В Институте ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) началась сборка первых сегментов синхротрона-бустера для Центра коллективного пользования «Сибирский кольцевой источник фотонов» (ЦКП «СКИФ»). Синхротрон состоит из сотен компонентов – магнитов, вакуумных насосов, элементов диагностики пучка и т.д., – которые устанавливаются на специальной подставке с точностью в несколько десятков микрометров (толщина человеческого волоса) относительно расчетного положения. Осуществлять сборку в тоннеле ускорителя долго, неудобно и неэффективно. Поэтому в лаборатории, оснащенной современными измерительными инструментами, элементы ускорителя монтируются в крупные сборки, а затем относительно небольшое число таких сегментов переносится в тоннель и соединяется друг с другом.
Бустерный синхротрон ЦКП «СКИФ» – промежуточный кольцевой ускоритель периметром 158 м, «разгоняющий» пучок электронов от энергии 200 МэВ до 3000 МэВ. Он состоит из большого количества сложного электрофизического и вакуумного оборудования, которое должно быть собрано, соединено и установлено с высокой точностью. Ошибки выставки могут привести к потере качества пучка и даже его гибели.
В настоящее время в ИЯФ СО РАН полным ходом идет серийное производство оборудования бустера. Для его установки и сборки крупноблочных сегментов используются специальные подставки (иногда можно услышать название «гирдеры» от girder – ферма, несущая конструкция), которые производит по заказу ИЯФ СО РАН АО «Воткинский завод». Посадочные поверхности гирдеров изготавливаются с высокой точностью и снабжены прецизионными механизмами для регулировки положения элементов ускорителя и их фиксации. Для обеспечения гарантии стабильности конструкции во времени, подставки должны отжигаться для снятия внутренних напряжений в металле. АО «Воткинский завод» оснащен всем необходимым оборудованием, включая печи для отжига, станки, которые позволяют прошлифовать с точностью до 20 микрон четырехметровые изделия, и т.д.
«Для бустерного синхротрона необходимо 43 гирдера. К настоящему моменту мы получили первые 13 из них. Остальные будут поставлены в институт партиями до сентября 2022 г. Длина гирдеров разная, и в зависимости от оборудования, которое должно быть на них установлено, составляет от двух до четырех метров. Вес гирдера около тонны, а вместе с оборудованием – более трёх тонн», – прокомментировал помощник директора ИЯФ СО РАН по реализации проекта ЦКП «СКИФ» Сергей Гуров.
«Определяющим в конструкции является обеспечение жёстких требований к выполнению параметров (допуск до 50 микрон), необходимых для установки оборудования. Технологическими службами предприятия выдан и согласован с ИЯФ СО РАН ряд предложений по внесению изменений в конструкцию под специфику нашего производства, при этом не ухудшая, а местами и улучшая характеристики изделия. Внесённые изменения оправдали себя по результатам комиссионной приёмки первых гирдеров бустера», – прокомментировал руководитель группы отдела главного конструктора по изделиям промышленного назначения АО «Воткинский завод» Денис Плехов.
При поступлении в институт качество изготовления всех подставок проверяется с помощью лазер-трекера – прибора, который позволяет определять пространственные координаты с точностью лучше 20 микрон на базе в 4 м. Использование таких приборов дает возможность геодезистам ИЯФ СО РАН выставлять элементы бустера на подставке со среднеквадратичной точностью лучше 50 микрон относительно проектного положения.
В настоящее время в институте начата сборка гирдеров. Самый первый сегмент собран, и его монтаж показал, что все оборудование изготавливается ИЯФ СО РАН и АО «Воткинский завод» с требуемым качеством и точностью. По мере дальнейшего производства элементов ускорителя и подставок будут собираться новые сегменты установки. Это позволит в конце 2023 г., когда будет готово здание инжекционного комплекса, быстро и эффективно, как конструктор из готовых блоков, собрать весь синхротрон.
