НОВОСТИ проекта NICA

Перемещение соленоида MPD

14 апреля в павильоне многоцелевого детектора MPD ускорительного комплекса NICA впервые прошло перемещение сверхпроводящего соленоида массой 800 тонн в текущей конфигурации.

Также, неотъемлемо от соленоида, перемещена боковая платформа для электронного оборудования, предназначенного для считывания показаний с детекторов MPD. Перемещение потребовалось для решения задач монтажа электроники и стало для команды проекта хорошей репетицией этой сложной технологической манипуляции.

Сейчас конфигурация включает в себя сам соленоид - огромный магнит диаметром более 5 метров, а также магнитопровод, куда он установлен, и верхнюю платформу, на которой уже частично смонтировано криогенное оборудование. Конструкция вместе с боковой платформой была подвинута на 1,8 м от стены по технологическим причинам - на платформе начинается монтаж оборудования. При передвижении магнита на боковой платформе был размещен груз весом около 13 тонн, имитировавший массу полного оборудования, которое планируется смонтировать здесь до конца мая.

Коллаборация MPD

18-21 апреля проходило XI коллаборационное совещание эксперимента MPD на комплексе NICA. Для обсуждения прогресса в реализации проекта собралось более 150 участников.

На открытии вице-директор ОИЯИ, руководитель проекта NICA Владимир Кекелидзе отметил успешный итог самого длинного в истории комплекса пуско-наладочного сеанса, который завершился в феврале этого года. Он также сообщил, что все магниты коллайдера готовы, и 80 дипольных магнитов уже установлены в арках туннеля. Строительные работы на комплексе завершены и ожидается поставка инженерного оборудования. Криогенный комплекс проекта NICA будет введен в эксплуатацию в течение нескольких ближайших месяцев, главная электрическая подстанция уже работает. "Несмотря на то что из-за внешних обстоятельств возникают трудности с поставкой готового оборудования и выполнением нашими коллегами условий контрактов, коллаборация MPD находит решения этих проблем, и проект развивается", - подчеркнул Владимир Кекелидзе. Он также выразил надежду, что уже в конце этого года будет возможно начать технический запуск коллайдера.

О текущем статусе коллаборации и прогрессе в реализации проекта MPD доложил споуксмен коллаборации Виктор Рябов (ПИЯФ). Проект объединяет уже более 500 участников из 34 институтов десяти стран. На данный момент вышло около 200 статей, посвященных физическим исследованиям, оборудованию и программному обеспечению эксперимента.

Руководитель проекта MPD на ускорительном комплексе NICA Вячеслав Головатюк рассказал, что в конце апреля команда рассчитывает начать откачку соленоида до его рабочего вакуума внутри кожуха, и в конце мая - начале июня планируется начать охлаждение магнита до температуры жидкого азота. С июня по сентябрь работы на MPD приостановят, чтобы специалисты смогли покрасить стены зала в целях противопожарной безопасности. Затем, с октября по декабрь, команда проекта рассчитывает провести захолаживание магнита до температуры жидкого гелия. Измерения магнитного поля предварительно назначены на начало 2024 года. Ввод детектора MPD в эксплуатацию и первый набор данных теперь запланированы на 2025 год.

Все компоненты первого этапа эксперимента MPD активно создаются и тестируются, о каждой системе прозвучали доклады на совещании. Участники также обсуждали программную и вычислительную инфраструктуры детектора, реконструкцию событий в эксперименте, отчеты физических рабочих групп.

В коллаборацию MPD вошли новые участники: восемь специалистов под руководством профессора Ярослава Бердникова из Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого, команда доктора физико-математических наук Игоря Лебедева из Физико-технического института Республики Казахстан в составе девяти человек также вступила в коллаборацию.

Прикладные исследования на NICA

В течение четвертого сеанса пусконаладочных работ на ускорительном комплексе NICA были проведены первые прикладные исследования на выведенных из Нуклотрона пучках ионов ксенона высоких энергий. В число первых институтов, которые смогли воспользоваться инфраструктурой комплекса для прикладных исследований ARIADNA, вошел давний партнер ОИЯИ - Институт медико-биологических проблем. Сотрудники ИМБП РАН исследовали на радиационную стойкость два новых материала для защиты кают российских космонавтов на Международной космической станции. Также в сеансе были облучены семена растений, имеющих практическую значимость с точки зрения культивирования в условиях космического полета.

"Мы с большим нетерпением ждали начала этого сеанса, когда на комплексе NICA появятся частицы с "нашими" энергиями: до нескольких ГэВ на нуклон. Именно они позволяют имитировать космическую радиацию, получая потоки тех самых частиц: ядра углерода, азота, кислорода, железа, ксенона и других. Для нас NICA - это некий симулятор космического излучения, которое воздействует в том числе и на экипажи космических аппаратов", - прокомментировал заведующий отделом радиационной безопасности пилотируемых космических полетов ИМБП РАН Вячеслав Шуршаков

Коллаборация SPD

На 57 й сессии Программно консультативного комитета по физике частиц коллаборация SPD впервые представила технический проект экспериментальной установки. Документ, насчитывающий более 300 страниц, содержит подробное описание подсистем и инфраструктуры детектора для базовой конфигурации, когда на начальном этапе энергии пучков и светимости значительно меньше номинальных, и для полной конфигурации детектора. Представленный доклад был положительно принят новым составом комитета.

Главной вехой в развитии проекта SPD в текущем году станет подготовка рабочей конструкторской документации для создания сверхпроводящего соленоидального магнита. Магнит с напряженностью поля до 1,2 Т на оси и запасенной энергией около 20 МДж будет создан в Новосибирске в Институте ядерной физики СО РАН. Новосибирцы уже имеют опыт создания центрального соленоидального сверхпроводящего магнита для установки PANDA (FAIR), который, однако, несколько уступает магниту SPD по размеру. Те же технологии, а также наработки, полученные при создании магнита для PANDA, будут использованы и для изготовления магнита SPD. Из за высокой степени интеграции магнита в конструкцию и инфраструктуру установки SPD, инженеры и физики из ОИЯИ принимают активное участие в подготовке рабочей документации. В текущем году также продолжится работа по созданию и оптимизации прототипов подсистем установки. Особое внимание уделено детекторам, которые будут задействованы уже в первой фазе эксперимента.

За последние месяцы представители коллаборации посетили университеты и научные институты Казахстана, Белоруссии, ЮАР и Египта, чтобы установить новые научные контакты. В итоге в коллаборацию вступил Казахстанский институт ядерной физики (Алматы), отдельные представители которого уже давно принимают активное участие в работах по трековой системе установки SPD. Продолжаются контакты и совместные работы в рамках проекта SPD с научными группами из Мексики.

Криогенный комплекс NICA

В 2022 году был выполнен большой объем работ по созданию и вводу в эксплуатацию оборудования криогенного комплекса. Установки создаваемого комплекса размещены в нескольких корпусах, часть оборудования находится под открытым небом. Новое оборудование необходимо для обеспечения работы сверхпроводящих колец комплекса NICA: магниты коллайдера необходимо охладить до температуры 4,5 К.

Проведен ускорительный сеанс рекордной длительности, в котором установки криогенного комплекса отработали 4,5 месяца.

Охлаждение магнитно криостатной системы (МКС) бустера от 300 К до 4,5 К проводилось по штатной схеме: использовался гелиевый сателлитный рефрижератор РСГ 2000/4,5 №1 холодопроизводительностью 2000 Вт при 4,5 К. Подача жидкого гелия от рефрижератора в каждое полукольцо бустера обеспечивалась по криогенным трубопроводам с экранно вакуумной изоляцией и азотным экраном.

Для переохлаждения жидкого гелия используются два новых сепаратора объемом 500 л каждый. В ходе последнего сеанса работы ускорителей использовалось смонтированное в августе 2022 года оборудование азотной криогенной системы: два 30 м³ азотных танка VRV в комплекте с центробежными насосными установками жидкого азота.

В настоящее время ведутся работы по монтажу оборудования и трубопроводов, необходимых для охлаждения коллайдера комплекса NICA. В помещении 177 здания 17 заканчивается монтаж двух сателлитных рефрижераторов РСГ 2000 №2 и 3, которые обеспечат подачу жидкого гелия в полукольца коллайдера.

Для подачи сжатого гелия от новой компрессорной станции (ККС) к рефрижераторам и ожижителям, находящимся в корпусе 1Б и здании 17, ведется монтаж технологических трубопроводов. Начато строительство второй очереди эстакады до корпуса коллайдера.

Проведены теплотехнические испытания гелиевой контейнер цистерны КЦГ 40/0,5. Изделие совершило два рейса на гелиевый завод в Оренбург. Успешно проведены операции по его заправке и транспортировке на пункт раздачи в Московской области.

Отработана технология захолаживания и заправки контейнера с использованием крупнейшего в России ожижителя гелия ОГ 1000 - установки криогенного комплекса коллайдера NICA. Завершен монтаж технологического оборудования в новой криогенно компрессорной станции.

Смонтированы и обвязаны винтовые гелиевые компрессорные агрегаты Каскад 110/30, азотные центробежные компрессоры Аэроком 2/179 18 и SM5000, поршневые азотные компрессоры 6ГШ1,6 2/1,1 200 2, воздушный компрессор Atlas Copco GA18. Также завершен монтаж блочно модульной вентиляторной градирни Marley NC8409.

В 2023 году работы на криогенном комплексе будут направлены на обеспечение охлаждения кольца коллайдера. Для этого необходимо завершить строительство второй очереди эстакады, изготовить и смонтировать технологические трубопроводы, провести наладку гелиевых рефрижераторов и пуско наладочные работы оборудования криогенно компрессорной станции. Другая важная задача - завершить работы по созданию замкнутой системы азотного обеспечения комплекса. Азотный ожижитель, реконденсаторы и танки с насосными установками предстоит соединить криогенными и газовыми линиями в одну систему, которая обеспечит надежную работу всех потребителей жидкого азота: криогенные гелиевые установки, высокотемпературные токовводы, теплозащитные экраны бустера, Нуклотрона и коллайдера.

По материалам Пресс-центра ОИЯИ и NICA Bulletin