сегодня: 22.11.2019

[сделать стартовой]

Рубрики
Общество
Экономика
Политика
Спорт
Наука
Культура
Образование
Здравоохранение
Информационные технологии
Силовые структуры
Криминал
Происшествия
Экология
Недвижимость
Нск-риэлт
Байкал
Национальные проекты
Лес - богатство Сибири
Нефть и газ Сибири
Сибирский уголь
Научно-технический прогресс
Сибиряки
Мир вокруг нас
Интервью
Актуально

Сибирский федеральный округ
Реклама


Наука и жизнь

Луна образовалась в результате ядерного взрыва


Видеокамеры для "супермена"


"Конец света" в прямом смысле слова


Земные океаны и атмосфера появились благодаря метеоритной бомбардировке


Солнце на Земле


Искусственный интеллект совсем рядом



ТОП-20 инженерных чудес света



Четвероногий друг


Новости Байкала

2019-10-17 12:06:00 /РИА "Сибирь" /Новосибирск

Новосибирские физики в 5 раз улучшили качество "картинки" на станции синхротрона

*               Работает импульс




Ученые Института ядерной физики имени Г. И. Будкера СО РАН разработали и изготовили детектор рентгеновского излучения на основе кремниевого микрополоскового сенсора для синхротронной станции "Плазма" на накопителе ВЭПП-4. Станция предназначена для исследования структурных изменений материалов в результате воздействия на них импульсных тепловых нагрузок. В частности, так моделируется поведение вольфрама – металла, из которого будет сделана первая стенка термоядерного реактора ИТЭР.

Благодаря использованию нового детектора в пять раз улучшилось разрешение изображений, получаемых в ходе экспериментов - это значительно упростит и ускорит процесс дальнейшей интерпретации результатов. Исследования проводятся совместно с Новосибирским государственным техническим университетом при поддержке гранта Российского научного фонда.

Станция "Плазма" в бункере синхротрона ВЭПП-4 коллективного пользования "Сибирский центр синхротронного и терагерцового излучения" создавалась для исследования воздействия импульсных тепловых нагрузок на материалы.

Эксперимент проводится в буквальном смысле в реальном времени: импульсную нагрузку имитирует лазер, который нагревает поверхность материала на 2000? С менее чем за 200 микросекунд, и в это же время материал просвечивается при помощи синхротронного излучения.

"Это излучение в нашем эксперименте используется исключительно для диагностики, оно не оказывает никакого влияния на образец, - рассказывает ученый секретарь Института ядерной физики СО РАН, доцент НГТУ, кандидат физико-математических наук Алексей Аракчеев. - Для исследований мы выбрали метод быстрой дифрактометрии, который дает наиболее интенсивный пучок и отлично подходит для изучения быстропротекающих процессов".

Изначально для экспериментов использовался детектор DIMEX (detector for imaging of explosions), разработанный специалистами для исследований взрывных процессов, которыми занимаются ученые Института гидродинамики имени М. А. Лаврентьева и Института химии твердого тела и механохимии СО РАН. Характерный период работы такого детектора составляет 100-200 наносекнд между кадрами, он настроен на то, чтобы регистрировать большие потоки излучения и потому имеет относительно низкую чувствительность. Детекторы на базе DIMEX с лучшим временным разрешением планируется изготовить для экспериментальной станции "Быстропротекающие процессы" первой очереди центра коллективного пользования "Сибирский кольцевой источник фотонов" (СКИФ).

"Для экспериментов по изучению воздействия импульсных нагрузок интервал между кадрами, которые делает детектор, должен составлять 10 микросекунд, но, поскольку в отличие от взрывных процессов, здесь идет работа не с прямым, а с отраженным пучком, имеющим значительно более низкую интенсивность, от него требуется очень высокая чувствительность, - рассказывает главный научный сотрудник Института ядерной физики, доктор физико-математических наук Лев Шехтман. - Мы разработали специальный детектор на основе кремниевой пластины, размером 5 см*3 см и толщиной 300 мкм, на которую нанесены специальные полоски-диоды с шагом 50 мкм. Он обладает однофотонной чувствительностью - то есть регистрирует практически каждый пролетающий фотон и по этому показателю превосходит предшественника в 10 раз".

Кроме того, пространственное разрешение этого детектора значительно выше, чем у газового детектора DIMEX, поскольку последний рассчитан на регистрацию фотонов существенно более низких энергий. Возрастание чувствительности напрямую влияет на качество изображения, получаемого в ходе эксперимента: его разрешение увеличивается в 5 раз. Это значительно упрощает и ускоряет процесс дальнейшей интерпретации результатов.

Станция "Плазма", которая предназначена для фундаментальных исследований воздействия импульсных нагрузок на материал, получила такое название, потому что под импульсными нагрузками сейчас понимается, прежде всего, воздействие потоков плазмы на материал первой стенки термоядерного реактора ИТЭР, запуск которого намечен на 2025 год.

"По совокупности качеств, главное из которых - высокая температура плавления (3422°С) и устойчивость к радиационным нагрузкам, таким материалом был выбран вольфрам, - поясняет Алексей Аракчеев. - Проблема в том, что он очень хрупкий. Металлы, которые обычно используются «в жизни» могут деформироваться, чтобы уменьшать напряжения, а вольфрам просто трескается. На станции "Плазма" мы при помощи рентгеновского рассеяния исследуем структурные, "внутренние" изменения вольфрама в результате аналогичных импульсов, моделируемых при помощи лазера. Цель наших исследований - определить допустимый предел таких нагрузок. Кроме того, у нас есть специальный экспериментальный стенд BETA на ускорительном комплексе ГОЛ-3, где также в реальном времени проводятся оптические исследования повреждений поверхности металла. Эксперименты на этих двух установках дополняют друг друга и помогают нам лучше понять механизм процесса".

 

Как отметила руководитель пресс-службы ИЯФ СО РАН Алла Сковородина, для более качественного исследования плазменного воздействия на материалы также планируется создание специальной экспериментальной станции в рамках первой очереди центра коллективного пользования "СКИФ".

 

Справка.

Проект "СКИФ" в Новосибирске реализуется в соответствии с поручением президента РФ и на основании его указа и является флагманом программы развития Новосибирского научного центра, известной как "Академгородок 2.0". "СКИФ" - это центр коллективного пользования, который будет включать в себя не только ускорительный комплекс, но и развитую пользовательскую инфраструктуру: экспериментальные станции и лабораторный комплекс. Создание источника СИ планируется завершить в 2023 году, что позволит начать проведение научных исследований уже 2024 году. Ориентировочная стоимость проекта оценивается в 37,1 млрд рублей.



Cмотрите также:  Наука  Новосибирская область
Архив
пн вт ср чт пт сб вск
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
 
Поиск по сайту
Что? Где? Когда?
***

28-29 ноября 2019 года пройдет международный форум "Омская область и соотечественники: 10 лет вместе"

**
Сохраним Байкал!

Экологический кризис на Байкале: новый эпизод с сине-зелеными водорослями
Все о клещах

Новосибирские ученые: как уберечься от заболеваний, переносимых клещами

Планета Земля

2036 год: Апофеоз или Апокалипсис?


Катастрофы: возможность или неизбежность
О проекте Контакты Партнеры  
Rambler's Top100
Copyright © 2004-2009, РИА "Сибирь"
E-mail: rian@cn.ru
Телефон: 8(383) 214-20-12