Уникальное оборудование поможет измерить рекордные параметры пучка СКИФ
Ученые Института ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН и ЦКП «СКИФ» разрабатывают новейший интерферометр для определения одного из ключевых параметров источника синхротронного излучения – сверхмалого эмиттанса. Среди циклических источников СИ эта характеристика СКИФ имеет уникальную, рекордно низкую величину. Интерферометр заработает одновременно с запуском накопительного кольца СКИФ в конце 2025 года.
Эмиттанс – это один из важнейших параметров электронного пучка в циклических источниках синхротронного излучения. Чем он меньше, тем выше яркость источника. СКИФ станет первой в мире установкой в своем классе с рекордно низким эмиттансом (75 пикометров-радиан). Благодаря этому максимальная интенсивность света будет концентрироваться на минимальной области исследования, что позволит с предельной точностью определить характеристики даже самого маленького образца.
Измерение эмиттанса необходимо, во-первых, для подтверждения заявленных параметров, во-вторых, для контроля и изменения режимов установки, и, в-третьих, для диагностики пучка в ходе работы. Такой мониторинг важен, так как эмиттанс определяется магнитной структурой накопительного кольца, поэтому изменения магнитной структуры могут влиять на его значение.
Определение эмиттанса требует точного измерения поперечных размеров пучка заряженных частиц, циркулирующих в накопителе. В мировой практике успешно применяются методы, основанные на интерферометрии и рентгеновской камере-обскуре.
Как инструмент диагностики первой линии ученые ИЯФ СО РАН и ЦКП «СКИФ» разрабатывают интерферометр, с точностью до микрона измеряющий поперечный размер сверхмалого пучка, который будет составлять порядка 8 микрон (0,008 мм). Специальное программное обеспечение позволит, сопоставив измерения интерферометра и данные диагностических систем накопительного кольца, получить значение эмиттанса.
Интерферометр, разрабатываемый учеными, измеряет размер пучка в видимом и ближнем ультрафиолетовом свете, однако для того, чтобы в перспективе иметь возможность уменьшить эмиттанс, ученые также работают над созданием первого в мире рентгеновского интерферометра на основе многослойных рентгеновских зеркал.
«Для того, чтобы иметь надежный альтернативный способ измерения размеров пучка, мы решили попробовать использовать интерферометр в рентгене. Такой способ, действительно, уникален в том смысле, что в мире на сегодняшний день не реализовано таких приборов. Мы работаем над созданием своего интерферометра в рентгеновской области, для этого будут изготовлены специальные многослойные зеркала, работающие в мягком рентгеновском диапазоне. Рентгеновский интерферометр – это задел на будущее, если для исследований потребуются уникальные режимы или эмиттанс будет еще меньше», – рассказал старший научный сотрудник ИЯФ СО РАН и ЦКП «СКИФ» кандидат технических наук Виктор Дорохов.
В перспективе также будет реализован профилометр на основе рентгеновской камеры-обскуры как альтернативный способ измерения размеров пучка для уточнения эмиттанса, что обеспечит возможность получения независимых результатов разными методами.
Для измерения эмиттанса на накопительном кольце СКИФ выделены два канала вывода синхротронного излучения из поворотных магнитов, предназначенные для диагностики пучка в рентгеновском диапазоне. Один из этих каналов займет камера-обскура, длина которой составит порядка 25 метров. На втором канале в перспективе планируется установка рентгеновского интерферометра.
Источник: пресс-служба ЦКП «СКИФ»