Общеинститутский семинар

2 ноября на заседании секции "Физика и техника ускорителей заряженных частиц" общеинститутского семинара выступил с докладом Н.А.Мезенцев, доктор физико-математических наук из Института ядерной физики имени Г.И.Будкера СО РАН. Тема доклада - "Сверхпроводящие магниты для генерации синхротронного излучения в ИЯФ имени Г.И.Будкера. Состояние работ". Рассказать о семинаре мы попросили члена-корреспондента РАН И.Н.Мешкова.

В докладе был дан обзор работ, которые ведутся в ИЯФ уже более 30 лет. Началось все с разработки сверхпроводящих соленоидов для детекторов, установленных на электрон-позитронных коллайдерах ИЯФ (КМД и другие). Тогда это были "скромные", по нынешним временам, поля на уровне 5 Тесла. За эти годы сибирские ученые добились впечатляющих результатов. Прежде всего, следует выделить разработку сверхпроводящих шифтеров (разновидности вигглеров), генераторов некогерентного, но очень интенсивного синхротронного излучения (СИ). Такой шифтер состоит из трех полюсов, средний, относительно короткий, имеет максимальное поле и служит "излучателем", а два других, подлиннее, с полями в несколько раз меньше, нужны для того, чтобы "занулить" интеграл поля вдоль траектории частиц, компенсировав тем самым возмущение орбиты. Значимость этой работы состоит в том, что достигнуты значения магнитных полей в 10 Тесла.

Первой, практически важной, такой разработкой был вигглер-шифтер для синхротрона-накопителя "Сибирь-1" в "Курчатовском институте" на 5,8 Тесла, поставленный туда в 1985 году. Следующий, через 10 лет, в 1995 году - вигглер с магнитным полем 7,68 Тесла для накопителя PLS в Южной Корее. Прогресс очевиден. Причем, эта команда - не только разработчики, они сдают, как теперь принято говорить, изделие "под ключ" и сопровождают обслуживание. Следующий вигглер (10,3 Тесла) в 2000 году сделан для накопителя SPring-8 в Японии. Затем последовали два вигглера по 7,5 Тесла для накопителя BESSУ-II в Берлине.

Качественно новый шаг был сделан в 2004 году, когда на этот же накопитель был поставлен дипольный короткий магнит длиной 177 мм, но с магнитным полем 9,6 Тесла, так называемый "Superbend". В чем новое качество? Этот дипольный магнит встраивается в фокусирующую структуру накопителя и становится элементом этой структуры, практически не возмущая динамику пучка, поэтому можно "гонять" в накопителе более интенсивные пучки, чем в установках, в структуру которых встраивается излучающее устройство. И, главное, этот короткий магнит является очень ярким и мощным источником синхротронного излучения.

Еще одно направление - многополюсные сверхпроводящие вигглеры с магнитным полем от 3,5 до 4 Тесла. Особенность таких устройств - высокая средняя мощность СИ. Например, в 2005 году для источника СИ в Триесте новосибирские ученые поставили вигглер с 67 полюсами. Такие установки востребованы там, где нужна большая мощность излучения.

В установках, которые поставляет новосибирский институт, используются замкнутые криокулеры - криогенные холодильники, выпускаемые промышленностью. В них потери гелия ничтожно малы, и криогенная установка может долгое время работать без дополнительной заправки гелием. Это очень большое достоинство, так как потеря гелия из криогенных систем - общеизвестная проблема: газ дорогой, расходы большие.

Не остались забытыми и соленоиды для детекторов. Уровень полей, достигнутый в них, превысил сегодня 10 Т.

Визит Н.А.Мезенцева в ОИЯИ имел и практическую направленность. Дело в том, что подразделение, которое он возглавляет в ИЯФ, приступило к разработкам сверхпроводящих дипольных магнитов для синхротронов SIS-100 и SIS-300 в проекте FAIR (GSI), в котором участвует также и ОИЯИ. Заинтересованность в совместных работах у нас есть. Во-первых, аналогичные работы по проекту FAIR ведет группа ЛВЭ во главе с А.Д.Коваленко (возможность сотрудничества обсуждалась на следующий день на совещании в ЛВЭ). Во-вторых, в ОИЯИ сейчас обсуждается проект NICA, где также предполагается использование сверхпроводящих магнитов для сооружения ионного коллайдера. В одном из вариантов предлагается использовать магниты с полем до 6 Тесла, что позволит построить коллайдер на энергию сталкивающихся частиц до 2х7 ГэВ/нуклон. В этом случае опыт создания высокополевых диполей, накопленный в ИЯФ, представляет несомненную ценность.

Семинар был полезен для наших физиков, которые занимаются разработкой сверхпроводящих устройств и используют их в своей работе.

Надежда КАВАЛЕРОВА