I. 120-см циклотрон НИИЯФ МГУ (типа Р7) предназначен для ускорения легких ионов с А = 1-4 до максимальной энергии 7,8 МэВ/нукл:
протонов до энергии 5 ¸ 8 МэВ,
дейтронов до энергии 10 ¸ 16 МэВ ,
гелия-3 до энергии 15 ¸ 24 МэВ,
альфа-частиц до энергии 20 ¸ 30 МэВ.
Ток пучка невыведенного - до 60 мкА, ток выведенного пучка - до 10 мкА.
Работа ведется главным образом на протонах и альфа-частицах, эпизодически - на гелии-3 и дейтронах.
Ускоритель используется для проведения научно-исследовательских работ в области фундаментальной ядерной физики умеренных энергий, а также для выполнения разнообразных работ в прикладных и смежных областях:
1. Методика обратного рассеяния используется для элементного анализа приповерхностных слоев материалов.
2. Ядерные реакции служат для неразрушающего анализа содержания некоторых элементов в биологических образцах.
3. С помощью быстрых частиц из ядерных реакций тестируются и калибруются приборы на основе кремниевых полупроводниковых детекторов.
4. Производятся короткоживущие изотопы для медицинских и др. целей.
Методика обратного рассеяния протонов и альфа-частиц используется для определения профиля содержания кислорода в легированных сталях, для исследования процесса азотирования конструкционных материалов и др. целей.
С помощью специфических ядерных реакций избирательно выделяются продукты реакций, происходящих в тонких биологических и агрохимических образцах. С точностью до нескольких процентов можно идентифицировать содержание ядер изотопов бора, углерода, азота, кислорода, серы и др. легких элементов.
Быстрые легкие продукты реакций оказались удобным средством для калибровки сложных составных приборов из полупроводниковых кремниевых детекторов, в частности, используемых в космофизических исследованиях. С помощью протонов из реакций под действием ионов 3Не++ удается тестировать приборы, состоящие из ряда детекторов общей толщиной до 8мм.
На выведенном пучке ионов 4Не++ проводятся работы по получению радиоактивных изотопов таллия, астата, используемых в медицинских целях, 59-кобальта и др.
II. Ускорительная установка электростатического генератора Ван-де-Граафа (ЭГ-8) предназначена для получения выведенных в экспериментальный зал пучков положительно заряженных ионов ядер (протонов, альфа-частиц, ионов азота и др.) с максимальной теоретически возможной для данной установки энергией до 4 МэВ/заряд и максимальным током I = 10 мкА. Практически, максимальная энергия, достигнутая на этом ускорителе для протонов, составила 3 МэВ.
Первоначально ускоритель использовался прежде всего для ускорения электронов и
заряженных микрочастиц (макронов или dust particles)
с целью исследования воздействия таких частиц на поверхности
космических аппаратов. Параметры получаемых пучков ионов не вполне подходили для
использования в методиках ионно-пучкового анализа материалов.
Ускоритель был в существенной степени модернизирован в 80-е годы доктором техн. наук Александром Владимировичем Алмазовым, который работал в НИИЯФ МГУ с 1980 по 1985 гг. в должности старшего научного сотрудника Отдела физики атомного ядра.
Под его руководством была проведена полная реконструкция электростатического ускорителя, после чего ускоритель стал одним из лучших в СССР, вполне соответствующим мировому уровню. В частности, ленточное зарядное устройство ускорителя было заменено на индукционное оригинальной конструкции А.В. Алмазова. Была установлена новая аксиально-симметричная диафрагмированная ускорительная трубка, существенной реконструкции подверглась и колонна ускорителя. В ней был установлен новый высоконадежный резистивный делитель высокого напряжения, конструкцию которого также предложил А.В. Алмазов. Заново была сконструирована и изготовлена система стабилизации энергии пучка.
В настоящее время ускоритель активно используется для исследований металлических, полупроводниковых и диэлектрических материалов в поли- и монокристаллических фазах методами ионно-пучкового анализа.
III. Ускоритель КГ-500 является высоковольтным каскадным генератором Кокрофта-Уолтона с воздушной изоляцией и предназначен для ускорения положительно заряженных ионов в электростатическом поле.
Основные параметры ускоренных ионов ( для водорода):
а) максимальная энергия - 500 кэВ;
б) стабильность энергии - 0, 1 % ;
в) пределы регулировки энергии 50 - 500 кэВ;
г) ток прямого пучка (на входе в магнитный анализатор) - 1 мА;
д) плотность тока в прямом пучке - 25 мА/мм2;
е) ток одноатомных ионов в пучке, отклоненном на 90o - 0,2 мА.
Вертикально направленный пучок ионов ускорителя поворачивается двумя магнитными анализаторами в горизонтальные плоскости и вводится для использования в 5 вакуумных экспериментальных камерах, а также в установке MEIS (Medium Energy Ion Scattering) с энергетическим разрешением ~ 10-3 E0 .
На фотографии вед. электроник Афанасьев Л.Д. в зале ускорителя.
IIII. В настоящее время вводится в эксплуатацию горизонтальный электростатический ускоритель Ван-де-Граафа (AN-2500) с максимальной разностью потенциала 2,5 МВ производства HVEE (Голландия). Ускоритель получен на основании Соглашения между Центром науки о материалах университета провинции Гронинген (Нидерланды) и НИИ ядерной физики им. Скобельцына Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова (Россия) в качестве безвозмездной передачи для проведения научных исследований и обучения студентов.
Технические параметры ускорителя:
- энергия ускоряемых частиц – до 2,5 МэВ (в последние годы эксплуатации ускорителя в Гронингене энергия ускоренных частиц не превышала 1,5 МэВ);
- тип ускоряемых частиц: положительные ионы водорода и гелия;
- ток ионого пучка до 100 мкА;
- ускорительная трубка и кондуктор находятся в горизонтальном стальном котле длиной 3 м и диаметром 1,5 м под давлением до 20 атм. изолирующуго газа.
Конструкция ускорителя обеспечивает отсутствие отрицательных воздействий на окружающую среду: радиационный контроль и защита, экранирование электромагнитных излучений, защита от помех в питающей сети, охлаждение воды до выбоса в канализацию. В настоящее время ускоритель находится в стадии монтажа ионопровода к экспериментальным камерам.
На фотографии ускоритель AN-2500 (слева) и ЭГ-8 (видна часть котла высокого давления)
V. На нижеследующих фотографиях представлены сотрудники бригад обслуживания ускорительных установок. (Кликнув по фотографии можно посмотреть её больший размер !)
![]() |
![]() |
![]() |
Бригада Р7 cлева направо: вед. электроник Кошевой И.Д., гл. инженер Кирьянов Е.Ф., вед. электроник Калита В.А., электроник Черкасов Г.А., вед. электроник Дружинин Ю.П. |
Бригада ЭГ-8 слева направо: гл. инженер Дзагуров О.Б., гл. инженер Криволап В.В. и электроник Знайко Б.В. |
Электроник Обухов А.А. и вед. электроник Пронин В.А. (справа) в экспериментальном зале ускорителя КГ-500
|