The 19 reference contexts in paper I. Pobal L., S. Yurevich V., И. Поболь Л., С. Юревич В. (2016) “Создание сверхпроводящих ниобиевых резонаторов для ускорителей частиц // Developing of superconductive niobium cavities for accelerating devices” / spz:neicon:vestift:y:2015:i:2:p:44-50

  1. Start
    368
    Prefix
    Юре Вич СОЗДАНИЕ СВЕРХПРОВОДЯЩИХ НИОБИЕВЫХ РЕЗОНАТОРОВ ДЛЯ УСКОРИТЕЛЕй ЧАСТИЦ Физико-технический институт нАн Беларуси (Поступила в редакцию 05.03.2015) Введение. Решения научных сообществ по строительству современных ускорителей частиц (E-XFEL
    Exact
    [1]
    Suffix
    , ILC [2], также ряд менее масштабных проектов [3, 4]) создают спрос на ускоряющие элементы – сверхпроводящие высокочастотные (СВЧ) ниобиевые резонаторы. Процесс изготовления современного СВЧ-резонатора – сложная задача, требующая высокотехнологичного узкоспециализированного оборудования и участия специалистов из самых различных областей науки.
    (check this in PDF content)

  2. Start
    377
    Prefix
    Юре Вич СОЗДАНИЕ СВЕРХПРОВОДЯЩИХ НИОБИЕВЫХ РЕЗОНАТОРОВ ДЛЯ УСКОРИТЕЛЕй ЧАСТИЦ Физико-технический институт нАн Беларуси (Поступила в редакцию 05.03.2015) Введение. Решения научных сообществ по строительству современных ускорителей частиц (E-XFEL [1], ILC
    Exact
    [2]
    Suffix
    , также ряд менее масштабных проектов [3, 4]) создают спрос на ускоряющие элементы – сверхпроводящие высокочастотные (СВЧ) ниобиевые резонаторы. Процесс изготовления современного СВЧ-резонатора – сложная задача, требующая высокотехнологичного узкоспециализированного оборудования и участия специалистов из самых различных областей науки.
    (check this in PDF content)

  3. Start
    418
    Prefix
    Юре Вич СОЗДАНИЕ СВЕРХПРОВОДЯЩИХ НИОБИЕВЫХ РЕЗОНАТОРОВ ДЛЯ УСКОРИТЕЛЕй ЧАСТИЦ Физико-технический институт нАн Беларуси (Поступила в редакцию 05.03.2015) Введение. Решения научных сообществ по строительству современных ускорителей частиц (E-XFEL [1], ILC [2], также ряд менее масштабных проектов
    Exact
    [3, 4]
    Suffix
    ) создают спрос на ускоряющие элементы – сверхпроводящие высокочастотные (СВЧ) ниобиевые резонаторы. Процесс изготовления современного СВЧ-резонатора – сложная задача, требующая высокотехнологичного узкоспециализированного оборудования и участия специалистов из самых различных областей науки.
    (check this in PDF content)

  4. Start
    1133
    Prefix
    Первым наиболее крупным проектом с использованием сверхпроводящих ниобиевых резонаторов стал электронный рециркулятор CEBAF (Continuous Electron Beam Accelerator Facility) в лаборатории им. Джефферсона (Thomas Jefferson National Accelerator Facility, США)
    Exact
    [5]
    Suffix
    . Данный ускорительный комплекс создан с использованием 320 ниобиевых 1,5 ГГц 5-ячеечных резонаторов, изготовленных фирмой Siemens [6]. В настоящее время осуществляется модернизация комплекса, которая предусматри- вает установку дополнительных ускоряющих секций.
    (check this in PDF content)

  5. Start
    1268
    Prefix
    Джефферсона (Thomas Jefferson National Accelerator Facility, США) [5]. Данный ускорительный комплекс создан с использованием 320 ниобиевых 1,5 ГГц 5-ячеечных резонаторов, изготовленных фирмой Siemens
    Exact
    [6]
    Suffix
    . В настоящее время осуществляется модернизация комплекса, которая предусматри- вает установку дополнительных ускоряющих секций. Там же на базе ускорителя-рекуператора (160 МэВ) функционирует мощнейший в мире лазер на свободных электронах.
    (check this in PDF content)

  6. Start
    2038
    Prefix
    Исследованием и созданием СВЧ-ускоряющих элементов в Китае, а также строительством ряда национальных проектов ускорителей занимаются Институт физики высоких энергий Китайской академии наук (Institute of High Energy Physics)
    Exact
    [11]
    Suffix
    и Пекинский университет (Peking university) [12]. В настоящее время самой масштабной строящейся установкой с использованием сверхпроводящих ускоряющих элементов является лазер на свободных электронах E-XFEL (European X-ray Free-Electron Laser) (Германия) суммарной стоимостью порядка 1 млрд €.
    (check this in PDF content)

  7. Start
    2087
    Prefix
    Исследованием и созданием СВЧ-ускоряющих элементов в Китае, а также строительством ряда национальных проектов ускорителей занимаются Институт физики высоких энергий Китайской академии наук (Institute of High Energy Physics) [11] и Пекинский университет (Peking university)
    Exact
    [12]
    Suffix
    . В настоящее время самой масштабной строящейся установкой с использованием сверхпроводящих ускоряющих элементов является лазер на свободных электронах E-XFEL (European X-ray Free-Electron Laser) (Германия) суммарной стоимостью порядка 1 млрд €.
    (check this in PDF content)

  8. Start
    2561
    Prefix
    Для него должно быть изготовлено свыше восьмисот девятиячеечных ниобиевых 1,3 ГГц СВЧ-резонаторов конструкции TESLA, разработанной в научно-исследовательском центре DESY (Deutsches Elektronen Synchrotron, Германия)
    Exact
    [7]
    Suffix
    . Резонаторы для E-XFEL планомерно выпускаются промышленными предприятиями Ettore Zanon (Италия) [8] и Research Instruments (Германия) [9] при технической поддержке центром DESY. Еще одним научным инструментом ориентировочной стоимостью 8 млрд € (возможно, больше) должен стать Международный линейный коллайдер (ILC или МЛК), одной из задач которого будет изучение свойств бозона Хиггса, существова
    (check this in PDF content)

  9. Start
    2661
    Prefix
    Для него должно быть изготовлено свыше восьмисот девятиячеечных ниобиевых 1,3 ГГц СВЧ-резонаторов конструкции TESLA, разработанной в научно-исследовательском центре DESY (Deutsches Elektronen Synchrotron, Германия) [7]. Резонаторы для E-XFEL планомерно выпускаются промышленными предприятиями Ettore Zanon (Италия)
    Exact
    [8]
    Suffix
    и Research Instruments (Германия) [9] при технической поддержке центром DESY. Еще одним научным инструментом ориентировочной стоимостью 8 млрд € (возможно, больше) должен стать Международный линейный коллайдер (ILC или МЛК), одной из задач которого будет изучение свойств бозона Хиггса, существование которого подтверждено на Large Hadron Collider.
    (check this in PDF content)

  10. Start
    2699
    Prefix
    Для него должно быть изготовлено свыше восьмисот девятиячеечных ниобиевых 1,3 ГГц СВЧ-резонаторов конструкции TESLA, разработанной в научно-исследовательском центре DESY (Deutsches Elektronen Synchrotron, Германия) [7]. Резонаторы для E-XFEL планомерно выпускаются промышленными предприятиями Ettore Zanon (Италия) [8] и Research Instruments (Германия)
    Exact
    [9]
    Suffix
    при технической поддержке центром DESY. Еще одним научным инструментом ориентировочной стоимостью 8 млрд € (возможно, больше) должен стать Международный линейный коллайдер (ILC или МЛК), одной из задач которого будет изучение свойств бозона Хиггса, существование которого подтверждено на Large Hadron Collider.
    (check this in PDF content)

  11. Start
    3365
    Prefix
    После многолетнего обсуждения различных вариантов размещения (в США, Германии, России и других странах) местом строительства МЛК определена территория Японии. Немаловажным основанием для этого стала высокая активность Организации по изучению высокоэнергетических ускорителей KEK (Япония) в области технологий создания сверхпроводящих резонаторов
    Exact
    [10]
    Suffix
    . К работам по данной тематике привлечены такие крупные промышленные концерны, как Mitsubishi Heavy Industries, Hitachi и Toshiba. Существуют и обсуждаются и другие интересные проекты. Например, для выработки электроэнергии предлагается создание подкритических ториевых реакторов, управляемых ускори- телями.
    (check this in PDF content)

  12. Start
    4757
    Prefix
    Дубна, Россия) по проекту МЛК сформирован национальный консорциум в составе ряда научных организаций Республики Беларусь с целью создания экспериментальных образцов одноячеечных сверхпроводящих 1,3 ГГц ниобиевых резонаторов в соответствии с требованиями проекта МЛК
    Exact
    [13–15]
    Suffix
    . Цикл работ по исследованию возможности изготовления образцов ниобиевых СВЧ-резонаторов научными центрами г. Минска включает в себя математическое моделирование геометрии полуячеек (БГУИР); гидроударную штамповку полуячеек согласно расчетному профилю, обработку торцев полуячеек, электронно-лучевую сварку и обработку поверхности резонаторов (Физикотехнический институт НАН Беларуси); «теплые» (И
    (check this in PDF content)

  13. Start
    6376
    Prefix
    Это является причиной малого числа производителей листового ниобия высокой чистоты, достигаемой путем многократного электронно-лучевого переплава в высоком вакууме. В табл. 1 представлены требования по содержанию примесей в материале, который может использоваться для изготовления резонаторов по проекту будущего МЛК
    Exact
    [2]
    Suffix
    . Ниобий – тугоплавкий (тпл = 2477 оС) достаточно дорогостоящий металл. Ниобий высокой чистоты обладает важными для создания ускоряющих элементов сверхпроводящими свойствами: высокими температурой перехода в сверхпроводящее состояние (9,2 К) и критическим магнитным полем (240 мТл) [16].
    (check this in PDF content)

  14. Start
    6662
    Prefix
    Ниобий высокой чистоты обладает важными для создания ускоряющих элементов сверхпроводящими свойствами: высокими температурой перехода в сверхпроводящее состояние (9,2 К) и критическим магнитным полем (240 мТл)
    Exact
    [16]
    Suffix
    . Контролировать качество материала наиболее удобно с помощью обобщающего показателя – относительного остаточного сопротивления (RRR – Residual Resistance Ratio), которое определяется как отношение активного сопротивления проводника при комнатной температуре R300 K к сопротивлению при 4,2 K в нормальном проводящем состоянии R4,2 K [17].
    (check this in PDF content)

  15. Start
    6998
    Prefix
    Контролировать качество материала наиболее удобно с помощью обобщающего показателя – относительного остаточного сопротивления (RRR – Residual Resistance Ratio), которое определяется как отношение активного сопротивления проводника при комнатной температуре R300 K к сопротивлению при 4,2 K в нормальном проводящем состоянии R4,2 K
    Exact
    [17]
    Suffix
    . Ниобий, содержание примесей в котором соответствует табл. 1, имеет RRR не менее 300. Таблица 1. Содержание примесей в ниобии для МЛК ЭлементСодержание, ppm (по массе) Ta≤500 W≤70 Ti≤50 Fe≤30 Mo≤50 Ni≤30 H≤2 N≤10 O≤10 C≤10 Для изготовления полуячеек из листового ниобия применяется штамповка, которая возможна в двух исполнениях: стандартный метод с использованием твердых матрицы и пуансона или с
    (check this in PDF content)

  16. Start
    7576
    Prefix
    Fe≤30 Mo≤50 Ni≤30 H≤2 N≤10 O≤10 C≤10 Для изготовления полуячеек из листового ниобия применяется штамповка, которая возможна в двух исполнениях: стандартный метод с использованием твердых матрицы и пуансона или с применением в качестве пуансона жидкости. Последний метод реализован в Физико-техническом институте НАН Беларуси для изготовления полуячеек из листового ниобия (толщина листа 2,8 мм)
    Exact
    [18]
    Suffix
    . Штамповка и последующие операции обработки торцев полуячеек должны обеспечить точную геометрию, не внести в материал повреждений и внедрений посторонних включений и частиц абразива. Для соединения полуячеек между собой используется электронно-лучевая сварка (ЭЛС).
    (check this in PDF content)

  17. Start
    8520
    Prefix
    После штамповки и сварки внутренняя рабочая поверхность СВЧ-резонаторов подвергается сложной комбинации операций обработки поверхности: химическому травлению в смеси кислот, электролитическому полированию, абразивной полировке, промывке деонизованной водой и спиртом, отжигу при высоких температурах
    Exact
    [1,2]
    Suffix
    . Особое внимание уделяется обратной поверхности сварного шва экватора полуячеек, морфология которого после поверхностной обработки должна полностью соответствовать основному металлу. Материалы, оборудование, методики.
    (check this in PDF content)

  18. Start
    12470
    Prefix
    Результаты испытаний и требования к механическим свойствам материала, согласно проекту МЛК, представлены в табл. 2. Таблица 2. Результаты испытаний на растяжение ниобия и требования МЛК Временное сопротивление σв, МПаПредел текучести σт, МПаОтносительное удлинение δ,% ниобий (Ningxia otic) 17097,830 требования МЛК
    Exact
    [2]
    Suffix
    >100>5030 а б Рис. 2. Поверхности ниобия в состоянии поставки (а) и после снятия химическим травлением слоя толщиной 200 мкм (б) Химическое травление. Качество обработки рабочей поверхности СВЧ-резонаторов, частью которых являются поверхности сварных соединений, оказывает существенное влияние на рабочие характеристики резонатора, в частности на собственную
    (check this in PDF content)

  19. Start
    12877
    Prefix
    Качество обработки рабочей поверхности СВЧ-резонаторов, частью которых являются поверхности сварных соединений, оказывает существенное влияние на рабочие характеристики резонатора, в частности на собственную добротность
    Exact
    [19, 20]
    Suffix
    . При изготовлении СВЧ-ниобиевых резонаторов наиболее простым в реализации и широко применяемым методом обработки рабочих поверхностей (удаление поверхностных слоев и полировка) является химическое травление.
    (check this in PDF content)