Пучок электронов в линейном ускорителе строящегося комплекса «СКИФ» ускорен до энергии 30 МэВ
Специалисты Института ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН смонтировали и запустили первую очередь линейного ускорителя будущего источника синхротронного излучения «СКИФ», на базе которого создается центр коллективного пользования (ЦКП СКИФ). После «тренировки» первой очереди ускорителя специалистам удалось ускорить пучок электронов до энергии 30 МэВ. Проектные параметры линака в составе всего комплекса – 200 МэВ, на них он выйдет в 2024 году, но уже сейчас можно говорить о том, что они будут достигнуты.
Линейный ускоритель (линак) – одна из основных частей ускорительного комплекса «СКИФ». Именно там формируется пучок электронов, который поступает сначала в бустер-синхротрон для дальнейшего ускорения, а потом в накопитель-источник синхротронного излучения. В линейном ускорителе необходимо получить энергию частиц 200 мегаэлектрон-вольт (МэВ), 55 сгустков электронов с периодом 5.6 наносекунд (нс), с зарядом в каждом сгустке 0.3 нанокулон (нКл). Длина каждого сгустка – около нескольких миллиметров.
В линаке электроны быстро набирают скорость, близкую к скорости света, а их траектория корректируется магнитной системой. Уже сформированные в линейном ускорителе сгустки электронов с частотой 1 Гц поступают в бустер-синхротрон. Здесь пучок ускоряется до 3 гигаэлектрон-вольт и перепускается в накопитель. В накопителе пучки электронов движутся по круговой орбите, которая формируется поворотными магнитами, и испускают синхротронное излучение, поступающее пользователям центра: биологам, химикам, геологам, материаловедам и другим специалистам. С его помощью они проводят свои работы, например, определяют элементный состав вещества, изучают свойства новых материалов, исследуют быстропротекающие процессы, расшифровывают структуру белков и многое другое.
«В настоящее время первая очередь линейного ускорителя смонтирована и запущена. Линак полностью работоспособен, все его элементы в рабочем состоянии, – рассказал заведующий лабораторией ИЯФ СО РАН кандидат физико-математических наук Алексей Евгеньевич Левичев. – На выходе из первой очереди ускорителя мы продемонстрировали энергию пучка около 30 МэВ при входной СВЧ мощности около 20 МВт, что полностью соответствует нашим расчетам. Также получен проектный заряд 0.3 нКл в каждом сгустке. Дальше планируются рутинные измерения параметров пучка, его стабильности, характеристик, связанных с угловым и энергетическим разбросом. Но уже сейчас полученные результаты говорят о том, что все наши расчеты верны, и установка достигнет в дальнейшем своих проектных 200 МэВ».
Фото: первая очередь линейного ускорителя будущего источника синхротронного излучения «СКИФ». Фото Т. Морозовой. Пресс-служба ИЯФ СО РАН