Обоснование сооружения УНК

Ускоритель У-70 оставался крупнейшим в мире протонным ускорителем в течение пяти лет. Несмотря на рекордную для своего времени энергию, было очевидно, что ее будет недостаточно для решения целого ряда фундаментальных проблем физики микромира.

Кроме того, в крупнейших исследовательских центрах США и Западной Европы шла интенсивная работа по реализации проектов более мощных машин, чем У-70.

Решение о сооружении УНК

Решение правительства о сооружении ускорительно-накопительного комплекса (УНК) было принято в 1980 г.

Темп работ значительно вырос после выхода в 1987 г. постановления правительства об укреплении материально-технической базы исследований по физике высоких энергий.

Это постановление легло в основу принятой в 1990 г. государственной научно-технической программы "Физика высоких энергий".

Ступени УНК

УНК представлял собой двухступенчатый протонный ускоритель, размещенный в кольцевом подземном тоннеле длиной около 21 км.

Первая ступень (УНК-1) - ускоритель на энергию 600 Гэв на основе классических (железных) магнитов. Его проект был утвержден в 1985 г.

Вторая ступень (УНК-2) включала в себя ускоритель на энергию 3000 ГэВ на основе сверхпроводящих магнитов с полем 5 Тл и экспериментальную базу на выведенных и внутреннем пучках. Проект второй ступени выпущен в 1990 г.

Ускоритель обеспечивал организацию встреч протонных пучков с энергиями 0,4x3 ТэВ.

Основные параметры УНК приведены в таблице.

Развитие комплекса

Размеры тоннеля и мощность энергосистем позволяли соорудить в тоннеле второе сверхпроводящее кольцо (УНК-3) и осуществить в дальнейшем режим рр-встреч с энергиями 3x3 ТэВ.

Интенсивность пучка

Для накопления высокой интенсивности пучка при энергии инжекции создавалось плато магнитного поля длительностью 72 с, что позволяло 12 раз инжектировать пучок из У-70, последовательно заполняя орбиту УНК.

При условии, что интенсивность инжектора У-70 будет увеличена до 5x10¹³ протонов в импульсе, максимальная интенсивность в УНК может составлять 6x10¹⁴ протонов в импульсе, средняя интенсивность - 5x10¹².

Вывод пучка

Медленный вывод пучка длительностью 40 сек осуществляется с помощью нелинейного резонанса 3-го порядка 3Q_r=110.

Многократный быстрый резонансный вывод пучка производится в течение 2-3 мсек с интервалом 2 сек.

Предусмотрен однооборотный вывод полной интенсивности или ее части за время 65 мксек.

Расположение УНК

На схеме расположения УНК видно, что в качестве инжектора использовался существующий ускоритель с энергией 70 ГэВ (У-70).

По геологическим условиям УНК удален от У-70 в северном направлении. Поэтому пучок из У-70 должен транспортироваться по каналу инжекции длиной 2,7 км, а затем инжектироваться в прямолинейный промежуток СПП-1.

В промежутке СПП-1 сосредоточено основное технологическое оборудование:

	система инжекции,
	высоко-частотная система ускорения пучка,
	система локализации потерь,
	система аварийного вывода пучка.

Прямолинейный промежуток СПП-4 (северная часть кольца):

	предназначен для вывода ускоренного пучка в направлении экспериментальной базы;
	структура и оптическая схема промежутка обеспечивают вывод полной интенсивности ускоренного пучка с расчетной эффективностью 98%.

Район прямолинейного промежутка СПП-3:

	Здесь циркулирующий пучок взаимодействует с внутренней струйной мишенью экспериментального комплекса "НЕПТУН".
	Комплекс расположен в подземном зале:
		ширина - 15 м
		высота - 11 м
		протяженность - 60 м
		глубина - 57 м