Разработка и изготовление опытного образца рентгенооптической системы для жесткого излучения из сверхпроводящего вигглера в рамках сотрудничества России и Германии в области исследований наносистем и материалов с использованием источников синхротронного излучения

Проведены расчеты параметров жесткого пучка СИ из центрального канала сверхпроводящего вигглера для оптической системы монохроматизации, позволившие определить основные спектральные, яркостные и нагрузочные характеристики синхротронного пучка.
На основе выполненных расчетов проведен выбор рентгенооптической схемы формирования жесткого рентгеновского пучка, генерируемого вигглером, и разработана схема деления рентгенооптической системы жесткого рентгеновского пучка на отдельные элементы.
Основными элементами рентгенооптической схемы формирования жесткого рентгеновского пучка, генерируемого вигглером, являются щелевое устройство, предназначенное для формирования необходимой апертуры пучка, а также для уменьшения тепловой нагрузки на фильтр-формирователь спектра, фильтр-формирователь спектра, являющийся основным элементом в системе формирования жесткого рентгеновского пучка, снимающим тепловую нагрузку с первого кристалла-монохроматора, и формирующий жесткий спектр излучения с отсечением мягкой компоненты, и двухкристальный монохроматор, выделяющий из непрерывного спектра синхротронного излучения узкий интервал длин волн, необходимый в эксперименте, а также обеспечивающий фиксированное положение монохроматического пучка в пространстве независимо от выбранной длины волны.
В состав опытного образца рентгенооптической системы жесткого рентгеновского излучения, генерируемого вигглером, также входят система автоматизации, модуль вакуумной откачки с мониторингом вакуума и модуль охлаждения элементов рентгенооптической системы.
Опытный образец рентгенооптической системы жесткого рентгеновского излучения, генерируемого сверхпроводящим вигглером с максимальным магнитным полем 7.5 Тесла, предназначен для использования на источнике синхротронного излучения "Сибирь-2" в Российском научном центре "Курчатовский институт" (г. Москва).
Предложенная рентгенооптическая система жесткого рентгеновского излучения обеспечивает получение от вигглера монохроматического пучка с заданными угловыми и спектральными характеристиками в диапазоне энергий 40 – 120 кэВ и его использование в качестве инструмента исследования новых наноматериалов и наносистем с использованием мощных пучков синхротронного излучения.
Проведённая работа полностью соответствует Календарному плану и позволяет в дальнейшем приступить к изготовлению составных частей рентгенооптической системы для жесткого излучения из сверхпроводящего вигглера. Задачи первого этапа работ по ГК выполнены.

С иностранным партнером (Синхротронный центр ДЕЗИ, г. Гамбург, Германия) согласована рентгенооптическая схема опытного образца рентгенооптической системы для жесткого излучения из сверхпроводящего вигглера, в составе:
1. Щелевое устройство
2. Фильтр-формирователь
3. Монохроматор двухкристальный
4. Система автоматизации
5. Система вакуумной откачки
6. Система охлаждения
Составлено соглашение с иностранным партнером, регулирующее порядок проведения работ в рамках настоящего Государственного контракта. Иностранным партнером закуплено оборудование коллективного пользования в рамках выполнения настоящего Государственного контракта.
Разработана конструкторская документация на рентгенооптическую систему жесткого рентгеновского излучения, генерируемого вигглером (монохроматор двухкристальный, щелевое устройство, модуль фильтра-формирователя спектра).
На основании Технического задания разработана Программа и методики (ПМ) предварительных испытаний опытного образца рентгенооптической системы.
Проведены патентные исследования по ГОСТ Р 15.011-96.
Проведённая работа полностью соответствует Календарному плану и позволяет в дальнейшем приступить к изготовлению составных частей рентгенооптической системы для жесткого излучения из сверхпроводящего вигглера. Задачи второго этапа работ по Государственному контракту выполнены.

Изготовлен опытный образец рентгенооптической системы жесткого рентгеновского излучения, генерируемого вигглером. Проведены испытания рентгенооптической системы. Проведена корректировка конструкторской документации по результатам предварительных испытаний и доработка опытного образца рентгенооптической системы с присвоением КД литеры «О». Разработана программа и методики государственных приемочных испытаний опытного образца рентгенооптической системы. Приобретено спецоборудование.

Проведены приемочные испытания опытного образца рентгенооптической системы для жесткого рентгеновского излучения из сверхпроводящего вигглера. Выполнена корректировка конструкторской документации по результатам приемочных испытаний опытного образца с присвоением документам литеры «О1». Характеристики рентгенооптической системы для жесткого рентгеновского излучения из сверхпроводящего вигглера, полученные по результатам испытаний, полностью соответствуют требованиям технического задания.
Разработан бизнес-плана коммерциализации результатов работы.
Проведены патентные исследования по ГОСТ Р 15.011-96 и оформлен патентный формуляр.
При выполнении работ на этапе получен результат интеллектуальной деятельности, способный к правовой охране - полезная модель «Устройство для управления мощностью и спектральным составом пучка синхротронного излучения». Полезная модель относится к устройствам для управления мощностью и спектральным составом пучка синхротронного излучения, что необходимо при проведении исследований с использованием жесткой части спектра синхротронного излучения, например, при структурном анализе наноматериалов, получении томографических изображений объектов, экспериментах при высоких давлениях и др. Подана заявка на выдачу патента Российской Федерации на полезную модель с приоритетом от 19.06.2008 № 2008123947.
В синхротронном центре ДЕЗИ (Германия) на базе закупленного германской стороной специального оборудования построен экспериментальный стенд, на котором проведена оптимизация мощностных характеристик и фильтрующих элементов рентгенооптической системы для жесткого рентгеновского излучения из сверхпроводящего вигглера. На основе закупленного оборудования и полученных результатов проведена подготовка экспериментальной станции Синхротронного центра ДЕЗИ к совместным исследованиям в рамках Российско-Германского сотрудничества.