N 9 (3999) от 5 марта 2010:

• С праздником, дорогие женщины!
• Проект ОИЯИ поддержали парламентарии
• Вослед ушедшим (А.Н.Тавхелидзе)
• Для укрепления сотрудничества
• Физика на LHC: в режиме диалога
• MASHA: синтез и свойства ядер
• NICA: статус и планы
• ILC: как минимизировать затраты
• Физика по ту сторону Земли
• Вечера в библиотеке
• Кризис снизил темпы
• В производственных подразделениях ОИЯИ
• Концерты, выставки
• НОВОСТИ

Версия N 9 в формате pdf

Пусть каждый день - 8 Марта!

ILC: как минимизировать затраты

Разработкой принципиальной схемы Международного линейного коллайдера и детекторов, которые будут анализировать процессы столкновений заряженных частиц, сегодня заняты сотни ученых и инженеров во многих лабораториях мира. Продолжаются такие разработки и в Объединенном институте ядерных исследований в Дубне. Они исполняются в рамках большой темы, руководимой А.Н.Сисакяном и Г.Д.Ширковым. Интеллектуальный вклад ОИЯИ здесь совсем не рядовой.

Одна из главных целей на этапе технической проработки проекта - минимизировать его стоимость. Предложение разместить Международный линейный коллайдер в Дубне в этом плане уже имеет большие преимущества по сравнению с предложениями других кандидатов - ЦЕРН (Швейцария, Франция), ДЭЗИ (Германия), Лаборатория имени Э.Ферми (США) и Лаборатория KEK (Япония). Район Дубны, похоже, - единственное место, где можно сделать эту установку на небольшой глубине и при этом обойтись одним тоннелем, а не двумя, что предполагает значительную экономию средств на создание ускорителя. Эта же цель стоит как одна из главных (естественно, наряду с обеспечением высокой надежности оборудования) и при проработке отдельных узлов и деталей будущей машины.

Группой профессора Ю.А.Будагова в Лаборатории ядерных проблем ОИЯИ (отдел, возглавляемый В.В.Глаголевым) предложены очень интересные инновационные и, как говорят физики, красивые решения, которые позволяют достичь, в том числе, и этой цели.

Главная часть будущего ускорителя - криомодули длиной примерно 12 м каждый. Внутри криомодулей в гелиевой "ванне" находятся сверхпроводящие резонаторы, с помощью которых ускоряются встречные пучки электронов и позитронов. Соединяются резонаторы в ускорительную цепочку при помощи специальных соединительных элементов - фланцев.

В ILC предполагается использовать примерно 20 тысяч резонаторов и несколько тысяч соединительных фланцев. Надежность уплотнительных элементов, снижение затрат и времени сборки на их изготовление, уменьшение соединительных размеров - ключевые факторы при создании нового ускорителя и для обеспечения его эффективной эксплуатации.

Совместные научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы по усовершенствованию конструкции соединительных фланцев проводят сегодня сотрудники группы Ю.А.Будагова в Дубне и Ф.Бедески в Национальном институте ядерной физики в Пизе (Италия). Рассказывает научный сотрудник ЛЯП ОИЯИ Асия Суханова:

- За основу мы приняли конструкцию соединительных фланцев в проекте TESLA. Этот 33-километровый тераэлектронвольтный сверхпроводящий электронный ускоритель собирались построить в Германии, в районе Гамбурга. Как известно, финансирование на его строительство не было отпущено, но разработки, в том числе сверхпроводящего резонатора и его узлов, сделаны и сейчас используются при работе над проектом ILC.

В Национальном институте ядерной физики (Пиза, Италия). Андреа Басти и Асия Суханова в экспериментальном зале.

Примененные там фланцевые соединения, однако, очень массивные и не технологичны по сборке: для уплотнения соединения используется большое количество болтов, закрепление которых, естественно, требует немало временных и трудовых затрат. Мы предложили (и испытали на стендах в Пизе) принципиально новый вид конструкции - "систему быстрого разъединения" с использованием конических фланцев и внешнего зажима. Это продукция французской фирмы Garlock, которую мы применили для наших целей. Фиксация соединения с помощью единственного зажима, естественно, гораздо проще и быстрее.

Кроме того - и это весьма немаловажно - традиционная конструкция фланцев "по TESLA" увеличивает "неускоряющую" длину вакуумной камеры. Между тем наша конструкция позволяет укоротить эту "мертвую зону" на несколько сантиметров в расчете на одну секцию резонаторов.

Несколько сантиметров - величина вроде бы небольшая, но, напомним, в ILC предполагается порядка 20 тысяч резонаторов, а это означает, что конечный результат весьма значителен: если бесполезная длина ускоряющей части коллайдера, от которой удастся избавиться благодаря применению новой разработки, составит даже 1 процент, экономия будет измеряться миллионами долларов.

И, пожалуй, самое главное: совместная разработка ОИЯИ-ИНФН может применяться не только для ILC, но и для любого сверхпроводящего линейного ускорителя. В том числе в таких проектах, как Project X в США, XFEL в Германии или будущий сверхпроводящий ускоритель в ЦЕРН.

- Это наш конкретный интеллектуальный вклад в новый проект, - говорит профессор Ю.А.Будагов, - и мы подчеркиваем, что наши НИОКР имеют более общее значение, более общий смысл, чем только ILC, - для любого линейного "холодного" ускорителя наши разработки, в том числе эта, очень перспективны. Это большой творческий успех. И я с удовлетворением отмечаю роль Асии Сухановой: в течение нескольких лет она проделала значительную творческую работу, включающую в себя решение большого количества теоретических и практических задач. Высокий профессиональный уровень, опыт и отличное владение программными продуктами позволили выполнить разработки, имеющие большое научное значение. Мои коллеги в ИНФН и ФНАЛ высоко оценивают ее вклад в эти разработки.

Вера ФЕДОРОВА