В рамках нацпроекта «Наука и университеты» разработан проект оригинального сверхпроводящего ондулятора
- 03.03.2023
В рамках нацпроекта «Наука и университеты» (федеральный проект "Развитие масштабных научных и научно-технологических проектов по приоритетным исследовательским направлениям") специалисты Института ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН (г. Новосибирск) разработали проект оригинального сверхпроводящего ондулятора.
Ондулятором называется магнитная система с периодическим поперечным магнитным полем, в которой электроны высокой энергии движутся по волнообразно искривлённой или спиральной траектории. Ондуляторы используются во всех современных источниках рентгеновского излучения высокой яркости. В частности, новый источник такого типа Центр коллективного пользования «Сибирский кольцевой источник фотонов» (ЦКП «СКИФ») строится в Новосибирске.
Новосибирские физики предложили оригинальную конструкцию ондулятора и разработали проект сверхпроводящего ондулятора нового типа. Этот сверхпроводящий ондулятор, основанный на чередующихся активных и нейтральных полюсах, состоит из двух половин - верхней и нижней, между которыми вставляется вакуумная камера для пролёта пучка электронов. На концах магнита находятся специальные магниты с полем, равным ¼ и ¾ относительно поля основных полюсов, предназначенные для коррекции интегралов магнитного поля и замыкания орбиты пучка.
Намотка витков обмотки осуществляется в шахматном порядке с чередованием полных и неполных слоёв. В результате оптимизации количества слоёв и числа витков в слоях была определена конструкция ключевого элемента ондулятора – одиночного полюса, состоящего из железного сердечника и сверхпроводящей обмотки. Оптимизация параметров проводилась для достижения максимально возможного уровня магнитного поля на орбите электронного пучка.
Несколько ондуляторов описанной конструкции будет установлено на строящейся установке ЦКП "СКИФ". Их применение позволит значительно расширить доступный для пользователей излучения диапазон энергий рентгеновских фотонов и повысить спектральную яркость излучения. Из-за этого яркость излучения источника ЦКП "СКИФ" существенно превысит максимальную яркость аналогичных установок в Америке, Европе и Азии, что, в свою очередь, позволит российским учёным проводить уникальные исследования по физике, химии и биологии.
3-D модель магнитной системы сверхпроводящего ондулятора с периодом 12 мм