vestiftИзвестия Национальной академии наук Беларуси. Серия физико-технических наукProceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Physical-technical series1561-83582524-244XThe Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"vestift-105Research ArticleМАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ, МЕТАЛЛУРГИЯMATERIALS SCIENCES AND ENGINEERING, METALLURGYСоздание сверхпроводящих ниобиевых резонаторов для ускорителей частицDeveloping of superconductive niobium cavities for accelerating devicesПобольИ. Л.PobalI. L.noemail@neicon.ruЮревичС. В.YurevichS. V.noemail@neicon.ruФизико-технический институт НАН БеларусиBelarus201528062016024450Copyright © Поболь И.Л., Юревич С.В., 20162016Поболь И.Л., Юревич С.В.Pobal I.L., Yurevich S.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestift.belnauka.by/jour/article/view/105

Представлены результаты исследований листового особочистого ниобия на соответствие требованиям, предъявляемым к материалам, используемым для создания сверхпроводящих высокочастотных резонаторов. Изучены процесс химической очистки поверхности ниобия перед сваркой, структура, механические и сверхпроводящие свойств получаемых с помощью электронно-лучевой сварки сварных соединений особочистого ниобия. Разработан метод создания одноячеечных 1,3 ГГц СВЧ-ниобиевых резонаторов, включающий гидроударную штамповку заготовок из листового материала, соединение отдельных компонентов между собой электронно-лучевой сваркой, финишную химическую обработку рабочей поверхности резонаторов. Приведены результаты ВЧ-испытаний изготовленного 1,3 ГГц одноячеечного ниобиевого резонатора, которые свидетельствуют о сохранении материалом резонатора высокой чистоты, сверхпроводящих свойств и соответствии геометрии заданным размерам.

The analyses of important characteristics of high purity niobium were done. The results of a study of structure and mechanical properties of welding joints, superconducting characteristics of the material after joining of welded components of superconducting radio frequency cavities are presented. The manufacturing technology of SRF niobium cavity using liquid impact forging, electron beam welding and chemical polishing was developed. The paper also describes the results of testing of the SRF 1.3 GHz single-cell niobium cavity manufactured in the PTI NAS of Belarus.

ReferencesXFEL: The European X-Ray Free-Electron Laser. Technical design report. DESY. Hamburg. 2006.XFEL: The European X-Ray Free-Electron Laser. Technical design report. DESY. Hamburg. 2006.The International Linear Collider. Technical Design Report. Vol. 3: Accelerator. 2013.The International Linear Collider. Technical Design Report. Vol. 3: Accelerator. 2013.Sekutowicz J. K. // Proc. of the CAS-CERN Accelerator School: RF for accelerators. Ebeltoft, Denmark, June 8-17, 2010. P. 369-393.Sekutowicz J. K. // Proc. of the CAS-CERN Accelerator School: RF for accelerators. Ebeltoft, Denmark, June 8-17, 2010. P. 369-393.Диденко А. Н. Сверхпроводящие ускоряющие резонаторы. М., 2008.Диденко А. Н. Сверхпроводящие ускоряющие резонаторы. М., 2008.Leemann C. W, Douglas D. R., Krafft G. A. // Annual Review of Nuclear and Particle Science. 2001. Vol. 51. P. 413-450.Leemann C. W, Douglas D. R., Krafft G. A. // Annual Review of Nuclear and Particle Science. 2001. Vol. 51. P. 413-450.Reece C. et al. // Proc. of the 1993 Particle Accelerator Conference. Washington, USA, May 17-20, 1993. Piscataway, 1993. P. 1016-1018.Reece C. et al. // Proc. of the 1993 Particle Accelerator Conference. Washington, USA, May 17-20, 1993. Piscataway, 1993. P. 1016-1018.Aune B. et al. // Physical Review Special Topics - Accelerators and Beams. 2001. Vol. 3. Issue 9.Aune B. et al. // Physical Review Special Topics - Accelerators and Beams. 2001. Vol. 3. Issue 9.Gresele A. et al. // Proc. of 16th Int. Conf. on RF Superconductivity. Paris, France, September 23-27, 2013. Geneva: JACoW, 2014. P. 177-179.Gresele A. et al. // Proc. of 16th Int. Conf. on RF Superconductivity. Paris, France, September 23-27, 2013. Geneva: JACoW, 2014. P. 177-179.Sulimov A. et al. // Proc. of 16th Int. Conf. on RF Superconductivity. Paris, France, September 23-27, 2013. Geneva: JACoW, 2014. P. 234-236.Sulimov A. et al. // Proc. of 16th Int. Conf. on RF Superconductivity. Paris, France, September 23-27, 2013. Geneva: JACoW, 2014. P. 234-236.Saeki T. et al. // Proc. of the 5th Int. Particle Accelerator Conference. Dresden, Germany, June 15-20, 2014. Geneva: JACoW. P. 2528-2530.Saeki T. et al. // Proc. of the 5th Int. Particle Accelerator Conference. Dresden, Germany, June 15-20, 2014. Geneva: JACoW. P. 2528-2530.zhai J. Y. et al. // Proc. of 16th Int. Conf. RF Superconductivity (SRF2013): Paris. France, September 23-27, 2013. Geneva: JACoW, 2014. P. 611-614.zhai J. Y. et al. // Proc. of 16th Int. Conf. RF Superconductivity (SRF2013): Paris. France, September 23-27, 2013. Geneva: JACoW, 2014. P. 611-614.Kui Z. // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A. 2002. Vol. 483. P. 125-128.Kui Z. // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A. 2002. Vol. 483. P. 125-128.Azaryan N., Pobol I., Yurevich S. et al. // Proc. of RUPAC2012. September 24-28, 2012, Saint-Petersburg. Russi, 2012. P. 602-604.Azaryan N., Pobol I., Yurevich S. et al. // Proc. of RUPAC2012. September 24-28, 2012, Saint-Petersburg. Russi, 2012. P. 602-604.Azaryan N., Pobol I., Yurevich S. et al. // Proc. of IPAC13. May 12-17, 2013, Shanghai. China, 2013. P. 2393-2395.Azaryan N., Pobol I., Yurevich S. et al. // Proc. of IPAC13. May 12-17, 2013, Shanghai. China, 2013. P. 2393-2395.Батурицкий М., Карпович В. // Наука и инновации. 2013. №7. C. 39-41.Батурицкий М., Карпович В. // Наука и инновации. 2013. №7. C. 39-41.Padamsee H. RF Superconductivity: Science, Technology and Applications. New York: John Wiley & Sons, 2009.Padamsee H. RF Superconductivity: Science, Technology and Applications. New York: John Wiley & Sons, 2009.Singer W. et al. // Physica C: Superconductivity. 2003. Vol. 386. P. 379-384.Singer W. et al. // Physica C: Superconductivity. 2003. Vol. 386. P. 379-384.Петраковский В. С., Журавский А. Ю. // Современные методы и технологии создания и обработки материалов. Кн. 2: Обработка металлов давлением. Мн., 2014. C. 156-162.Петраковский В. С., Журавский А. Ю. // Современные методы и технологии создания и обработки материалов. Кн. 2: Обработка металлов давлением. Мн., 2014. C. 156-162.Lilje L. // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research. 2004. Vol. 516. Issues 2-3. P. 213-227.Lilje L. // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research. 2004. Vol. 516. Issues 2-3. P. 213-227.Antoine C. Materials and surface aspects in the development of SRF niobium. Geneva: EuCARD, 2012.Antoine C. Materials and surface aspects in the development of SRF niobium. Geneva: EuCARD, 2012.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.