Институт ядерной физики производит детали для ученых Германии

Институт ядерной физики имени Г.И. Будкера СО РАН изготовит более сотни вакуумных камер для Европейского исследовательского центра ионов и антипротонов (FAIR, Германия). Стоимость контракта – 10 миллионов евро. 

FAIR планирует построить шесть подпроектов и почти для каждого из них ИЯФ производит оборудование. Больше всего вкладываются новосибирские ученые в накопительное кольцо ускорителя: одна из задач института – разработка и производство вакуумных камер для накопительного кольца ускорителя.

Новосибирские вакуумные камеры отличаются сварочным швом, который соединяет все части детали. ИЯФ применяет технологию электронно-лучевой сварки, благодаря которой шов получается супергерметичным и позволяет достигать внутри камеры глубокого разрежения воздуха – в триллионы раз меньшего, чем в обычной комнате.

«Такие параметры необходимы для эффективной транспортировки ионов и создания вакуумированной сети коммуникаций с диагностическим оборудованием в ускорительном комплексе FAIR», – сообщает пресс-служба института, отмечая, что каждая вакуумная камера собирается из нескольких деталей, стыки которых должны быть полностью герметичны, камера не должна содержать микротрещин и микрополостей.

«Сама сварка происходит достаточно быстро – со скоростью 1 сантиметр в секунду. Так что одну двухметровую камеру мы варим около трех минут. Несколько больше времени занимают подготовительные мероприятия – установка деталей в нужное положение и получение вакуума в рабочем объеме, а также, поскольку каждое изделие требует своего шва, тщательной проработки, тестовых экспериментов», – рассказывает заведующий сектором научного отдела ИЯФ СО РАН, кандидат физико-математических наук Александр Старостенко.

Отметим, Европейский исследовательский центр ионов и антипротонов – крупнейший ускорительный комплекс по исследованию современной ядерной и субъядерной физики, создаваемый в Германии на базе Центра по изучению тяжелых ионов имени Гельмгольца (Дармштадт). Стоимость проекта – около трех миллиардов евро, около 20% всего оборудования производится в России. Начало экспериментов на FAIR запланировано на начало 2020-х годов, выход на проектную мощность — в 2025 году. В проекте участвует 17 стран. Общий объем контрактов института для Европейского исследовательского центра ионов и антипротонов – 70 миллионов евро.

Интересы Института ядерной физики СО РАН контактами с Европой не ограничиваются. Разработки новосибирских физиков – подходы к удержанию термоядерной плазмы и технологии – будут использованы в создании прототипов нейронного источника в Китае.

Как сообщил руководитель подразделения Института технологии безопасности ядерной энергии (INEST, КНР) профессор Чен Жибин, к 2030 году в Китае планируется построить нейтронный источник на основе открытой газодинамической ловушки, пригодный для создания гибридного ядерного реактора. «Мы планируем сконструировать нейронный источник в течение 10 лет, все инженерные вопросы должны быть решены, и это будет очень хорошей платформой для создания гибридного реактора», – отметил профессор Чен. В гибридном реакторе в качестве источника дополнительных нейтронов используется высокотемпературная плазма, удерживаемая в открытой (незамкнутой) магнитной ловушке.

Профессор добавил, что до 2030 года предстоит создать три прототипа, первый – демонстратор технологии непрерывного удержания плазмы в открытой ловушке предстоит сделать в самое ближайшее время.

По словам замдиректора ИЯФ Александра Иванова, ученые института принимают участие в проекте, уже проведено два международных семинара по источнику термоядерных нейтронов на основе газодинамической ловушки – в китайском Хэфэе и в Новосибирске.

«Этот проект уже получил поддержку со стороны Китайской Академии наук, это вылилось в соответствующие гранты. Есть и одобрение со стороны РАН. Сейчас образован международный комитет по планированию дальнейших действий, туда входят коллеги из США, Швеции, Украины и России», – отметил он.

Кстати, использовать газодинамическую ловушку для создания гибридных реакторов, использующих торий вместо урана, а также реакторов, перерабатывающих ядерные отходы АЭС, предложили ученые ИЯФ. Использовать для удержания плазмы открытые, то есть незамкнутые магнитные ловушки для плазмы при проведении управляемой термоядерной реакции предложил еще в 1950-е годы основатель ИЯФ Гирш Будкер. Устройство получило название «пробкотрон Будкера».

Поделиться:

Наш канал на Яндекс.Дзен