Экспозиционный затвор пучка для станции ЦКП «СКИФ» разработал НГТУ НЭТИ
В рамках программы «Приоритет 2030» коллективом Новосибирского государственного технического университета НЭТИ спроектированы и изготовлены уникальные научные приборы для трех станций первой очереди Центра коллективного пользования «Сибирский кольцевой источник фотонов». 24 декабря НГТУ НЭТИ впервые продемонстрировал высокотехнологичное оборудование для синхротронных источников.
Одним их таких устройств является экспозиционный затвор пучка для станции 1-2 «Структурная диагностика». В его разработке приняли участие сотрудники и студенты кафедры оптических информационных технологий (ОИТ) физико-технического факультета НГТУ НЭТИ. В их числе – магистранты первого года обучения Денис Карпов, Олег Кутькин и Александр Бурдилов.
Затвор пучка предназначен для очень быстрого перекрывания пучка синхротронного излучения (время открытия/закрытия – не более 10 миллисекунд). Скорость срабатывания затвора определяет время, в течение которого синхротронное излучение будет воздействовать на исследуемый образец и детектор. Устройство должно уменьшить интенсивность излучения на пять порядков, то есть оставить 0,001% от исходной плотности мощности. Для этого по закону Бугера – Ламберта – Бера была рассчитана зависимость отношения интенсивности прошедшего излучения к падающему от толщины пластинки из различных материалов при энергиях 10–30 кэВ. Линейный коэффициент поглощения был взят из таблиц Henke. Исходя из полученных зависимостей были определены оптимальный материал и его толщина. При этом работать затвор пучка должен в условиях глубокого вакуума, то есть желательно, чтобы в нем не было каких-то трущихся частей, подшипников, смазки и т. п. Кроме того, затвор должен быть очень надежным и отрабатывать миллионы циклов. Единственным решением в таких условиях является использование пьезоактюаторов, которые обладают достаточным быстродействием и надежностью, не имея при этом трения.
«Такие устройства раньше поставлялись в Россию из-за рубежа, но теперь нами освоена технология и решена эта задача: проведены необходимые расчеты и моделирование, выбраны доступные для поставки в Россию комплектующие, разработана конструкторская документация с учетом наших производственных возможностей, а также программное обеспечение для управления затвором. В итоге нами освоена разработка нового типа устройств, а студенты, участвующие в проекте, получили реальный опыт выполнения научно-исследовательской и опытно-конструкторской разработки», – прокомментировала заведующий кафедрой ОИТ Марина Завьялова.
Все детали были изготовлены в НГТУ НЭТИ. В сборке затвора также приняли участие специалисты КТИ НП СО РАН.
Фото: В. Жарковская