Ученые Института ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) разработали и изготовили для Технологического института Карлсруэ (Karlsruher Institut für Technologie, KIT, Германия) и ЦЕРН (European Organization for Nuclear Research, CERN, Швейцария) уникальный сверхпроводящий вигглер – устройство, предназначенное для генерации синхротронного излучения, сообщает пресс-служба ИЯФ СО РАН.

Вигглер – устройство для генерации синхротронного излучения, то есть излучения, производимого электронами при движении в магнитном поле. Принцип работы вигглера основан на создании на пути частицы знакопеременного магнитного поля, которое формирует зигзагообразную траекторию движения электронов. Двигаясь «змейкой», электроны излучают синхротронное излучение. Использование в вигглерах сверхпроводящих электромагнитов позволяет избежать потерь на нагрев обмоток электрическим током. Кроме того, за счет сверхпроводимости можно получать существенно более высокие магнитные поля, чем в обычных магнитных системах, а, следовательно, и более интенсивное синхротронное излучение, поясняется в пресс-релизе.

Обычно в качестве сверхпроводящего материала при создании вигглера используется ниобий – титановый сплав, который при охлаждении переходит в сверхпроводящее состояние. Для получения и поддержания необходимой температуры сверхпроводящие магниты погружаются в сосуд с жидким гелием - криостат.Сотрудники ИЯФ создали вигглер с принципиально новой системой охлаждения – без погружения магнита в жидкий гелий.

«Представьте, в помещении комнатная температура, а внутри установки она должна быть примерно на 300 градусов меньше, то есть 4 Кельвина (– 269 C). Для теплоизоляции магнита используется специальное устройство – криостат, в который обычно заливается жидкий гелий, чтобы поддерживать низкую температуру. Если внутри такого криостата что-то сломалось, приходится полностью разрезать герметичный сосуд, доставать магнит, а затем опять использовать сварку. Мы же сделали вигглер с криостатом нового типа, в котором магнит не погружен в жидкий гелий. Охлаждение производится специальными криорефрежираторами через систему тепловых контактов. В нашем случае нужно просто нажать кнопку, и через несколько дней магнит, охладившись до нужной температуры, сможет работать в этом режиме годами», - приводятся в сообщении пояснения старшего научного сотрудника ИЯФ СО РАН Виталия Аркадьевича Шкарубы.



Сейчас вигглер, стоимость которого составляет около одного миллиона евро, установлен на ускорительном комплексе ANKA в Германии. Как пояснил руководитель Лаборатории технологий сверхпроводящих ондуляторов Технологического института Карлсруэ Аксель Бернхард, вигглер будет использоваться в качестве источника излучения для рентгеноскопического канала на источнике СИ ANKA. «Он обеспечит яркие жесткие рентгеновские лучи для микроскопа MiQA, который будет применяться в материаловедении и науках о жизни», – цитируются в сообщении слова Акселя Бернхарда.

Вигглер также будет использоваться учеными ЦЕРН: он станет прототипом вигглера для затухательных колец разрабатываемого в ЦЕРН линейного коллайдера CLIC. Как отмечается в пресс-релизе, прежде чем принять решение о строительстве нового масштабного ускорителя, который по своим размерам будет превосходить Большой адронный коллайдер, специалисты ЦЕРН должны отработать необходимые технологии.