18 декабря в Кольцово под Новосибирском запустили линейный ускоритель синхротрона «Сибирский кольцевой источник фотонов».
Линейный ускоритель, или линак — начальная ступень ускорительного комплекса Центра коллективного пользования «Сибирский кольцевой источник фотонов». Там электроны группируются в пучок и получают ускорение. Затем электронный пучок поступает в бустерный синхротрон (бустер) для дальнейшего ускорения и отправляется в основной накопитель. Там электронный пучок, проходя через магнитное поле поворотных магнитов или специализированных многополюсных полей, испускает тормозное или синхротронное излучение. Затем синхротронное излучение выводится из накопителя через фронтенды и по каналам транспортировки рентгеновского пучка доставляется до экспериментальных станций для проведения научных исследований.
18 декабря в Кольцове пучок электронов пролетел всю структуру линейного ускорителя. Его параметры зафиксированы системой люминофорных датчиков, спектрометром и цилиндром Фарадея. Они соответствуют проектным.
Линейный ускоритель в значительной мере определяет качество пуска и качество самого источника синхротронного излучения СКИФ. Сибирский синхротрон относится к поколению 4+. По характеристикам он превосходит лучшие мировые источники синхротронного излучения.
«Сегодня мы демонстрируем работу, наверное, технически самой сложной части ускорительно-накопительного комплекса СКИФ — это линейный ускоритель, — прокомментировал событие директор Института ядерной физики имени Г.И. Будкера Сибирского отделения Российской академии наук академик Павел Логачёв. — Мы реализовали этот проект в условиях очень жёстких внешних ограничений и фактически мы решили задачу создания полностью отечественной технологии производства линейных ускорителей высокой энергии для источников синхротронного излучения и для физики элементарных частиц».
Институт ядерной физики имени Г.И. Будкера — единственный исполнитель работ по изготовлению, сборке, поставке и пусконаладке оборудования всего ускорительного комплекса ЦКП «СКИФ».
«Запуск этой части установки ускоряет монтаж и включение последующих элементов ускорительного комплекса. То есть фактически это залог скорейшего выхода СКИФ на проектные параметры. И мы выполнили этот этап работ в абсолютно рекордные сроки. Никогда в мире линейные ускорители не собирались и не включались за такое короткое время. У нас ушло на это менее полутора месяцев, это беспрецедентно, обычно такие работы занимают шесть — восемь месяцев. Абсолютный рекорд», — рассказал Павел Логачёв.
Это тем более удивительно, если учесть, что изначально клистроны — усилители сверхвысоких частот для линейного ускорителя — должны были закупать за рубежом. Их производили три организации в мире, в Японии, Франции и США. Но после того как они разорвали контракт, российским учёным пришлось срочно создавать собственные клистроны, и теперь Россия располагает полностью отечественной технологией производства линейных ускорителей электронов и позитронов высокой энергии. Также для клистрона специалистами Института ядерной физики имени Г.И. Будкера были разработаны модуляторы — источники питания.
Также в тоннеле здания инжектора ЦКП «СКИФ» собрано оборудование бустерного синхротрона. Все 44 специальные подставки с магнитно-вакуумными системами находятся в проектном положении.
По словам директора ЦКП «СКИФ», заместителя директора по научной работе ИЯФ СО РАН Евгения Левичева, к весне 2025 года оборудование бустерного синхротрона будет соединено с инженерными системами. Там будет установлена автоматизированная система радиационного контроля, что позволит начать работу с электронным пучком в этом сегменте ускорительного комплекса.
Уникальные характеристики нового источника синхротронного излучения позволят проводить передовые исследования с яркими и интенсивными пучками рентгеновского излучения во множестве областей — химии, физике, материаловедении, биологии, геологии, гуманитарных науках. Также ЦКП «СКИФ» поможет решить актуальные задачи инновационных и промышленных предприятий.
По словам президента Национального исследовательского центра «Курчатовский институт» Михаила Ковальчука на II Конгрессе молодых учёных, сегодня мегаустановки — важнейший элемент технологического суверенитета и показатель уровня научного потенциала страны.
Модернизированный синхротрон «КИСИ — Курчатов» с 1999 года используется по 23 часа в сутки, шесть дней в неделю, с единственным крупным перерывом за год — на время летних каникул. Количество заявок на исследования с помощью этой установки достигает 300 в год. Востребованность таких исследований привела к проекту возрождения синхротрона в Зеленограде — он должен быть запущен через три года. Также к классу мегасайенс относятся источник РИФ на Дальнем Востоке, реактор ПИК в центральной части страны, самый мощный высокопоточный исследовательский реактор в Гатчине и синхротрон-лазер «Сила» в Протвине.
Система мегаустановок в России создаётся в рамках Федеральной научно-технологической программы развития синхротронных и нейтронных исследований и исследовательской инфраструктуры под общим научным руководством НИЦ «Курчатовский институт». В ходе заседания Президиума Российской академии наук 23 апреля 2024 года Михаил Ковальчук заявил, что в течение ближайших пяти — восьми лет Россия будет иметь лучшую в мире исследовательскую инфраструктуру в области мегасайенс, практически покрывающую всю страну.