7月17日消息,俄羅斯科學院西伯利亞分院布德克核物理研究所(INP SB RAS)專家,聯合普羅霍羅夫普通物理研究所(GPI)和杜霍夫全俄自動化研究所(VNIIA)同事,研發出兩種用于測量“西伯利亞環形光子源”(SUC“SKIF”)加速器綜合體(AC)中電子束長度的設備——解剖器和條紋相機。
SKIF同步加速器解剖器的電子光轉換器。照片由N.L.杜霍夫全俄原子能科學研究所提供。
這些非接觸式光學傳感器能以1至10皮秒的高時間分辨率測量光束縱向長度,將成為SKIF AC診斷綜合體的一部分,可及時檢測光束與設計參數的偏差,提高同步加速器效率和研究的可靠性。
現代同步加速器是推動多學科發展的有力工具,被加速的電子束在特定裝置中發射同步輻射(SR),經輻射輸出通道到達用戶站,為專家提供高精度研究機會。SR特性為實驗者提供了高亮度、寬光譜范圍等優勢的研究工具,且粒子加速器的產生通常依據電子束參數確定。
俄羅斯科學院西伯利亞原子能研究所高級研究員維克托·多羅霍夫稱,SKIF同步加速器因電子束發射率空前低,屬于最新一代“4 +”裝置。電子束的橫向和縱向尺寸至關重要,縱向尺寸測量復雜,尤其在循環加速器中。注入環中的電子束由束組成,測量其長度即束流中電荷的縱向分布,大多循環加速器使用非接觸式光學傳感器,其優點是不與束流相互作用,測量過程無粒子損失且可連續進行。
條紋相機和剝離器常用于測量束流長度,二者工作原理和設計相似但不等效,可相互補充。條紋相機多在需單跨觀察的實驗中運行,實驗結束時關閉;剝離器則在設施常規運行期間連續運行數十年。歷史上,分離器最早在俄羅斯科學院西伯利亞原子能研究所使用,創始人是愛德華·伊萬諾維奇·齊寧。
解剖器和條紋相機的關鍵特性之一是時間分辨率。過去裝置時間分辨率約25 - 35皮秒,隨著加速器發展,基于LI - 602的記錄器不夠用。在奧列格·伊戈列維奇·梅什科夫領導下,基于PIF - 01電子加速器研發下一代記錄器,時間分辨率達1皮秒。如今第三代記錄器正在研發,提高了設備可靠性和可制造性。
對于SKIF同步加速器和其他INP項目,新一代解剖器由俄羅斯杜霍夫原子能研究所專家制造,他們也制造了條紋相機。SKIF加速器綜合體中將運行三臺條紋相機,分別位于助推器、儲存環和直線加速器中,另有兩臺剝離器位于助推器和加速器環中。三臺條紋相機已準備就緒,其中一臺已在直線加速器中運行,剝離器將隨電子束出現相繼投入運行。
SKIF共享中心是4 +代同步輻射源,位于新西伯利亞州,是國家科學與大學項目的一部分,根據2019年7月25日俄羅斯總統令建造。項目實施受特別監督,客戶和開發商是俄羅斯科學院西伯利亞分院博列斯科夫催化研究所,由中央設計與技術研究院設計,總承包商是俄羅斯科學院西伯利亞分院的Titan - 2康采恩,技術復雜設備制造和發射的唯一承包商是俄羅斯科學院西伯利亞分院布德克爾核物理研究所。