Проект Нуклотрон-М: Статус и ближайшие планы совместное заседание ускорительной и физической секций НТС ЛФВЭ Апрель 16, 2009 А.Сидорин от имени УО ЛФВЭ. - презентация

1 Проект Нуклотрон-М: Статус и ближайшие планы совместное заседание ускорительной и физической секций НТС ЛФВЭ Апрель 16, 2009 А.Сидорин от имени УО ЛФВЭ

2 Содержание Цели и задачи проекта Нуклотрон-М Развитие системы криогенного обеспечения Модификация схемы питания структурных магнитов и линз, модернизация системы эвакуации энергии Модернизация вакуумной системы Нуклотрона Исследование динамики пучка, развитие систем диагностики, управления, ВЧ системы Планы на текущий год

3 Сообщения ОИЯИ, Р «Ход реализации проекта Нуклотрон-М (по итогам сеансов 37, 38)» Объединенный институт ядерных исследований, Дубна: Агапов Н.Н., Алфеев А.В., Андреев В.А., Базанов А.М., Батин В.И., Блинов Н.А., Бровко О.И., Бутенко А.В., Василишин Б.В., Волков В.И., Говоров А.И, Донец Е.Д., Донец Е.Е., Донец Д.Е., Елисеев А.В., Иванов Е.В., Иссинский И.Б., Карпинский В.Н., Кекелидзе В.Д., Кириченко А.Е., Коваленко А.Д., Козлов О.С., Мешков И.Н., Михайлов В.А., Мончинский В.А., Никитаев П.И., Осипенков А.Л., Романов С.В., Рукояткин П.А., Сальников В.В., Селезнев В.В., Семин Н.В., Сидорин А.О., Сисакян А.Н., Слепнев В.М., Смирнова З.И., Сорин А.С., Трубников Г.В., Фатеев А.А., Фимушкин В.В., Ходжибагиян Г.Г., Царенков А.П., Шабунов А.В, Шутов В.Б. Институт ядерных исследований и ядерной энергетики БАН, София, Болгария: Ангелов А., Ангелов В., Гешков И., Динев Д., Цаков И., Стаменов Й., INOE 2000, Бухарест, Румыния: Савастру Д., Сорин М. Институт Проблем Измерений САН, Братислава, Словакия: Ондриш Л., Карлов Университет, Чехия: Фингер М. Руководители проекта: Г.В.Трубников, А.Д.Коваленко Заместитель руководителя проекта: В.И.Волков

4 Цели проекта Нуклотрон-М Подготовка существующего комплекса для работы в составе NICA Модернизация и развитие инфраструктуры, повышение надежности Демонстрация возможности достижения на Нуклотроне требуемых параметров пучка Начало 2010 – ускорение пучка ионов с А ~ 150 (Xe) интенсивностью 10 7 за импульс до проектной магнитной жесткости (1.9 Тл 3.54 ГэВ/н Хе 44+ ).

5 Основные режимы работы Нуклотрона в составе инжекционной цепочки комплекса NICA Комплекс NICA предназначен для проведения экспериментов со встречными пучками: - ядер тяжелых элементов U x U (Au x Au), - протонов с ядрами тяжелых элементов p x U (p x Au), - поляризованными пучками ядер легких элементов (p, d). Экспериментов на выведенном пучке Нуклотрона и на внутренней мишени. Ускорение сгустка полностью ободранных ионов интенсивностью ~ 10 9 от энергии примерно 400 МэВ/н до энергии эксперимента. Ускорение поляризованного пучка протонов интенсивностью до 10 11

6 Концептуальная схема развития ускорительного комплекса CIPIOS LU-20, p, d При экспериментах на поляризованных пучках планируется использовать существующий линейный ускоритель ЛУ-20 и ускорять ионы в Нуклотроне до конечной энергии. Использование Бустера менее целесообразно, так как он имеет меньшую суперпериодичность. Ускорение протонов для p x U столкновений так же на ЛУ-20.

7 -разработка и создание источника тяжелых ионов высокой зарядности. -создание на основе оборудования, полученного из IUCF, источника поляризованных пучков протонов и дейтронов. -модернизация ЛУ-20. -разработка и создание нового линейного ускорителя тяжелых ионов. -разработка и создание бустерного синхротрона. - модернизация Нуклотрона. Основные задачи по созданию инжекционной цепочки NICA

8 Модернизация ЛУ-20 - модернизация вакуумной системы, - модернизация канала транспортировки от ЛУ-20 до Нуклотрона, - замена ВЧ генераторов, - замена трубок дрейфа. Модернизация Нуклотрона: - модернизация и развитие криогенной системы, - модернизация вакуумной системы, - модификация системы питания магнитов и модернизация системы эвакуации энергии, - модернизация существующих, разработка новой ВЧ станции, - развитие диагностики, минимизация потерь на всех стадиях ускорения, - модернизация каналов выведенного пучка -разработка и создание канала транспортировки пучка из Бустера в Нуклотрон, станции обдирки, системы сепарации и поглотитель пучка нецелевой зарядности, - создание новой системы инжекции из Бустера на энергии свыше 400 МэВ/н, - создание устройств по управлению спиновой частотой, - создание систем быстрого и медленного вывода на энергии ионов до 4.5 ГэВ/н. Нуклотрон-М

9 Всего ~ 150 позиций… Согласованный и утвержденный план работ на установке

10 Модернизация системы криогенного обеспечения (Н.Н.Агапов, В.И.Батин) - создание автоматизированной системы диагностики и управления комплексом криогенных установок Нуклотрона; - разработка и запуск системы реконденсации жидкого азота; -капитальный ремонт и частичная замена оборудования, прошедшего длительную эксплуатацию. Комплексная наладка всех систем, пробные пуски установок август март 2009

11

12

13 Тестирование оборудования было начато 9 марта, основная часть оборудования успешно прошла проверку Турбодетандеры – испытания продолжаются

14 Существующая схема Работы по модернизации систем питания ускорительного комплекса (В.Н. Карпинский)

15 -Источник 20ТВ может обеспечить номинальный ток 6000А в цепи диполей только при среднем токе, не превышающем 3150 А. Работа с длинными столами тока на уровне 6000 А возможна только при низкой частоте повторения циклов. -оптимальные настройки регулятора 19ТВ, определяемые условиями ускорения пучка, таковы, что использование существующего токодобавочного источника 42ТВ-Ф для гибкого выбора рабочей точки ускорителя практически невозможно. -недостаточная надежность системы эвакуации энергии из сверхпроводящих магнитов и линз. разработка и создание двух новых источников токодобавки: для фокусирующих и дефокусирующих линз, демонтаж старых кабельных трасс и монтаж нескольких километров новых. Разработка новых датчиков обнаружения перехода сверхпроводящих магнитов в резистивное состояние, разработаны и создаются новые ключи эвакуации энергии.

16 Модифицированная схема питания

17 Размещение в зданиях

18 Сеанс 37

19 Сеанс 30 Снижение шумов в 10 – 15 раз

20

21 Модернизация вакуумной системы Нуклотрона проводится в два этапа. -Первый этап включал в себя переделку проблемных участков вакуумной камеры с заменой уплотнений и шиберов, закупку, установку на кольце и тестирование новых средств откачки и диагностики. -Второй этап - разработка и создание системы автоматического контроля -и управления, дозакупка оборудования. Измерение давления и состава остаточного газа Модернизация вакуумной системы Нуклотрона (Г.Г. Ходжибагиян)

22

23 До установки новых насосов средний вакуум в Нуклотроне ~ (1-2) Торр Сеанс 37, циркуляция Н 2 + Время жизни ~ 10 миллисекунд, сечение развала ионов Н 2 + на азоте при энергии 5 Мэв/н ~ см 2

24 Сеанс 37 Сеанс 38 Время жизни дейтронов на столе инжекции ~ 10 секунд Вакуумные условия улучшены примерно на порядок

25 Модернизация вакуумной системы (второй этап) – 8 апреля 2009г.

26 Модернизация ВЧ системы: (О.И. Бровко) К сеансам подготовлен ряд новых систем (абсолютно новых и современных): - Диагностика ускоряющего напряжения; - Аппаратура для адиабатического захвата во всем диапазоне амплитуды ВЧ; - Изготовлены и установлены экраны помех на ВЧ станции; - Аппаратура по инжекции пучка в спадающее и нарастающее магнитное поле; - Система «орбита» - Задающая электроника нового поколения

27 По контракту с Болгарией изготавливается аппаратура автоматической перестройки резонаторов ВЧ станций к концу 2009 Коррекция орбиты (В.И.Волков) Контракт со Словакией на изготовление источников питания корректоров 1 этап – июнь 2009г. опытный образец источника 2 этап – к осеннему сеансу 24 источника питания 3 этап – весна 2010г. - оставшиеся 25 источников Изготовление недостающих пикапов (эллиптических)

28 Система фильтрации на водозаборной станции (Н.В.Семин) Испытание в условиях паводка По контракту с Болгарией к осени 2009 оборудование АСУ водоохлаждения: Датчики давления, температуры, дистанционное управление насосами, задвижками, детектирование течей

29 Сеанс 39 Весна 2009г. ( часов) Основная ускорительная задача - технологический пуск (после капитальных ремонтов) основных систем и ввод новых элементов и узлов планируется испытание новых датчиков перехода и ключей эвакуации энергии при величине поля в магнитах до 1.5 Тл, продолжение экспериментов по оптимизации динамики частиц. Программа: –Подготовка, настройка, уск.смены ~ час. –Смены физические ~ час.

30 Сеанс 40 Начало - октябрь-ноябрь 2009 ( часов) Основная ускорительная задача - достижение проектного поля (до кГс), получение и ускорение (и вывод?) ионов Ксенона с максимально возможной для нас интенсивностью. Программа: –Подготовка, настройка, уск.смены ~ час. –Смены физические ~ час. –Частицы - ксенон, дейтроны

31 Источники ионов КРИОН (Е.Е.Донец) -Подготовка к осеннему сеансу существующего источника -Создание источника с полем 6 Тл. Поляризованных ионов (В.В.Фимушкин) -К лету 2009 поставка половины вакуумного оборудования -В стадии подписания контракт ОИЯИ-ИЯИ срок окончания– середина год – закупка второй партии вакуумного оборудования К концу 2010 года – работающий источник ЛУ-20 (А.И.Говоров) Лето 2009 – юстировка трубок дрейфа Новые модуляторы + замена трубок дрейфа (ориентировочно к 2011)

32 Май 2009 Machine Advisory Committee В формате телеконференции (DESY, CERN, ИФВЭ,GSI, ИТЭФ, BNL + FNAL, FZJ) Итоги сеансов 38 – 39 NICA CDR towards TDR

33 в феврале в УО проходили практику 7 студентов Казанского ГТУ (вакуумная и компрессорная техника) 3 выпускника кафедры ЭФУ МИРЭА приняты на работу С сентября по декабрь – новая «партия» студентов из Казани

34 Спасибо за внимание