Высокочастотная система ускорения электронного пучка заработала на бустерном синхротроне СКИФ
13.05.2025
Высокочастотная система, которая наряду с магнитной системой отвечает за ускорение пучков электронов до рабочей энергии 3 ГэВ, установлена и запущена на бустерном синхротроне Центра коллективного пользования «Сибирский кольцевой источник фотонов». Физики Института ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН и ЦКП «СКИФ» приступили к работе с пучком в бустерном кольце.
Первоначальное ускорение (до 200 МэВ) электронные пучки получают в линейном ускорителе, после чего инжектируются в бустерный синхротрон. В бустере, многократно пролетая через ВЧ-резонаторы, частицы за треть секунды ускоряются в 15 раз, до рабочей энергии 3000 МэВ (3 ГэВ). После этого пучки электронов попадают в основное накопительное кольцо, где генерируют синхротронное излучение, которое будет использоваться на экспериментальных станциях.
Ускоряющая ВЧ-система бустера включает три блока, каждый из которых состоит из высокочастотного резонатора, усилителя мощности и высокочастотной электроники.
Резонатор представляет собой вакуумный объем специальной формы, внутри которого генерируется электромагнитное поле высокой частоты. Сложная конфигурация резонатора позволяет возбуждать колебания на необходимой для ускорения рабочей частоте (357 МГц), одновременно подавляя «паразитные» колебания на других частотах, которые ухудшают параметры пучка.
Высокочастотные усилители мощности питают резонаторы, передавая до 50 кВт по специальным волноводам. После установки всех элементов ВЧ-системы бустера, физики приступили к ее настройке.
«После того как все три резонатора были установлены на кольцо и подключены к усилителям мощности и системе управления, в бустерном синхротроне началась работа с пучком. На первом этапе необходимо получить полный оборот пучка в кольце бустера, далее – добиться его устойчивой циркуляции, после этого на резонаторы будет подаваться мощность, и начнется ускорение пучка. Основное предназначение бустера – разогнать циркулирующий электронный пучок до энергии 3 ГэВ и выпустить его в накопитель», - рассказывает научный сотрудник ИЯФ СО РАН Евгений Ротов.
Резонаторы с уникальными характеристикам разработаны и изготовлены специалистами ИЯФ СО РАН. Высокочастотные усилители мощности, питающие резонаторы созданы предприятием радиоэлектронной промышленности ООО «НПП Триада ТВ». Электроника, входящая в состав комплекса управления высокочастотной системой, собрана в ИЯФ СО РАН и работает благодаря программному обеспечению, созданному Институтом автоматики и электрометрии СО РАН.
