30 января 2020

Подготовке к вводу в эксплуатацию электронного ускорителя ЛИНАК-200 был посвящен семинар, который прошел в конференц-зале Лаборатории ядерных проблем. Его открыл член-корреспондент РАН Г. Д. Ширков. На семинаре был представлен ряд докладов, посвященных запуску четырех ускоряющих секций ускорителя, разгоняющих электроны до энергии 200 МэВ, проведению научно-методических работ и в перспективе студенческих практик. Участники семинара обсудили дальнейший план мероприятий по автоматизации ускорителя и введению его в эксплуатацию. Наш корреспондент попросил организаторов семинара прокомментировать его значение и итоги.

Г.Д. Ширков: В 1999 — 2000 гг. команда ОИЯИ во главе с И. Н. Мешковым и Н. И. Балалыкиным демонтировала и перевезла в Дубну из Амстердама 800-МэВный ЛИНАК и 950-МэВное накопительное кольцо AmPs в полном комплекте. На основе этого оборудования был подготовлен проект DELSY (Дубненский электронный cинхротрон) и начались работы по монтажу линейного ускорителя в корпусе 118 ЛНФ. К сожалению, из-за отсутствия финансирования этому проекту не суждено было состояться, но группа энтузиастов во главе с Н.И. Балалыкиным и В.В. Кобецом продолжали работы по сборке линейного ускорителя. Эти работы выполнялись в рамках темы 1067 (до 2015 года) и темы 1127 (с 2016 года). И наконец, нынешним летом запущены первые четыре секции ускорителя и получен электронный пучок 200 МэВ – заработал ЛИНАК-200.

Установка ЛИНАК-200 с энергией пучка 22 МэВ. Слева направо: канал пучка ускорителя, пользовательский канал пучка, учебный канал пучка  

К этому результату мы шли около десяти лет. Теперь мы имеем новую установку, которую, конечно, надо оформлять по всем правилам и инструкциям. И когда эта установка начала работать, она оказалось весьма востребованной. Прежде всего со стороны физиков Лаборатории ядерных проблем, которые занимаются детекторами для Фермилаба и других центров. Эти детекторы необходимо калибровать, настраивать на определенные частицы, получаемые в эксперименте. Задача была поставлена нетривиальная. Обычно все стараются получить как можно больший ток, как можно больше частиц для большей статистики. А здесь наоборот. Надо было выделить каждое событие, чтобы они не накладывались друг на друга. Одним из инициаторов этих работ был профессор Юлиан Будагов. Подобралась целая группа под руководством Юрия Давыдова и Владимира Глаголева, который курировал этот проект от дирекции ЛЯП, и они начали эксперименты на этих пучках.

А параллельно возникла идея, что такая конструкция линейного ускорителя, когда можно наращивать его секция за секцией, очень выигрышна с точки зрения образования. И надо отдать должное директору Учебно-научного центра С.З. Пакуляку, который это дело поддержал. К этому времени в Институте очень остро встал вопрос, что надо готовить не только физиков, но и инженеров-физиков, которые бы знали вакуумную, высокочастотную технику, электронику и измерительную аппаратуру, все инструкции по технике безопасности при работе на экспериментальных физических установках и прочее. Такой запрос появился от стран-участниц. И мы поняли, что это идеальное место для такой учебы. Ведь ни один руководитель эксперимента, руководитель лаборатории не пустит студентов, практикантов на действующую установку. А здесь наоборот: давайте, ребята, участвуйте! Мы собираем ускоритель дальше, и это участие можно растянуть на несколько лет, поскольку процесс не разовый. И эта инициатива была поддержана на сессии КПП в 2014 году.

Специализированная комната практических занятий инженерного практикума УНЦ

Таким образом, и активность физиков, и востребованность ускорителя с точки зрения подготовки инженерно-физических кадров вдохнули свежую струю в развитие этого ускорительного проекта. А раньше ситуация там была довольно тяжелая. Все это находится в 118-м здании, совершенно уникальном, рассчитанном под ускоритель с точки зрения защиты, энергетики, инфраструктуры. Однако Лаборатория нейтронной физики потеряла к этому зданию интерес, и за десять-пятнадцать лет оно стало разрушаться. Сейчас, когда процесс с ускорителем пошел, принято решение о передаче здания вместе с ускорителем в ЛЯП. Появился заинтересованный хозяин. Выделены средства на серьезный ремонт. Тот самый случай, когда количество перешло в качество. Заработал ускоритель, вокруг него образовалось сообщество пользователей. С одной стороны, УНЦ вкладывает средства в ремонт и развитие инфраструктуры. С другой стороны, ЛЯП занимается развитием ускорителя.

Схема учебного пучка ускорителя ЛИНАК-200

Формальным поводом для проведения семинара послужил запуск ускорителя ЛИНАК-200, что вызвало очень положительную реакцию и руководства Института, и ускорительного сообщества. Мы работаем по проекту, в плане на 2018 год он значится как тема 1127. И семинар можно расценивать как один из этапов обсуждения его дальнейшего развития и продления. Один путь – наращивать новые секции, увеличивать энергии, вплоть до 1 ГэВ и даже выше. Второй вариант… Мы сейчас фактически получили пробный пучок, и он требует, с одной стороны, доработки с точки зрения стабильности, увеличения тока, а с другой стороны, как правильно отметил в своем выступлении Алексей Жемчугов, если мы делаем это для физиков, должна быть инфраструктура. Чтобы пользователи, которые к нам поедут, могли воспользоваться ею для своих экспериментов. Своего рода центр коллективного пользования. В целом же семинар был очень насыщенным, он показал широкий спектр как уже проведенных работ, так и перспективы, которые откроются в результате прохождения формальных процедур его оформления, на которых остановился в заключительном докладе главный инженер ЛЯП Сергей Яковенко.

В.В. Глаголев: Семинар получился весьма насыщенным. Несмотря на то, что этот электронный ускоритель находится в стадии пуско-наладочных работ, многие коллективы сотрудников ЛЯП уже проявили к нему свой интерес. Это отразилось в докладах. Ю.И. Давыдов рассказал о требованиях к пучку для исследования элементов электромагнитного калориметра будущих экспериментов по поиску конверсии мюона в электрон – Mu2e (Фермилаб) и Comet (J-PARK). Такими элементами будут плотные сцинтилляционные кристаллы типа CsI, LYSO, BaF2. Дмитрий Демин показал измерения поперечного профиля пучка на выходе из вакуумпровода после 20 МэВ секции.

Ю.Н. Харжеев рассказал о подготавливаемых приборах для работы на электронном пучке – годоскопе из сцинтилляционных волокон 2 х 2 мм2 и пороговом аэрогельном черенковском счетчике.

В.Г. Кручонок доложил об изучении радиационной стойкости арсенида галлия. Проведены сравнительные измерения характеристик образцов полупроводниковых детекторов из кремния и арсенида галлия при облучении 20 МэВ электронным пучком дозами до 1,6 мегагрей. Заметим, что изучение радиационной стойкости проводятся на высокоинтенсивном пучке, который достигается проще, чем низкоинтенсивный, где требуется подобрать особый режим работы катода и управляющих сеток.

М.А. Ноздрин остановился на учебных задачах научно-инженерного практикума на ускорителе. А.С. Жемчугов обозначил предложения по инфраструктуре тестовых пучков. Планируется организовать выводы пучка после каждой их четырех секций ускорителя. Соответственно, надо рассчитать и изготовить поворотные магниты. В ближайшей перспективе нужно добиться стабильности пучка, в том числе и низкоинтенсивного, для уже запущенных четырех секций ускорителя. Прорабатывается вопрос о создании сектора линейного ускорителя ЛЯП. Такой сектор с привлечением молодых специалистов, в том числе из УНЦ, необходим для обеспечения автоматизации управления ускорителем, введения его в эксплуатацию и проведения дальнейших научно-методических работ и практик студентов.

Оборудование для проведения лабораторной работы по вакуумным технологиям инженерного практикума УНЦ

Отметим, что Валерий Васильевич Кобец – это ключевая фигура по работе с ЛИНАК-200. Он совместно с несколькими коллегами из его сектора за 15 лет работы сумел запустить четыре секции ускорителя, переданного голландским Институтом ядерной физики и физики высоких энергий (NIKHEF, Амстердам). Фактически, на данный момент это единственный специалист, способный запускать ЛИНАК-200. В таком аспекте передача его опыта и знаний сотрудникам сектора линейного ускорителя ЛЯП является первостепенной задачей. Для ввода ускорителя в эксплуатацию необходимо, с одной стороны, оформить его как проект в рамках темы ОИЯИ, о чем говорил Григорий Дмитриевич, с другой стороны, подготовить технический проект для ввода ускорителя в эксплуатацию с получением одобрения необходимых служб – радиационного контроля, электриков, СЭС, пожарной и других служб.

Евгений Молчанов, Еженедельник ОИЯИ

По данным официального сайта ОИЯИ


К списку новостей