Сибирские ученые создали и испытали уникальный ондулятор с рекордными параметрами. В этом году его установят на станции «Микрофокус» ЦКП «СКИФ» для задач геологии, геофизики и материаловедения.
Ондулятор состоит из двухметрового алюминиевого каркаса с 256 магнитными катушками. Он увеличивает яркость синхротронного излучения за счет змеевидного движения пучка частиц. Для станции «Микрофокус» ЦКП «СКИФ», применяемой в геологии, геофизике и материаловедении, в ИЯФ СО РАН создали ондулятор с рекордным магнитным полем 1,35 Тесла и периодом 15,6 мм, что делает его уникальным в мире. Устройство планируется установить в 2026 году.
Яркость синхротронного излучения повышают с помощью вигглеров, наиболее эффективны многополюсные сверхпроводящие устройства. В ИЯФ СО РАН создали первый многополюсный вигглер в XX веке. Позже появились ондуляторы с другими спектральными свойствами. Для первых станций ЦКП «СКИФ» разработали три вигглера и два ондулятора.
Вигглер и ондулятор – последовательность дипольных магнитов, отклоняющих пучок и создающих синхротронное излучение (СИ). Их отличие в интенсивности и спектре СИ. Вигглер: интенсивность пропорциональна количеству периодов, ондулятор: интенсивность складывается квадратично при определенном соотношении периода и амплитуды магнитного поля.
Разработка для станции «Микрофокус» 128-периодного сверхпроводящего ондулятора с коротким периодом 15,6 мм и рекордным магнитным полем 1,35 Тесла в жидком гелии – сложная задача, успешно решенная специалистами ИЯФ СО РАН.
Заведующий лабораторией ИЯФ СО РАН, доктор технических наук Виталий Шкаруба, отметил, что уровень поля 1,35 Тл для сверхпроводящего ондулятора (период 15,6 мм, магнитные зазоры 7 и 5 мм) является рекордным в мире. В лучших зарубежных ондуляторах (KIT, Германия; ESRF, Франция; APS, США) этот показатель не превышает 1,1‑1,2 Тл.
Ондулятор представляет собой двухметровый алюминиевый каркас с 256 магнитными катушками. Для создания таких деталей важны точность и качество. Геометрические ошибки каркаса составляют около 20 микрон на два метра.
Младший научный сотрудник ИЯФ СО РАН Федор Казанцев рассказал, что каждая катушка состоит из железного керна и обмотки из ниобий-титана. Длина сверхпроводника в одной катушке – около 20 метров. Намотка одной катушки занимает от полутора до трех часов, после чего она запекается в печи. Из‑за неизбежных различий в характеристиках катушек был разработан метод их измерения до установки в каркас.
Федор Казанцев объяснил, что данные с магнитными полями катушек сортируются для обеспечения близких амплитуд соседних полюсов, что важно для работы ондулятора. Это упрощает его настройку после сборки и позволяет исключить дефектные катушки. Ондулятор на станции «Микрофокус» ЦКП «СКИФ» повысит яркость синхротронного излучения благодаря малому эмиттансу электронного пучка.
Источник: наука.рф
распечатать статью
