В первый день апреля завершился третий цикл пусконаладочных работ (ПНР) на ускорительном комплексе NICA. Сеанс стал самым продолжительным в истории комплекса. Ученым удалось полностью выполнить широкий спектр поставленных технологических задач.
Нынешний сеанс был нацелен на проверку нового установленного оборудования и обеспечение одновременной работы трех основных ускорителей комплекса NICA: тяжелоионного линейного ускорителя (HILAC) и двух сверхпроводящих циклических ускорителей - Бустера и Нуклотрона. Дополнительной задачей стали проверка в режиме длительной эксплуатации модернизированной системы питания канала выведенного пучка и тестирование новой системы диагностики, установленной в канале.
«Сеанс успешно завершен. Это первый сеанс, когда одновременно работала вся система ускорителей кроме коллайдера. Были отлажены все системы и проведен физический сеанс: коллаборацией SRC накоплено 185 млн взаимодействий углерода с водородной мишенью. Ожидаем, что в этом году будут получены очень интересные, уникальные результаты», — прокомментировал событие вице-директор ОИЯИ, руководитель проекта NICA Владимир Кекелидзе.
«Важность и результаты, полученные в ходе работ в рамках третьего цикла пусконаладки инжекционного комплекса, трудно переоценить, - подчеркивает замдиректора ЛФВЭ ОИЯИ, руководитель цикла пусконаладки Андрей Бутенко. - Впервые все элементы комплекса были запущены и настроены на совместную слаженную работу. Это потребовало полной отдачи от большого коллектива ученых и специалистов в течение почти трех месяцев. Следует отметить, что начало сеанса предварял огромный объем работ по сборке, монтажу и испытаниям уникального оборудования в период с сентября вплоть до конца 2021 года».
Начальник Ускорительного отделения ЛФВЭ ОИЯИ Анатолий Сидорин сообщил, что дополнительным вызовом для команды проекта стало то, что на данный момент еще не завершена модернизация криогенного комплекса. И тем не менее все поставленные задачи сеанса были выполнены. «Одной из достигнутых целей сеанса стало получение стабильного режима одновременного охлаждения Бустера и Нуклотрона. Впервые в истории проекта работали два сверхпроводящих ускорителя, - отмечает Анатолий Сидорин. – Мы добились решения этих задач, подключив криогенный комплекс по временной схеме». Кроме того, в процессе цикла ПНР ученые смогли дополнительно оптимизировать режимы функционирования криогенного комплекса.
Планировалось, что третий цикл ПНР займет около двух месяцев – с начала января по конец февраля с. г. Однако, чтобы полностью завершить цикл испытаний всего оборудования, сеанс был продлен до 1 апреля. Было установлено большое количество необходимого оборудования, которое перед сеансом было проверено на стенде, после его установки - на ускорителях. Сеанс дал возможность провести эти проверки в режиме реальной эксплуатации. В таком же режиме была проверена работа мощных источников питания, импульсных источников и другой техники. В результате проверки удалось выявить технические недоработки в некоторых системах, часть из них была устранена в ходе ПНР. Для устранения остальных будет разработана программа по дальнейшему совершенствованию оборудования, в том числе к будущему сеансу, запланированному на сентябрь этого года.
Сеанс проводился на ионах углерода. Пучок был ускорен в линейном ускорителе, настроена его оптимальная инжекция в Бустер, где был произведен адиабатический захват пучка - режим, за счет которого осуществляется переход от циркуляции к ускорению пучка частиц в ускорителе. В Бустере пучок был ускорен и перегруппирован, а затем вновь ускорен уже до участка перевода в Нуклотрон. Выполнена обдирка пучка на мишени на входе в канал транспортировки Бустер-Нуклотрон, после чего пучок частиц проведен через канал. В ходе прохождения пучка через канал сотрудники ЛФВЭ добились оптимизации динамики пучка. Были осуществлены инжекция и захват пучка в Нуклотроне, и пучок был успешно ускорен до энергии примерно 3 ГэВ/н. Этого уровня энергии достаточно для проверки всех систем питания канала и работы на физический эксперимент. Канал выведенного пучка с новой системой питания позволил обеспечить длительность растяжки пучка более шести секунд.
В процессе тестирования систем канала транспортировки выведенного пучка последний был доставлен на установку BM@N для проведения пусконаладочных работ, в ходе которых на физическом эксперименте SRC (Short Range Correlation) была набрана большая статистика данных. Теперь команде ученых из разных стран, вовлеченных в эксперимент, предстоит обработать данные, которые более чем в пять раз превышают объем, полученный в ходе предыдущего сеанса SRC.
Эксперимент SRC в существующей конфигурации свою работу на установке BM@N закончил. Его оборудование будет демонтировано, и специалисты установят оборудование для эксперимента BM@N. Следующий сеанс на комплексе NICA уже будет не технологический и пройдет с пучками тяжелых ионов на этом эксперименте. Задачей сеанса станет обеспечение пучка тяжелых ионов криптона или ксенона. Выбор типа ионов ученым предстоит обсудить, так как необходимо выяснить, какой тип даст наибольшую интенсивность от источника. Таким образом будет обеспечен оптимальный режим эксплуатации ускорительного комплекса.
Кроме того, чтобы обеспечить работу с пучком тяжелых ионов, на линейном ускорителе необходимо установить специализированный источник тяжелых ионов – крион – и настроить его работу на получение максимальной светимости пучка. Эти два направления подготовительных работ будут проходить параллельно и займут не менее трех месяцев.
Анатолий Сидорин отметил, что значимым результатом третьего цикла пусконаладки стало формирование сильных по составу смен диспетчеров и начальников смен. Все три месяца работы прошли с высокопрофессиональным обслуживанием ускорительного комплекса, что послужит хорошей базой при подготовке кадров для будущей работы комплекса NICA в режиме до 8000 часов в год.
Справка
Проект NICA (Nuclotron-based Ion Collider fAcility) (Nuclotron based Ion Collider fAcility) - один из шести проектов класса megascience, которые реализуются на территории России. Ускорительный комплекс создается с 2013 года на базе Объединенного института ядерных исследований в подмосковной Дубне с целью изучения свойств плотной барионной материи. После того как коллайдер NICA будет запущен, ученые ОИЯИ смогут воссоздать в лабораторных условиях особое состояние вещества, в котором пребывала наша Вселенная в первые мгновения после Большого взрыва, — кварк-глюонную плазму. Ускорительный комплекс NICA включен в национальный проект Российской Федерации «Наука и университеты».
Информация предоставлена пресс-службой Объединенного института ядерных исследований
Источник фото: Николай Малахин / «Научная Россия»
