Одна из основных характеристик Центра коллективного пользования «Сибирский кольцевой источник фотонов» (ЦКП «СКИФ») – его беспрецедентно малый эмиттанс (около 70 пикометров - радиан).
Этот параметр определяет яркость СИ, а значит и исследовательские возможности ЦКП «СКИФ». Эмиттанс формируется магнитной структурой основного кольца ускорительного комплекса. Когда проект перейдет на этап сборки и установки оборудования, одной из основных задач станет высокоточная юстировка магнитных элементов. В инжекторе, бустере и перепускных каналах синхротрона СКИФ уже начат монтаж специализированной опорной геодезической сети, которая и позволит в дальнейшем выполнить высокоточное позиционирование магнитной структуры.
«Комплекс СКИФ относится к поколению 4+, это очень жесткая машина с точки зрения фокусировки электронного пучка, – рассказывает заместитель директора ИЯФ СО РАН по реализации проекта ЦКП “СКИФ” кандидат технических наук Сергей Синяткин. – У синхротронов такого класса эмиттанс пучка, то есть занимаемый им объем фазового пространства, должен быть беспрецедентно мал – около 70 пм·рад. Отсюда вытекает требование к качеству производства магнитных элементов и высокой точности их выставки. Это достаточно серьезные требования, которые ранее в России и в мире никогда не предъявлялись к подобным машинам».
30 микрометров – с такой точностью должны быть выставлены магнитные элементы относительно друг друга на одном гирдере. На гирдер, специальную подставку длиной от 2,4 до 3,8 метров и весом около 5 тонн, помещается несколько магнитов. Всего на ускорительном кольце будет установлено 112 гирдеров и примерно 1000 магнитных элементов. По словам Сергея Синяткина, гирдерная сборка ускорительного кольца СКИФ потребует меньшей точности к взаимному положению гирдерных модулей, от 50 до 80 микрометров, и все же останется рекордной для ускорителей, так как точность выставки для подобных машин предыдущих поколений составляла 100 микрометров.
Для того, чтобы монтаж физического оборудования был высокоточным, геодезическая группа ИЯФ СО РАН создает специализированные опорные геодезические сети в основных помещениях ускорительно-накопительного комплекса.
«Геодезическая опорная сеть в любых видах строительства – это основа, относительно которой потом производится монтаж оборудования», – объясняет старший научный сотрудник сектора 1-31 ИЯФ СО РАН кандидат технических наук Леонид Сердаков. – Мы разрабатываем план, по которому во всех помещениях ускорительного комплекса на стенах будут крепиться геодезические знаки, позволяющие организовать пространственную связь всех частей комплекса. Так как мы монтируем уникальное оборудование с высокими требованиями по точности, никаких общеотраслевых нормативных документов на подобные работы нет. Мы полагаемся на собственный и международный опыт создания ускорительных комплексов при разработке концепции геодезического обеспечения ЦКП “СКИФ” на всех стадиях его реализации. В России давно не реализовывались подобные проекты ускорителей, поэтому, если говорить в целом, то работа над СКИФ представляет собой некий научно-технический вызов не только для геодезистов ИЯФ, но и всего Института в целом».
Ускорительная геодезия отличается от классической именно уровнем точности работ, для выполнения которых требуются иные подходы и методики, более специализированное оборудование.
«Нормативы на точность формируют физики, они понимают, какие им нужны параметры для ускорителя, а мы, благодаря возможностям современных приборов, стремимся выполнить их требования, – добавляет старший научный сотрудник ИЯФ СО РАН кандидат технических наук Андрей Полянский. – Техническое задание на параметры геодезической сети мы создаем на основе собственного и международного опыта работы на различных физических установках, выражаем эти параметры в более унифицированной форме, чтобы сторонняя геодезическая организация, не специализирующаяся на ускорителях, могла по нему работать».
Монтаж геодезических знаков в инжекторе и перепускном канале ЦКП «СКИФ» проводит подрядчик ИЯФ СО РАН – геодезическая компания «Геопром» (г. Череповец).
«Мы специализируемся на выверке промышленного оборудования, а в научном проекте участвуем впервые, – комментирует директор компании «Геопром» Алексей Копытов. – Для работы на подобных объектах, где требуется высокая точность, необходимо соответствующее оборудование: это не только лазерные трекеры, которые позволяют проводить измерения до десятков микрон, но и высокоточная геодезическая оснастка, например, геодезические отражатели. Наша компания одна из первых в России начала производить собственные отражатели с точностью 8 микрон. Это достаточно высокий уровень, который необходим для выставки любого оборудования, даже ускорительного».