ЦЕРН проверил российские сверхпроводники для Кольцевого коллайдера будущего

Российские ниобий-оловянные сверхпроводники, разработанные и изготовленные для Кольцевого коллайдера будущего (Future Circular Collider, FCC), прошли проверку в ЦЕРНе. Проект выполнен в рамках соглашения между ЦЕРНом и ТВЭЛ.

В ЦЕРНе проверили сверхпроводники и изготовили из них кабель резерфордовского типа. Технические характеристики стрендов полностью соответствуют спецификации. Топливная компания «ТВЭЛ» квалифицирована как поставщик сверхпроводников для программ разработки высокополевых магнитов ускорителей частиц. «Соответствующий заказ рассчитываем получить после принятия ЦЕРНом решения о строительстве FCC», — ​сообщили корреспонденту «СР» в пресс-службе ТВЭЛ.

Квалификационную партию сверхпроводящих проводов общей длиной 50 км изготовили в прошлом году на Чепецком механическом заводе в Глазове. Конструкцию и технологию производства стрендов разработали во ВНИИНМ им. Бочвара.

ЦЕРН планирует использовать для FCC сверхпроводники нового поколения, со значительно повышенными требованиями к электрофизическим характеристикам по сравнению с существующими промышленно освоенными образцами. Российские разработчики выполнили требования: плотность критического тока стрендов — ​более 2,85 тыс. А/мм2 в поле 12 Т, коэффициент остаточного электросопротивления — ​более 100, эффективный диаметр волокна — ​менее 80. Это рекордные для российской сверхпроводящей промышленности параметры.

Для изготовления сверхпроводников применили метод внутреннего источника олова. «Это метод, где источником для получения сверхпроводящего соединения является чистое олово, введенное внутрь конструкции. В процессе отжига олово диффундирует в ниобиевые волокна, образуя сверхпроводящее соединение — ​станнид триниобия, Nb3Sn, — ​рассказал заместитель гендиректора ВНИИНМ, директор научно-исследовательского отделения технологии и материаловедения сверхпроводящих и функциональных материалов Ильдар Абдюханов. — ​Метод позволяет получить длинномерные, несколько тысяч метров, провода с очень равномерной структурой, с высокой токонесущей способностью».

«Ученые и инженеры топливного дивизиона в очередной раз продемонстрировали высокий класс в области сверхпроводимости, сумев в сжатые сроки создать технологию и изготовить продукцию с характеристиками, соответствующими передовому мировому уровню, — ​отметила президент ТВЭЛ Наталья Никипелова. — ​Мы гордимся тем, что сверхпроводники нашего производства сделают возможной реализацию крупнейших российских и международных научных проектов в области физики высоких энергий и термоядерного синтеза, таких как FCC, ИТЭР, NICA и FAIR. Помимо ниобий-оловянных проводов мы также ведем разработки ниобий-титановых проводов и особо чистого резонаторного ниобия, который понадобится для изготовления ускорительных систем коллайдера».

FCC планируется построить после 2030 года. Он придет на смену Большому адронному коллайдеру и станет самым большим ускорителем частиц в мире — ​100 км в окружности.

Магнитная система — ​один из ключевых элементов нового ускорителя. Для ее создания понадобится 6 тыс. т ниобий-оловянного сверхпроводника и 3 тыс. — ​ниобий-титанового. Ни одной стране в одиночку такую партию не собрать. Разработка технологии производства ведется в Европе, а также в США, Южной Корее, Японии, Китае.