Протонный ускоритель У-70.
Источник фото: © Бионышева Елена/ "Сделано у нас"
2020 год - юбилейный в истории отечественной атомной промышленности. Как указывает Росатом, точкой отсчёта стало 20 августа 1945 года, день, когда Государственный комитет обороны СССР принял решение об организации Спецкомитета и Первого Главного управления для проведения работ по ядерной тематике. Долгое время атомная промышленность была секретной, о её достижениях не говорили, даже, если речь шла не о военной сфере, а об освоении космоса, медицине и многих других направлениях. В нашем материале мы расскажем об одном ключевых событий за всю историю 75-летия отечественной атомной промышленности - о запуске ускорителя протонов У-70.
В небольшом рабочем посёлке Протвино (ныне город) на юге Московской области к концу 20 века проводили передовые научные исследования. Дата основания Протвино непосредственно связана с протонным ускорителем «У-70», 19 апреля 1960 года началось как его строительство, так и официальная история будущего наукограда. Люди проживали там и ранее, хотя и тайно… «Серпухов – 7» - именно так называлось это место, оно было секретным объектом и не обозначалось на дорожных указателях и картах.
В 1963 году был организован Институт физики высоких энергий (ИФВЭ) во главе с физиком-теоретиком А. А. Логуновым, что стало градообразующим предприятием для города, а для физиков – отличным местом для изучения элементарных частиц.
В 1967 году Институт физики высоких энергий впервые запустил ускоритель протонов У-70. Благодаря ему исследователи зарегистрировали ускорение протонов до энергии 76 ГэВ, что стало рекордом для того времени. Электромагнит ускорителя, общим весом 20 тысяч тонн выполнен из 120 блоков, установленных в кольцевом зале длиной 1.5 км. У него две основные функции: удерживать частицы на замкнутой орбите и фокусировать их относительно равновесной орбиты. Как указано на сайте ИФВЭ, это достигается тем, что магнитное поле в межполюсном пространстве каждого блока содержит дипольную и квадрупольную компоненты, необходимые для поворота частиц и их поперечной фокусировки.
Предполагалось, что ускоритель У-70 будет служить ступенью, источником предварительно ускоренных протонов для УНК (Ускорительно-накопительный комплекс), но, к сожалению, проект «УНК» приостановился почти сразу после введения в строй первого участка ускорителя.
Для УНК было построено подземное кольцо длиной в 21 км и диаметром в 5 метров на глубине от 20 до 60 метров. Для сравнения, длина московской кольцевой линии метро составляет 19,4 км, а тоннель Большого адронного коллайдера, крупнейшего ускорителя частиц, имеет протяжённость в 27 км.
В 1994 году первый участок ускорительно-накопительного комплекса был введён в строй. Он представлял собой подземный канал длиной 2,7 км, соединяющий У-70 и УНК. После настройки всех элементов канала протоны с энергией 70 ГэВ пролетели по проектной траектории вплоть до будущей точки ввода в подземное кольцо УНК. По завершению проекта планировалось, что проектной энергией пучка по прохождению всего участка пути составит 3000 Гэв, но это так и не состоялось. Проект заморозили из-за нехватки средств. К завершению проекта была изготовлена лишь часть ускоряющей структуры для первой ступени УНК и несколько десятков магнитов сверхпроводящей структуры, когда требовалось 2500 магнитов, вес каждого - около 10 тонн.
Но сам синхротрон «У-70» продолжает функционировать. С его помощью был получен целый ряд фундаментальных результатов и сделано несколько открытий. Были, например, впервые зарегистрированы ядра антивещества и обнаружен так называемый «серпуховский эффект» — возрастание полных сечений адронных взаимодействий (величин, определяющих ход реакции двух сталкивающихся частиц) и многое другое.
Подготовлено на основе материалов из открытых источников.
Фото на слайде: © Бионышева Елена/"Сделано у нас"
