Первый сверхпроводящий вигглер (магнит), предназначенный для генерации синхротронного излучения на ЦКП «СКИФ», прошел все испытания и готов к установке на накопительное кольцо.
Сверхпроводящий вигглер — это специальное устройство, многополюсный магнит, который устанавливают в прямолинейные промежутки накопителей заряженных частиц. Его задача — генерировать синхротронное излучение с уникальными характеристиками: высокими яркостью, интенсивностью и регулируемой энергией фотонов. Этот важный повод стал отправной точкой для пресс-тура на СКИФе, который прошел 23 июня.
Исполняющий обязанности директора Института ядерной физики имени Г. И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) Павел Логачев рассказал, что прямо сейчас команда проекта приступает к самой интересной для них стадии — запуск самой машины:
— Пучок электронов с энергией 3 ГэВ перепущен из бустерного синхротрона через 220-метровый транспортный канал в накопительное кольцо еще в декабре 2025 года. Теперь надо запустить основное кольцо, и мы постараемся это сделать в максимально короткий срок. Прошедшие полгода шла напряженнейшая работа по предварительной пусконаладке основного кольца: это три тысячи источников питания, сотни километров кабельных трасс. Всё надо проверить, убедиться, что оборудование качественное, все провода идут куда надо и откуда надо. Каждый момент принципиально важен! До первого эксперимента, который будет совсем скоро, мы должны наладить стабильную циркуляцию пучка в самом кольце.
Павел Логачев отметил, что при строительстве были задействованы самые опытные ученые и инженеры, которые уже не впервые сталкиваются с подобными «машинами» — до этого они принимали участие в создании лучших научных устройств страны:
— Вот именно поэтому СКИФ должен получиться во многих смыслах лучше, чем зарубежные аналоговые машины. Многие сложные задачи, с которыми мы столкнулись, имеют предысторию 20–40 лет. К примеру, на СКИФе мы столкнулись со сложным созданием холодильной установки, ее разработка идет уже 40 лет. И вот мы переняли весь этот опыт и создали некий идеал. У нас команда состоит из квалифицированных профессионалов, а главное — из энтузиастов.
В ускорительно-накопительном комплексе ЦКП «СКИФ» пучок электронов рождается и приобретает первоначальную энергию в линейном ускорителе, после чего достигает проектной энергии в бустерном синхротроне и со скоростью, близкой к скорости света, попадает в накопитель. При пролете через вигглеры и ондуляторы электронный пучок, при воздействии магнитных полей специальной конфигурации, излучает синхротронное излучение (СИ). На каналах вывода СИ расположены экспериментальные станции, где исследователи используют это излучение для проведения экспериментов. Шесть станций ЦКП «СКИФ» первой очереди будут использовать СИ, генерируемое вставными устройствами — вигглерами и ондуляторами, и одна станция будет работать на поворотном магните.
Первым полный цикл «тренировки» прошел вигглер для станции 1-3 «Быстропротекающие процессы». Этот вигглер обеспечит генерацию максимально возможного количества фотонов на один электронный сгусток в широком спектральном диапазоне от 20 кэВ до 70 кэВ. При длине периода магнитного поля вигглера всего 27 мм и требуемом уровне магнитного поля 2,7 Тл был достигнут уровень поля с большим запасом, равный 3,15 Тл.
— Данные параметры на сегодняшний день являются рекордными с точки зрения достижения максимального уровня поля при минимальной длине периода. Они приближаются к физическому и техническому пределу и никем в мире пока не были продемонстрированы, — рассказал заведующий лабораторией ИЯФ СО РАН д.т.н. Виталий Шкаруба.
— На станции 1-3 мы исследуем сверхбыстрые процессы, время протекания которых составляет миллионные доли секунды. У нас нет возможности копить статистику и повторять эксперимент, нам нужно получить кадр за одну вспышку фотонов, и эта вспышка должна быть максимально яркой — с одного сгустка электронов нам нужно получить максимально возможное количество фотонов. Именно поэтому для нашей станции, специально для наших задач был создан вигглер с рекордными параметрами, — рассказал координатор разработки и создания экспериментальной станции 1-3 «Быстропротекающие процессы» к.ф.-м. н. Иван Рубцов.
Валерий Бухтияров, руководитель Института катализа СО РАН, рассказал журналистам, что вчера было направлено письмо о завершении строительства в Ростехнадзор. Там стоит дата завершения строительства СКИФа — 20 июня 2026 года.
— В первой очереди Центра коллективного пользования мы запланировали создание семи экспериментальных станций. Они все собираются в настоящий момент, но полноценный запуск этих станций будет происходить после того, как коллеги под руководством Павла Владимировича Логачёва получат пучок в основном ускорительном кольце. Как только он появится, на разных магнитных встроенных устройствах, вигглерах и ондуляторах, будет формироваться то самое синхротронное излучение. Оно и будет раздаваться на первые семь станций.
Валерий Бухтияров рассказал, что на данный момент уже идет прием заявок на проведение экспериментов:
— У нас есть примерное расписание на полгода, так заявок уже в четыре раза больше! У нас ведь установка класса «мегасайенс», поколение 4+, подобного нет. Нам Президент сказал еще в 2018 году, что надо делать самое передовое устройство, иначе зачем затеваться вообще? Мы и сами тоже понимали это, ведь если делать аналогичное уже существующим, то это не будет интересно международному сообществу.
Сейчас ученые и инженеры приступают к финальным испытаниям следующего устройства генерации синхротронного излучения — вигглера для станции 1-5 «Диагностика в высокоэнергетическом рентгеновском диапазоне». Эту процедуру до конца года пройдут все устройства генерации синхротронного излучения ЦКП «СКИФ».
Сверхпроводящий вигглер — это специальное устройство, многополюсный магнит, который устанавливают в прямолинейные промежутки накопителей заряженных частиц. Его задача — генерировать синхротронное излучение с уникальными характеристиками: высокими яркостью, интенсивностью и регулируемой энергией фотонов. Этот важный повод стал отправной точкой для пресс-тура на СКИФе, который прошел 23 июня.
Исполняющий обязанности директора Института ядерной физики имени Г. И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) Павел Логачев рассказал, что прямо сейчас команда проекта приступает к самой интересной для них стадии — запуск самой машины:
— Пучок электронов с энергией 3 ГэВ перепущен из бустерного синхротрона через 220-метровый транспортный канал в накопительное кольцо еще в декабре 2025 года. Теперь надо запустить основное кольцо, и мы постараемся это сделать в максимально короткий срок. Прошедшие полгода шла напряженнейшая работа по предварительной пусконаладке основного кольца: это три тысячи источников питания, сотни километров кабельных трасс. Всё надо проверить, убедиться, что оборудование качественное, все провода идут куда надо и откуда надо. Каждый момент принципиально важен! До первого эксперимента, который будет совсем скоро, мы должны наладить стабильную циркуляцию пучка в самом кольце.
Павел Логачев отметил, что при строительстве были задействованы самые опытные ученые и инженеры, которые уже не впервые сталкиваются с подобными «машинами» — до этого они принимали участие в создании лучших научных устройств страны:
— Вот именно поэтому СКИФ должен получиться во многих смыслах лучше, чем зарубежные аналоговые машины. Многие сложные задачи, с которыми мы столкнулись, имеют предысторию 20–40 лет. К примеру, на СКИФе мы столкнулись со сложным созданием холодильной установки, ее разработка идет уже 40 лет. И вот мы переняли весь этот опыт и создали некий идеал. У нас команда состоит из квалифицированных профессионалов, а главное — из энтузиастов.
В ускорительно-накопительном комплексе ЦКП «СКИФ» пучок электронов рождается и приобретает первоначальную энергию в линейном ускорителе, после чего достигает проектной энергии в бустерном синхротроне и со скоростью, близкой к скорости света, попадает в накопитель. При пролете через вигглеры и ондуляторы электронный пучок, при воздействии магнитных полей специальной конфигурации, излучает синхротронное излучение (СИ). На каналах вывода СИ расположены экспериментальные станции, где исследователи используют это излучение для проведения экспериментов. Шесть станций ЦКП «СКИФ» первой очереди будут использовать СИ, генерируемое вставными устройствами — вигглерами и ондуляторами, и одна станция будет работать на поворотном магните.
Первым полный цикл «тренировки» прошел вигглер для станции 1-3 «Быстропротекающие процессы». Этот вигглер обеспечит генерацию максимально возможного количества фотонов на один электронный сгусток в широком спектральном диапазоне от 20 кэВ до 70 кэВ. При длине периода магнитного поля вигглера всего 27 мм и требуемом уровне магнитного поля 2,7 Тл был достигнут уровень поля с большим запасом, равный 3,15 Тл.
— Данные параметры на сегодняшний день являются рекордными с точки зрения достижения максимального уровня поля при минимальной длине периода. Они приближаются к физическому и техническому пределу и никем в мире пока не были продемонстрированы, — рассказал заведующий лабораторией ИЯФ СО РАН д.т.н. Виталий Шкаруба.
— На станции 1-3 мы исследуем сверхбыстрые процессы, время протекания которых составляет миллионные доли секунды. У нас нет возможности копить статистику и повторять эксперимент, нам нужно получить кадр за одну вспышку фотонов, и эта вспышка должна быть максимально яркой — с одного сгустка электронов нам нужно получить максимально возможное количество фотонов. Именно поэтому для нашей станции, специально для наших задач был создан вигглер с рекордными параметрами, — рассказал координатор разработки и создания экспериментальной станции 1-3 «Быстропротекающие процессы» к.ф.-м. н. Иван Рубцов.
Валерий Бухтияров, руководитель Института катализа СО РАН, рассказал журналистам, что вчера было направлено письмо о завершении строительства в Ростехнадзор. Там стоит дата завершения строительства СКИФа — 20 июня 2026 года.
— В первой очереди Центра коллективного пользования мы запланировали создание семи экспериментальных станций. Они все собираются в настоящий момент, но полноценный запуск этих станций будет происходить после того, как коллеги под руководством Павла Владимировича Логачёва получат пучок в основном ускорительном кольце. Как только он появится, на разных магнитных встроенных устройствах, вигглерах и ондуляторах, будет формироваться то самое синхротронное излучение. Оно и будет раздаваться на первые семь станций.
Валерий Бухтияров рассказал, что на данный момент уже идет прием заявок на проведение экспериментов:
— У нас есть примерное расписание на полгода, так заявок уже в четыре раза больше! У нас ведь установка класса «мегасайенс», поколение 4+, подобного нет. Нам Президент сказал еще в 2018 году, что надо делать самое передовое устройство, иначе зачем затеваться вообще? Мы и сами тоже понимали это, ведь если делать аналогичное уже существующим, то это не будет интересно международному сообществу.
Сейчас ученые и инженеры приступают к финальным испытаниям следующего устройства генерации синхротронного излучения — вигглера для станции 1-5 «Диагностика в высокоэнергетическом рентгеновском диапазоне». Эту процедуру до конца года пройдут все устройства генерации синхротронного излучения ЦКП «СКИФ».
