Новосибирская компания «ЭПОС-Инжиниринг» спроектировала и выпустила оборудование для обеспечения стабильности сверхвысокого вакуума в ускорительном комплексе Центра коллективного пользования «Сибирский кольцевой источник фотонов» (ЦКП «СКИФ») — сверхбыстрые затворы (аварийные шиберы). Разработка компании полностью оригинальна и по своим параметрам не уступает иностранным аналогам, а по ряду технических решений превосходит их.
Аварийный шибер — это элемент фронтенда, комплекса оборудования для вывода синхротронного излучения из основного накопителя на экспериментальную станцию. Задача такого шибера — моментально опустить затвор в случаях нарушения вакуума экспериментальной станции, поскольку такие ситуации могут иметь серьезные последствия для работы оборудования ускорителя.
«Если на станции происходит нештатная ситуация, то во фронтенд попадает атмосфера, она формирует ударную волну, которая на своем пути может разрушить дорогостоящее технологическое оборудование. Например, алмазное окно. Кроме того, летящие вместе с атмосферой влага и пыль губительны для вакуума основного накопителя, к глубине разрежения которого предъявляются особые требования. Авария может привести к многодневной остановке работы всего комплекса до восстановления его параметров», — рассказал начальник отдела вакуумных технологий «ЭПОС-Инжиниринг» Александр Кривенко.
Для обеспечения функционирования аварийного шибера компания разработала и произвела комплекс устройств. Уникальный датчик на тлеющем разряде мгновенно обнаруживает повышение давления в вакуумной камере, по которой движется пучок, электроника реагирует на это событие и затвор герметично перекрывает трубу. На весь процесс от обнаружения неполадки до герметичного отсечения приходится менее 15 миллисекунд (15 тысячных секунды). Такую скорость срабатывания ранее показывал только один иностранный аналог.
«Практически все материалы и комплектующие в шиберах — российские. Также мы справились и с технологическими сложностями. Например, когда затвор за тысячные доли секунды опускается и прижимается, происходит удар. Необходимо принять специальные меры, чтобы этот удар погасить, иначе механика будет постепенно разрушаться. Далее, корпус затвора должен быть таким же герметичным, как сверхвысоковакуумная часть СКИФ. Еще одна особенность: мы разработали надежную электронику, защищённую от воздействия ионизирующего излучения, это отличает ее от зарубежного аналога», — добавил Александр Кривенко.
Для семи фронтендов ЦКП «СКИФ» изготовлено три типа аварийных шиберов. Они отличаются друг от друга параметрами затвора, которые зависят от размера и формы фотонного пучка, который используется на экспериментальной станции. Кроме автоматического срабатывания, создана система ручного управления шибером — с ее помощью можно проверять работоспособность оборудования или принудительно опускать затвор, это можно делать как на самой станции, так и удаленно.
Разработчики отмечают, что аварийные шиберы «ЭПОС-Инжиниринг» готовы к серийному производству и могут быть востребованы при создании экспериментальных станций ЦКП «СКИФ» второй очереди, а также в других российских проектах класса мегасайенс.