Зачем ускорителю СКИФ вакуумные камеры с плотностью воздуха на 12 порядков меньше атмосферного

Институт ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН начал серийное производство вакуумных камер накопительного кольца Центра коллективного пользования "Сибирский кольцевой источник фотонов". Подробности раскрыла пресс-служба ИЯФ СО РАН в четверг.

В этих камерах, которых на кольце СКИФа будет больше 200, установлены магниты, которые управляют движением пучка электронов.

"Магниты определяют параметры пучка электронов, его динамику и в целом яркость источника синхротронного излучения. За время жизни пучка отвечают вакуумные камеры, которые проходят сквозь все магниты. Это самое незаметное, но очень важное оборудование. Именно по замкнутой орбите множества соединённых друг с другом вакуумных камер и движется пучок электронов. От характеристик этих камер, а именно от герметичности, уровня разреженности, зависит бесперебойная циркуляция пучка электронов в синхротроне. Концентрация молекул в объёме камеры по всей орбите, а это 477 метров, должна быть на 12 порядков меньше, чем в воздухе, которым мы дышим. Поэтому основная сложность изготовления подобного рода устройств заключается в том, чтобы сделать их вакуумноплотными. Но есть и другие: например, чтобы основное количество энергии успешно поглотилось внутри камеры, она должна быть оснащена системой охлаждения, а специализированные вакуумные камеры для вывода СИ должны содержать внутри себя поглотители. Все эти тонкости усложняют производство", — рассказал заведующий лабораторией ИЯФ СО РАН кандидат физико-математических наук Александр Краснов.

Для изготовления вакуумной камеры годится не всякий материал. Например, если сделать её из нержавеющей стали, то синхротронное излучение просто разрежет корпус изнутри.

"Алюминиевый профиль, из которого сделана основная часть камеры, согнут на специальном прецизионном станке, а все швы, соединяющие различные элементы системы, выполнены методом электронно-дуговой сварки неплавящимся вольфрамовым электродом в инертной атмосфере — это тоже очень тонкий момент, так как сварной шов должен исключать любые микротечи", — объяснил учёный.

Для поддержания сверхвысокого вакуума камеры оснащены откачивающими насосами, а кроме того, ему способствует само излучение, разрушая оставшиеся молекулы газовых примесей.