Специалисты Института ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН разработали прецизионный источник питания для дипольных магнитов бустера Сибирского кольцевого источника фотонов (ЦКП СКИФ). Он позволяет поддерживать требуемый уровень тока в магнитах с необходимой точностью не только в статике, но и в динамике, что крайне необходимо при подъёме энергии пучка в бустере.

Именно от точности и стабильности магнитного поля в дипольных магнитах зависит сама возможность существования электронного пучка в синхротроне. На данный момент протестирован первый серийный образец источника питания. Всего для бустера необходимо три подобных устройства — они будут готовы к концу 2023 года. Изначально планировалось заказывать источники питания у мирового лидера в системах питания ускорителей — датской компании Danfysik.

«Формирование пучка электронов с нужными параметрами происходит в кольце бустера, — рассказывает научный сотрудник ИЯФ СО РАН Валентин Александрович Докутович. — Только после этого пучок инжектируется в основное накопительное кольцо синхротрона и используется для получение синхротронного излучения так необходимого пользователям ЦКП СКИФ. Чтобы электронный пучок соответствовал заданным характеристикам и не разрушался при ускорении, необходимо поддерживать требуемый уровень изменения основного поля в бустерном кольце. Что в свою очередь зависит от тока, протекающего в дипольных магнитах, установленных на кольце бустера. Изначально планировалось закупать источники питания у датской компании Danfysik, но, когда стало очевидным, что поставок не будет, перед нами встала задача — закрыть эту потребность своими силами».

Созданное в ИЯФ СО РАН оборудование относится к классу прецизионных, так как обладает высокоточными параметрами — необходимыми для работы с таким тонко настроенным «организмом» как пучок синхротронного излучения.

«Для бустера самое важное, чтобы подъём магнитного поля происходил по точно рассчитанному алгоритму, — объясняет Валентин Докутович. — Это называется рамповый режим, то есть последовательный и стабильный подъём, выход на инжекцию в накопитель и снижение уровня тока. Такой режим необходим, чтобы пучок не разрушался. Стабильность тока мы поддерживаем благодаря прецизионной обратной связи, используемой в источниках питания. Реализованный нами алгоритм, а также применение авторских решений, позволяет поддерживать те требования к точности магнитного поля и его стабильности, от которых напрямую зависит качество пучка в ЦКП СКИФ. Источник питания состоит из различных элементов, часть из них мы собирались использовать в другом проекте. Собрать устройство из имеющихся элементов в работающую прецизионную систему, которая ничем не уступает, а местами и превосходит зарубежные аналоги — именно эти научные изыскания создают большую добавочную стоимость полученного продукта, и мы можем говорить о научно-техническом импортозамещении».

Разработанная новосибирскими физиками система обладает высокой гибкостью, позволяющей в короткие сроки конструировать и производить прецизионный источники тока с диапазоном от 500А до 10кА и с напряжением до сотен вольт, обеспечивая требуемую стабильность тока, не уступающую мировым лидерам в этой сфере.

По словам специалиста, всего для бустера синхротрона СКИФ понадобится три мощных источника питания. «Первый источник питания уже готов, остальные два мы соберем к концу 2023 года, — добавил Валентин Докутович. — После этого они будут уже полностью готовы для монтажа в систему бустера синхротрона СКИФ».

Источник: ИЯФ СО РАН.