Ученые ИЯФ СО РАН разработали уникальный вигглер

Он станет испытательным полигоном по отработке технологий для разрабатываемого линейного коллайдера CLIC.

Ученые Института ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) разработали и изготовили для Технологического института Карлсруэ (Германия) и ЦЕРН (Швейцария) уникальный сверхпроводящий вигглер — устройство, предназначенное для генерации синхротронного излучения, сообщили в пресс-службе ИЯФ.

Его уникальность — в использовании нового, более практичного способа охлаждения – без погружения магнита в жидкий гелий. Сейчас новосибирская разработка, стоимость которой составляет около 1 миллиона евро, установлена на ускорительном комплексе ANKA в Германии. Здесь с ее помощью будут проводиться эксперименты с биологическими объектами, а для исследователей из ЦЕРН вигглер станет испытательным полигоном по отработке технологий для разрабатываемого линейного коллайдера CLIC.

В качестве сверхпроводящего материала при создании вигглера используется ниобий — титановый сплав, который при охлаждении до криогенных температур — порядка нескольких градусов Кельвина, переходит в сверхпроводящее состояние. Поэтому обычно для получения и поддержания необходимой температуры сверхпроводящие магниты погружаются в сосуд с жидким гелием. Сотрудники ИЯФ СО РАН реализовали принципиально новую систему охлаждения.

— Представьте, — объясняет кандидат технических наук, старший научный сотрудник ИЯФ СО РАН Виталий Шкаруба, — в помещении комнатная температура, а внутри установки она должна быть примерно на 300 градусов меньше, то есть 4 Кельвина (– 269 C). Для теплоизоляции магнита используется специальное устройство — криостат, в который обычно заливается жидкий гелий, чтобы поддерживать низкую температуру. Мы же сделали вигглер с криостатом нового типа, в котором магнит не погружен в жидкий гелий. Охлаждение производится специальными криорефрежираторами через систему тепловых контактов. В нашем случае нужно просто нажать кнопку, и через несколько дней магнит, охладившись до нужной температуры, сможет работать в этом режиме годами.

Руководитель Лаборатории технологий сверхпроводящих ондуляторов Технологического института Карлсруэ Аксель Бернхард сообщил, что вигглер будет использоваться в качестве источника излучения для рентгеноскопического канала на источнике СИ ANKA.

Новая разработка ИЯФ СО РАН станет прототипом вигглера для затухательных колец разрабатываемого в ЦЕРН линейного коллайдера CLIC. Прежде чем принять решение о строительстве нового масштабного ускорителя, который по своим размерам будет превосходить Большой адронный коллайдер, специалисты ЦЕРН отрабатывают необходимые критические технологии.

Европейские ученые уже приступили к работе с вигглером.

— Мы начали с базовых экспериментов по проверке работоспособности и надежности всей системы, — комментирует Аксель Бернхард, — в частности, криогенной. В затухательных кольцах CLIC будет напряженный режим работы для сверхпроводящих магнитов. В наших первых тестах вигглер оказался очень надежным. В настоящее время мы готовимся к экспериментам по изучению влияния вигглера на динамику пучков в накопителе ANKA. Рентгеновский микроскоп планируем ввести в эксплуатацию во второй половине 2016 года.

Фото: пресс-служба ИЯФ