前端設(shè)備用于從儲存環(huán)引出同步輻射(SR)光束到實驗站。在此過程中，金剛石窗口被安裝在從高真空區(qū)域提取SR到研究站的裝置中，以確保SR光束能夠通過而不會破壞儲存環(huán)的密封性。由于金剛石窗口承受極端的熱負(fù)荷，溫度高達(dá)300攝氏度以上，因此必須實施冷卻系統(tǒng)以防止高溫破壞其結(jié)構(gòu)。
一期空間站前端由俄羅斯科學(xué)院西伯利亞分院科學(xué)儀器制造設(shè)計技術(shù)研究所的員工制造
在第一級站中，菱形窗口使用傳統(tǒng)的冷卻系統(tǒng)，即通過焊接或釬焊將菱形窗口固定在含有冷卻液(水)循環(huán)通道的銅元件(法蘭)上。然而，隨著時間的推移，焊縫會退化，且在高溫影響下，金剛石晶體的結(jié)構(gòu)會從單晶變?yōu)槎嗑В瑥亩@著降低SR光束的質(zhì)量。
針對第二級空間站的前端，科學(xué)家們正在考慮使用新型冷卻系統(tǒng)的可能性。物理學(xué)和數(shù)學(xué)博士、SKIF集體使用中心的研究員、俄羅斯科學(xué)院西伯利亞分院熱交換過程強化實驗室的首席工程師Maxim Pukhovoy介紹稱：“隨著每一代同步輻射源的出現(xiàn)，熱流變得越來越大，因此越來越需要對光學(xué)元件進行冷卻。我們提出了一種新型冷卻系統(tǒng)，其中金剛石窗口使用液態(tài)金屬薄膜固定在法蘭上，液態(tài)金屬密封結(jié)構(gòu)無需焊接或釬焊，同時提供可靠的熱接觸和足夠的真空密封。”
科學(xué)家們創(chuàng)建了所提議的冷卻技術(shù)的3D模型，并在此基礎(chǔ)上進行了熱和強度計算，確定了設(shè)計參數(shù)，以確保所需的冷卻效果及其可靠性，同時不超過熱變形的閾值。3D模型顯示，該冷卻系統(tǒng)能夠有效地去除熱量，使金剛石板的最高溫度不超過542.6°C，并可承受約800MPa的壓力。
第一階段車站前端的金剛石窗戶由 V.S. 地質(zhì)礦物研究所的員工制造。俄羅斯科學(xué)院索博列夫西布
此外，除了考慮熱負(fù)荷和強度負(fù)荷外，研究人員還關(guān)注了水循環(huán)微通道壁的溫度，確保其不超過96°C，以防止水沸騰并避免引起光學(xué)系統(tǒng)相關(guān)振動。
目前，研究人員正繼續(xù)努力提高同步輻射源中光學(xué)元件冷卻系統(tǒng)的效率。他們正在對不同的冷卻液進行計算和3D建模，這些冷卻液的初始溫度可以從-90°C到+7°C變化。從長遠(yuǎn)來看，這將有助于增加從金剛石窗口中去除的熱能，并降低緊急情況的風(fēng)險。
