До конца 2023 года будет установлено пять так называемых «вигглеров» (специальных устройств, создающих на пути электронов магнитное поле специальной конфигурации), которые обеспечат работу первых исследовательских станций ЦКП «СКИФ».
Напомним, что сибирский кольцевой источник фотонов (ЦКП «СКИФ») представляет собой гигантский ускоритель электронов, предназначенный для генерации мощных пучков рентгеновского излучения. Это делает его уникальным инструментом, позволяющим физикам, химикам, биологам, специалистам по материаловедению и другим ученым изучать структуру различных объектов с нанометровым разрешением. Его еще называют «универсальным супермикроскопом». Для эффективной работы необходимо, чтобы сгенерированный пучок был предельно ярким и интенсивным.
«Чтобы добиться от пучка требуемых характеристик, нужно заставить его двигаться по извилистой траектории. Для этого мы используем специальные устройства, создающие на пути электронов магнитное поле специальной конфигурации. Эти устройства называют «змейкой», или, чаще – вигглерами (от англ. wiggle – покачиваться)», – рассказал 10 февраля в ходе пресс-мероприятия заведующий лабораторией Института ядерной физики СО РАН, д.т.н. Виталий Шкаруба.
Это оборудование является очень сложным и нестандартным, при его постройке сотрудникам ИЯФ СО РАН пришлось решить ряд сложнейших инженерных задач. Например, использовать обмотку из сверхпроводящего провода, который может пропускать очень большие токи при охлаждении до низких температур. А затем – разработать оригинальную конструкцию «сухого» криостата, внутри которого в вакууме будет подвешен вигглер. Отказ от традиционных криостатов с жидким гелием позволил сэкономить несколько миллионов рублей в год на обслуживание каждого вигглера и обеспечить его безостановочную работу на протяжении нескольких лет.
Сложной задачей стала и сама сборка устройства. «Размер вигглера два метра, а точность его изготовления по всей длине должна быть не менее 20 микрон, что в два-три раза тоньше человеческого волоса», – отметил Виталий Шкаруба.
Такая точность вместе со сложным математическим алгоритмом (опять же разработанным учеными ИЯФ) и позволит получать магнитное поле правильной геометрии, а значит – обеспечить работу исследовательской станции установки на должном уровне. Первый вигглер уже собран и теперь его на неделю поместят в сосуд с жидким гелием, чтобы проверить его параметры в условиях, максимально приближенных к реальным. А всего до конца года в институте соберут и испытают пять таких устройств, которые должны обеспечивать работу исследовательских станций первой очереди. В дальнейшем, когда будет завершено строительство комплекса зданий «СКИФ», подобные испытания будут проводить уже на месте.
WPBuild.Ru