Первый этап строительства российского коллайдера завершен — линейный ускоритель запущен

Линейный ускоритель служит отправной точкой работы всего комплекса ЦКП «СКИФ». Именно здесь формируются и ускоряются электроны, достигая энергии в 200 млн электронвольт. Далее они поступают в кольцевой бустерный синхротрон, где их энергия возрастает до 3 млрд электронвольт. После этого частицы направляются в основной накопитель, где, двигаясь под воздействием магнитных диполей и специализированных многополюсных устройств (вигглеров и ондуляторов), генерируют интенсивное синхротронное излучение. Этот рентгеновский поток транспортируется по специальным каналам к экспериментальным станциям, где проводятся научные исследования.

Запуск линейного ускорителя ЦКП «СКИФ» является важным этапом всего проекта. Во-первых, это первая работающая установка, смонтированная в здании, где ей предстоит функционировать в течение всего срока службы. Во-вторых, это один из наиболее технологически сложных элементов ускорительного комплекса, требующий использования самых передовых и точных инженерных решений.

От работы линейного ускорителя зависит качество электронного пучка, а следовательно, и эффективность генерации синхротронного излучения. Конструкция линейного ускорителя включает электронную пушку, ускоряющие секции, систему группировки электронов, магнитные элементы для корректировки их движения, а также источники питания. Электроны движутся в вакуумной камере, где под действием электромагнитных волн, создаваемых клистронными усилителями мощностью 50 мегаватт, разгоняются до требуемых параметров.

При создании оборудования специалисты столкнулись с серьезными технологическими вызовами. Первоначально планировалась закупка клистронов за рубежом — их производили только во Франции, США и Японии. Однако после расторжения контрактов с иностранными производителями, российские ученые в срочном порядке разработали собственные клистроны, работа над которыми ранее велась лишь на экспериментальном уровне. В результате была создана отечественная технология производства высокомощных линейных ускорителей, включающая не только сами клистроны, но и специально разработанные источники питания — модуляторы.

На текущий момент в инжекторном тоннеле ЦКП «СКИФ» завершен монтаж оборудования бустерного синхротрона. Все 44 гирдера — это специальные подставки, оснащенные магнитно-вакуумными системами, установлены согласно проектным требованиям.

Ожидается, что к весне 2025 года бустерный синхротрон будет полностью интегрирован с инженерными системами, а также будет смонтирована автоматизированная система радиационного контроля, необходимая для соблюдения норм безопасности. Это позволит приступить к экспериментам с электронным пучком в этом сегменте комплекса. После завершения строительных работ в здании накопителя начнется монтаж его оборудования. В настоящее время проводится сборка и тестирование аппаратуры.

Характеристики СКИФ позволят проводить исследования с высокоинтенсивными рентгеновскими пучками в самых разных областях — от физики и химии до биологии, материаловедения и даже гуманитарных наук. Помимо научных задач, установка будет востребована для решения технологических проблем промышленности и инновационного сектора.