Ещё

Новосибирск снабжает полмира наукоемкими источниками синхротронного излучения 

ядерные технологии Институт ядерной физики им. Г. И. Будкера СО  заключил три крупных контракта с Европейским исследовательским центром антипротонов и ионов на изготовление оборудования для германского ускорительного комплекса. В нынешнем году стороны, как ожидается, заключат еще три договора на общую сумму около 20 млн евро. Мы привыкли, что во многих наукоемких изделиях российского производства применяются сложные импортные комплектующие. Примерами являются американские оптические волокна в саранских оптоволоконных кабелях, японские сервоприводы в московских 3D-принтерах, германские контроллеры в росатомовских автоматизированных системах управления технологическими процессами. Но есть и совершенно обратные примеры. Институт ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН () вот уже 40 лет снабжает полмира сложнейшими устройствами для генерации излучения и других применений — ондуляторами и вигглерами. Это довольно массивные, бочкоподобные изделия из специальной стали и сверхпроводящих сплавов. Сибирские ондуляторы и вигглеры Институт имени Будкера является одним из ведущих мировых центров по ряду областей физики высоких энергий и ускорителей, физики плазмы и управляемого термоядерного синтеза. В ИЯФ ведутся крупномасштабные эксперименты по физике элементарных частиц на электрон-позитронных коллайдерах и уникальном комплексе открытых плазменных ловушек. В институте разрабатываются современные ускорители, интенсивные источники синхротронного излучения и лазеры на свободных электронах. Сейчас ИЯФ — самый крупный академический институт страны (более 2800 сотрудников). Главной его особенностью является наличие крупного производства (около 1000 человек) с высоким уровнем технического и технологического оснащения. Более 140 созданных здесь мощных электронных ускорителей работают на различных технологических линиях в , на , в , Германии, , , , , , , , , Индии. Во многие страны ИЯФ поставляет ондуляторы и вигглеры. Близкие по устройству ондуляторы и вигглеры — сложные научные установки, источники синхротронного излучения (излучение вигглера некогерентно, ондулятора — когерентно). Они используются в циклических ускорителях и лазерах на свободных электронах, как для генерации синхротронного излучения, так и для управления параметрами пучка. Как пояснил нам член-корреспондент РАН, заведующий научно-исследовательской лабораторией ИЯФ, лауреат Государственной премии РФ за 2009 год , «специфика ондуляторов и вигглеров в том, что они не самостоятельные приборы, а магнитные системы, работающие на ускорителях электронов». Идея использовать периодическое поперечное движение релятивистских (то есть движущихся со скоростью, очень близкой к скорости света) электронов для генерации коротковолнового излучения была предложена лауреатом Нобелевской премии в 1947 году. Термин «ондулятор» возник от французского слова onduler — «совершать волнообразное движение». Почти синонимом термина «ондулятор» является слово «вигглер», происходящее от английского глагола wiggle — «покачивать (ся), извиваться, вилять». Такие названия объясняются тем, что траектория релятивистского электрона в поле ондулятора — не прямая линия, а извилистая кривая. ИЯФ разработал и изготовил десятки вигглеров и ондуляторов. Пять из них работают в России (четыре собственно в ИЯФ и один — в ), а остальные — в , , Германии, , Италии, , , и других странах. За 40 лет работы в области изготовления вигглеров и ондуляторов в ИЯФ были предложены и впервые испытаны многие технические приемы. Так, в 2016 году разработаны вигглер с переменным периодом и сверхпроводящий ондулятор с нейтральными полюсами. Важнейшими достижениями последних лет в области сверхпроводимости Ученый совет ИЯФ признал создание сверхпроводящего многополюсного вигглера для генерации мощного синхротронного излучения. Его особенностью является косвенное охлаждение сверхпроводникового магнита (без погружения магнита в жидкий гелий) с использованием криогенных кулеров. В частности, в 2016 году ИЯФ изготовил для Технологического института (Karlsruher Institut fur Technologie, KIT, ) и ЦЕРНа (European Organization for Nuclear Research, CERN, Швейцария) уникальный сверхпроводящий вигглер с использованием этого нового, более практичного способа охлаждения. Сейчас новосибирская разработка, стоимость которой около 1 млн евро, установлена на ускорительном комплексе ANKA в Германии. Здесь с ее помощью будут проводиться эксперименты с биологическими объектами. Для исследователей же из ЦЕРНа вигглер станет испытательным полигоном по отработке технологий для разрабатываемого линейного коллайдера CLIC. Благодаря умению изготавливать и использовать ондуляторы ИЯФ построил уникальную научную установку — «Новосибирский лазер на свободных электронах». Это самый мощный в мире источник субмиллиметрового (терагерцового) квазимонохроматического излучения. В отличие от обычных мощных лазеров, длина волны излучения новосибирского лазера может плавно перестраиваться в достаточно большом диапазоне (от 240 мкм до 30 мкм), что открывает дорогу новым перспективным исследованиям, недоступным обычным лазерам. ИЯФ им. Г. И. Будкера — один из главных мировых разработчиков и изготовителей сверхпроводящих вигглеров, которые сейчас используются на всех источниках рентгеновского излучения на основе электронных накопителей. Экспорт высокотехнологичного оборудования позволяет институту развивать у себя необходимую производственную базу и сохранять готовность к созданию больших научных установок в России. Сотрудничество ИЯФ и FAIR В январе 2017 года было объявлено, что Институт ядерной физики заключил три крупных контракта с Европейским исследовательским центром антипротонов и ионов (FAIR, Facility for Antiproton and Ion Research, ФРГ) на изготовление оборудования для германского ускорительного комплекса. ИЯФ изготовит 32 сверхпроводящих магнита для ускорительного кольца (Collector Ring) — одной из основных частей строящегося комплекса. Это оборудование должно быть поставлено до 2021 года. Кроме того, договоры предусматривают проведение новосибирскими физиками исследований в рамках проекта FAIR, а также изготовление сверхпроводящего магнита для одного из экспериментов, запланированных на FAIR. В 2017 году году FAIR и ИЯФ, как ожидается, заключат еще три договора на изготовление оборудования, в частности, для диагностики целостности установки, также на общую сумму около 20 млн евро. Каждый из магнитов, которые предстоит изготовить, имеет массу более 50 тонн, точность соблюдения размеров составляет несколько микрон в их «полюсной части». Еще ранее ИЯФ подписал с FAIR крупный контракт на разработку магнитных элементов для каналов перепуска пучков HEBT (High Energy Beam Transferline) на сумму 16 млн евро. Это оборудование обеспечит транспортировку высокоинтенсивных пучков антипротонов и редких ионов в каскаде накопительных колец, составляющих ускорительный комплекс. Общая длина транспортных каналов, по которым будут проходить пучки, составляет более километра. Экспериментальный комплекс FAIR будет состоять из пяти частей, ИЯФ разрабатывает «под ключ» одну из них — накопительное кольцо Collector Ring (CR), участок установки, в котором аккумулируются элементарные частицы и распределяются по другим ускорителям для проведения экспериментов. Расчетная производительность установки 10 млн антипротонов в секунду, длина кольца более 200 метров. Создание установки предусматривает разработку, изготовление и запуск системы электронного охлаждения, сверхпроводящих элементов, магнитные систем, вакуумных камер, системы диагностики пучка. По оценкам «Науки», ежегодная выручка от экспорта высокотехнологичной продукции ИЯФ, в основном ондуляторов и вигглеров, составляет порядка 1 млрд руб. , кандидат химических наук
Видео дня. Звезды помешались на «обнаженке» и выкладывают свои фото
Комментарии
Читайте также
Новости партнеров
Новости партнеров
Больше видео