flojolet (flojolet) wrote,
flojolet
flojolet

Category:

Для проекта NICA - новая система электронного охлаждения пучка в бустере



Первое, что установили внутри ярма легендарного синхрофазотрона в рамках мега-проекта NICA  — систему электронного охлаждения пучка в бустере – это новый элемент будущего ускорителя. Весной 2017 года установка  поступила в Лабораторию физики высоких энергий Объединенного института ядерных исследований из Новосибирска и была установлена в своем штатном  положении. Уже смонтированы системы питания, магнитные системы, проведена коррекция магнитного поля и  получены хорошие результаты.  Впереди – запуск с электронным пучком.  «Это первый самый серьезный элемент бустера, который уже стоит на кольце», — говорят специалисты.

Александр Смирнов, начальник сектора №1 Лаборатории физики высоких энергий ОИЯИ: «Можно сказать, что это первая система электронного охлаждения, которая будет использоваться в России, несмотря на то, что Новосибирск – лидер в производстве таких систем, до сегодняшнего момента  они их поставляли за границу. И вот, наконец, они сделали для  нашего научного проекта».

Сейчас идет поэтапная сборка вакуумной камеры.  Вакуумный шибер будет соединять систему с остальным ускорителем. Поскольку этот элемент изначально не был установлен на системе при тестировании в Новосибирске, специалисты в Дубне пытаются понять, как же он здесь разместится. Он небольшой, но стоит очень дорого, как хороший автомобиль —  около миллиона рублей.   «Вопрос заключается  в том, — говорят сотрудники Лаборатории, — чтобы нормально все собралось с остальной частью бустера». Какую же роль играет система электронного охлаждения пучка?

Александр Смирнов, начальник сектора №1 Лаборатории физики высоких энергий ОИЯИ: «Система охлаждает ионный пучок, циклирующий в накопителе, для того, чтобы получить необходимые параметры этого пучка, то есть,  это первый циклический ускоритель после инжекции из  линейного ускорителя. И эта система будет использоваться для того, чтобы  уменьшить  поперечный размер пучка, сделать его монохроматичным, и после этого уже переводить в следующий этап ускорения. Эта система  позволит существенно улучшить параметры всего ускорительного комплекса. Система работает таким образом: ионный пучок циркулирует постоянно  в ускорителе, совершая миллионы, миллиарды оборотов. А электронный пучок на этом участке каждый раз рождается из электронной пушки и погибает в электронном коллекторе. Но за счет того, что электроны все время инжектируются холодные, а ионный пучок один и тот же,  постепенно электроны охлаждают ионы, и они становятся  такими же холодными, как тот электронный пучок, который здесь есть. Он изначально должен быть холоднее, чем ионный, имеется в  виду в системе отсчета пучков.  Многократно охлаждаясь  на новой порции электронных пучков, ионный пучок становится холодным».

Новые системы  для коллайдерного комплекса NICA –  о них шла речь на сессии Программного комитета по физике частиц в докладе главного инженера ЛФВЭ  Николая Агапова, который  говорил  о ходе работ по развитию инфраструктуры, включая нуклотрон.

В Лаборатории физики высоких энергий  работают установки криогенного комплекса — по сути, это целое предприятие по производству  жидкого гелия. «Самый мощный гелиевый комплекс в России», — говорит главный инженер Лаборатории. — Это производство помогло в тяжелейшие для Института 90-е годы заработать немалые средства и  использовать их для создания нуклотрона.  А сейчас количество криогенных установок увеличилось с учетом будущих потребностей коллайдерного комплекса NICA. Здесь запустили  самый большой ожижитель гелия в России на тысячу литров в час.

Николай  Агапов, главный инженер Лаборатории физики высоких энергий ОИЯИ: «Вот эти установки уже работают с 1993-го года, обслуживают нуклотрон – левое и правое полукольцо. А это вот новая установка – более мощная, она обеспечивает холодом все остальные наши ускорители – и бустер, и коллайдер. Так что этот комплекс разрастается».

Криогеника имеет первостепенное значение в инфраструктуре коллайдерного комплекса NICA,  потому что все магниты – в нуклотроне, бустере, в кольцах коллайдера – сверхпроводящие, и нужно охлаждать их при температуре жидкого гелия – это  4.5 Кельвина, что очень близко к абсолютному нулю.

Николай  Агапов, главный инженер Лаборатории физики высоких энергий ОИЯИ: «Криогеника здесь самая большая по производительности  в России — очень крупные установки. Всего их три: две уже эксплуатируются на нуклотроне. И новая – ожижитель гелия на тысячу литров в час — обеспечивает все потребности коллайдера и бустера – новых установок. Немножко  возрастет потребность в таком холоде (низкотемпературном)  у нуклотрона, потому что там большие требования будут. Этот ожижитель поможет и старым установкам  справиться с этими задачами.  Установка специально спроектирована  под наши цели.  Она имеет довольно сложную структуру,  но, как у всех таких установок,  основной источник холода – это так называемые турбины, которые обеспечивают холодильный эффект. Это такие небольшие крутящиеся машинки небольшого диаметра. Они вращаются со скоростью до 5 тысяч оборотов в секунду. Конечно, это высокоточные, хорошо сбалансированные установки, которые может производить только очень опытный производитель».

В криогенике, находящейся здесь, в Лаборатории,  очень много таких решений, которые  никогда еще не были использованы нигде в мире, в частности –  это турбина, работающая на жидком гелии, которая повышает мощность установок, коэффициент полезного действия,  в два раза.  В этом помещении находится часть  криогенной инфраструктуры, есть еще большой компрессорный цех, будет построен еще один.

Ход работ по реализации проекта Нуклотрон-NICA – это, конечно, главная тема Программного комитета.  На сессии было доложено о результатах  сеансов на нуклотроне.

Анатолий Сидорин, заместитель начальника ускорительного отделения Лаборатории физики высоких энергий ОИЯИ: «Мы отработали в весеннем сеансе с двумя типами источников. Ускоряли протоны, дейтроны, ионы углерода и лития.  Сеанс был продолжением осеннего сеанса, и первую часть отработали  на источнике поляризованных ионов для завершения программы, и потом перешли  на другой сорт ионов. Что интересного было в сеансах – реализовали новый режим с адиабатическим  захватом на столе  инжекции, что позволило примерно вдвое увеличить интенсивность пучка. Попробовали на нуклотроне в новой конфигурации инжекционные цепочки — ускорить  протоны. И этот эксперимент был успешный, то есть нуклотрон по-прежнему может ускорять протоны. Остальная часть доклада посвящена подготовке к монтажу бустера и проведению эксперимента «Барионная материя на нуклотроне.  Осенью мы планируем длительный сеанс, который начнется в октябре и будет почти до Нового года. И планируем начать набор статистики на эксперименте «Барионная материя на нуклотроне». Весь сеанс будем работать на источнике крион  – источнике тяжелых ионов, и планируем ускорять ионы углерода, криптона и аргона».

Владимир Кекелидзе, директор Лаборатории физики высоких энергий ОИЯИ: «Как всегда этот Программный комитет  рассматривает статус уже существующих проектов и новые проекты. Сегодня мы будем рассматривать  статус NICA, прежде всего, по всем направлениям — и по ускорительному блоку, и по двум экспериментам. Первый должен начаться в этом году. И один из вопросов будет — рассмотрение нового проекта, который был предложен  совместно интернациональной командой с представителями  института из Тель-Авива, Университетов из США,  Германии, и, конечно, из Дубны.  Первый эксперимент начнется в рамках программы NICA этой зимой, прямо за ним последует новый эксперимент. Очень интересная, уникальная задача  коллаборацией предложена. Будет исследоваться в новой области, еще не исследованной,  взаимодействие двух нуклонов – это классическая задача, ожидается очень интересный результат. Этот проект в экстренном режиме будет подготовлен. Идея возникла во время конференции в Тель-Авиве, затем  были проведены семинары, экспертизы. И сейчас мы будем слушать доклад  профессора  Тель-Авивского университета  Е. Пясецки по этому проекту (дополнение в физическую программу проекта BM@N —  «Исследование короткодействующих корреляций»).

Барионная материя на нуклотроне — это будет  первый эксперимент в рамках проекта NICA. Установка BM@N находится в процессе развития. Стартовая конфигурация с набором детекторов заработает в ноябре.

Владимир Кекелидзе, директор Лаборатории физики высоких энергий ОИЯИ: «Это широкоапертурный магнит, это выведенные пучки с тяжелыми ионами, в том числе, это современные детекторы — времяпролетная система, координатные детекторы и калориметрия – весь набор современных детекторов. Это современная установка, и мы ожидаем интересные результаты».

На стройплощадке тем временем фронт работ расширяется, сейчас идут в основном бетонные, свайные и земляные  работы. Задача перед Лабораторией стоит еще и в обновлении трансформаторной  станции, увеличении  ее мощности, нужно удвоить количество электроэнергии, необходимой  для новых зданий и новых установок.

Источник: jinr.ru

Tags: Дубна, ОИЯИ
Subscribe

promo flojolet april 23, 2016 22:52 4
Buy for 20 tokens
Очень интересное исследование, даже для неэкспертов. Рекомендую ознакомиться! Оригинал взят у anti_fascist1 в АКСИО‑6.Всероссийский опрос общественного мнения по проблемам образования 23.04.2016 Как известно, последние 25 лет россий‑ ское образование — и…
  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your reply will be screened

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 0 comments