Распечатать
29 июня 2012, 12:46 Вигглеры сибирской сборки с мировой известностью

Проходящая на этой неделе конференция по синхротронному излучению в ИЯФ СО РАН привлекла в Академгородок многих видных ученых. Корреспонденты Academ.info заглянули в лабораторию, где производят известные на весь мир новосибирские вигглеры. Приоткрыть тайны создания генераторов сверхмощного излучения журналистам помог кандидат технических наук старший научный сотрудник Виталий Шкаруба.


Вигглер – это устройство генерации для синхротронного излучения. Название происходит от английского «wiggle», что означает «извиваться, вилять». По своей сути вигглер – это магнит, сделанный из сверхпроводящего провода с очень большим уровнем поля. Он устанавливается на ускоритель заряженных частиц. Электронный пучок, пролетая через него, приобретает синусоидальную траекторию и во время движений излучает синхротронное излучение.

Синхротронное излучение – одна из важных тем современной науки. Его используют, например, в медицине – для рентген-исследований большой точности. Для работы вигглера внутри необходима температура абсолютного нуля. При такой температуре провод, из которого намотан магнит, становится сверхпроводящим и может пропускать большой ток.

Много ускорителей зарядных частиц, которые и создают излучение, построены 20-30 лет назад и устарели физически. Если поставить вигглер на старый действующий накопитель, это позволит многократно увеличить мощность излучения и его частоту.

Лаборатория синхротронного излучения Института ядерной физики СО РАН занимается созданием уникальных устройств уже 15 лет. Сейчас собирается 20-й по счету вигглер. На создание каждого уходит примерно 1-1,5 года. Над этим вигглером трудились 1,5 года. Скоро он будет упакован в ящики и отправлен в Австралию.

В Австралии команда из 10 специалистов лаборатории установит его на синхротрон, где он будет работать на благо австралийской науки. Вигглер полетит грузовым самолетом – это примерно четыре тонны оборудования, пара десятков ящиков.

ИЯФ поставляет свои магниты во многие страны мира – Германию, США, Японию, Англию. Команда наших специалистов устанавливает их на уже существующие производители излучения. Это очень хороший способ улучшить качество синхротронного излучения. При установке таких «насадок» на новые устройства получается уникальный по своей мощности и свойствам прибор для генерации излучения.

Чтобы создать нужную температуру внутри устройства, в него заливают жидкий гелий, который, постепенно испаряясь, выводит тепло и охлаждает до нужной температуры. Дальше сотрудники просто поддерживают температуру с помощью специальных холодильных машин.

Холодильники включены, в них по трубам поступает газообразный гелий. А это криостат – в него погружается экспериментальное оборудование и проводятся эксперименты со сверхпроводимостью.

Обычно вигглер стоит около 1 млн долларов. Такие вигглеры есть во многих странах мира, в которые его отправили наши специалисты. Есть даже в Бразилии! Только вот сапожник оказался без сапог – сам институт пока еще не может позволить себе такую установку.

В России есть только один вигглер новосибирского производства. Он находится в Москве, в Курчатовском институте. Он обошелся не так дорого, как иностранные заказы – всего в 500 000 долларов. Но государство не может обеспечить ведущей мировой лаборатории собственный вигглер. На него институт надеется заработать своей контрактной деятельностью.

Белковая кристаллография, элементный анализ, изучение структуры вещества, расшифровка ДНК – это и многое другое можно изучать с помощью вигглера. В Англии, например, такое устройство академгородковского производства помогает изучать крылья «Боинга» на устойчивость к деформации или «стрессоустойчивость», как здесь говорят.

А вот магнит, который уедет в американский штат Луизиана. Он отличается от других установок, ведь для каждого эксперимента нужна особая конфигурация магнитного поля. Лаборатория выполняет те требования, которые нужны для конкретных экспериментов. А вообще, меняя поле от минимального до максимального внутри вигглера, можно сканировать весь диапазон энергии.

Всего в лаборатории синхротронного излучения работает около 70 человек, а непосредственно над созданием одного вигглера трудится 10. Все детали устройства также делаются в самом институте – на экспериментальном производстве. Кстати, последние 2 месяца лаборатории предоставили новое помещение – до этого известные на весь мир вигглеры собирали в гораздо более неудобных условиях.

У ИЯФ СО РАН есть несколько конкурентов по производству подобных устройств – фирмы в Англии, США, Китае. Все контракты заключаются через тендеры, которые институт почти всегда выигрывает.

Почему? «Во-первых, мы делаем хорошо! А, во-вторых, наш институт ускорительный, специализированный, мы ведь еще и адаптируем все параметры под конкретную установку. Мало кто в мире может это сделать – наверное, даже никто!» – резюмирует Виталий Шкаруба.

Постоянный URL: http://academ.info/news/21073