NSLS — ускорительный комплекс Брукхейвенской национальной лаборатории, строительство которого началось в конце 70-х. Его система была создана на основе ахроматической решетки с двойным изгибом, которая использует электромагниты для управления и фокусировки сверхъяркого пучка электронов. Второй ускорительный комплекс стали сооружать в 2009-м.
Несколько лет назад группа инженеров и физиков NSLS-II начала изучать новое поколение конструкции массива магнитов, в которой используются высокопрочные, многофункциональные постоянные магниты. К ним относятся квадруполи, которые, в отличие от обычных электромагнитов, меньше, не потребляют электроэнергии и не требуют постоянного обслуживания. Эти магниты, расположенные в так называемом массиве Хальбаха, выполняют как квадрупольную, так и дипольную роль. Другими словами, фокусируют и изгибают пучок, обеспечивая ему, таким образом, более низкий излучательный коэффициент. Более узкий пучок означает более высокую яркость, что, в свою очередь, повышает эффективность экспериментов, пишет IE.
Для проверки новой конструкции массива магнитов команда NSLS-II изготовила несколько прототипов, два из которых будут вскоре установлены в туннеле ускорителя. Исследователи утверждают, что прототипы являются большим шагом к модернизации NSLS-II благодаря сложной конструкции изгиба, которая может сократить потребление энергии на 80 процентов, с 1,7 до 0,3 мегаватт, и увеличит яркость пучка в 10-100 раз.
Соотношение размеров трех поколений синхротронов.
Компактные постоянные магниты не требуют никакого дополнительного оборудования и обслуживания, а также освобождают больше пространства для размещения экспериментальных инструментов и будущего расширения канала синхротронного излучения.
Как отметил Сушил Шарма, руководитель проекта, несмотря на то, что прототип соответствует спецификациям для установки в накопительном кольце, команде еще предстоит подтвердить его масштабируемость, экономическую эффективность и долгосрочную надежность.
В прошлом году российские ученые создали уникальные детекторы для синхротрона СКИФ, первого в мире источника синхротронного излучения поколения 4+. Одной из первых станций, которая будет запущена на этом комплексе, станет лаборатория, предназначенная для изучения быстропротекающих переходных процессов в материалах.
