Численное моделирование термоиндуцированных деформаций кремниевых зеркал источников синхротронного излучения
Наумкин В.С.
1,2, Горбачев М.В.
21Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск, Россия
2Новосибирский государственный технический университет, Новосибирск, Россия

Email: vsnaumkin@itp.nsc.ru, m.gorbachev@corp.nstu.ru
Поступила в редакцию: 12 ноября 2024 г.
В окончательной редакции: 3 июня 2025 г.
Принята к печати: 5 июня 2025 г.
Выставление онлайн: 11 сентября 2025 г.
Представлены результаты численного моделирования термодеформированного состояния кремниевого зеркала, отражающего пучок синхротронного излучения. Показано, что при оценке полей температуры при малых расходах охладителя (малых коэффициентах теплоотдачи) необходимо учитывать влияние наличия радиатора. Показано, что в исследуемых условиях паз под радиатором охлаждения может уменьшить величину абсолютных деформаций практически на порядок, по сравнению с зеркалом без выреза. Результаты могут быть полезны при проектировании многослойной зеркальной оптики на ондуляторных станциях новых источников типа MAX IV, ESRF EBS, ЦКП "СКИФ". Ключевые слова: численное моделирование, большие плотности теплового потока, напряженное деформированное состояние, охлаждение синхротронного оборудования.
- L.-M. Jin, W.-Q. Zhu, Y. Wang, N.-X. Wang, J.-F. Cao, Z.-M. Xu. Nucl. Instrum. Methods Phys. Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment, 902, 190 (2018). DOI: 10.1016/j.nima.2018.06.015
- R.L. Headrick, K.W. Smolenski, A. Kazimirov, C. Liu, A.T. Macrander Rev. Scientific Instrum., 73 (3), 1476 (2002). DOI: 10.1063/1.1435819
- P. Hu, H. Zhu, C. He. Appl. Thermal Eng., 73 (1), 598 (2014). DOI: 10.1016/j.applthermaleng.2014.07.052
- A.M. Khounsary. SPIE's International Symposium on Optical Science, Engineering, and Instrumentation (Denver, CO, USA, 1999), p. 10. DOI: 10.1117/12.370114
- Y. Li, A. Khounsary, J. Maser, S. Nair. Proceed. SPIE The International Society for Optical Engineering (2004), p. 8
- A. Khounsary. J. Maser. Nucl. Instrum. Methods Phys. Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment, 467-468, 654 (2001). DOI: 10.1016/S0168-9002(01)00438-7
- J. Stimson. Dissertation Submitted for the Degree of Philosophiae Doctor (PhD), (Birmingham, (2018), p. 265
- Г. Маро, М. Россат, А. Фройнд, С. Йокш, Х. Кавата, Л. Чжан, Э. Циглер, Л. Берман, Д. Чепмен, Дж.Б. Гастингс, М. Иароччи. Rev. Scientific Instrum., 63 (1), 477 (1992). DOI: 10.1063/1.1142736
- D. Pauschinger, K. Becker, R. Ludewig. Rev. Scientific Instrum., 66 (2), 2177 (1995). DOI: 10.1063/1.1145697
- Y.R. Jaski, M. Meron, P.J. Viccaro. SPIE's International Symposium on Optical Science, Engineering, and Instrumentation (San Diego, 1998), p. 62-71. DOI: 10.1117/12.331118
- A. Khounsary, W. Yun, I. McNulty, Z. Cai, B. Lai. SPIE Conference on Advances in Mirror Technology for Synchrotron X-Ray and Laser Applications, 3447, 11 (1998)
- P. Marion, L. Zhang, L. Goirand, M. Rossat, K. Martel. Proc. MEDSI (Hyogo, Japan, 2006), p. 8
- L. Zhang, M. Sanchez del Ri o, G. Monaco, C. Detlefs, Th. Roth, A.I. Chumakova, P. Glatzel. J. Synchrotron Rad., 20 (4), 567 (2013). DOI: 10.1107/S0909049513009436
- X. Cheng, L. Zhang, C. Morawe, M. Sanchez del Rio. J. Synchrotron Rad., 22 (2), 317 (2015). DOI: 10.1107/S1600577514026009
- M.A. Antimonov, A.M. Khounsary, A.R. Sandy, S. Narayanan, G. Navrotski Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment, 820, 164 (2016). DOI: 10.1016/j.nima.2016.02.103
- Б.С. Петухов, В.А. Алексеев, Ю.А. Зейгарник др., ТВТ, 23 (6), 1200 (1985)
- P. Brumund, J. Reyes-Herrera, Ch. Morawe, Th. Dufrane, H. Isern, Th. Brochard, M. Sanchez del Ri o, C. Detlefs. J. Synchrotron Rad., 28 (5), 1423 (2021). DOI: 10.1107/S160057752100758X
- P. Oberta, V. Avc, J. Hrdy. J. Synchrotron Rad., 15 (1), 8 (2008). DOI: 10.1107/S0909049507044858
- H. Kawata, M. Sato, Y. Higashi, H. Yamaoka, J. Synchrotron Rad, 5 (3), 673 (1998). DOI: 10.1107/S0909049597020268
- W.K. Lee, P.B. Fernandez, A.M. Khounsary, W. Yun, E.M. Trakhtenberg. Optical Science, Engineering and Instrumentation '97 (San Diego, 1997), p. 208-215. DOI: 10.1117/12.294480
- S. Joksch, G. Marot, A. Freund, M. Krisch. Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment, 306 (1-2), 386 (1991). DOI: 10.1016/0168-9002(91)90345-Q
- A.I. Chumakov, I. Sergeev, J.-Ph. Celse, R. Ruffer, M. Lesourd, L. Zhang, M. Sanchez del Ri o. J. Synchrotron Rad., 21 (2), 315 (2014). DOI: 10.1107/S1600577513033158
- Y.S. Touloukian, R.K. Kirby, R.E. Taylor, T.Y.R. Lee. Termal expansion. Nonmetallic solids, 13. in Thermophysical Properties of Matter, 13, (1977)
- Y.S. Touloukian, R.W. Powell, C.Y. Ho, P.G. Klemens. Thermophysical properties of matter (Boston, MA: Springer US, 1970), v. 1. DOI: 10.1007/978-1-4615-9600-4