近日,高頻電子束加速系統在西伯利亞環光子源共享中心的助推同步加速器上完成安裝并發射,該系統與磁力系統協同工作,負責將電子束加速至3GeV的工作能量。目前,以G.I.命名的核物理研究所(俄羅斯科學院西伯利亞分院布德克核物理研究所)和SKIF集體使用中心的物理學家已著手研究助推環中的光束。
安裝在SKIF助推同步加速器上的三個高頻諧振器的組合。照片:Anna Plis
電子束的加速過程始于直線加速器,在那里電子束獲得初始加速,能量最高可達200MeV,隨后被注入助推同步加速器。在助推器內,粒子反復飛過射頻諧振器,在短短三分之一秒內,能量加速15倍,最終達到3000MeV(即3GeV)的工作能量。此后,電子束進入主儲存環,在此產生同步輻射,以供實驗站開展相關研究。
該助推器的射頻加速系統由三個模塊構成,每個模塊均包含高頻諧振器、功率放大器和高頻電子設備。諧振器作為關鍵部件,是一個特殊形狀的真空腔體,其內部能產生高頻電磁場。其復雜的配置設計使得在加速所需的工作頻率(357MHz)下能夠激發振蕩,同時有效抑制其他降低光束參數頻率的“寄生”振蕩。
高頻功率放大器則負責為諧振器供電,通過特殊波導可傳輸高達50kW的功率。在助推器射頻系統的所有元件安裝就緒后,物理學家開始對其進行配置工作。
俄羅斯科學院西伯利亞原子能研究所(INP SB RAS)研究員葉夫根尼·羅托夫(Yevgeny Rotov)介紹稱:“三個諧振器全部安裝到環上,并與功率放大器和控制系統完成連接后,束流在增強型同步加速器中開始工作。首先,要使束流在增強型環中實現完全旋轉,接著達成穩定的循環,之后將為諧振器供電,進而開始加速束流。增強型同步加速器的主要功能是將循環電子束加速至3GeV的能量,并將其釋放到儲存環中。”
值得一提的是,具有獨特特性的諧振器由俄羅斯科學院西伯利亞原子能研究所的專家負責開發和制造。為諧振器供電的高頻功率放大器由無線電電子工業企業OOO NPP Triada TV生產。高頻系統控制綜合體所包含的電子設備在俄羅斯科學院西伯利亞原子能研究所進行組裝,并采用該研究所自動化與電測研究所開發的軟件進行操作。