На ускорителе УЭЛВ-10-10-С-70 в центре коллективного пользования ИФХЭ РАН проводят широкий спектр фундаментальных и прикладных работ по разработке электронно-лучевых промышленных технологий. Ускоритель является отечественной разработкой, был закуплен в начале 1990-х годов и впоследствии модернизирован сотрудниками лаборатории радиационных технологий ИФХЭ РАН в 2010-х годах.
Среди таких технологий: стерилизация изделий медицинского назначения; радиационная обработка лекарственного сырья; радисидация, радуризация и радаппертизация пищевых, сельскохозяйственных продуктов, биологически активных добавок к пище; предпосевное облучение и радиационная селекция семян, радиационная "сшивка" биологически активного вещества с полимерным носителем для производства лекарств; производство гелей для использования в медицине и биотехнологии; радиационная модификация параметров полупроводниковых приборов (диодов, транзисторов, тиристоров); электронно-лучевая обработка драгоценных камней (топаз, нефрит, жадеит, скаполит, агат, турмалин, кварц, берилл, циркон, алмаз).
Так, с помощью нового комплекса, ученым удалось в полной мере реализовать получение наночастиц методом молекулярной сборки. Также были выявлены особенности в формировании наночастиц металлов (германия, железа, палладия) на различных этапах, включая стадию самопроизвольного образования упорядоченных пространственных наноструктур в пострадиационный период. Создаваемое оборудование наномодифицирования относится к передовым разработкам и реализует преимущества уникального программно-аппаратного комплекса для электронно-лучевой 3D обработки трехмерных объектов со сложной геометрией, применимого при решении широкого круга задач: синтез модифицирующих реагентов, включая препараты наноструктурных частиц металлов, обладающих бактерицидными, каталитическими, антикоррозионными и магнитными свойствами; радиационно-химический синтез стабильных наноагрегатов и получение на их основе композитных материалов с наноразмерной структурой; использование наноструктур для поверхностного упрочнения, полировки, легирования металлов, сплавов, керамики; модификация физико-химических свойств кристаллов, нанопорошков. производство нанокомпозитных материалов, катализаторов, адсорбентов, изделий для радиоэлектроники, электротехники, медицины, сельского хозяйства, агро- и биотехнологий.
Для каждого эксперимента требуется определять оптимальную методологию и изменять конфигурацию установки. Это предъявляет высокие требования к точности действий персонала. Чтобы успешно управлять экспериментом, необходимо разработать безопасный план облучения и подготовки сценария работы установки.
В единый аппаратно-программный комплекс вошли: аппаратная часть, программное обеспечение для управления работой ускорителя и специально разработанное и запатентованное специалистами ИФХЭ РАН программное обеспечение LinacRad 1.8 для расчета параметров облучения. Программное обеспечение предназначено для подготовки алгоритма автоматического управления и позволяет полностью имитировать радиационный эксперимент.
«Автоматическое управление ускорителем в соответствии с разработанным профилем происходит параллельно с автоматическим контролем выполнения задачи. Контроль осуществляется в соответствии с предварительно разработанными и протестированными алгоритмами, хранящимися в базе данных. Они могут быть использованы в разных экспериментах. Кроме того, несмотря на высокую степень интеграции и автоматизации, была сохранена возможность работы с ускорителем в ручном режиме. Каждая часть комплекса при необходимости может управляться независимо, для большей надежности и простоты», – рассказал заведующий лаборатории радиационных технологий, доктор технических наук Юрий Сергеевич Павлов.
После окончательного внедрения аппаратно-программный комплекс сможет разрабатывать план облучения, запускать его и контролировать выполнение на компьютере. Это позволит эксплуатировать ускоритель с минимальным количеством персонала.
По материалам: Pavlov Yu. S., Bystrov P. A. Software and hardware complex for radiation processing facility control. Radiation Physics and Chemistry. — 2022. — Vol. 196. — P. 110110. DOI: 10.1016/j.radphyschem.2022.110110
В других источниках:
ТАСС. Наука 07/06/2022
Минобрнауки России. Новости 08/06/2022