14.02.23

Ванна для змейки

Зачем магниты для СКИФа охлаждать до температуры, близкой к абсолютному нулю? Специалисты ИЯФ СО РАН раскрывают тайны.

Процесс установки магнита в криостат.

Сибирский кольцевой источник фотонов, строительство которого возле наукограда Кольцово находится на постоянном контроле правительства Новосибирской области, всё больше походит на огромный конструктор, для которого появляется всё больше деталей. В один прекрасный момент они все сольются в единое целое на нынешней стройплощадке, а пока их «дом» — стены научно-исследовательских институтов и заводских цехов, где все эти детали появляются на свет. Однако создатели не дают им спокойно «отлежаться», подвергая различным испытаниям. К очередным таким испытаниям приступили на минувшей неделе в Институте ядерной физики СО РАН имени Г. И. Будкера — началась проверка параметров работы сверхпроводящего магнита для первого вигглера ЦКП «СКИФ».

Что такое «вигглер»? Сначала напомним, что главное назначение СКИФа — «разгонять» до скорости света пучок электронов, который будет летать по кольцу с длиной окружности в полкилометра, для того чтобы с создаваемой этим пучком энергией в виде синхротронного излучения работали учёные — каждый со своими целями. А чтобы часть энергии пучка превращалась в это излучение, пучок надо заставлять двигаться не просто по кругу, а по извилистой траектории. Для этого и используются устройства, названные вигглерами (или змейками в переводе с английского) и создающие специальное магнитное поле.

— Магнит состоит из большого количества электромагнитных полюсов, на каждом из них магнитное поле меняет своё направление, и пучок электронов поворачивает то в одну, то в другую сторону. При каждом повороте от него отрывается часть электромагнитного поля — чем больше угол поворота, тем больше этот отрываемый кусок, который потом попадает на исследовательские станции, — рассказывает заведующий лабораторией ИЯФ СО РАН доктор технических наук Виталий Шкаруба.

10 февраля специалисты ИЯФ приступили к испытаниям магнита для первого из таких вигглеров. Магнит с помощью подъёмного крана опустили в криостат — специальную ёмкость глубиной 4 м, которую затем заполнили жидким гелием.

— Магнитное поле в вигглере создаётся за счёт использования провода из сплава титана и ниобия. Чтобы этот провод стал сверхпроводником, его надо охладить до температуры 4 кельвина или 269 градусов ниже нуля по Цельсию, после чего он позволит пропускать ток очень большой силы — свыше 1 000 ампер при диаметре провода меньше миллиметра. Этот провод изготавливается на российском предприятии структуры Росатома и имеет такие рекордные параметры, которые сейчас не может обеспечить никто в мире, — добавляет Виталий Шкаруба.

В криостате магнит проведёт неделю, и за это время учёные измерят различные параметры создаваемого магнитного поля и сопоставят их с предварительными расчётами. Чем ближе друг к другу окажутся эти показатели — тем лучше.

На самом СКИФе, правда, жидкий гелий для охлаждения магнита до нужной кондиции использоваться не будет — он обладает свойством испаряться, а регулярная дозаправка обойдётся слишком дорого. Поэтому в институте разработали особый «сухой» криостат — магнит внутри него будет подвешен в вакууме, а нужный холод станут производить специальные холодильные машины, работающие в разных температурных режимах (но ни один из них не будет «теплее», чем –200 градусов по Цельсию). Эти криостаты смогут работать без остановки по несколько лет.

Станций первой очереди в ЦКП «СКИФ» будет пять, ожидается, что заработают они в 2024 году, и для каждой из них понадобится по вигглеру. По словам Виталия Шкарубы, все они будут изготовлены и испытаны в течение года, чтобы, как только на стройплощадке СКИФа будет возведено здание ускорителя, оставалось только перевезти готовые устройства туда и установить на предназначенные для них места.

Виталий СОЛОВОВ | Фото автора
back

Материалы по теме:

10.01.24 Фактор кварка

Удержать плазму и проникнуть в недра нейтрона: чем занимались учёные в Институте ядерной физики СО РАН в 2023 году?

23.06.23 Бетон для электронов

В фундамент одного из главных зданий Сибирского кольцевого источника фотонов начали заливать бетон

08.02.23 Золото СКИФа

В регионе начали выпускать высокоточные детали для создания установки класса «мегасайенс»

12.01.23 Как рождается нейтрон?

В новосибирском Институте ядерной физики впервые в мире смогли измерить структуру нейтрона и антинейтрона на самом пороге рождения этой необычной пары микрочастиц

27.10.22 Разминка для электронов

В Институте ядерной физики СО РАН получили первый пучок электронов, аналогичный тому, который будет действовать в ЦКП «СКИФ»

26.08.22 Шесть плюс два

Два года остаётся до начала работы первых исследовательских станций СКИФа: чем там займутся учёные?

18.05.22 Летят электроны

Оборудование для СКИФа строится: чем новосибирским ядерщикам помогают специалисты из Удмуртии и как учёные преодолевают западное эмбарго на поставку техники?

03.03.22 Усилительная пятёрка

Пять из десяти усилителей мощности для Сибирского кольцевого источника фотонов переданы изготовителем Институту катализа СО РАН

01.03.22 СКИФская триада

Первая партия технологического оборудования СКИФа передана Институтом ядерной физики Институту катализа СО РАН

28.02.22 Всё пучком

В 2021 году НГТУ сформировал энергетический консорциум и начал участвовать в проектировании СКИФа

24.02.22 Дорога к СКИФу

Первый крупный объект дорожного строительства проекта «Академгородок 2.0» завершат в 2023 году

11.01.22 Пионы в моменте

Ловушки для плазмы, борьба с раком и тайны движения мельчайших частиц: что ещё разрабатывают сегодня в ИЯФ?

26.08.21 На пределе яркости

Стела в виде фотона с капсулой времени стала первым готовым объектом на территории «СКИФа»

25.08.21 СКИФская эпоха: начало

«Технопром-2021» начался с официального старта строительства Сибирского кольцевого источника фотонов

28.06.21 Вначале был магнит

Институт ядерной физики СО РАН представил первые магниты, которые будут работать на Сибирском кольцевом источнике фотонов

07.06.21 Мегаконтракт для науки

Уникальное оборудование для СКИФ спроектируют только учёные Института ядерной физики СО РАН

29.01.21 Катализатор прогресса

Молодёжные лаборатории, сверхмощные микроскопы, подготовка к строительству «СКИФ»: почему к деятельности Института катализа СО РАН приковано особенное внимание?

11.01.21 Индекс Гирша

Пересмотр Стандартной модели, лечение рака и установка для СКИФ: Институт ядерной физики СО РАН подвёл итоги работы в 2020 году

Новости  [Архив новостей]

x

Сообщите вашу новость:


up
Яндекс.Метрика