìîìåíò áîëüøàÿ ÷àñòü ýëåìåíòîâ ëèíåéíîãî óñêîðèòåëÿ èçãîòîâëåíà.
«ÑÂ×-ïóøêà – ýòî ñëîæíîå óñòðîéñòâî, ïðåäñòàâëÿþùåå ñîáîé ðåçîíàòîð, ðàáîòàþùèé íà ÷àñòîòå 180.5 ÌÃö. Âíóòðè ýòîãî ðåçîíàòîðà ðàñïîëîæåí êàòîäíî-ñåòî÷íûé óçåë, êîòîðûé è ÿâëÿåòñÿ èñòî÷íèêîì ýëåêòðîíîâ. Îñîáåííîñòü äàííîãî óçëà â òîì, ÷òî íà ðàññòîÿíèè â íåñêîëüêî äåñÿòûõ äîëåé ìèëëèìåòðà îò êàòîäà ðàñïîëàãàåòñÿ ñïåöèàëüíàÿ ñåòêà ñ õàðàêòåðíûì ðàçìåðîì îêîëî 150 ìèêðîí, âûðåçàííàÿ ëàçåðîì. Âñëåäñòâèå òàêîé êîíñòðóêöèè êàòîäíîãî óçëà ïó÷îê â ÑÂ×-ïóøêå ôîðìèðóåòñÿ íå òîëüêî ïîä äåéñòâèåì ïåðåìåííîãî óñêîðÿþùåãî ïîëÿ ñ ÷àñòîòîé 180.5 ÌÃö, íî è áëàãîäàðÿ ïîäà÷å ñïåöèàëüíûõ çàïèðàþùåãî è ìîäóëèðóþùåãî íàïðÿæåíèé ìåæäó êàòîäîì è ñåòêîé. Òî åñòü ìû èìååì âîçìîæíîñòü óïðàâëÿòü ïðîöåññîì ýìèññèè ýëåêòðîíîâ ñ êàòîäà íåçàâèñèìî îò óñêîðÿþùåãî ïîëÿ ÑÂ× ïóøêè, ÷òî è äîëæíû áûëè ïðîäåìîíñòðèðîâàòü íà ïåðâîì ýòàïå ýêñïåðèìåíòîâ. Íà äàííûé ìîìåíò ìû ñìîãëè ïîêàçàòü, ÷òî ÑÂ×-ïóøêà è êàòîäíî-ñåòî÷íûé óçåë ðàáîòàþò, ýìèññèÿ ýëåêòðîíîâ åñòü, è ìû ìîæåì åé óïðàâëÿòü. Òàêæå âàæíûì ìîìåíòîì ÿâëÿåòñÿ èçìåðåííàÿ ýíåðãèÿ ïó÷êà. Îíà ïîëíîñòüþ ñîîòâåòñòâóåò ðàñ÷åòó è ñîñòàâëÿåò 0.8 Ìý», – ïîÿñíèë çàâåäóþùèé ëàáîðàòîðèåé ÈßÔ ÑÎ ÐÀÍ Àëåêñåé Ëåâè÷åâ.
Îí òàêæå îòìåòèë, ÷òî áûë èñïûòàí ðåæèì ðàáîòû óñêîðèòåëÿ, ïðè êîòîðîì êàòîä íàãðåò äî ðàáî÷èõ òåìïåðàòóð, óñêîðÿþùåå ïîëå â ðåçîíàòîð ïîäàíî, íî êàòîä çàïåðò íåêîòîðûì íàïðÿæåíèåì. «Ó íàñ î÷åíü æåñòêèå òðåáîâàíèÿ – ýëåêòðîíû äîëæíû óñêîðÿòüñÿ òîëüêî â çàäàííûå ìîìåíòû âðåìåíè, à â ïðîìåæóòêàõ èõ íå äîëæíî áûòü ñîâñåì. Ïðè ðàçîãðåòîì êàòîäå ÷àñòèöû ñòðåìÿòñÿ âûëåòåòü âñåãäà, íî ïðè îïðåäåëåííîì íàïðÿæåíèè ìåæäó êàòîäîì è ñåòêîé äîëæíû ïîëíîñòüþ «çàïèðàòüñÿ» âíóòðè äàííîãî ïðîìåæóòêà. Íàì íåîáõîäèìî áûëî óáåäèòüñÿ, õâàòèò ëè çàðàíåå çàëîæåííîãî íàïðÿæåíèÿ, ÷òîáû óäåðæèâàòü ïó÷îê â ïóøêå â çàçîðå ìåæäó êàòîäîì è ñåòêîé.  ðåçóëüòàòå èñïûòàíèé ìû ïðîäåìîíñòðèðîâàëè, ÷òî ìîæåì ïîëíîñòüþ êîíòðîëèðîâàòü ïó÷îê», – ïîÿñíèë Àëåêñåé Ëåâè÷åâ.
Òàêæå áûëî èññëåäîâàíî âëèÿíèå êàòîäíî – ñåòî÷íîãî óçëà, íàõîäÿùåãîñÿ â ïîëîñòè ðåçîíàòîðà, íà ýëåêòðè÷åñêóþ ïðî÷íîñòü ïîñëåäíåãî. «Ìû ïîêàçàëè, ÷òî êàòîäíî–ñåòî÷íûé óçåë íå îñëîæíÿåò ðàáîòó ÑÂ×-ïóøêè. Ñèëüíîãî óõóäøåíèÿ âàêóóìà íåò, âûñîêîâîëüòíûõ ïðîáîåâ íåò, ñèñòåìà ðàáîòàåò óñòîé÷èâî», – îòìåòèë Àëåêñåé Ëåâè÷åâ. Êðîìå òîãî, áûëè èçãîòîâëåíû è ïðîâåðåíû ñèñòåìà òåðìîñòàáèëèçàöèè, ìàãíèòíàÿ ñèñòåìà, ñèñòåìà äèàãíîñòèêè.  ÷àñòíîñòè, ñïåöèàëèñòû óáåäèëèñü, ÷òî âîçìîæíîñòåé ìàãíèòíîé ñèñòåìû äîñòàòî÷íî, ÷òîáû äîâåñòè ïó÷îê äî êîíöà óñêîðèòåëÿ. Ñèñòåìà äèàãíîñòèêè ïîëíîñòüþ ðàáîòàåò, à òåðìîñòàáèëèçàöèÿ ïîçâîëÿåò äåðæàòü çàäàííóþ òåìïåðàòóðó ÑÂ× ïóøêè ñ òî÷íîñòüþ äî 0.1 Ñ0.
«Ðàáîòà âñåãî ýòîãî ñëîæíîãî ôèçè÷åñêîãî îáîðóäîâàíèÿ íåâîçìîæíà áåç àäåêâàòíîãî êîìïëåêñà àïïàðàòíûõ è ïðîãðàììíûõ ñðåäñòâ, îáðàçóþùèõ ñèñòåìó óïðàâëåíèÿ óñòàíîâêîé. Ïàðàëëåëüíî ñ íàëàäêîé ñèñòåì ëèíàêà ïðîâîäèëñÿ çàïóñê ðàçëè÷íîé óïðàâëÿþùåé è èçìåðèòåëüíîé ýëåêòðîíèêè, à òàêæå òåñòèðîâàíèå ïåðâûõ, òàê íàçûâàåìûõ «èíæåíåðíûõ», âåðñèé ïðîãðàììíîãî îáåñïå÷åíèÿ. Èòîã ðàáîòû ñïåöèàëèñòîâ ïî ñèñòåìå óïðàâëåíèÿ ñîñòîèò â òîì, ÷òî ñåãîäíÿ ôèçèêè – óñêîðèòåëüùèêè îáåñïå÷åíû íåîáõîäèìûì íàáîðîì «ðó÷åê» äëÿ óïðàâëåíèÿ ëèíàêîì è ïîëó÷àþò êîððåêòíóþ èíôîðìàöèþ î åãî ôóíêöèîíèðîâàíèè», – ïîÿñíèë ãëàâíûé íàó÷íûé ñîòðóäíèê ÈßÔ ÑÎ ÐÀÍ Àëåêñàíäð Áàòðàêîâ.
Öåíòð êîëëåêòèâíîãî ïîëüçîâàíèÿ «ÑÊÈÔ» – èñòî÷íèê ñèíõðîòðîííîãî èçëó÷åíèÿ ïîêîëåíèÿ 4+. Óñòàíîâêà ñîîðóæàåòñÿ â Íîâîñèáèðñêîé îáëàñòè â ðàìêàõ íàöèîíàëüíîãî ïðîåêòà «Íàóêà è óíèâåðñèòåòû» è âî èñïîëíåíèå Óêàçà ïðåçèäåíòà Ðîññèè îò 25 èþëÿ 2019 ãîäà. «...Çàäà÷ ÑÊÈÔó ïðåäñòîèò ðåøàòü ìíîæåñòâî. Ñèíõðîòðîííîå èçëó÷åíèå ïðåäîñòàâëÿåò âîçìîæíîñòü, ãîâîðÿ ïðîñòûì ÿçûêîì, çàãëÿíóòü âíóòðü èññëåäóåìîãî îáðàçöà è óâèäåòü åãî ñòðóêòóðó â ðàçíîì ìàñøòàáå: îò îòäåëüíûõ àòîìîâ äî òêàíåé èëè îðãàíîâ ëàáîðàòîðíîãî æèâîòíîãî. Áîëåå òîãî, ìîæíî èññëåäîâàòü ðàçëè÷íûå áûñòðîïðîòåêàþùèå ïðîöåññû, êàê áû ñäåëàâ ïðî íèõ ôèëüì â çàìåäëåííîé ñú¸ìêå, ÷òî íåâîçìîæíî ñ ïîìîùüþ äðóãèõ ìåòîäîâ. Ýòî ìîæåò áûòü, íàïðèìåð, âçàèìîäåéñòâèå âèðóñà è ëåêàðñòâåííîãî ïðåïàðàòà, õèìè÷åñêèå ðåàêöèè íà ïîâåðõíîñòè êàòàëèçàòîðà, ðàñïðîñòðàíåíèå óäàðíîé âîëíû ïðè âçðûâå. Ïðè÷¸ì, èñòî÷íèêè ÷åòâ¸ðòîãî ïîêîëåíèÿ ïîçâîëÿþò ñíèìàòü, à çàòåì ïðîñìàòðèâàòü íå ïðîñòî «êèíî», à êàê áû ãîëîãðàììó èññëåäóåìîãî îáúåêòà â ïðîöåññå åãî èçìåíåíèé...» - À.Ëåâè÷åâ. Çàêàç÷èêîì è çàñòðîéùèêîì ÖÊÏ «ÑÊÈÔ» âûñòóïàåò ÔÈÖ «Èíñòèòóò êàòàëèçà èì. Ã. Ê. Áîðåñêîâà ÑÎ ÐÀÍ». Åäèíñòâåííûé èñïîëíèòåëü ïî èçãîòîâëåíèþ è çàïóñêó òåõíîëîãè÷åñêè ñëîæíîãî îáîðóäîâàíèÿ äëÿ ÖÊÏ «ÑÊÈÔ» – Èíñòèòóò ÿäåðíîé ôèçèêè èì. Ã. È. Áóäêåðà ÑÎ ÐÀÍ.  íàñòîÿùåå âðåìÿ äåñÿòêè îðãàíèçàöèé ÐÔ ïðèâëå÷åíû â ñîçäàíèå ÖÊÏ «ÑÊÈÔ». Ê íèì îòíîñÿòñÿ ÎÎÎ «ÍÏÏ Òðèàäà-Ò» (Íîâîñèáèðñê), ÀÎ «ÁÝÌÇ» (Áåðäñê), ÎÎÎ «Ìîäóëüíûå ñèñòåìû òîðíàäî» (Íîâîñèáèðñê), ÀÎ «Âîòêèíñêèé çàâîä» (Âîòêèíñê), ÔÀÓ «ÑèáÍÈÀ èì. Ñ. À. ×àïëûãèíà» (Íîâîñèáèðñê), ÈÃèË ÑÎ ÐÀÍ (Íîâîñèáèðñê), ÀÎ «ÂÀÊÓÓÌÌÀØ» (Êàçàíü), ÎÎÎ «Êàòîä» (Íîâîñèáèðñê), ÀÎ ÂÍÈÈÍÌ èì. À. À. Áî÷âàðà (Ìîñêâà).
Ñåðèÿ ñîîáùåíèé "Íàóêà (2)":
×àñòü 1 - Ïðîëèòü ñâåò íà ò¸ìíóþ ñîñòàâëÿþùóþ
×àñòü 2 - Ê âîïðîñó î "ðåèíêàðíàöèè ÓÍÊ"
...
×àñòü 44 - ×åì çàíèìàåòñÿ "Êóð÷àòîâñêèé èíñòèòóò"?
×àñòü 45 - Óñêîðèòåëüíûå íîâîñòè èç Äóáíû - îêòÿáðü 2022
×àñòü 46 - Èíæåêòîð äëÿ ÈÑÑÈ4+ «ÑÊÈÔ»: ïåðâûå ïó÷êè
×àñòü 47 - Ñòðîèòåëüñòâî ÑÊÈÔ âñ¸ æå çàâåðøèòñÿ â 2024
×àñòü 48 - Òðåçâûé âçãëÿä íà ãðóñòíûå ïåðñïåêòèâû
×àñòü 49 - Ñàðîâ ïðîòÿãèâàåò ðóêó Ïðîòâèíî
×àñòü 50 - ÑØÀ âîçâðàùàþòñÿ íà Ëóíó ÷àñòíûì îáðàçîì
×àñòü 51 - Ñòîèò ëè òîãî çàïóñê òåðìîÿäåðíîãî ðåàêòîðà?