Юбилей ЛЯП ОИЯИ. Назначение и устройство синхроциклотрона
Так, 12 февраля 1946 года И.В. Курчатов писал И.В. Сталину: «... Нам необходимо развивать исследования по общетеоретическим вопросам атомного ядра, чтобы не потерять перспективу наиболее правильного развития работ по использованию внутриатомной энергии.
Наша научно-техническая база изучения атомного ядра укрепилась за последние годы, но всё же сильно отстает от США. Рассмотрев этот вопрос на Специальном комитете, мы приняли решение о необходимости постройки мощного циклотрона с весом электромагнита в 6000 тонн…»
В направленной в ноябре 1949 г. Л.П. Берии справке об ускорителях заряженных частиц ее составители Д.В. Ефремов и В.И. Векслер пишут: «Наиболее эффективным способом исследования структуры и свойств атомных ядер, характера внутриядерных сил и других фундаментальных проблем строения вещества является бомбардировка ядер быстрыми частицами.
Быстрые частицы получаются при помощи ускорителей заряженных частиц - бетатронов, синхротронов, циклотронов и других».
Разработка проекта синхроциклотрона с большой энергией протонов стала возможной на основании принципа автофазировки, предложенного В.И. Векслером при участии Е.Л. Фейнберга. Согласно проекту ускоритель состоял из вакуумной камеры диаметром 5 метров для разгона заряженных частиц, вращающихся по кольцевым орбитам под действием внешнего магнитного поля. Снаружи вакуумной камеры находилась магнитная система, создающая необходимое магнитное поле. Уникальный электромагнит состоял из восемнадцатиметровых железных плит весом 120 тонн каждая. Общий вес системы — 7300 тонн, высота — около 10 метров, диаметр обмоток — около 10 метров. Ускоренный магнитом пучок протонов выводился из вакуумной камеры наружу, в экспериментальный зал, для проведения физических экспериментов. Другое необходимое оборудование ускорителя:
• механический вариатор частоты,
• мощный радиогенератор для подачи высокочастотного напряжения в вакуумную камеру,
• аппаратура дистанционного управления ускорителем и наблюдения за его работой,
• агрегаты электропитания и мощные вакуумные насосы,
• вспомогательные системы (ионного источника, радиационного и технологического контроля, биологической защиты и т.д.)
Оборудование синхроциклотрона изготовили и смонтировали завод «Электросила» и завод №496 Министерства электропромышленности.
Для ускорителя построили особое здание размером 40 на 50 метров и высотой 40 метров. Толщина железобетонных стен корпуса около двух метров, перекрытия выполнены из 12 металлических ферм, залитых бетоном толщиной два метра и засыпанных метровым слоем песка. Кроме того, были выстроены корпус для научных исследований и корпус дистанционного управления и электрохозяйства, соединенный с корпусом ускорителя железобетонным тоннелем для кабелей длиной 400 метров и сечением 6 на 2 метра.
«В связи с сооружением циклотрона было выполнено 69 крупных научно-исследовательских работ, разработано большое количество новых приборов и разного рода устройств: вакуумные вентили с дистанционным управлением, высоковакуумные шиберы с гидравлическим управлением, генераторы высокой частоты, специальные осциллографы и много другой радиотехнической и вакуумной аппаратуры.
Большие технические и технологические трудности были преодолены при изготовлении гигантского электромагнита ускорителя, состоящего из отдельных деталей весом около 120 тонн каждая, которые требовалось собрать с точностью до десятых долей миллиметра» (черновая версия сборника по истории овладения атомной энергией в СССР, 1952-53 гг).
