Экспериментальный комплекс Московской мезонной фабрики ИЯИ РАН.

Экспериментальный комплекс Московской мезонной фабрики построен в 1997 году и включает в себя тоннель, соединяющий линейный ускоритель с залом, экспериментальный зал размерами 60 х 130 м² с двумя кранами грузоподъемностью 32 т, пристройку, где размещаются физики-экспериментаторы с регистрирующей аппаратурой, технологические системы и эксплуатационный персонал обеспечивающие работоспособность всего оборудования и экспериментальных установок в зале. Программа исследований на мезонной фабрике была сформулирована академиками А.Н.Тавхелидзе и В.М.Лобашевым в 1983 году. Ход ее реализации неоднократно обсуждался на научных конференциях и семинарах.

С начала сооружения экспериментального комплекса прошло около 20 лет. За прошедшее время программа существенно изменилась и акценты сместились в область фундаментальных и прикладных исследований на вторичных нейтронных пучках. К настоящему времени полностью смонтированы каналы транспортировки протонного пучка и некоторые установки нейтронного комплекса.Современная схема Московской мезонной фабрики представлена на рисунке.

Для транспортировки пучков к установкам создано и смонтировано уникальное радиационно стойкое оборудование. Канал протонов на основе этого оборудования был первоначально создан в 1992 году в конце тоннеля ускорителя перед подъемом протонного пучка в экспериментальный зал. Успешный запуск этого канала продемонстрировал высокую работоспособность изготовленного оборудования. На выходе канала был получен пучок протонов диаметром 3 мм с энергией до 500 МэВ. В этой экспериментальной зоне было размещено несколько физических установок и получены первые физические результаты до проводки основных пучков в экспериментальный зал.

В настоящее время смонтировано и запущено 253 м протонного тракта для транспортировки пучков на комплекс импульсных нейтронных источников.

В составе тракта транспортировки протонного пучка работают автоматизированные системы управления элементами канала, измерения параметров и потерь пучка. На тракте установлено 24 тридцатидвухканальных профилометра с шагом 2 мм и 4 мм для контроля положения протонного пучка и 60 ионизационных камер для измерения потерь при его транспортировке и настройке.

Первый канал тракта транспортировки протонного пучка был запущен в 1995 году на ловушку комплекса нейтронного источника. Перед ловушкой предусмотрено место для размещения экспериментального оборудования двухкристального диффракционного спектрометра МАДИС, на котором планируется проведение исследований мезорентгеновских спектров πр, πd и легких мезоатомов. Геометрические параметры пучка на месте мишени этой установки, измеренные при проводке пучка на ловушку, соответствуют требованиям эксперимента.

В 1997 году был введен в строй основной импульсный нейтронный источник ИН-06. Были измерены его характеристики методом времени пролета и была показана работоспособность всей системы в целом. В процессе экспериментальной проводки протонного пучка была опробована разработанная энергоэкономичная схема питания элементов оборудования тракта транспортировки, позволяющая без ввода дополнительных трансформаторов транспортировать пучок с энергией до 600 МэВ на все установки экспериментального комплекса, включая новый 100-тонный спектрометр по времени замедления в свинце. К настоящему времени изготовлено основное оборудование накопителя-группирователя протонов, предложенного и разработанного совместно с НИИЭФА им.Д.В.Ефремова. Накопитель-группирователь позволит обеспечить все установки нейтронного комплекса качествами, необходимыми для его успешной работы в XXI веке в качестве сверхинтенсивного нейтронного спектрометра по времени пролета. К настоящему времени решены все проблемы, связанные с инжекцией пучка в накопитель и быстрым выводом. Изготовлено и готово к монтажу электромагнитное оборудование, изготовлены вакуумные камеры магнитов и кикер-магнит для быстрого вывода. В накопитель заложены возможности 100% растяжки пучка во времени и пульсации с большой частотой.

Каналы пучков вторичных частиц, пионов и мюонов, разработаны и необходимое оборудование изготовлено. В их состав должны входить: канал пучка поверхностных мюонов, канал мюонов со сверхпроводящим соленоидом и короткий канал мягких пионов. Решен проектом мишенно-ловушечный узел, изготовлена ловушка пучка. Для всех каналов смонтированы система питания, система охлаждения и все коммуникации подведены к месту монтажа каналов.

Ввод в строй мюонных пучков позволит существенно расширить возможности исследований в области физики конденсированных сред, т.к. возможно параллельно использовать методы нейтронной спектрометрии и μSR-метод. В экспериментальном комплексе предусмотрена реализация эксперимента по μ-е конверсии. Планируется постановка экспериментов по исследованию нуклон-ядерных взаимодействий на протонном и нейтронном пучках.