ОТЧЕТ О ПРИКЛАДНЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЯХ (промежуточный) по теме «СОЗДАНИЕ ОПЫТНОЙ ПАРТИИ МОДУЛЕЙ ДЛЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО КАЛОРИМЕТРА В СОСТАВЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ УСТАНОВКИ МНОГОЦЕЛЕВОЙ ДЕТЕКТОР (MPD) НА КОЛЛАЙДЕРНОМ КОМПЛЕКСЕ НИКА»Этап №2: Создание Технического задания на тестирование модулей Электромагнитного калориметра (ECal). Макетные исследования ВТСП кабеля и обмоток

Объектами исследования и разработки в данной работе являются модули электромагнитногокалориметра (ECAL) MPD и сверхпроводящий накопитель энергии для ускорительногокомплекса NICA.Целью данной работы является подготовка оборудования для исследования ядерной материив горячем и плотном состоянии, в том числе кварк-глюонной плазмы, на ускорительномкомплексе NICA в Объединенном Институте Ядерных Исследований (ОИЯИ). Для решенияфундаментальных задач исследования важную роль будет играть электромагнитныйкалориметр (ECAL), который создается как составная часть Многоцелевого детектора (MPD).С технической точки зрения, основная задача ECAL будет состоять в точном измерениикоординаты и энергии фотонов и электронов в условиях высокой множественности частиц встолкновениях тяжелых ионов, что требует высокой гранулярности калориметра,значительных размеров и использования проективной геометрии калориметра, в котороймодули калориметра имеют сложную форму и ориентированы на зону пересечения пучковколлайдера NICA. Задачей данного этапа Проекта является разработка методик и подготовкаоборудования для тестирования как отдельных компонент, из которых состоят модули ECal,так и самих модулей. Целью интенсивных исследований модулей с помощью компьютерногомоделирования и на пучках электронов является поиск возможных отклоненийхарактеристик модулей калориметра от идеальных, поиск причин и методов коррекции этихотклонений для соответствия ECal требованиям экспериментов на MPD.Для питания магнитов ускорительного комплекса NICA целесообразно применениенакопителя энергии на основе резонансного контура с полупроводниковым управлениемформой тока, в силу преимущественно индуктивного характера нагрузки и цикличностирежимов питания. Подобный накопитель энергии существенно улучшит качество питаниямагнитов, снизит негативное влияние большой импульсной индуктивной нагрузки нараспределительные сети, и может позволить осуществить существенную экономиюэлектроэнергии. Исследования на текущем этапе направлены на проверку того, чтотоконесущая способность образца ВТСП кабеля подтверждает эффективность технологииего изготовления и возможность создать обмоточный ВТСП кабель с рабочим током 12 кА вмагнитном поле 7 Тл при температуре 15 К с запасом в 5 К, как это необходимо для магнитанакопителя.Результаты работы: Создано Техническое задание на тестирование модулей ECal.Разработан, создан и оснащен экспериментальный стенд для тестирования модулей ECal.Подготовлено и проведено экспериментальное исследование параметров модулей ECal напучках электронов в DESY и в Троицком филиале ФИАН. Выявлены причины иразработаны методы коррекции найденных неоднородностей и отклонений от линейностиотклика калориметра. Измеренные разрешения калориметра находятся в хорошемсогласии с результатами компьютерного моделирования и удовлетворяют требованиямэксперимента MPD. Разработана верхняя сборочная пластина для вывода и креплениясветоводов (WLS волокон) и лавинных фотодиодов.Приобретены ВТСП материалы для исследований образцов кабелей и обмоток.Оборудован опытный участок для изготовления экспериментальных образцов обмоточныхВТСП кабелей и магнитов из них. Создана необходимая для этого технологическаяоснастка, в том числе экспериментальное устройство для изготовления обмоточных ВТСПкабелей и соленоидов из них. Для проверки работоспособности устройства изготовленобразец обмоточного ВТСП кабеля. Произведено криогенное токовое испытание образца(исследование токонесущей способности), результаты которого показали практическоеотсутствие снижения токонесущей способности ВТСП лент в результате изготовленияобмоточного ВТСП кабеля на устройстве, и сгиба кабеля на диаметр, меньшийминимального диаметра обмотки SMES. Таким образом, создаваемая технологияизготовления обмоточного ВТСП кабеля и экспериментальное устройство могут бытьуспешно применены для разработки магнита SMES. Токонесущая способность образцаподтверждает возможность получить требуемый рабочий ток кабеля при рабочихтемпературах и магнитных полях на обмотке SMES, при количестве ВТСП лент вобмоточном ВТСП кабеле SMES, не превышающем расчетного числа лент.Первый зарубежные партнер (Университет Циньхуа, Пекин, Китай) создал участоквходного контроля параметров сцинтилляторов, свинцовых пластин и световодов.Второй иностранный партнер (Институт физики плазмы, Хэфэй, КНР) разработалконцепцию 10кА кабеля для СПИН на 1 МДж, изготовил короткий образец кабеля иразработал модельную обмотку, изготовил и испытал образцы кабеля на рабочий ток до10 кА.