15 ОКТЯБРЯ 2020 Г.

Решения nVent SCHROFF помогают ученым из DESY в проведении передовых исследований

Сотни ученых из Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY, одного из ведущих центров по проведению исследований с использованием ускорителей заряженных частиц, первыми внедряют новые технологии, которые помогают человечеству в поиске ответов на важнейшие вопросы в области химии, физики и медицины. По результатам предыдущих проектов с участием DESY удалось составить карту структуры вируса гриппа, увеличить срок службы нити накала в электрических лампах, а также обнаружить гамма-лучи, периодически поступающие из облака космического газа.

Одним из крупнейших и наиболее важных проектов DESY является европейский рентгеновский лазер на свободных электронах — Европейский XFEL. Европейский XFEL — это ускоритель заряженных частиц, который создает самые сильные и яркие рентгеновские лучи в мире. В туннеле длиной 3,4 километра система магнитов и вакуумных установок ускоряет электроны почти до скорости света, создавая интенсивные рентгеновские лазерные вспышки. Эти вспышки могут создавать изображения атомных процессов, происходящих за долю секунды. Это относительно новый центр, но установку уже используют ученые в области медицины, химии, физики, материаловедения, нанотехнологий, электроэнергетики и электроники.

Совместные усилия

В сотрудничестве с несколькими группами исследователей и инженеров, представляющих ряд международных организаций, DESY и команда инженеров nVent SCHROFF разработали технические условия для нового стандарта: MicroTCA.4. MTCA.4 обеспечивает производительность и надежность, необходимые для прецизионного оборудования, такого как Европейский XFEL.

Точная среда

Система компьютеров и электронного оборудования, которая управляет ускорителем, должна работать с максимальной эффективностью и точностью, учитывая огромный массив данных, собираемых этими машинами. Решающее значение для организации результатов экспериментов имеют метки времени на каждой точке данных — вплоть до доли секунды.

Оборудование nVent SCHROFF в соответствии с требованиями стандарта MTCA.4 оснащается соединениями, обеспечивающими чрезвычайно высокую скорость передачи данных, что позволяет считывать точки данных в режиме реального времени. Многие операции выполняются машиной менее чем за миллиардную долю секунды, обеспечивая точный захват данных.

Надежность работы

Каждый день группы ученых со всего мира посменно проводят свои исследования в центре с использованием Европейского ускорителя XFEL, поэтому оборудование работает в круглосуточном режиме. Многие важные элементы MTCA.4 являются избыточными — это означает, что, если один из элементов перестанет работать, будет доступен резервный элемент. Кроме того, для MTCA.4 предусмотрены возможности удаленного управления. Все функции системы MTCA.4 контролируются удаленными компьютерами, и многие действия могут выполняться в удаленном режиме. Наконец, система nVent MTCA.4 защищена от радиации и теплового излучения, которые могут повредить хрупкие компьютерные компоненты. 

«Европейский XFEL с самого начала полностью полагался на стандарт MTCA.4», — говорит Кей Релих (Kay Rehlich), инженер DESY. — Поскольку он эксплуатировался надлежащим образом с самого начала, никто не может поверить, насколько быстро он работал и насколько плавно. Все, что мы получили от SCHROFF, просто работает — я не помню, чтобы хоть один крейт в оборудовании вышел из строя».

Благодаря стабильной и надежной работе Европейского XFEL ученые могут с максимальной эффективностью использовать свое время на объекте и сосредоточиться на поиске лекарств от болезней, изобретении новых технологий и расширении понимания нашей вселенной человечеством.