Медалью Российской академии наук с премиями для молодых ученых России и студентов вузов по итогам конкурса 2019 года в области ядерной физики награждена студентка НГТУ НЭТИ Кристина Гришина за установку класса мегасайенс Центр коллективного пользования «Сибирский кольцевой источник фотонов» (ЦКП «СКИФ») — источник синхротронного излучения поколения «4+» с энергией 3 ГэВ — предполагает наличие системы инжекции, благодаря которой частицы будут ускоряться до установленной техническим заданием энергии 200 МэВ. 

Специалисты Института ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) разработали стенд одного из элементов инжектора, в котором будет происходить основное ускорение. Ученые определили основные требования к производству ускоряющих структур, чтобы достичь необходимого уровня ускорения. Полученные аналитические данные позволят создать инжектор, обеспечивающий заданные параметры пучка и стабильную работу источника синхротронного излучения ЦКП «СКИФ». 

Часть работы по измерению параметров ускоряющей структуры была проведена магистрантом физико-технического факультета Новосибирского государственного технического университета НЭТИ, старшим лаборантом ИЯФ СО РАН Кристиной Гришиной. Инжектор будущего Сибирского кольцевого источника фотонов представляет собой электронную высокочастотную пушку, систему группировки пучка и регулярные ускоряющие секции. Именно в этом последнем элементе инжекционной системы — ускоряющей структуре — и будет происходить основное ускорение до энергии 200 МэВ. 

«Ускоряющая структура в инжекторе позволяет выйти на необходимую энергию, только после этого пучок частиц попадает в накопительное, а потом в синхротронное кольцо установки, в котором генерируется излучение, — рассказывает заведующий сектором научного отдела ИЯФ СО РАН кандидат физико-математических наук Алексей Левичев. — Чтобы достичь требуемого параметра по энергии в проекте ЦКП «СКИФ», мы предположили, что нам необходимо пять ускоряющих структур, каждая из которых даст около 40 МэВ». 

Чтобы точно определить, какую энергию смогут набрать ускоряющие структуры и какими для этого параметрами они должны обладать, специалисты ИЯФ СО РАН разработали стендовую установку, на которой и провели все необходимые измерения. Исследуемый элемент инжекционной системы представляет собой диафрагмированный волновод длиной три метра, внутри которого создается электромагнитное поле, пригодное для ускорения пучка. 

«Наш стенд был собран на основе структуры, которая осталась после разработки инжекционного комплекса ВЭПП-5 ИЯФ СО РАН, — рассказывает Кристина Гришина. — Параметры «старой» версии ускоряющей структуры (ее фазовая скорость, коэффициент связи, групповая скорость и другие) последний раз измерялись очень давно. Мы взялись за измерение параметров, чтобы быть уверенными, что использование подобных структур в инжекционной системе ЦКП «СКИФ» даст необходимый уровень ускорения, или понять, как необходимо их модифицировать». 

Основные данные были получены при помощи созданного в ИЯФ СО РАН измерительного стенда. Он включает в себя шаговый двигатель для протягивания возмущающего тела, контроллер для управления шаговым двигателем, анализатор S-параметров, кабельную трассу. 

«При формировании нужных параметров пучка у нас всегда может быть некоторый уход по энергии, то есть она может быть меньше или больше заданных параметров, — добавляет Кристина Гришина. — В ходе работы мы установили, как на данный уход при формировании пучка влияет ошибка набега фазы, а создает эту ошибку разный радиус ячеек ускоряющей структуры. То есть из-за разного радиуса ячеек мы теряем в энергии пучка». По словам Гришиной, сделать все ячейки (их около 400) одинаковыми невозможно. «Но мы можем корректировать радиус каждой ячейки при помощи подстройки частоты. Специальные площадки будут сжимать ячейку, деформируя ее геометрию, за счет чего будет меняться частота», — поясняет Кристина. 

В результате проведенных измерений было показано, что ускоряющие структуры инжекционной системы смогут достичь уровня энергии, отвечающего параметрам проекта. 

«Теперь у нас есть данные, которые говорят о том, какую энергию реально мы сможем набрать», — рассказывает Алексей Левичев. — Сейчас проект ускоряющих структур отправлен на производство и уже изготавливается». Ученый также отметил, что часть работы по измерению параметров ускоряющей структуры была проведена студенткой НГТУ НЭТИ, что очень важно в ключе подготовки кадров для ЦКП «СКИФ» и других амбициозных проектов. «Нам необходимы молодые специалисты, которые будут способны участвовать в изготовлении, запуске и работе источника СИ четвертого поколения», — добавил Алексей Левичев

Для СМИ 

Юрий Лобанов, пресс-секретарь, +7-923-143-50-65, is@nstu.ru 
Алина Рунц, специалист по связям с общественностью, +7-913-062-49-28, derevyagina@corp.nstu.ru 
Руслан Курбанов, корреспондент, +7-913-772-30-78, kurbanov@corp.nstu.ru 

Источники

Медаль и премия РАН по ядерной физике досталась студентке НГТУ НЭТИ
Новосибирский государственный технический университет (nstu.ru), 09/07/2020
Медаль и премия РАН по ядерной физике досталась студентке НГТУ НЭТИ
Informio.ru, 09/07/2020
Медаль и премия РАН по ядерной физике досталась студентке НГТУ НЭТИ
Союз машиностроителей России (soyuzmash.ru), 09/07/2020
Синхротрон СКИФ запустят благодаря разработке студентки НГТУ
Все новости Новосибирской области (vn.ru), 14/07/2020
Синхротрон СКИФ запустят благодаря разработке студентки НГТУ
Gorodskoyportal.ru/novosibirsk, 14/07/2020
Синхротрон СКИФ запустят благодаря разработке студентки НГТУ
Рамблер/новости (news.rambler.ru), 14/07/2020
Синхротрон СКИФ запустят благодаря разработке студентки НГТУ
Новости Новосибирска (novosibirsk-news.net), 14/07/2020
Медаль и премия РАН по ядерной физике досталась студентке НГТУ НЭТИ
Пульс кадровой индустрии (hrpuls.ru), 15/07/2020
Разработка студентки НГТУ поможет запуску СКИФа
Atas.info, 16/07/2020

Похожие новости

  • 24/04/2019

    НГТУ и Институт ядерной физики будут готовить кадры для проектов мегасайенс

    ​Институт ядерной физики им. Г. И. Будкера Сибирского отделения Российской академии наук (ИЯФ СО РАН) и Новосибирский государственный технический университет (НГТУ НЭТИ) будут совместно готовить специалистов для проектов класса мегасайенс, создаваемых в рамках нацпроекта "Наука".
    1063
  • 17/10/2019

    Новосибирские ученые разработают новые методы прогноза разрушения механизмов из-за трения

    Коллектив ученых из Новосибирского государственного технического университета (НГТУ), выигравших молодежный грант Российского фонда фундаментальных исследований (РФФИ), займется изучением эволюции структуры и свойств в поверхностных слоях рельсовых сталей в процессе трения с использованием синхротронного излучения (СИ).
    310
  • 27/03/2017

    Новосибирские ученые создали материал, обеспечивающий 30 лет непрерывной работы химического реактора

    Ученые из Института ядерной физики (ИЯФ) СО РАН и Новосибирского государственного технического университета (НГТУ) создали новую технологию сплавления титана и тантала, в результате чего получили особо стойкий к коррозии и агрессивным средам материал.
    2965
  • 20/08/2019

    Молодые ученые строят прототип будущего центра СКИФ в Новосибирске

    В Институте ядерной физики СО РАН начали готовить кадры для будущего центра СКИФ – «Сибирский кольцевой источник фотонов». С его помощью ученые будут изучать строение вещества. В системе СКИФ будет ускорительный комплекс и лабораторное оборудование.
    788
  • 03/07/2018

    Российские и корейские ученые разработали нанопену для звукоизоляции

    ​Командой учёных из Дальневосточного федерального университета (ДВФУ), научных центров России и Республики Кореи разработана эффективная и дешёвая в производстве звукопоглощающая нанопена. Материал способен снижать уровень шума на 100% больше стандартных аналогов, реагируя на звуковые волны не только высоких, но и низких частот, особенно опасных для здоровья человека.
    2000
  • 11/10/2019

    Ежегодный научный фестиваль NAUKA 0+: о мероприятиях в Москве и Сибири

    Четырнадцатый ежегодный московский научный фестиваль NAUKA 0+ открылся 11 октября в Москве, он станет не только центральным событием Всероссийского фестиваля науки, но и кульминацией торжественных мероприятий в рамках Международного года периодической таблицы химических элементов.
    1327
  • 23/06/2020

    Инженеры для СКИФ: начался прием документов в новый бакалавриат ядерных исследований в НГТУ НЭТИ

    Физико-технический факультет Новосибирского государственного технического университета НЭТИ (ФТФ НГТУ НЭТИ) объявляет набор на обновленную программу подготовки бакалавров «Ядерная физика и ядерные технологии».
    430
  • 16/06/2016

    Стали известны имена 30 молодых учёных – обладателей премий мэрии Новосибирска

    ​​Координационный совет по поддержке деятельности молодых учёных под председательством мэра Новосибирска Анатолия Локтя определил имена победителей конкурса на соискание премий мэрии в сфере науки и инноваций для молодых учёных и специалистов.
    6368
  • 20/11/2019

    Новосибирские вузы вошли в мировой рейтинг университетов по физическим наукам

    ​Новосибирский государственный технический университет НЭТИ сохранил свое место в рейтинге мировых вузов, в которых изучают и преподают физические науки. Рейтинг, составленный авторитетным образовательным журналом Times Higher Education (THE), опубликован на сайте журнала в ночь на 20 ноября.
    462
  • 05/06/2019

    ИЯФ СО РАН и НГТУ открывают магистратуру для будущих инженеров

    ​Новая магистерская программа названа «Радиофизические методы исследований» и будет реализована на базе Физико-технического факультета НГТУ (ФТФ НГТУ). Она поможет пополнять молодыми кадрами штат экспериментального производства, научно-конструкторского отдела ИЯФ СО РАН, а также станет источником кадров для проектов, реализуемых в рамках программы развития Новосибирского научного центра «Академгородок 2.
    866