В процессе подготовки станции "Порошковая дифрактометрия при высоком давлении" к вводу в эксплуатацию решались следующие задачи:
1) Улучшение параметров детектора 1D-160, таких как однородность получаемой дифрактограммы и разрешения, которое в настоящий момент составляет 0.05 градуса. Разработана методика калибровки детектора путем съемки на 1D-160 дифрактограммы аморфного кварца, с использованием в качестве эталонной дифрактограммы с двумерного детектора на основе запоминающего экрана.
2) С целью повышения разрешения детектора была разработана конструкция из линейки с коллиматорами, расположенными так, что центр щели коллиматора находится на продолжении анодной проволочки детектора. Таким образом, разрешение детектора будет определяться уже не шагом анодных проволочек, а размерами коллиматоров. Такие коллиматоры, естественно, перекроют большую часть дифракционной картины, и полная картина получится при сканировании детектором небольшого углового диапазона.
3) Для расшифровки дифрактограмм необходимо проградуировать детектор не в номерах каналов, а в углах. С этой целью была осуществлена съемка BaSO4 -вещества с хорошо известными положениями дифракционных пиков. Используя известные значения углов, под которыми видны эти пики было выставлено соответствие канал-угол.
4) Также для юстировки станции необходимо проградуировать шаговый двигатель, управляющий прецизионным коллиматором, не в шагах, а в единицах величины щели коллиматора. Измерения проводились методом регистрации и дифракционной картины от щели. В качестве источника когерентного излучения использовался полупроводниковый лазер. Кроме того, в работе приводятся результаты исследования натролита -вещества из класса цеолитов, под высоким давлением. Обнаружено увеличение параметра ячейки при повышении давления. Вероятно, этот результат можно обьяснить проникновением в кристаллическую решетку молекул воды, которая используется в качестве передатчика давления в ячейке.

В данной работе приводятся расчеты оптимального варианта рентгенооптической схемы для 4-го канала синхротронного излучения (СИ) накопителя ВЭПП-3. Так как канал ранее использовался для решения других задач, то оказалось невозможным изменить основные параметры рентгенооптической схемы (дифракция по Лауэ, энергия рентгеновских квантов 33-34 кэВ, фиксированный угол отбс ' монохроматизированного излучения). В настоящее время на станции проводятся эксперименты по исследованию структуры при высоких давлениях, получаемых в алмазных наковальнях и в большеобъёмной ячейке. Так как энергия излучения находится на спаде спектральной характеристики СИ из вигглера накопителя ВЭПП-3, и в экспериментах используются пучок очень маленького сечения, менее 200 мкм, для получения качественных дифракционных данных требуется увеличть поток фотонов на образце. В ходе работы подбирался материал и оптимизировалась толщг аттенюатора, предназначенного для ослабления тепловой нагрузки на кристалл-монохроматор. Оптимальным является аттенюатор из алюминия толщиной 0.48 мм. Для повышения потока необходимо сфокусировать пучок в горизонтальной плоскости. Предложен новый тип разрезного фокусирующего монохроматора по Лауэ. Данный монохроматор предназначен для работы с энергией квантов 34 кэВ и позволяет сфокусировать пучок шириной до 80 мм и повысить поток на образце в 30-50 раз.

Работа посвящена разработке системы дипольных и скью-квадрупольных коррекций для строящегося накопителя ВЭПП-2000 со встречными круглыми пучками. Для дипольной коррекции, размещённой в квадрупольной линзе, приведены аналитические оценки секступольной компоненты магнитного поля. Кроме технического расчёта параметров коррекций, значительное внимание уделено вопросам связи бетатронных колебаний. Несмотря на использование концепции круглых пучков, реализуемой вращением плоскости бетатронных колебаний соленоидами финальной фокусировки, управление связью аналогично случаю обыкновенной плоской оптики. Показана, в частности, необходимость скью-квадрупольных корректоров. Некоторые соображения, касающиеся связи, проверены на действовавшей машине ВЭПП-2М, а также применены при моделировании схемы компенсации связи на коллайдере ВЭПП-4М.

Зеилянский Илья Михайлович - бакалавр. В институте ядерной физики СО РАН ведется разработка нового ускорительного комплекса ВЭПП-2000 на основе существующего комплекса ВЭПП-2М. Настоящая система конверсии не позволяет получать достаточно большого числа позитронов для обеспечения проектной светимости установки на уровне 10³² 1/(см*с). В связи с этим предполагается использовать накопитель-охладитель комплекса ВЭПП-5 в качестве источника электронов и позитронов. Пучки из охладителя будут поступать в бустер БЭП с энергией 510 МэВ, в котором будет происходить подъем их энергии до энергии эксперимента-900 МэВ, и затем перепускаться в основное кольцо. Настоящая работа посвящена проектированию канала транспортировки позитронов (электронов) из накопителя-охладителя ВЭПП-5 в бустерное кольцо БЭП. Произведены геометрические расчёты канала. При расчёте оптики канала, в основу проекта была положена идея о периодичности, которая обеспечивается периодичной 90° FODO-структурой вдоль всего канала. Почему именно 90° FODO? Потому что такая структура обеспечивает нам ряд преимуществ: во-первых, если установить пары поворотных магнитов таким образом, чтобы набег фазы между ними составлял ровно "пи", то тем самым достигается ахроматичность поворота, т.е. локализация дисперсии непосредственно на участке между парой магнитов, во-вторых, такая конфигурация поворотов позволяет нам не выдвегать жёстких требований на точность источников питания при последовательной запитке магнитов, и в-третьих, почему бы не выбрать набег фазы 60° или 180° на ячейку? Преимущество перед 60° набегом , при текущей длине канала, - в экономии элементов. А перед 180° набегом - в меньшей длине пустого промежутка, что даёт нам большую свободу в выборе места расположения магнитов, которая в нашем случае сыграла решающую роль. Также, с помощью трекинга, определена апертура впуска накопителя БЭП и получены требования на точность питания магнитов и линз. И, конечно, были полностью согласованы параметры канала (Флокс и дисперсия) с выходными параметрами из накопителя-охладителя ВЭПП-5, а также, с входными параметрами накопителя БЭП.

В работе был рассмотрен один из способов измерения эмиттанса пучка. После теоретических расчетов было показано, что измерения можно проводить с любыми линейными элементами ускорителя, расположенными между датчиками. Был сделан анализ ошибок измерений, который показал, что измерения проводятся с хорошей точностью. Для практического применения была написана программа, обрабатывающая данные с однопролетных сеточных датчиков и наглядно представляющая информацию о поперечных параметрах электронного пучка.

В работе предложен способ измерения длительности электронного пучка с импульсом 2МэВ с разрешением 10псек методом разворота. В качестве развертывающих элементов анализировались полосковая линия на прямой и обратной волнах и цилиндрический резонатор. В ходе численного анализа было выявлено, что для разворота выгоднее использовать резонатор на моде Е110. Для резонатора посчитаны добротность, непрерывно потребляемая мощность, временное разрешение. Для существующей системы квадрупольных линз канала, в котором будет монтироваться резонатор, показано, что она полностью подходит для проводки пучка и формирования необходимых фазовых портретов на входе резонатора и перед детектором. Для регистрации используется детектор переходного излучения и телекамера. Посчитаны требования к пространственному разрешению телекамеры.

Темой данной работы является разработка стрик-камеры со спиральной разверткой. Исследована возможность регистрации световых импульсов длительностью порядка нескольких наносекунд. Рассмотрен вопрос о временном разрешении сигнала в зависимости от длительности импульса. Спроектирован блок прямоугольных СВЧ - резонаторов, применяемых в качестве отклоняющего элемента стрик-камеры. Соблюдена совместимость нового блока со схемой уже существующей установки лаб. № 5-12 ИЯФ. Все расчеты опирались на уже достигнутые технические параметры - энергию фотоэлектронов, разрешение экрана и т. д. Проведена оценка погрешностей, вносимых аберрациями пучка. Главным результатом является возможность регистрации длительных световых импульсов (порядка б не) с временным разрешением ~4 пс. Таким образом, длительность принимаемого импульса увеличена ~ в 20 раз по сравнению с действующей стрик-камерой с круговой разверткой.

При создании сверхпроводящих соленоидов с большой запасенной энергией неизбежно возникает вопрос о защите соленоидов при самопроизвольном переходе их в состояние с нормальной проводимостью. Даже в случае тщательно изготовленных соленоидов с достаточным уровнем стабильности существует вероятность, что параметры сверхпроводящего провода достигнут критических значений. Если не принимать специальных мер предосторожности, такой переход за счет локального увеличения температуры вызовет повреждение дорогостоящей обмотки. Повреждение сверхпроводящего соленоида для ускорителя ВЭПП - 2000 во время работы ускорительного комплекса повлечет за собой остановку всего комплекса. Поэтому сверхпроводящий соленоид для ускорителя ВЭПП-2000 должен проектироваться так, чтобы его обмотка не повреждаласьпри переходе в состояние с нормальной проводимостью. Строгая математическая формулировка проблемы перехода сверхпроводящего соленоида в состояние с нормальной проводимостью приводит к системе сложных нелинейных уравнений, решение которых можно получить только численными методами. Для того чтобы рассчитать поведение обмотки при таком переходе была написана программа QUENCH. С помощью этой программы были рассчитаны оптимальные значения элементов пассивной защиты сверхпроводящего соленоида для ускорителя ВЭПП-2000.

В настоящее время в лаборатории GSI (Германии) разрабатывается новый ускорительный комплекс для исследований в области ядерной физики. В рамках проекта в ближайшие десять лет предполагается построить накопительное кольцо NESR на энергию до 1 Гэв на нуклон, предназначенное для изучения редких тяжелых ядер, то есть ядер с сильным избытком или недостатком нейтронов. В разработке этого кольца принимает участие Институт Ядерной Физики. Ионы в NESR будут изучаться с помощью встречного пучка электронов. Предполагается исследовать как упругие, так и неупругие процессы, в результате которых частицы изменяют импульс и энергию, а ионы могут также менять заряд и атомную массу. Так как энергии электронов и ионов сильно различны, то для электронов необходимо сделать отдельное кольцо. Оба кольца будут работать в многосгустковом режиме. Эти условия значительно усложняют конструкцию места встречи. Кроме основной задачи - создать малые бета-функции в месте встречи и занулить дисперсию, требуется также разработать схему разведения пучков, позволяющую сепарировать ионы и электроны при различных энергиях с компенсацией искажений орбиты ионов. Магнитная структура электронного кольца должна позволять работать при энергиях электронов 200 - 500 МэВ и достигать малых и регулируемых эмиттансов. Разработка электронного кольца и места встречи в этом проекте и составляет предмет настоящей дипломной работы.

В данной работе рассмотрен проект каналов перепуска из бустерного накопителя БЭП в новый коллайдер ВЭПП-2000. Каналы способны перепускать электроны и позитроны на энергии до 900 МэВ. В работе рассматривается однооборотная инжекции в структуру ВЭПП-2000 с пре-дударом накопленного пучка с учетом нелинейного поля инфлекторов бегущей волны и краевых и секступольных полей самого ВЭПП-2000. Предложена геометрия каналов с учетом реальных размеров элементов накопителя ВЭПП-2000 и самого канала. Оптическая схема, построенная на основе двух ахроматических поворотов, позволяет достигнуть требуемого согласования оптических функций двух накопителей. Достаточное количество квадрупольных линз позволяет также скомпенсировать вертикальную дисперсию, возникающую из-за подъема пучка на 760 мм из плоскости орбиты БЭП в плоскость орбиты ВЭПП-2000. Произведены численные оценки на допустимые отклонения полей и градиентов отдельных магнитов и линз канала. Сделан магнитный расчет конструкций магнитов и линз канала. Для импульсных магнитов сделан расчет влияния продольной неоднородности поля на движение частиц в магните.