500 УСКОРИТЕЛЕ-ЛЕТ
Начиная с 1971 года в Институте ядерной физики СО РАН в
лаборатории, руководимой доктором технических наук Р.Салимовым,
разрабатываются и производятся ускорители электронов типа ЭЛВ для
применения их в промышленных и исследовательских
радиационно-технологических установках.
Фоторепортаж В.Новикова
Эти ускорители поначалу
разрабатывались для кабельных заводов. Первый ускоритель имел
достаточно скромные, по нынешним меркам, параметры: мощность
выведенного в атмосферу электронного пучка составляла 20 кВт при
энергии ускоренных электронов 0,7 МэВ. В настоящее время институт
предлагает серию ускорителей электронов типа ЭЛВ, которые
перекрывают диапазон энергий ускоренных электронов от 0.2 до
2.5 МэВ, с током выведенного в атмосферу электронного пучка до
200 мА и максимальной мощностью до 160 кВт. В России и за ее пределами
более 80 ускорителей включены в производственный процесс, а их
суммарная наработка превышает 500 ускорителе-лет, если так можно
выразиться. В числе активных заказчиков страны СНГ, Китай, Южная
Корея. Единичные поставки ускорителей осуществлены в Японию,
Польшу, Германию, Чехию, Болгарию.
Отдельные узлы и системы промышленных ускорителей широко
применяются в установках для научных исследований.
|
|
Монтаж газового хозяйства ускорителя ведут отец и сын
Филипповы: Владимир Сергеевич и Александр Владимирович.
|
ЭЛВ — ускорители прямого действия. В качестве источника
ускоряющего напряжения в этих ускорителях используется
высоковольтный выпрямитель, а ускорительная трубка располагается
внутри колонны выпрямительных секций. Конструктивные и схемные
решения предусматривают длительную непрерывную и круглосуточную
работу ускорителей в условиях промышленного производства.
Конструкция ускорителей максимально унифицирована, что позволяет
с минимальными затратами адаптировать их под конкретные
требования заказчика по основным параметрам, таким как диапазон
энергий, мощность в пучке ускоренных электронов, длина выпускного
окна и т.д. Ускорители ЭЛВ отличаются простотой конструкции,
удобством в эксплуатации и надежностью в работе.
Большая мощность электронного пучка обеспечивает высокую
производительность электронно-лучевой обработки, а высокая
эффективность преобразования электрической энергии в энергию
ускоренных электронов снижает затраты на обработку. Эффективность
определяется преобразователем частоты и составляет 65—80
процентов в случае стандартного электромашинного преобразователя.
При использовании статических преобразователей (транзисторных)
она возрастает до 85—92 процентов.
Ускорители ЭЛВ стабильны в работе. При поставке ускорителя
заказчикам обычно оговаривается, что число незапланированных
отключений не должно превышать 1 за 10—12 часов, то есть
ускоритель может отключиться в течение этого времени только один
раз и не более, чем на 5 минут.
|
|
Сборка ускорителя ЭЛВ-12 производится под руководством
научного сотрудника В.Прудникова.
|
Система управления промышленным ускорителем в значительной
степени определяет его эксплуатационные характеристики. Она
включает в себя комплекс аппаратных и программных средств,
охватывающий все узлы ускорителя, требующие оперативного
управления, контроля и диагностики. Многофункциональность системы
управления позволяет автоматизировать процесс управления
ускорителем. Алгоритмы, заложенные в программу управления, берут
на себя задачи подготовки ускорителя и технологического
оборудования к работе, следят за состоянием блокировок, после
включения ускорителя выводят на заданный режим энергию и ток
электронного пучка.
Основные параметры электронного пучка надежно стабилизируются
(энергия электронов, ток пучка, размер и положение растра на
фольге выпускного окна), что обеспечивает высокое качество
радиационной обработки.
Возможно также обеспечить непрерывную
диагностику высоковольтного выпрямителя и самотестирование других
систем, синхронизировать работу ускорителя и
технологического оборудования, при этом возможна эксплуатация его
в составе технологической линии в полностью
автоматизированном режиме, то есть без участия оператора. Именно
такие режимы и используются в последнее время в ускорителях,
которые поставляются заказчикам. Для обслуживающего персонала
предоставляется широкий набор команд для предварительного задания
режимов, тестирования и наладки ускорителя. Программное
обеспечение системы управления обеспечивает
дружественный интерфейс с пользователем посредством системы
динамических меню, текстовой и графической визуализации режима
работы ускорителя.
|
Старший научный сотрудник П.Немытов. Он является автором самой
продвинутой системы управления промышленным ускорителем в мире.
|
Набор дополнительного оборудования не только расширяет
возможности ускорителей в области традиционных
электронно-пучковых технологий, но и позволяет реализовать
принципиально новые радиационно-термические процессы. Причем это
оборудование поставляется как в комплекте с ускорителем, так и
отдельно для работы в составе технологических линий, использующих
ускорители других фирм.
|
|
Заведующий лабораторией Р.Салимов, ведущий и старший научные
сотрудники Н.Куксанов и М.Вейс.
|
В институте имеется стенд с ускорителем электронов мощностью до
100 кВт при энергии 1.4 МэВ. Он оборудован устройством для вывода
в атмосферу сфокусированного пучка. Размер пучка в выходной
диафрагме составляет примерно 1 мм., что позволяет проводить
эксперименты, в которых плотность мощности электронного пучка
может изменяться от десятков ватт до десяти мегаватт на
квадратный сантиметр. Потенциальные заказчики могут проводить (и
проводят) здесь эксперименты. Наше участие может быть либо
непосредственным, либо ограничиваться консультациями.
ИЯФ СО РАН традиционно занимает ведущие позиции среди мировых
фирм-производителей ускорителей электронов. Многие заказчики,
ранее использовавшие или использующие сейчас ускорители,
созданные другими фирмами, приобретают сибирские машины. Так в
Южной Корее на крупном кабельном заводе рядом с установленными
ранее японскими ускорителями работают сибирские машины. В Китае
даже создана ассоциация пользователей ускорителей ЭЛВ ИЯФ СО РАН.
Существующие ускорители имеют мощность до 160 кВт и не могут
удовлетворить потребность энергоемких электронно-лучевых
технологий экологического назначения, где необходимы машины с
суммарной мощностью электронного пучка в единицы мегаватт. В ИЯФ
СО РАН разрабатывается новое поколение высоковольтных
ускорителей, имеющих требуемую мощность выведенного пучка.
Представителями нового семейства ускорителей является и
ускоритель ЭЛВ-12 с мощностью 400 кВт при энергии 0,6—1,0 МэВ.
Ускоритель ЭЛВ-12 соединяет в себе конструктивные решения,
проверенные в процессе разработки предыдущих ускорителей.
Основное назначение ускорителя ЭЛВ-12 — работа в установках
электронно-лучевой очистки отходящих газов тепловых станций и
обработка промышленных и муниципальных стоков. В настоящее время
ускоритель практически изготовлен и находится в стадии сборки и
запуска.
стр.
| 
