Сверхпроводящий 49-полюсный генератор синхротронного излучения с полем 3.5 Тл тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.20 ВАК РФ

На правах рукописи

КУЗИН Максим Витальевич

СВЕРХПРОВОДЯЩИЙ 49-ПОЛЮСНЫЙ ГЕНЕРАТОР СИНХРОТРОННОГО ИЗЛУЧЕНИЯ С ПОЛЕМ 3.5 Тл

01.04.20 - физика пучков заряженных частиц и ускорительная техника

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

НОВОСИБИРСК-2003

Работа выполнена в Институте ядерной физики имени Г.И.Будкера СО РАН. НАУЧНЫЕ РУКОВОДИТЕЛИ:

Кулипанов доктор физико-математических наук, академик,

Геннадий Николаевич Институт ядерной физики им. Г.И. Будкера

СО РАН, г. Новосибирск.

Мезенцев доктор физико-математических наук,

Николай Александрович Институт ядерной физики им. Г.И. Будкера

СО РАН, г. Новосибирск.

ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОППОНЕНТЫ:

Салимов

Рустам Абельевич Ростов

Владислав Владимирович

доктор технических наук, профессор, Институт ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН, г. Новосибирск.

доктор физико-математических наук, Институт сильноточной электроники СО РАН, г. Томск.

ВЕДУЩАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ:

Объединенный институт ядерных исследований, г. Дубна Московской области.

Защита диссертации состоится «_» _ 2003 г.

в «_» часов на заседании диссертационного совета Д.003.016.01

Института ядерной физики им. Г.И.Будкера СО РАН.

Адрес: 630090, г. Новосибирск,

проспект академика Лаврентьева, 11.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИЯФ им. Г.И.Будкера СО РАН, г. Новосибирск.

Автореферат разослан «_

2003 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор физ.-мат. наук

А.А. Иванов

2.<ао? -А_

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

Многие источники синхротронного излучения (СИ) были спроектированы для решения конкретных задач (биология, материаловедение, рентгенолитография, и т.д.)- Исходя из требований для этих методик проектировалась структура накопителя, выбиралась рабочая энергия электронного пучка, величина магнитного поля в поворотных магнитах. Однако в последнее время появились задачи, для которых необходим более коротковолновый участок спектра СИ и больший поток фотонов по сравнению с излучением из поворотных магнитов. Весьма эффективным способом повышения жесткости спектра СИ уже имеющихся источников является постановка на накопители специальных вставных устройств, создающих на данном участке орбиты накопителя знакопеременное сильное (В = 2ч-10 Тл) магнитное поле, позволяющее концентрировать в малый телесный угол излучение с достаточно большого участка траектории. Использование вигглеров (здесь и далее под термином "вигглер" подразумевается специальное вставное устройство многополюсный магнит со знакопеременным магнитным полем) для генерации СИ в настоящее время привлекает повышенное внимание многих ведущих мировых центров синхротронного излучения. Это привело к разработке сильнополевых сверхпроводящих вигглеров, работающих в специальных криостатах при температуре жидкого гелия. В ИЯФ им. Г.И.Будкера СО РАН создание сверхпроводящих вигглеров шло по двум направлениям: трехполюсные вигглеры с максимально возможным полем на орбите частицы и многополюсные вигглеры со сравнительно небольшим уровнем поля. В данной работе представлено устройство второго типа: 49-полюсный вигглер с полем 3.5 Тесла.

Цель работы

Целью данной работы явилось создание многополюсного сверхпроводящего генератора синхротронного излучения (вигглера) с уровнем поля 3.5 Тесла. Данный вигглер был разработан и изготовлен в Институте ядерной физики им. Г.И.Будкера СО РАН в 2002 году и установлен на специализированном источнике синхротронного излучения ЕЬЕТТКА (Триест, Италия).

Научная новизна

1. Создан сильнополевой полюс, являющийся основным элементом вигглера, с полем 3.5 Тесла при межполюсном зазоре 16.5 мм (что не имеет аналогов в мире), использующий сверхпроводящие №-Т1 катушки. Данный полюс может быть использован в качестве универсального ключевого элемента при построении различных - высокой

концентрацией магнитного поля. ( библиотека

3 } С П етербург 1

* 09

2. На основе данного полюса создан сверхпроводящий 49-полюсный вигглер с полем 3.5 Тесла, периодом магнитного поля 64 мм и зазором 16.5 мм.

3. Реализована схема установки многополюсного вигглера на накопительное кольцо в качестве генератора синхротронного излучения с рассчитанным потоком фотонов более чем 4-1014 фотонов/сек/мрад2/(0.1%В,,Л0.

4. Спроектирован и создан медный "лайнер" в качестве экрана для вакуумной камеры: в связи с малым межполюсным зазором в данной конструкции невозможно использовать обычную теплую вакуумную камеру. В качестве вакуумной камеры используется камера гелиевого объема с температурой 4.2 К, а внутри нее расположен медный "лайнер", соединенный по тепловому контакту с экраном, находящемся при температуре 20 К.

Практическая значимость работы

Создан многополюсный сверхпроводящий вигглер, основным назначением которого является генерация жесткого рентгеновского излучения. При этом спектр излучения сдвигается в более коротковолновую область по сравнению с излучением га обычных поворотных магнитов и значительно увеличивается поток фотонов пропорционально числу полюсов. Эти свойства выгодно использовать для модернизации ранее построенных источников СИ с относительно невысокой энергией с целью улучшения их характеристик и повышения конкурентоспособности по сравнению с более современными накопителями.

Автор выносит на защиту следующие результаты проделанной работы:

1. На основе МЬ-Тл сверхпроводящего провода создан сверхпроводящий многополюсный вигглер с рекордно высоким уровнем магнитного поля на медианной плоскости (3.66 Тесла) при межполюсном зазоре 16.5 мм и периодом 64 мм. Вигглер позволяет сдвигать спектр СИ в более коротковолновую область при значительном увеличении потока фотонов. Вигглер включает в себя магнитную систему, криостат для поддержания температуры жидкого гелия, охладительные и ожижительные машины для реконденсации испаряющегося гелия, вакуумную систему для транспортировки электронного пучка, системы питания и защиты катушек.

2. Разработана конструкция центрального магнита (диполя), создающего на орбите электронного пучка магнитное поле 3.66 Тесла при заданном межполюсном зазоре магнита 16.5 мм. Данный магнит состоит из двух полюсов, которые могут быть использован как ключевой элемент для создания сверхпроводящих магнитов с высоким уровнем поля.

3. Разработана конструкция криостата вигглера, в которой используются гелиевый объем, два медных экрана, подключенные к специальным охладительным машинам для уменьшения теплопритоков в жидкий гелий. Получено значительное снижение расхода жидкого гелия по сравнению с вигглерами без ожижительных машин.

Г

4. Предложена и реализована схема вакуумной камеры, состоящая из холодной камеры гелиевого объема температурой 4.2 К и медного "лайнера". Это дало возможность реализовать столь малый межполюсной зазор.

5. Создана система контроля качества намотки сверхпроводящих катушек, система управления уровнем поля вигглера, а также система диагностики и контроля параметров вигглера в режимах тестирования и стационарной работы на накопителе.

Апробация работы и публикации

Основные результаты диссертационной работы докладывались на семинаре в Институте ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН и на следующих конференциях: СИ-2000 (Новосибирск), SRI-2000 (Берлин, Германия), СИ-2002 (Новосибирск), SRI-2003 (Сан Франциско, США) и были опубликованы в виде 13 статей.

Структура работы

Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка литературы из 47 наименований, изложена на 155 страницах машинописного текста, содержит 73 рисунка и 8 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении и обзоре рассматриваются причины и предпосылки для создания сверхпроводящих вставных устройств. Показана необходимость и эффективность их установки на действующие накопители в качестве источников СИ, приведен краткий обзор создания и применения вигглеров, отмечены особенности некоторых существующих сверхпроводящих вигтлеров. Отмечены преимущества и недостатки использования обмоток из сверхпроводящего провода.

Выделены основные преимущества использования вигглеров в качестве генераторов синхротронного излучения: 1) повышение критической энергии sc спектра излучения по сравнению с поворотными магнитами, благодаря повышению величины магнитного поля В:

£с[кэВ] = 0.665 • В[Тл] ■ Е2[ГэВ] , (1)

2) возможность оперативно изменять жесткость спектра излучения из вигглера путем изменения величины магнитного поля, не влияя при этом на работу остальной части накопительного кольца; 3) увеличение общего потока фотонов при установке многополюсного вигглера пропорционально количеству полюсов. Полные потери энергии пучка ультрарелятивистских электронов в виде синхротронного излучения из вигглера можно выразить как:

W[Bm] = 12.7 • £2[ГэЯ]- В20 [7л] ■ /[А]• b[cm]-п, (2)

где b[cm] - полупериод изменения магнитного поля, п - полное число периодов магнитного поля вигглера; 4) возможность получения излучения с

переменной поляризацией при установке специальных эллиптических вигглеров.

Отмечены возможности использования сильнополевых вигглеров для изменения параметров электронного пучка: длины сгустка, времени затухания, энергетического разброса, эмитганса, а также в качестве источников позитронов и нейтронов.

Далее приводится постановка задачи по созданию сверхпроводящего многополюсного вигглера с полем 3.5 Тл для накопителя ЕЬЕТТЯА (таблица 1), формулируются основные требования к вигглеру как к системе в целом, а также приводится основное содержание работы.

Таблица 1. Основные характеристики многополюсного вигглера для ЕЬЕТГМ.

Направление поля вертикальное

Магнитная структура '/4, -3/4, 1, -1, ..., 1, «/4

Магнитное поле на 45-и центральных полюсах, требуемое (достигнутое), Тл 3.5 (3.66)

Магнитное поле на 2-х полюсах "%", Тл 2.675

Магнитное поле на 2-х полюсах "У*", Тл 0.875

Длина магнитопровода, мм 1700

Длина периода вигглера, мм 64

Вертикальный межполюсной зазор, мм 16.5

Габариты вакуумной камеры, мм 81 х 10.7

Запасенная энергия, кДж 240

Отклонение орбиты, мм, не более 0.1

Угол отклонения орбиты, мрад, не более 4.5

В первой главе дается подробное описание магнитной системы сверхпроводящего вигглера.

Вначале обосновывается выбор геометрии магнитной системы вигглера. Вигглер не является основным элементом магнитной структуры накопителя, поэтому его работа не должна возмущать орбиту электронного пучка на остальной части накопительного кольца. Это означает, что на выходе из вигглера изменение угла <5$ и смещение орбиты пучка 8х должны быть равны нулю. Иными словами, для замыкания орбиты необходимо минимизировать величины первого и второго интегралов

магнитного поля вдоль траектории пучка в вигглере (В¿б) - вертикальная компонента магнитного поля в вигглере):

= = =0. (3)

1 вР вр 1 Вр Вр

Рассмотрено несколько возможных вариантов продольного распределения поля в вигглере, удовлетворяющих условиям (3). Условие

равенства нулю первого интеграла поля = 0 можно интерпретировать как равенство нулю площади под кривой зависимости индукции поля от координаты вдоль оси вигглера. Условие 15есопа = 0 выполняется при симметрии профиля магнитного поля относительно центра вигглера.

Рис. 1. Схематичное изображение продольного распределения магнитного поля (сплошная) и отклонения орбиты пучка (штриховая линия) в многополюсном вигглере для уровня поля 3.5 Тл.

При проектировании вигглера с большим числом полюсов было выбрано, что орбита электронного пучка должна отклоняться от оси симметрии на одинаковое расстояние в обе стороны (т.е. быть симметричной относительно центральной линии магнитной системы Б, а не лежать по одну ее сторону), чтобы минимизировать влияние градиента поля в перпендикулярном движению частицы направлении. Таким образом, исходя из вышеописанных условий в качестве исходной магнитной схемы была выбрана следующая:

1. Схема магнитного поля V*, -%, 1, -1, ... 1, -%, 14: 45 центральных полюсов имеют уровень поля 3.5 Тл, два боковых полюса, условно названных "полюс имеют уровень магнитного поля 2.625 Тл, еще два боковых полюса, условно названных "полюс 1А", расположены симметрично по краям магнитной системы и имеют уровень магнитного поля 0.875 Тл.

2. Выбор длины полюса определяется требуемой величиной магнитного поля в вигглере при заданной величине межполюсного зазора. Исходя из этих условий длина полюса определена в 32 мм.

На рисунке 1 представлено схематическое распределение магнитного поля вигглера (сплошная линия) вдоль прямолинейного промежутка для уровня поля 3.5 Тл (из 45 центральных полюсов для наглядности показано только три) и отклонение орбиты электронного пучка (штриховая линия).

Необходимо отметить, что одним из эффектов, неизбежно возникающих при использовании данной схемы, является горизонтальное смещение точек

излучения СИ из вигглера симметрично относительно оси магнитной системы при изменении уровня поля вигглера.

Ключевым элементом магнитной системы является сильнополевой сверхпроводящий центральный полюс. При его проектировании стояла задача разместить в пространстве вокруг вакуумной камеры сверхпроводящие проводники с током (обмотки) так, чтобы при заданном поле 3.5 Тл на орбите пучка и межполюсном зазоре 16.5 мм величина поля на обмотках не превышала бы некоторого критического значения. Это значение определяется токонесущей способностью используемого сверхпроводящего провода, для изготовления которого на сегодняшний день реально используется два типа сверхпроводящих материалов - ИЬ-Т! и №>38п. Провод из ИЬ-ТМ имеет хорошие механические свойства и производство его хорошо освоено, но он имеет определенный верхний предел по величине магнитной индукции, зависящий от температуры и тока (10.6 Тл при температуре жидкого гелия 4.2 К и нулевом токе). Критические параметры у материала М>38п выше, чем у однако ]ЧЬ38п - очень хрупкое

интерметаллическое соединение, требующее длительной термической обработки в вакууме или инертном газе. Т.к. использование сверхпроводящего провода из М>38п связано со значительными технологическими трудностями, то для изготовления обмоток вигглера был выбран сверхпроводящий провод диаметром 0.87 мм из №>-Т1 в медной матрице (отношение сечения №>-ТУСиЮ.43, число сверхпроводящих жил -8600). Критический ток - 380 А для поля 7 Тл.

Величина магнитного поля внутри катушки спадает при удалении от центра. Поэтому выгодно разбить катушку на несколько секций так, чтобы плотность тока в каждой секции возрастала бы при удалении от центра при уменьшении амплитуды магнитного поля. При расчете катушек вигглера обмотки были поделены на две секции - внешние и внутренние. Дальнейшее увеличение числа секций потребовало бы неоправданно большего количества источников питания и привело бы к росту теплопритока в криостат.

Поле на центральных полюсах вигглера должно иметь хорошую однородность в направлении, поперечном движению пучка. Центральные обмотки в виде круглых соленоидов не могут обеспечить необходимой (|АВ/В| < 0.5% при Дх=±10мм) однородности. Для достижения этого параметра необходимо изготавливать обмотки с плоско-параллельными краями, вытяну1таё в поперечном направлении. Провод намотан на железный сердечник из магнитомягкого материала АРМКО, который при маЛых Ь<Мях (до 1.5 Тл) задает однородную форму магнитного поля в зазоре. На больших полях, когда железо полностью насыщено, результирующее поле будет определяться в основном сверхпроводящими обмотками.

На первой стадии расчеты проводились без учета влияния железного сердечника. Для расчетов оптимального распределения плотности тока на

обмотках была использована программа, в которой обмотки с током разбивались на отдельные элементы и ток в каждом из них подбирался таким образом, чтобы поле на орбите пучка было максимальным, а в критических точках сверхпроводящей обмотки не превышало критического значения для данного Nb-Ti провода. Затем для оценки вклада железного сердечника он был заменен соленоидом, совпадающим по форме с поверхностью сердечника. Применение аналитических методов для точных расчетов распределения полей, формируемых магнитными системами, включающими в себя обмотки и железное ярмо, довольно затруднительно. Это объясняется эффектами, связанными с некоторыми характеристиками реального железа (насыщение, изменение магнитной проницаемости, остаточная намагниченность). Поэтому предварительные расчеты распределения магнитного поля и токов в обмотках были произведены с использованием двухмерной программы MERMAID, предположив, что обмотка вытянута в поперечном направлении и ее можно описать как совокупность прямолинейных бесконечных проводников. Затем окончательные расчеты проводились трехмерной программой MASTAC.

9-. . . ^ _i_,__,_.______._

8

Я 7 й о I-

5

а 4...... ............... ■ . ■ . , . . ........

О 100 200 300 400 500 600 700

Ток, А

Рис. 2. Нагрузочная кривая используемого Nb-Ti провода с рабочими 1 точками.

Результат разбиения обмоток на две секции и теоретический расчет параметров обмоток представлен в таблице 2. На рисунке 2 показана i нагрузочная кривая используемого провода и обозначены рабочие точки каждой из секций. На рисунке 3 показан чертеж центрального полюса.

Намотка сверхпроводящего провода производится в "шахматном порядке" - число витков в нечетных слоях на один больше, чем в четных (см. правую часть на рисунке 3). При таком способе намотки заполнение секции сверхпроводящим проводом (с учетом изоляции) составляет около 88%. ¡ Обмотки полюсов "%" и "1А" выполнены по такой же технологии, что и

3.5Т в медианной плоскости 4.12Т в медианной плосхосфи

центральные полюса: намотаны на железном сердечнике из магнитомягкого материала марки АРМКО, из того же МЬ-ТЧ сверхпроводящего провода, но только без разбиения на секции. Их параметры также приведены в таблице 2.

Таблица 2. Секционирование обмоток центральных полюсов ("ЦП" -центральный полюс) и параметры боковых полюсов.

ЦП: секция 1 ЦП: секция 2 полюс "%" полюс "V*"

Число витков 459 458 917 459

Число витков в слое 66 (65)

Число слоев 7 7 14 7

Ток в секции, А (3.5 Тл) 210 495 285 210

Сечение секции, мм 61x5.75 61x11.35 61x5.75

Сечение 1 витка, мм2 0.594

Плотность тока, А/мм2 353.5 833.3 479.8 353.5

Поле на обмотке, Тл 6.5 4.6 5.95 6.5

Для питания двухсекционных сверхпроводящих обмоток была предложена электрическая схема с двумя независимыми источниками постоянного тока. Каждая секция центральных полюсов питается различными токами для достижения оптимального соотношения "поле-ток" на величине -90% от предельной величины закороченного образца провода. Первый источник питания питает обе секции: внешние и внутренние. Второй источник питает только внешние секции. Таким образом во внешних секциях суммируются оба тока. Через полюса "3Л" и "1А" протекают токи от разных источников. В качестве источников тока используются источники фирмы

ВАКР12Ж со стабилизацией уровня тока не хуже 10"6. Достоинства данной схемы: каждая из двух секций сверхпроводящих обмоток питается оптимальной для нее величиной тока; используется комбинация из трех токов при наличии всего двух источников; питание всей магнитной системы осуществляется с помощью двух пар токовводов, что сокращает теплопритоки в криостат с жидким гелием; появляется удобная возможность легко управлять значениями первого интеграла поля вигглера, изменяя соответствующие токи в источниках питания.

Для механической поддержки сверхпроводящих катушек и всей магнитной системы в целом, а также для усиления индукции магнитного поля и замыкания магнитного потока был использован магнитопровод, изготовленный из магнитомягкой стали марки АРМКО (см. рисунок 4). Магнитопровод общей длиной 1700 мм состоит из двух идентичных половинок, собранных симметрично выше и ниже медианной плоскости вигглера. Каждая из половинок магнитопровода собирается отдельно друг от друга, а затем они стягиваются между собой через специальные проставки. На торцах этих проставок находятся специальные выступы, которые являются посадочными местами для установки магнита в гелиевый объем криостата. На рисунке 5 показаны половина магнитопровода в процессе сборки и общий вид магнитной системы.

Рис. 4. Конструкция магнитной системы вигглера.

Благодаря замыканию магнитного потока внутри магнитопровода: 1) отсутствуют рассеянные магнитные поля вигглера, влияющие на электронный пучок и окружающие элементы магнитной структуры накопителя; 2) исключается возможность нарушения симметрии магнитного поля в вигглере вследствие перераспределения магнитного потока при взаимодействии с окружающими магнитами; 3) снимается проблема механической устойчивости магнита внутри криостата с точки зрения взаимодействия с окружающими магнитными полями.

шЯШВШШвКЯж

Рис. 5. Слева: нижняя половина магнита; справа: магнитная система в сборе.

Немаловажное значение при конструировании и сборке вигглера играет фиксация провода в пространстве с целью минимизации импульсных тепловыделений внутри сверхпроводящих обмоток, возникающих под действием пондеромоторных сил. Поэтому особенно важное значение имеет правильно осуществленное бандажирование (т.е. сжатие и фиксация) как витков внутри сверхпроводящих обмоток, так и самих обмоток в магнитопроводе. Бандажирование магнитной системы осуществляется в несколько этапов:

1. Производится предварительное внутреннее усиление витков обмотки во время намотки катушки натяжением наматываемого провода в эпоксидном компаунде. При этом давление каждого наматываемого витка передается на уже намотанные слои.

2. Дальнейшее бандажирование катушек производится на магнитопроводе, когда катушки вставляются в специальные пазы магнитопровода, и вся магнитная система сжимается при помощи 8 продольных (горизонтальных) бронзовых резьбовых стержней, показанных на правой части рисунке 5.

3. При охлаждении магнита до гелиевой температуры происходит дополнительное поджатие катушек со стороны магнитопровода. В результате давление, оказываемое на сверхпроводящие обмотки, на всех вышеперечисленных этапах бандажирования суммируется. Всё это обеспечивает надежную фиксацию катушек и предотвращает движение витков обмоток при включении магнитного поля.

Во второй главе описана конструкция криостата, обеспечивающего работу магнитной системы при температуре жидкого гелия (схематически показана на рисунке 6). Основные элементы криостата: внешний бак, экран 20 К, экран 50 К, гелиевый объем, горловина, верхний фланец, вакуумная камера, два рекойДенсора (ожижителя гелия) и два охладителя экранов. При расчете конструкции криостата стояла задача минимизировать теплопритоки в гелиевый объем для уменьшения расхода жидкого гелия.

Магнитная система вигглера помещена в объем с жидким гелием (гелиевый объем) в форме горизонтально расположенного цилиндра

диаметром 700 мм и длиной 1750 мм с плоскими торцевыми фланцами. Полный объем сосуда - 640 литров. Гелиевый объем окружен двумя медными экранами с температурой 20 и 50 К. Основное предназначение данных экранов - защита гелиевого объема от внешних теплопритоков через излучение. Внешний бак, состоящий из двух половин цилиндра и боковых фланцев, изготовлен из нержавеющей стали. Все вышеперечисленные объемы находятся в вакууме 10'7 Topp.

Небольшой вертикальный размер магнитного зазора вигглера (16.5 мм) не позволяет расположить внутри криостата вакуумную камеру "комнатной температуры". Таким образом вакуумная камера гелиевого объема с температурой 4.2 К одновременно является вакуумной камерой электронного ' пучка. Однако помимо этого внутри нее расположен специальный медный "лайнер", подсоединенный по тепловому контакту к медному экрану 20 К. Этот "лайнер" используется для защиты от нагрева гелиевой вакуумной камеры излучением и наведенными токами от электронного пучка, а также от тепла, поступающего от теплых стенок криостата вигглера и частей накопителя. Конструкция и форма сечений камеры и "лайнера" и их взаимное расположение были оптимизированы с целью минимизации их толщины и зазоров между ними.

Для реконденеацйй газообразного гелия, который образуется в гелиевом объеме вследствие испарения, в вигглере используются две реконденсирующие машины производства фирмы ЦЕУВОХЮ. Кроме того для охлаждения медных экранов до необходимых температур в вигглере используется два кулера (охладителя) ЫГУВОЫ), обе ступени которых через тепловой контакт соединены с медными экранами.

Одной из особенностей конструкции криостата является использование , для подвески гелиевого бака и медных экранов материала кевлара -полимерного материала с экстремально низкой теплопроводностью и прочностью, превосходящую сталь. Благодаря этому удалось практически исключить приток тепла в криостат по подвескам. К тому же кевлар имеет I очень низкий коэффициент теплового расширения, что позволило сохранять неизменной геометрическую выставку магнитной системы после | захолаживания криостата. «

Захолаживание вигглера производится в два этапа - сначала недорогим жидким азотом до -80 К, потом жидким гелием до рабочей температуры 4.2 К. Криостат и магнитная система оснащены 16 датчиками температуры, $ по показаниям которых можно получить полную информацию о текущем состоянии всех основных узлов вигглера.

Сверхпроводящие катушки вигглера питаются электрическим током через токовводы, по которым и происходит основной теплоприток в криостат. Поэтому при их проектировании стоит задача минимизации теплопритока в криостат при заданном токе в магните. Для данного вигглера были разработаны токовводы, постоянно подсоединенные к сверхпроводящим катушкам и состоящие из двух частей: в нижней части находятся токовводы из высокотемпературной сверхпроводящей керамики, через жесткий механический контакт соединенные с катушками, а в верхней части - обычные латунные токовводы, охлаждаемые обратным потоком газообразного гелия, испаряющимся из криостата. Между собой верхняя и нижняя часть каждого из четырех токовводов соединены при помощи гибкой | медной развязки, которая предотвращает механические деформации | токовводов при охлаждении вигглера до гелиевых температур.

В третьей главе приводится описание измерения интегралов поля ' методом натянутой проволочки с током.

При проектировании вигглера изначально было заложено, что на любом уровне поля должны существовать такие токи в каждом из двух источников * питания, при которых первый интеграл близок к нулю. Величина второго интеграла определяется только симметрией, достигнутой при изготовлении и сборке магнитной системы. Величины токов, соответствующих нулевому , значению первого интеграла, важно знать еще до установки вигглера на накопитель.

Для нахождения токов, при которых первый интеграл поля близок к | нулю, был использован метод натянутой проволочки с током, основанный на | том, что ее поведение в магнитном поле подобно поведению электронного | пучка в таком же поле. Так как форма изгиба проволочки совпадает с . траекторией пучка, то не требуется дополнительно вычислять как поле на ) траектории пучка, так и саму траекторию, а измеряется сразу интегральная [ характеристика. Отклонения проволочки на входе 5х, и выходе из вигглера 5х2 одновременно измерялись датчиками положения с разрешением '

5-10"6-Тл-м/|Ш. Показано, что сумма отклонений (5х[+8х2) характеризует угол отклонения пучка и пропорциональна величине первого интеграла поля а разность (5хг5х2) - пропорциональна величине второго интеграла 1Жопл и характеризует смещение пучка в горизонтальной плоскости. Точность датчиков позволяет подогнать к нулю значение с точностью не хуже, чем 3[/1Г5, < 5-10"5-Тл-м, что укладывается в заданные требования к магнитной системе. После подгонки токов и минимизации первого интеграла было измерено значение второго интеграла, которое оказалось 15ес0пл - З Ю^ Тл м2, что также удовлетворяет поставленным требованиям к магнитной системе вигглера и показывает, что при ее изготовлении была достигнута хорошая симметрия сборки.

300

- 200 -5

р- 35

О И

я «

►0

X

о

S

а. о

100

-100

-200

£ 4?

I

О) X

н

-300 —||||||||||||||||||||1Ш1|||||||||||||||| II ||||||||| IIIII III |||||||||(|||||| II III ¡11111111

О 60 120 180 240 300 360 420 480 540 600

Время, сек

Рис. 7. Горизонтальное положение проволочки в процессе уменьшения поля.

Таким образом, для нахождения токов, соответствующих нулевому значению первого интеграла поля, был использован простой и удобный метод, преимуществами которого являются простота конструкции, значительная экономия времени измерения и отсутствие необходимости математической обработки получаемых данных. Во время первого включения вигглера на накопителе подтвердилось, что при найденных ранее значениях токов положение пучка в накопителе находилось в заданных пределах. На рисунке 7 показан график зависимости горизонтального положения проволочки в пространстве по двум датчикам в процессе изменения поля от 3.5 Тл до 0.3 Тл.

В четвертой главе приводятся результаты испытаний вигглера.

Описан процесс испытаний прототипа вигглера, когда перед изготовлением основной массы катушек семь из них были собраны в магнитную систему и испытаны в погружном криостате с жидким гелием с

целью достижения заданного магнитного поля, проверки идентичности изготовления и некоторых важных параметров катушек. Описывается процесс срыва сверхпроводимости 8 одной катушке и напряжения, I наводимые на каждой секции обмотки. Описан процесс "тренировки" катушек для достижения необходимого уровня поля. Отмечается, что многочисленные срывы сверхпроводимости не повреждают обмотки, что свидетельствует о надежной работе системы защиты. Максимальная величина достигнутого поля составила 3.66 Тл. «

Описана процедура магнитных измерений прототипа при помощи датчиков Холла. Вычисленные секступольные компоненты магнитного поля на уровне 3.5 Тл не превышают 150 Тл/м2. „

Описана процедура и последовательность испытаний вигглера в собственном криостате на стенде и перед установкой вигглера на накопитель j ELETTRA. Показана надлежащая работа всех систем вигглера, сделаны необходимые температурные, магнитные и другие измерения. Расход жидкого гелия при стационарной работе вигглера не превышает 0.4 л/час. ,

Описана система "замыкания" токов внутри сверхпроводящих катушек: в вигглере параллельно сверхпроводящим катушкам установлены два сверхпроводящих ключа. Во время поднятия поля или изменения токов на j нагреватели ключей подается напряжение и ключи открываются. В этом случае ток идет от источников питания по токовводам через катушки магнита. Если же убрать напряжение с нагревателей ключей, то они перейдут в сверхпроводящее состояние и замкнут ток внутри катушек магнита. При 1 этом источники питания можно выключить, тогда ток не будет нагревать 1 токовводы, уменьшив тем самым теплоприток к гелиевому объему. Описан процесс перераспределения токов внутри катушек при "замкнутых" токах благодаря сильной индуктивной связи и ненулевому омическому сопротивлению катушек.

В пятой главе приведены основные характеристики синхротронного излучения из данного вигглера и обосновывается важность его установки на i накопитель. Вигглер позволяет трансформировать спектральные характеристики СИ и повысить поток фотонов пропорционально количеству полюсов. Особенно актуально это становится тогда, когда накопитель уже < построен и простая модернизация его структуры не представляется возможной.

В данной главе представлены наиболее важные характеристики излучения с точки зрения его потребительских свойств. В Приложении А представлены спектральная зависимость потока фотонов из данного 1 вигглера, а также угловые распределения потока фотонов для разных областей спектра.

На энергии накопителя ELETTRA 2 ГэВ и токе 0.2 А, мощность излучения из вигглера с полем 3.5 Тл составит 8.57 кВатт.

В заключении перечислены основные результаты работы, которые одновременно являются положениями, выносимыми на защиту.

Список работ, опубликованных по теме диссертации:

1.

2.

3.

4.

5.

Borovikov V., Fedurin М., Kerginsky A., Kuzin М., Mezentsev N., Shkaruba V. Magnetic measurement system for high-field magnets II Journal of synchrotron radiation. - 1998. - Vol. 5, pt 3. Proc. of the 6th Intern, conf. on synchrotron radiation instrumentation: SRI'97. - P. 382 - 385.

Batrakov A., Ilyin I., Karpov G., Kozak V., Kuzin M., Kuper E., Mamkin V., Mezentsev N., Repkov V., Selivanov A., Shkaruba V. Control and data acquisition systems for high field superconducting wigglers II 7th International conference on synchrotron radiation instrumentation: Book of abstracts, Berlin, Germany, Aug. 21-25, 2000 / Sci. Chair: W.Gudat, -Berlin: BESSY, 2000.

Batrakov A., Borovikov V., Bekhtenev E., Fedurin M., Нага M., Karpov G., Kuzin M., Mezentsev N., Miahara Y., Shimada Т., Shkaruba V., Soutome K., Tzumaki K. Magnetic measurements of the 10 T superconducting wigglerfor the SPring-8 storage ring II 7th International conference on synchrotron radiation instrumentation: Book of abstracts, Berlin, Germany, Aug. 21-25, 2000 / Sci. Chair: W.Gudat, - Berlin: BESSY, 2000.

Borovikov V.M., Djurba V.K., Fedurin M.G., Repkov V.V., Kulipanov G.N., Kuzin M.V., Mezentsev N.A., Shkaruba V.A., Kraemer D., Richter D. Superconducting 7 Tesla wave length shiffer for BESSY-I1// 7th International conference on synchrotron radiation instrumentation: Book of abstracts, Berlin, Germany, Aug. 21-25,2000 / Sci. Chair: W.Gudat, - Berlin: BESSY, 2000.

V.M.Borovikov, M.G.Fedurin, G.V.Karpov, D.A.Korshunov, E.A.Kuper, M.V.Kuzin, V.Mamkin, A.S.Medvedko, N.A.Mezentsev, V.V.Repkov, V.A.Shkaruba, E.I.Shubin, Precise NMR measurement and stabilization system of magnetic field of superconducting 7 Tesla WLS. II 7th International conference on synchrotron radiation instrumentation: Book of abstracts, Berlin, Germany, Aug. 21-25, 2000 / Sci. Chair: W.Gudat, - Berlin: BESSY, 2000.

Батраков A.M., Боровиков B.M., Карпов Г.В., Кузин M.B., Мезенцев Н.А., Репков В.В., Федурин М.Г., Шкаруба В.А. Статус работ по изготовлению и использованию сильнополевых сверхпроводящих вигглеров в ИЯФ СО РАН И XVII Совещание по ускорителям заряженных частиц: [Аннотации докладов] ГНЦ РФ Институт физики высоких энергий, Протвино, 17-20 окт., 2000 г. - Протвино: ИФВЭ, 2000. - С. 16.

7. Батраков A.M., Боровиков B.M., Ильин И.В., Карпов Г.В., Козак В.Р., j Коршунов Д.А., Кузин М.В., Купер Э.А., Мамкин В.Р., Мезенцев Н.А., Репков В.В., Селиванов А.Н., Шкаруба В.А. Система управления и контроля сверхпроводящими вигглерами II XVII Совещание по I ускорителям заряженных частиц: [Аннотации докладов] ГНЦ РФ Институт физики высоких энергий, Протвино, 17-20 окт., 2000 г. -Протвино: ИФВЭ, 2000. - С. 47.

8. Батраков A.M., Боровиков В.М., Карпов Г.В., Кузин М.В., Мезенцев « Н.А., Репков В.В., Федурин М.Г., Шкаруба В.А. Статус работ по изготовлению и использованию сильнополевых сверхпроводящих вигглеров в ИЯФ СО РАН // Материалы ХШ Российской конференции

по использованию синхротронного излучения, Новосибирск, 17-21 июля 2000 г. Новосибирск ИЯФ СО РАН, 2000. - С. 35-38.

9. M.Fedurin, M.Kuzin, N.Mezentsev, V.Shkaruba // Status of the activity on i fabrication and application of the high-field superconducting wigglers in Budker INP. NIMA Vol. 470 No. 1-2, (2001) p. 34-37

10. V.Borovikov, M.Fedurin, G.Karpov, D.Korshunov, E.Kuper, M.Kuzin, V.Mamkin, A.Medvedko, N.Mezentsev, V.Repkov, V.Shkaruba, E.Shubin, N.Zinevich System of NMR Measurement and stabilization of magnetic field in superconducting wiggler at BESSY-II. Proc.of EPAC 2000.

11. А.М.Батраков, Е.А.Бехтенев, В.М.Боровиков, В.К.Журба, М.Г. Федурин,

В.В. Репков, Г.В.Карпов, С.В.Хрущев, Г.Н.Кулипанов, М.В.Кузин, В.К. ( Лев, Н.А.Мезенцев, В.А.Шкаруба // Сверхпроводящие сильнополевые вигглеры и шифтеры в ИЯФ СО РАН. Вопросы атомной науки и j техники. Серия ядерно-физические исследования (38), (Материалы 17 международного семинара по ускорителям заряженных частиц, Алушта, 2001), 2001, N3, с. 59-61.

12. A.Batrakov, E.Bekhtenev, V.Borovikov, V.Djurba, M.Fedurin, V.Repkov, G.Karpov, S.Khruschev, G.Kulipanov, M.Kuzin, V.Lev, N.Mezentsev, V.Shkaruba // Superconducting wave length shifters and multipole wigglers a developed in Budker INP. Proc. of Second APAC -2001, Beijing, China, p.

251.

13. ABatrakov, VJurba, S.Khrushchev, G.Kulipanov, E.Kuper, M.Kuzin, , A.Medvedko, N.Mezentsev, V.Shkaruba, D.Zagrando, B.Diviacco, R.P.Walker // A Superconducting 3.5 T multipole wiggler for the ELETTRA storage ring. Proc. of EPAC-2002, Paris, France, p.2634-2636.

ПРИЛОЖЕНИЕ А

3

о.

•е-

X

I

Е

Энергия, кэВ

Спектральная зависимость потока фотонов из поворотного магнита накопителя ЕЬЕТТИА с полем 1.5 Тл и многополюсного сверхпроводящего вигглера с полем 3.5 Тл (энергия электронов 2 ГэВ, ток накопителя 200 мА).

, 1 ы

-1 0 1 Угол отклонения орбиты, мрад

Угловые распределения потока фотонов из одного центрального полюса для областей спектра 5, 10, 15, 20 и 25 кэВ (графики сверху вниз).

Кузин Максим Витальевич

Сверхпроводящий 49-полюсный генератор синхротронного излучения с полем 3.5 Тл

4

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Сдано в набор 8.10.2003 г. Подписано к печати 9.10.2003 г. Формат 60x90 1/16 Объем 1,2 печ.л, 0,9 уч.-изд л. Тираж 100 экз. Бесплатно. Заказ № 66

Обработано на ШМ РС и отпечатано на ротапринте ИЯФ им. Г.И. Будкера СО РАН, Новосибирск., 630090, пр. Академика Лаврентьева, 11.

J

I

I

I

I

I

Í I

J

I'l

i

» 19033

I

i

Введение.

Обзор.

Постановка задачи.

1 Магнитная система вигглера.

1.1 Выбор геометрии магнитной системы.

1.2 Центральный полюс вигглера.

1.2.1 Выбор сверхпроводящего провода.

1.2.2 Выбор формы обмотки и оптимизация величины тока для получения максимального поля.

1.2.3 Схема питания двухсекционных обмоток.

1.2.4 Конструкция и технология изготовления центральных полюсов.

1.2.4.1 Требования к конструкции центрального полюса.

1.2.4.2 Изготовление прототипа центрального полюса.

1.2.4.3 Станок для намотки катушек.

1.2.4.4 Технологический цикл намотки катушки.

1.3 Магнитопровод.

1.3.1 Расчет магнитопровода.

1.3.2 Основные особенности конструкции магнитной системы.

2 Криогенная система вигглера.

2.1 Конструкция криостата.

2.1.1 Внешний бак криостата и медные экраны.

2.1.2 Гелиевый объем вигглера.

2.1.3 Система заливки и газоотвода.

2.2 Вакуумная камера.

2.3 Захолаживание вигглера.

2.4 Охладители экранов и ожижители гелия.

2.5 Подвески из кевлара.

2.6 Оптимизированные токовводы.

3 Измерение интегралов поля методом натянутой проволочки.

4 Испытания магнитной системы.

4.1 Испытание прототипа вигглера.

4.2 Магнитные измерения прототипа.

4.3 Испытания вигглера в собственном криостате.

4.4 Испытания вигглера в ELETTRA, Италия.

5 Синхротронное излучение из вигглера.

Актуальность темы

Многие источники синхротронного излучения (СИ) были разработаны в свое время для решения конкретных задач, например рентгенолитографии, материаловедения, изготовления микроструктур. Исходя из требований для этих методик проектировалась структура накопителя, выбиралась рабочая энергия электронного пучка, величина магнитного поля в поворотных магнитах, которые определяют энергию квантов спектра СИ. Одним из важных критериев при выборе магнитной структуры накопителя являлась и стоимость установки. Однако в последнее время появились задачи, для которых необходим более коротковолновый участок спектра СИ и больший поток рентгеновских квантов по сравнению с излучением из обычных поворотных магнитов. Весьма эффективным способом повышения жесткости спектра СИ уже существующих накопителей является постановка на них специальных вставных устройств ("insertion devices"), создающих на данном участке орбиты накопителя знакопеременное магнитное поле, позволяющее концентрировать в малый телесный угол излучение с достаточно большого участка траектории. Использование вигглеров (специальных многополюсных магнитов со знакопеременным магнитным полем) для генерации СИ в настоящее время привлекает повышенное внимание во многих ведущих мировых центрах синхротронного излучения. В связи с этим значительные усилия направляются на создание вигглеров с максимально возможным значением магнитного поля для сдвига спектра

СИ в более коротковолновую область, либо увеличение числа полюсов для увеличения потока фотонов, либо оба варианта вместе.

Это привело к созданию ряда сверхпроводящих вигглеров, работающих в специальных криостатах при температуре жидкого гелия и основанных на электромагнитах со сверхпроводящими обмотками. В ИЯФ им. Г.И. Будкера СО РАН создание сверхпроводящих вигглеров шло по двум направлениям: трехполюсные вигглеры с максимально возможным полем на орбите частицы (получено рекордное поле для данного типа магнитов - 10.3 Тл) и многополюсные вигглеры со сравнительно небольшим уровнем поля. В данной работе представлен вигглер второго типа - с числом основных полюсов 45 и полем 3.5 Тл, и четырьмя боковыми полюсами.

Цель работы

Целью данной работы явилось создание многополюсного сверхпроводящего генератора синхротронного излучения (вигглера) с уровнем поля 3.5 Тл. Данный вигглер был разработан и изготовлен в Институте ядерной физики им. Г.И.Будкера СО РАН в 2002 году и установлен на специализированном источнике синхротронного излучения ELETTRA (Триест, Италия).

Научная новизна

1. Создан сверхпроводящий 49-полюсный вигглер с полем 3.5 Тл при межполюсном зазоре 16.5 мм.

2. Реализована установка многополюсного вигглера на накопительное кольцо ELETTRA в качестве генератора синхротронного излучения с рассчитанным потоком фотонов более чем 4-1014 фотонов/сек/мрад2/(0.1%В\\0.

3. Создан сильнополевой полюс, являющийся основным элементом вигглера, с полем 3.5 Тл при межполюсном зазоре 16.5 мм (что не имеет аналогов в мире), использующий сверхпроводящую Nb-Ti катушку. При изменении зазора и перераспределении токов в обмотках данный полюс может быть использован в качестве универсального ключевого элемента при построении различных магнитных систем с высокой концентрацией магнитного поля.

4. Спроектирован и создан медный "лайнер" в качестве экрана для вакуумной камеры: в связи с малым межполюсным зазором в данной конструкции невозможно использовать обычную теплую вакуумную камеру. В качестве вакуумной камеры используется камера гелиевого объема с температурой 4.2 К, а внутри нее расположен медный "лайнер", соединенный по тепловому контакту с экраном 20 К.

Практическая значимость работы

Создан генератор синхротронного излучения, основным назначением которого является генерация жесткого рентгеновского излучения при установке его на накопитель заряженных частиц. При этом спектр излучения сдвигается в более коротковолновую область по сравнению с излучением из обычных поворотных магнитов накопителя, и за счет увеличения числа полюсов значительно увеличивается поток рентгеновских квантов. Эти свойства экономически выгодно использовать для модернизации ранее построенных источников синхротронного излучения с относительно невысокой энергией с целью улучшения их характеристик и повышения конкурентоспособности по сравнению с более современными (и более дорогими) источниками СИ.

Апробация работы и публикации

Основные результаты диссертационной работы докладывались на семинаре в Институте ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН и на следующих конференциях: СИ-98 (Новосибирск), СИ-2000 (Новосибирск), SRI-2000 (Берлин, Германия), СИ-2002 (Новосибирск), а также опубликованы в виде 13 статей.

Структура работы

Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка литературы из 47 наименований, изложена на 155 страницах машинописного текста, содержит 73 рисунка и 8 таблиц.

Заключение

Автор выносит на защиту следующие результаты проделанной работы:

1. На основе Nb-Ti сверхпроводящего провода создан сверхпроводящий многополюсный вигглер с рекордно высоким уровнем магнитного поля на медианной плоскости (3.66 Тл) при межполюсном зазоре 16.5 мм и периодом 64 мм. Вигглер позволяет изменять характеристики синхротронного излучения, сдвигая спектр его излучения в более коротковолновую область при значительном увеличении потока фотонов за счет увеличения числа полюсов вигглера. Вигглер включает в себя магнитную систему со сверхпроводящими обмотками, криостат для поддержания температуры жидкого гелия на магните, охладительные и ожижительные машины для реконденсации испаряющегося гелия, вакуумную систему для транспортировки электронного пучка, системы питания и защиты катушек.

2. Разработана конструкция центрального полюса, создающего на орбите электронного пучка магнитное поле 3.66 Тл при заданном межполюсном зазоре магнита 16.5 мм. Уровень поля, создаваемый обмотками, приближается к максимально возможному теоретическому пределу, определяемому токонесущей способностью сверхпроводящего Nb-Ti провода. Данный полюс в дальнейшем может быть использован в качестве ключевого элемента для создания сверхпроводящих магнитов с высоким уровнем поля при малом периоде.

3. Разработана конструкция криостата вигглера, в которой используются гелиевый объем, два медных экрана и охладительные машины для уменьшения теплопритоков в жидкий гелий. Получено значительное снижение расхода жидкого гелия по сравнению с вигглерами без ожижительных машин.

4. Предложена и реализована схема вакуумной камеры, состоящая из холодной камеры гелиевого объема температурой 4.2 К и медного лайнера внутри нее. Это дало возможность реализовать столь малый межполюсной зазор.

5. Создана система контроля качества намотки сверхпроводящих катушек, система управления уровнем поля вигглера, а также система диагностики и контроля параметров вигглера в режимах тестирования и стационарной работы на накопителе.

В заключении автор выражает глубокую благодарность Г.Н.Кулипанову за интерес к данной работе и Н.А.Мезенцеву за непосредственное руководство, В.А.Шкарубе за неоценимую помощь в подготовке работы, М.Г.Федурину и С.В.Хрущеву за ценные дискуссии и дружеское участие, В.К.Журбе, В.Х. Льву, Ю.М.Колокольникову и В.В.Кузьминых за высокий профессионализм при конструировании различных систем вигглера, В.М.Боровикову, Е.А. Бехтеневу, В.В.Репкову, А.М.Батракову за высокий профессионализм при конструировании и изготовлении электроники управления и контроля вигглера, И.В.Ильину за создание программного обеспечения, В.М.Цуканову и Е.Г. Мигинской за систему магнитных измерений, В.Б.Хлестову, М.Ю.Сергееву, Ю.В. Ногих, Б.В.Бобылеву, Э.А.Дизендорфу,

С.Т.Скоропупову, И.Б.Гургуце, А.И. Поздееву и Ю.А.Тойкичеву за надежное техническое обеспечение работ, С.П. Демину и А.Н.Драничникову за надежное криогенное и вакуумное оборудование.

Также автор выражает огромную благодарность членам своей семьи, без участия и поддержки которых данная работа не была бы написана.

149

1. К. Кунц. Синхротронное излучение — свойства и применения. Москва, "Мир", 1981.

2. P.Elleaume, Proc.1991 US Particle Accelerator Conference, IEEE 91 CH 3038-7, p.1083.

3. R.P.Walker, CERN Accelerator School 5th General Accelerator Physics Course, CERN 94-01, p.481.

4. J.M.Paterson, J.R.Rees and H.Wiedemann, SPEAR-186, PEP-125, 1975.

5. K.W.Robinson, Phys.Rev.l 11(1958), 373.

6. A.Hofmann et al., Proc.6th Int. Conf. High Energy Accelerators, Cambridge, 1967, p.123.

7. H.G.Hereward, CERN AR/Int. SR/61-15 (1961).

8. A.Hofmann, LEP Note 192 (1979).

9. J.M.Jowett, Proc.l2th Int. Conf. High Energy Accelerators, Fermilab, August 1983, p.300.

10. A.A.Sokolov and I.M.Ternov Synchrotron Radiation (Pergamon Press, 1968).

11. E.Wallen, G.LeBlanc, M.Eriksson, The MAX-wiggler, a cold bore superconducting wiggler with 47 3.5 Tpoles. NIM, Vol. A467-468 (2001) p.l 18-121

12. Kazuhito Ohmi, Takashi Nogami, Yasuo Fukushima, Masahiro Katoh, Tatsuya Yamakawa, Characteristics of the five-pole superconducting vertical wiggler at the Photon Factory. Rev.Sci.Instrum.63(l), January 1992, p.301-304.

13. John Ross, Kevin Smith, Design and manufacture of a 6-T wiggler magnet for the Dares bury SRS. Rev.Sci.Instrum.63(l), January 1992, p.309-312.

14. M.Negrazus, A.Peters, SAW — a superconducting asymmetric multipole wiggler at the DELTA storage ring. Proc.of EPAC-96.

15. J.Rossbach and Schmuser, CERN Accelerators School 5th General Accelerator Physics Course, CERN 94-01, p. 17.

16. A. Devred Review of superconducting storage-ring dipole and quadrupole magnets, CERN Accelerators School General Accelerator Physics Course, 1997.

17. D.C. Larbalestier and P.J. Lee, New development in niobium titanium superconductors, Proceedings of the 1995 IEEE Particle Accelerator Conference, IEEE catalogue 95CH35843: 1276-1281, 1996.

18. Dubrovin A., Simonov E., MERMAID, computer code for magnetic field , computation. Budker Institute of Nuclear Physics, Novosibirsk, (1993).

19. A.Grudiev, M.Rojak, E.Shurina, Yu.Solovejchik, M.Tiunov, P.Vobly, MASTAC — new code for solving three-dimentional nonlinear magnetostatic problems. Proc. of the IEEE Particle Acceleration Conference, Dallas, USA, 1995.

20. М.Уилсон, Сверхпроводящие магниты, M., Мир, 1995.

21. Брехна Г., Сверхпроводящие магнитные системы, М., Мир, 1976.

22. С.Фонер, Б.Шварц, Металловедение и технология сверхпроводящих материалов, М., Металлургия, 1987.

23. Kulipanov G.N., Mezentsev N.A., Morgunov L.G., Sadjaev V.V.,Shkaruba V.A., Sukhanov S.V., Vobly P.D., Development of superconducting compact storage ring for technical purposes in the USSR. Rev. Sci. Instrum. 63(1), 1992, p.731

24. Grudiev A.V., Djurba V.K., Kulipanov G.N., Khlestov V.B., Mezentsev N.A., Ruvinsky S.I., Shkaruba V.A., Sukhanov S.V., Vobly P.D., Y.M.Koo,

25. D.E.Kim and Y.U.Sohn, Superconducting 7.5 Tesla wiggler for PLS. NIM, Vol. A359, No. 1-2 (1995),p.l01-106.

26. Borovikov V.M., Fedurin M.G., Mezentsev N.A., Shkaruba V.A., Sukhanov S.V. and Vobly P.D., Power supply and quench protection system for a superconducting 7.5 Tesla wiggler. NIM Vol. A359, No. 1-2 (1995), p. 107-109.

27. Borovikov V.M., Djurba V.K., Fedurin M.G., Kulipanov G.N., Lee O.A., Mezentsev N.A., Shkaruba V.A., B.Craft, V.Saile, Proposal of superconducting 7 Tesla wiggler for LSU-CAMD. NIM, Vol.A405, No.2,3 (1998), p.208-213.

28. Bekhtenev E., Dementiev E., Fedurin M.G., Mezentsev N.A., Shkaruba V.A., Vobly P.D., Measurement of magnetic field characteristics of wigglers with the current strained wire method. NIM, Vol.A405, No.2,3 (1998), p.214-219.

29. Borovikov V., Craft В., Fedurin M., Jurba V., Khlestov V., Kulipanov G., Li O., Mezentsev N., Sail V., Shkaruba V., Superconducting 7 Tesla wiggler for LSU CAMD. Journal of Synchrotron Radiation (1998), Vol.5, Part 3, p.440-442.

30. Fedurin M., Kulipanov G., Mezentsev N., Shkaruba V. Superconducting high-field three-pole wigglers in Budker INP. NIM A 448 (2000), p.51-58.

31. V.M.Borovikov, M.G.Fedurin, G.V.Karpov, D.A.Korshunov, E.A.Kuper, M.V.Kuzin, V.Mamkin, A.S.Medvedko, N.A.Mezentsev, V.V.Repkov,

32. M.G.Fedurin, M.V.Kuzin, N.A.Mezentsev, V.A.Shkaruba // Status of the activity on fabrication and application of the high-field superconducting wigglers in BudkerlNP. NIMA Vol. 470 No. 1-2, (2001) p. 34-37