Ученые Института ядерной физики им Г.И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) разработали и изготовили для Европейского центра синхротронного излучения (ESRF) 66 октупольных магнитов. Оборудование станет частью новой магнитной системы, которая позволит увеличить яркость источника синхротронного излучения (СИ) в 30 раз. Общая сумма контракта составила 820 тысяч евро.

Европейский центр синхротронного излучения – это источник синхротронного излучения, расположенный в Гренобле (Франция). Комплекс представляет собой электронный синхротрон на энергию 6 ГэВ с многочисленными каналами вывода СИ. В настоящее время в Центре проводится модернизация всех систем основного кольца источника синхротронного излучения. Магнитная структура кольца будет полностью изменена, что позволит существенно улучшить параметры пучка СИ.

«Мы изготовили для ESRF партию электромагнитных октупольных линз, основное назначение которых – коррекция нелинейного движения пучка электронов, – рассказывает научный сотрудник ИЯФ СО РАН Михаил Блинов. – Вес каждого магнита составляет 200 кг, гарантийный срок службы – десятки лет. Единственная возможная поломка – повреждение катушек, на этот случай мы поставили два комплекта запасных». 

Остальные магниты изготовили специалисты из других стран-членов ESRF, однако, сборкой всей магнитной системы занимаются также сотрудники ИЯФ СО РАН. Сборка, которая началась в октябре 2017 года, продлится до конца 2018 года, затем работа синхротронного центра будет остановлена на год – за это время французские физики установят новую систему в тоннель ускорителя, а также модернизируют пользовательские станции с учетом изменившихся параметров синхротрона.

В процессе сборки магнитной системы специалисты устанавливают магниты на специальные столы – гирдеры. Октупольный магнит – на переднем плане (синий). Автор фото Сергей Гуров

Одними из основных характеристик источников синхротронного излучения являются яркость и эмиттанс – фазовый объем электронного пучка: чем меньше эмиттанс, тем выше яркость и наоборот. Для пользователя экспериментальной станции увеличение яркости – это, с одной стороны, возможность более детального изучения объекта исследования, а также уменьшение количества образца, необходимое для работы на синхротронном излучении – с другой. По словам Жана-Клода Биаши (Jean-Claude BIASCI), координатора сборки магнитной системы со стороны ESRF, в результате модернизации горизонтальный эмиттанс пучка уменьшится более чем в 30 раз, что приведет к многократному увеличению яркости синхротрона. В результате у пользователей появятся широкие возможности для исследований вещества на атомарном уровне.

ESRF был построен в 1994 году силами 19 стран. Россия стала участником коллаборации в 2014 году, за реализацию российской научно-исследовательской программы отвечает НИЦ «Курчатовский институт». Комплекс включает в себя более 40 пользовательских станций, на которых проводят исследования ученые, представляющие страны, входящие в коллаборацию, из самых разных областей науки – физики, химии, биологии, геологии, археологии и медицины. Кроме того, на установках Центра регулярно работают сотрудники фармацевтических, нефтедобывающих компаний, а также фирм-производителей электроники.

Работа частично поддержана субсидией Министерства образования и науки РФ в рамках Федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014—2020 годы».