В Дубне начали сборку системы охлаждения для адронного коллайдера NICA

Специалисты Объединенного института ядерных исследований, расположенного в Дубне, начали работы по сборке систем охлаждения для коллайдера NICA. Запуск всех мощностей намечен на 2023 год.

Родина системы электронного охлаждения (СЭО) коллайдера NICA— Институт ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН в Новосибирске, откуда и пришел ценный для коллайдера груз. Всего на коллайдере NICA специалисты поставят две таких системы, для его обоих колец. СЭО — это довольно крупное сооружение, в нем будет достигаться высокая энергия электронов – до 2,5 МэВ.

Схему СЭО, как и сам метод охлаждения, предложенную и осуществленную в 1967 г. в ИЯФ СО РАН, специалисты затем использовали более чем в 15 синхротронах мира. Электронный пучок СЭО вводится на часть орбиты коллайдера, путешествует одновременно с пучком ионов в кольце коллайдера и затем выводится в коллектор (приемник электронов). За это время совместного «путешествия» холодные электроны забирают избыточную кинетическую энергию у ионов, вращающихся в коллайдере. В результате поперечные скорости и разброс продольных скоростей ионов уменьшаются. Это и есть эффект охлаждения. Фокусирующая система коллайдера сжимает ионные пучки за счет падения их скоростей и уменьшается размер пучка, что обеспечивает большее число столкновений ионов за один пролет участка встречи пучков, возрастает число событий в единицу времени – так называемая светимость, главная характеристика любого коллайдера.

scheme14112022_sharp.jpg

Рис. 1. Система электронного охлаждения коллайдера NICA

В этот раз ОИЯИ получил бак СЭО, в котором размещается высоковольтная система на 2.5 миллиона вольт напряжения. «Это довольно грандиозное сооружение — только один бак весит 7 тонн, а его высота 5.1 метра. Поэтому перед специалистами ЛФВЭ под руководством Антона Сергеева стояла непростая задача по выгрузке бака, с которой они успешно справились», — отмечает один из авторов метода электронного охлаждения, научный руководитель ускорительного комплекса NICA, академик Игорь Мешков. «Размеры бака определяются необходимостью обеспечить зазоры, которые выдержат высокое напряжение между его стенками и элементами электростатического линейного ускорителя электронов, размещенного внутри».

Этим же транспортом присланы два элемента СЭО – соленоиды, создающие продольное магнитное поле, в котором формируется и транспортируется электронный пучок. Кроме того, магнитное поле существенно улучшает качество электронного пучка и позволяет снизить поперечные скорости электронов, что повышает эффективность охлаждения. Геометрия установок СЭО довольно сложная. Магнитное поле внутри и вне бака создается соленоидами, которые вне бака на части траектории электронного пучка загнуты – имеют форму отрезка тора. Такая тороидальная катушка приводит электроны на прямолинейный участок траектории ионов коллайдера. Это и есть участок охлаждения.

Это лишь 5-10 процентов всего оборудования, которое мы ждем для СЭО из Новосибирска. Всего мы ожидаем восемь машин с элементами системы. Практически все оборудование готово и протестировано коллегами в ИЯФ СО РАН. В наших планах монтировать элементы СЭО по мере их поступления в Дубну.

— сообщил Игорь Мешков.
Стоит отметить, что это уже вторая система электронного охлаждения. Первая такая установка на меньшую энергию электронов – 50 кэВ, что в 50 раз меньше, чем на СЭО для коллайдера, — также изготовлена в ИЯФ и уже работает на Бустере. Все три СЭО – Бустера и Коллайдера – разработаны и построены группой ИЯФ под руководством академика В.В.Пархомчука и его ученика В.Б.Рева. Оба они широко известны среди специалистов по охлаждению ионных и антипротонных пучков.
Источник: jinr.ru
При поддержке
логотип Техностиль
логотип Технофрост
логотип Фриготехника
логотип Россоюзхолодпром
логотип Техноватт
логотип Север-М
логотип КриоФрост
логотип ЭлДжиТи Рус
логотип Фригопоинт
логотип Ридан
логотип Спектропласт
логотип Международная академия холода