Material of portal nuclear knowledge BelNET
article / document resource request "1522"
2021-12-08 В Институте ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) запущен первый в мире лазер на свободных электронах (ЛСЭ), использующий ондулятор с плавно изменяемым периодом. Оригинальный ондулятор, напоминающий гармошку, предложен, сконструирован и изготовлен в ИЯФ СО РАН, и включает в себя сто магнитных полюсов. Разработка крайне важна для пользовательских установок — ЛСЭ и источников синхротронного излучения, поскольку позволяет существенно расширить диапазон генерируемого излучения и упростить работу пользователей — физиков, химиков, биологов и пр.
Новосибирский ЛСЭ — источник мощных пучков терагерцового излучения — является одной из главных пользовательских установок Сибирского центра синхротронного и терагерцового излучения (СЦСТИ) СО РАН. Средняя мощность излучения лазера — рекордная в мире, что позволяет проводить на установке уникальные эксперименты в области физики, химии, биологии, материаловедения и медицины. Также в состав СЦСТИ СО РАН входит два источника синхротронного излучения: накопитель ВЭПП-3 и электрон-позитронный коллайдер ВЭПП-4М. Синхротронное излучение (СИ) — это электромагнитное излучение заряженных частиц, которые движутся со скоростью, близкой к скорости света, по траекториям, искривлённым с помощью магнитного поля. Для создания магнитного поля используются поворотные магниты и ондуляторы, или вигглеры. Ондуляторы — основные элементы в источниках синхротронного излучения и ЛСЭ. Эти магнитные системы создают знакопеременное периодическое магнитное поле для того, чтобы проходящие в нем электроны приобретали волнообразную траекторию. При движении зарядов по этой траектории они испускают излучение довольно высокой мощности. Для изменения длины волны этого излучения необходимо менять параметры магнитной системы. В большинстве ондуляторов, которые работают на установках по всему миру, длина волны излучения регулируется изменением величины магнитного поля, при этом период ондулятора остается тем же. В электромагнитных ондуляторах изменяются токи, в ондуляторах на постоянных магнитах — рабочий зазор, в результате меняется магнитное поле и излучаемая длина волны. Но при изменении величины магнитного поля диапазон перестройки невелик. Главное преимущество нового ондулятора состоит в том, что благодаря оригинальной конструкции удается получить больший диапазон перестройки длины волны излучения. Ондулятор с переменным периодом — не просто ноу-хау, это первое устройство такого типа, которое работает на действующей установке. В данный момент команда установки изучает, как меняется длина волны в разных диапазонах изменения периода для исследования, какие минимальные и максимальные длины волн, соответствующие разным периодам, позволяет получить ондулятор. На Новосибирском ЛСЭ работают пользователи из институтов СО РАН и НГУ, а также из университетов и исследовательских институтов Москвы, Санкт-Петербурга, Нижнего Новгорода, Самары, Южной Кореи и Германии. Здесь проводятся научные исследования в области изучения кинетики химических реакций, молекулярной спектроскопии, молекулярного магнетизма, биологии, медицины, физики полупроводников, материаловедения и физической оптики. Установка «Новосибирский ЛСЭ» включает в себя три ЛСЭ, которые работают в разных диапазонах длин волн. Соответственно, потребители могут использовать излучение и от первого, и от второго, и от третьего. В данный момент для оптимизации работы установки один из электромагнитных ондуляторов заменен на ондулятор на постоянных магнитах с переменным периодом. В ближайшие годы планируется заменить еще один электромагнитный ондулятор на ондулятор с переменным периодом. Второй ондулятор будет отличаться от первого конструкцией и свойствами. В частности, если в первом использовались стандартные постоянные магниты, то для второго будут изготовлены на заказ магниты сложной формы, позволяющие получить большее поле в рабочей области ондулятора. Download:
|
Sign In
