Том 87, № 5 (2023)

Описаны возможности Центра коллективного пользования “Сибирский центр синхротронного и терагерцового излучения” предоставляющего исследователям доступ к современным аналитическим методам на основе пучков синхротронного излучения для проведения широкого спектра научных работ. В настоящее время генеральное направление развития центра сосредоточено на разработке новых оригинальных подходов в использовании синхротронного излучения.

Метод магнитных измерений с помощью натянутой проволоки с постоянным током используется при производстве вставных устройств генерации синхротронного излучения. Метод позволяет измерить и минимизировать первый и второй интегралы магнитного поля вдоль траектории пучка в ускорителе. Рассмотрена проблема провисания проволоки.

В настоящее время в вакуумных системах ускорителей заряженных частиц получили широкое распространение сосредоточенные вакуумные насосы на базе нераспыляемых геттеров. Данный тип насосов будет применяться в синхротроне 4+ поколения центра коллективного пользования “Сибирский кольцевой источник фотонов”. В Институте ядерной физики имени Г.И. Будкера Сибирского отделения Российской академии наук были изготовлены и протестированы прототипы геттерных насосов с быстротой откачки по водороду 300, 600, 900 и 1300 л/с. Описаны конструкции насосов, а также результаты их испытаний.

Описана криогенная система сверхпроводящего ондулятора с периодом 15.6 мм, магнитным полем 1.2 Тл и магнитным зазором 8 мм, основанная на косвенном охлаждении. Для ускорения процесса начального охлаждения в качестве проводников тепла от магнитной системы к первой ступени криоохладителей применяются азотные тепловые трубки. Полное охлаждение магнитной системы выполняется без использования криогенных жидкостей (с использованием только газообразного гелия). Описана конструкция криогенной системы, процесс охлаждения и функционирование системы в разных режимах.

Приведены расчетные параметры фотоинжекторного ускорителя электронов, реализуемого в настоящее время в Институте прикладной физики, и описано текущее состояние работ. Комплекс предусматривает каскадное повышение средней энергии частиц в плотных электронных сгустках до 20 МэВ, что открывает возможности для реализации на его основе широкого класса генераторов электромагнитного излучения.

В рамках разработки и создания экспериментальной Станции 1–3 “Быстропротекающие процессы” строящегося источника синхротронного излучения поколения 4+ была проработана схема для измерения малоуглового рентгеновского рассеяния с высоким временным разрешением. Такие измерения крайне актуальны на сегодняшний день для изучения эволюции частиц углерода при детонации энергетических материалов, а также для ряда других задач.

Исследованы вольфрамовые образцы, облученные электронным пучком на установке BETA с целью моделирования плазменного взаимодействия в вакуумной камере термоядерного реактора. Методы рентгеновской дифракции использовались для измерения остаточных напряжений на вольфрамовых образцах, в том числе изготовленных по спецификациям ИТЭР.

С использованием метода малоуглового рассеяния синхротронного излучения проведено исследование термических превращений кристаллов ε-формы гексанитрогексаазаизовюрцитана подвергнутого электронно-лучевой обработке. Показано, что разрушение обработанных электронным пучком кристаллов начинается значительно ниже точки полиморфного перехода. Выдвинуто предположение о влиянии продуктов радиолиза на процесс разрушения кристаллов. Предложен механизм разрушения кристаллов.

Исследовано влияние добавок, содержащих хром, цирконий, силикокальций и углеродные нанотрубки, на физико-механические свойства меди, полученной методом литья. Предел прочности при растяжении увеличился до 10.5%, а модуль Юнга увеличился на 11.6–106.2%. Термостойкость образцов при использовании силикокальция увеличилась в 1.9 раза, циркония – в 1.5 раза, при использовании нанотрубок уменьшилась в 1.2–1.8 раза.

Исследован элементный состав трех кустарников двух родов Spiraea и Myricaria, растущих в урбоэкосистеме г. Новосибирска и фоновых условиях методом рентгенофлуоресцентного анализа с использованием синхротронного излучения. Установлено не менее 20 элементов. Наиболее сильное загрязнение тяжелыми металлами в городских условиях отмечено у растений Myricaria bracteata. Более толерантная к загрязнению в городских условиях Spiraea chamaedryfolia может быть рекомендована для использования в качестве стандарта, а M. bracteata рекомендуется в качестве растения биоиндикатора загрязнения окружающей среды. Данные, полученные по элементному составу образцов растений и почв, могут быть включены в базы данных.

Получены Cl K-края широкого ряда хлоридов 4d- и 5d-переходных металлов {MCl₆}^n– (M = Rh, Pd, Re, Os, Ir, Pt) с использованием станции “Космос” ускорительного комплекса ВЭПП-4. Совместное применение экспериментальных рентгеновских и теоретических методов позволило определить величину спин-орбитального взаимодействия (СОВ) в зависимости от переходного металла. Проведен анализ особенностей Cl K-края с учетом и без СОВ, а также при растяжении и сжатии комплексов.

Описана текущая стадия разработки мощного длинноимпульсного лазера на свободных электронах (ЛСЭ) терагерцового диапазона, создание которого ведется в Институте ядерной физики им. Г.И. Будкера Сибирского отделения Российской академии наук в сотрудничестве с Институтом прикладной физики Российской академии наук на основе линейного индукционного ускорителя “ЛИУ” с энергией 5–10 МэВ, током до 2 кА и длительностью импульсов до 200 нс. Для обеспечения режима стабильной узкополосной генерации в проекте предлагается использование двух альтернативных типов электродинамических систем: модифицированных брэгговских резонаторов и квазиоптических резонаторов Тальбота – типа. Представлены расчетные параметры ЛСЭ на основе данных резонаторов и результаты их моделирования в условиях существенной сверхразмерности. Работоспособность резонаторов нового типа подтверждена в “холодных” электродинамических тестах.