В рамках проекта NICA ведется создание инфраструктуры ARIADNA для решения прикладных задач, требующих транспортировки и формирования пучка от ускорителей до мишеней станций для прикладных исследований. 26 мая в Лаборатории физики высоких энергий ОИЯИ прошел семинар, где старший инженер ЛФВЭ Георгий Филатов рассказал о зонах прикладных исследований и оборудовании каналов и станций: СИМБО, ИСКРА и СОЧИ. Создание станций и каналов пучков для прикладных исследований ведется под руководством главного инженера ускорительного комплекса NICA Евгения Сыресина с определяющим участием в этих работах молодых специалистов Георгия Филатова и Алексея Сливина. Было рассказано о результатах в ходе пусконаладочных сеансах на СОЧИ и о планах на будущее.

Каналы для прикладных исследований создаются на основе линейного ускорителя тяжелых ионов ЛУТИ и сверхпроводящего синхротрона Нуклотрон. В корпусе №1 Лаборатории физики высоких энергий ОИЯИ есть две зоны для прикладных исследований. Первая из них — это станция СОЧИ (Станция Облучения ЧИпов). Задача станции — обеспечить плотность потока частиц на мишени 10³ — 10⁵ частиц/см²/сек. Установка работает в импульсном режиме. Вторая зона – это зона измерительного павильона. Там будут располагаться две станции: СИМБО (Станция исследований медико-биологических объектов) и ИСКРА (Испытательная станция компонентов радиоэлектронной аппаратуры).

На данный момент завершен проект новых элементов магнитной системы каналов СИМБО и ИСКРА. Магнитные элементы обеспечат как транспортировку пучка, так и его формирование на мишени.

«Октупольные магниты – изюминка канала ИСКРА. На станции ИСКРА необходимо обеспечивать облучение чипов 20 на 20 мм с однородностью 10 процентов. Октуполь преобразует фазовый портрет пучка, образует на его острие плато. Именно это плато и обеспечивает необходимую однородность. Кроме того, мы будем использовать сканирующие магниты, которые позволят облучать более большие области мишеней: 200 на 200 мм на станции ИСКРА и 100 на 100 мм на станции СИМБО», — рассказал Георгий Филатов.

Кроме того, на станции СИМБА будет использоваться коллиматор для создания резкой границы поля при облучении биологических объектов. Вставки коллиматора позволят изменять диаметр пучка. Также будут использоваться детекторы, которые позволят измерять профиль пучка.

Схема расположения установок

Помимо этого, Георгий Филатов представил схемы установок ИСКРА и СИМБО, технические характеристики, месторасположение, а также сопутствующие системы. Станция СИМБО оборудована климатической камерой, позиционером для мишени, системой позиционирования детекторов, ионизационными камерами. Станция ИСКРА также включает в себя большое количество оборудования и детекторов: деградер, система позиционирования, система задания температур от отрицательных до положительных, специальное устройство для размещения чипа и проверки его на отказы во время облучения, ионизационная камера и кремниевые детекторы.

В ходе сеанса пусконаладочных работ в октябре 2022 г. команда проекта испытала прикладную станцию СОЧИ на ионах аргона, прошло первое облучение микросхемы, также были облучены радиохромные пленки, чтобы выяснить, какой профиль пучка и мишени будет на выходе. В ходе испытаний удалось «распушить» пучок, чтобы получить необходимую однородность, а также необходимые для испытаний флюенсы. Такой результат наблюдался при помощи облучения микросхемы.

В программу сеанса 2023 года вошло тестирование микросхемы, командой проекта были получены те же флюенсы, но в этот раз испытания проводились на пучках ксенона. Помимо плат, были облучены специальный трековый детектор и радиохромные пленки. Георгий Филатов отметил, что эти испытания доказали свою эффективность для тестирования оборудования. В дальнейших планах ученых испытания детекторов. В марте этого года был завершен монтаж оборудования и станции ИСКРА на внештатном месте расположения станции, а также закуплено оборудование станции СИМБО.

Запуск каналов и станций СИМБО и ИСКРА планируется осенью 2024 г.