Институт ядерной физики им. Г. И. Будкера Сибирского отделения Российской академии наук совместно с заводами «Призма» (Искитим) и «Полема» (Тула) запускают разработку и производство магниторазрядных насосов и нераспыляемых геттеров (газопоглотителей). Эти устройства позволяют создавать сверхвысокий вакуум в ускорителях. Например, в основном накопительном кольце проектируемого Центра коллективного пользования «Сибирский кольцевой источник фотонов» (ЦКП СКИФ, на эскизе - его проект) будет размещено порядка 500 подобных насосов. На данный момент изготовлен прототип магниторазрядного насоса и проведены предварительные расчеты и измерения, которые показали приемлемую скорость откачки остаточных газов.
Магниторазрядные насосы и нераспыляемые геттеры отечественного производства разрабатываются для основного накопительного кольца ЦКП СКИФ. Сверхвысокий вакуум порядка 2x10-9 Торр, который необходим для получения максимального времени жизни пучка в ускорителе, будет создаваться такими насосами.
«Магниторазрядных насосов и нераспыляемых геттеров нужной для ЦКП СКИФ конфигурации в России не производят, стоимость зарубежного аналога доходит до 10 000 евро (более 0,8 млн рублей) за штуку, — рассказывает старший научный сотрудник Института ядерной физики СО РАН кандидат технических наук Алексей Семенов. — На данный момент мы ведем исследование газопоглощающих характеристик прототипа магниторазрядного насоса. Одно из преимуществ нашей разработки заключается в том, что благодаря применению сильных магнитных полей мы сможем уменьшить габариты насоса, сохранив при этом быстроту откачки. В ускорительном комплексе ЦКП СКИФ, как и в любом другом ускорителе заряженных частиц, есть нехватка места для расположения различного оборудования. Если насос будет слишком большой, то это приведет к нежелательным последствиям, например, изменению расположения элементов магнитной системы».
По словам специалиста, исследуемые прототипы магниторазрядных насосов созданы на основе существующих в ИЯФ СО РАН и успешно применяемых в линейном ускорителе инжекционного комплекса ВЭПП-5 магниторазрядных насосов с сильным магнитным полем. «Первые эксперименты и расчеты показали, что применение магнитов, создающих сильное магнитное поле — это перспективное направление в улучшении параметров вакуумных насосов», — поясняет Алексей Семенов.
В накопительном кольце ЦКП СКИФ будет использоваться комбинированный насос — то есть магниторазрядный насос, последовательно соединенный с нераспыляемым геттером. Таким образом, специалисты смогут эффективно откачивать весь спектр остаточных газов: водород, оксид углерода, аргон и метан.
«У нас есть тесный контакт с заводом “Полема”, который занимается порошковой металлургией, в том числе и спеченными нераспыляемыми геттерами. В ИЯФ СО РАН уже были изготовлены и успешно протестированы прототипы насосов на базе этих нераспыляемых геттеров. Полученные результаты удовлетворяют требованиям, которые предъявляются к насосам для основного кольца ЦКП СКИФ. На данный момент получено согласие на изготовление пробной партии геттеров необходимых размеров», — добавляет Алексей Семенов.
По словам ведущего научного сотрудника ИЯФ СО РАН Вадима Анашина, разработка современных магниторазрядных и комбинированных насосов для ускорительного комплекса ЦКП СКИФ, в случае ее успешного завершения, позволит создать в России современное, высокотехнологическое, импортозамещающее производство и сэкономить на оснащении вакуумным оборудованием ЦКП СКИФ. «Определяют время подготовки производства — жесткие сроки реализации проекта. Через год-полтора мы должны иметь промышленные образцы насосов. Оптимизм вызывает то, что у ИЯФ СО РАН с искитимским заводом многолетние связи еще с советских времен. Например, мы совместно разрабатывали и налаживали серийное производство насосов для первого в России специализированного источника СИ Национального исследовательского центра “Курчатовский институт”. Эти разработки в течение более сорока лет находятся в номенклатуре серийного производства предприятия и являются востребованными на территории России», — поясняет Вадим Анашин.
При успешном запуске совместного с заводами ООО «Призма» и АО «Полема» производства отечественных магниторазрядных насосов и нераспыляемых геттеров для ЦКП СКИФ, ожидается экономия 10—15 % от стоимости аналогичного оборудования, приобретенного за рубежом. Также отечественные насосы для создания сверхвысокого вакуума, будут востребованы при реализации научных проектов других российских научно-исследовательских институтов.
По информации пресс-службы Института ядерной физики СО РАН
