Экскурсия в Институт Ядерной Физики

Автор:
NikoniX
Печать
дата:
15 июня 2016 00:12
Просмотров:
1006
Комментариев:
2

В феврале, в рамках дней науки в новосибирском Академгородке, сходил на экскурсию в Институт Ядерной Физики. Километры подземных переходов, ускорители элементарных частиц, лазеры, генераторы плазмы и другие чудеса науки в этом репортаже.


Экскурсия в Институт Ядерной Физики




Экскурсия в Институт Ядерной Физики


Институт ядерной физики им. Г.И. Будкера (ИЯФ СО РАН) – крупнейший академический институт страны, один из ведущих мировых центров в области физики высоких энергий и ускорителей, физики плазмы и управляемого термоядерного синтеза. В институте ведутся крупномасштабные эксперименты по физике элементарных частиц, разрабатываются современные ускорители, интенсивные источники синхротронного излучения и лазеры на свободных электронах. По большинству своих направлений Институт является единственным в России.


Экскурсия в Институт Ядерной Физики


Первые приборы, которые встречает посетитель прямо в коридоре института — резонатор и поворотный магнит с ВЭПП-2М. На сегодня музейные экспонаты. Так выглядит резонатор. По сути это ускоритель элементарных частиц.


Экскурсия в Институт Ядерной Физики


Установка со встречными электрон-позитронными пучками ВЭПП-2М начала работать с 1974 года. До 1990 года она несколько раз модернизировалась, была улучшена инжекционная часть и установлены новые детекторы для проведения экспериментов по физике высоких энергий.


Экскурсия в Институт Ядерной Физики


Следующая установка — ускорительный комплекс ВЭПП-2000.


Экскурсия в Институт Ядерной Физики


Коллайдер ВЭПП-2000 – современная установка со встречными электрон-позитронными пучками, построенная в ИЯФ СО РАН в начале 2000-х годов вместо успешно завершившего физическую программу кольца ВЭПП-2М. Новый накопитель имеет более широкий диапазон энергий от 160 до 1000 МэВ в пучке, и на порядок более высокую светимость, то есть число интересных событий в единицу времени.


Экскурсия в Институт Ядерной Физики


Высокая светимость достигается использованием оригинальной концепции круглых сталкивающихся пучков, впервые предложенной в ИЯФ СО РАН и применённой на ВЭПП-2000. В местах встречи пучков расположены детекторы КМД-3 и СНД. Они регистрируют разнообразные процессы, происходящие при аннигиляции электрона с его античастицей – позитроном, такие, как рождение лёгких мезонов или нуклон-антинуклонных пар.


Экскурсия в Институт Ядерной Физики


Создание ВЭПП-2000 с применением целого ряда передовых решений в магнитной системе и системе пучковой диагностики в 2012 году было отмечено престижной в области физики ускорителей Премией им. Векслера.


Экскурсия в Институт Ядерной Физики


Пультовая ВЭПП-2000. Отсюда осуществляется управление установкой.


Экскурсия в Институт Ядерной Физики


Помимо компьютерной техники, для мониторинга и управления установкой используются и вот такие приборные шкафы.


Экскурсия в Институт Ядерной Физики


Здесь всё наглядно, на лампочках.


Экскурсия в Институт Ядерной Физики


Пройдя не меньше километра по коридорам института, мы попали на станцию синхротронного излучения.


Экскурсия в Институт Ядерной Физики


Синхротронное излучение (СИ) возникает при движении высокоэнергетичных электронов в магнитном поле в ускорителях.


Экскурсия в Институт Ядерной Физики


Кроме чисто научных исследований, СИ используется и для прикладных задач. Например, разработка новых электродных материалов литий-ионных аккумуляторов для электромобилей или новых взрывчатых веществ.


Экскурсия в Институт Ядерной Физики


В России существует два центра по использованию СИ — Курчатовский источник СИ (КИСИ) и Сибирский центр синхротронного и терагерцового излучения (СЦСТИ) ИЯФ СО РАН. В Сибирском центре используются пучки СИ из накопителя ВЭПП-3 и из электрон-позитронного коллайдера ВЭПП-4.


Экскурсия в Институт Ядерной Физики


Вот эта жёлтая камера — станция «Взрыв». В ней исследуют детонацию взрывчатых веществ.


Экскурсия в Институт Ядерной Физики


Центр обладает развитой приборной базой для проведения пробоподготовки и сопутствующих исследований. В центре работает около 50 научных групп из институтов Сибирского научного центра и из сибирских университетов.


Экскурсия в Институт Ядерной Физики


Установка загружена экспериментами очень плотно. Работа не прекращается здесь даже ночью.


Экскурсия в Институт Ядерной Физики


Переходим в другой корпус. Помещение с железной дверью и надписью «Не входить радиация» — нам сюда.


Экскурсия в Институт Ядерной Физики


Здесь находится прототип ускорительного источника эпитепловых нейтронов, пригодного для широкого внедрения бор-нейтронозахватной терапии (БНЗТ) в клиническую практику. Проще говоря, прибор для борьбы с раком. Несколько снимков из этой лаборатории.


Экскурсия в Институт Ядерной Физики


Экскурсия в Институт Ядерной Физики


Идём дальше. Особенностью Института Ядерной Физики (ИЯФ СО РАН) является наличие крупного экспериментального производства (около 1 000 человек) с высоким уровнем технического и технологического оснащения.


Экскурсия в Институт Ядерной Физики


Здесь разрабатывается и изготавливается сложное и уникальное научное оборудование.


Экскурсия в Институт Ядерной Физики


Экскурсия в Институт Ядерной Физики


Экскурсия в Институт Ядерной Физики


Экскурсия в Институт Ядерной Физики


Отдельно надо отметить подземные переходы института. Не знаю точно, сколько их общая длина, но думаю пара-тройка станций метро тут запросто бы поместились. Несведущему человеку в них очень легко заблудиться, зато сотрудники могут попасть из них практически в любое место огромного учреждения.


Экскурсия в Институт Ядерной Физики


Ну а мы попали на установку «Гофрированная ловушка» (ГОЛ-3). Она относится к классу открытых ловушек для удержания субтермоядерной плазмы во внешнем магнитном поле. Нагрев плазмы на установке осуществляется при помощи инжекции релятивистских электронных пучков в предварительно созданную дейтериевую плазму.


Экскурсия в Институт Ядерной Физики


Установка ГОЛ-3 состоит из трёх частей: ускорителя У-2, основного соленоида и выходного узла. У-2 вытягивает из взрывоэмиссионного катода и ускоряет в ленточном диоде электроны до энергии порядка 1 МэВ. Созданный мощный релятивистский пучок сжимается и инжектируется в основной соленоид, где в дейтериевой плазме возникает большой уровень микротурбулентности и пучок теряет до 40% своей энергии, передавая её электронам плазмы.


В нижней части установки находится основной соленоид и выходной узел.


Экскурсия в Институт Ядерной Физики


А на верхней — генератор электронного пучка У-2.


Экскурсия в Институт Ядерной Физики


Экскурсия в Институт Ядерной Физики


На установке проводятся эксперименты по физике удержания плазмы в открытых магнитных системах, физике коллективного взаимодействия электронных пучков с плазмой, взаимодействию мощных плазменных потоков с материалами, а также отработке плазменных технологий для научных исследований.


Экскурсия в Институт Ядерной Физики


Идея многопробочного удержания плазмы предложена в 1971 г. Г. И. Будкером, В. В. Мирновым и Д. Д. Рютовым. Многопробочная ловушка — это набор соединенных пробкотронов, формирующих гофрированное магнитное поле.


Экскурсия в Институт Ядерной Физики


Экскурсия в Институт Ядерной Физики


В такой системе заряженные частицы разбиваются на две группы: захваченные в одиночных пробкотронах и пролётные, попавшие в конус потерь одиночного пробкотрона.


Экскурсия в Институт Ядерной Физики


Экскурсия в Институт Ядерной Физики


Экскурсия в Институт Ядерной Физики


Экскурсия в Институт Ядерной Физики


Последней в экскурсии, но, пожалуй, самой впечатляющей стала Газодинамическая ловушка (ГДЛ). Мне, человеку далёкому от науки, она напомнила какой-то космический корабль в сборочном цехе.


Экскурсия в Институт Ядерной Физики


Важной проблемой УТС на основе открытых ловушек является термоизоляция плазмы от торцевой стенки. Дело в том, что в открытых ловушках, в отличие от замкнутых систем типа токамак или стелларатор, плазма вытекает из ловушки и попадает на плазмоприемники. При этом холодные электроны, эмитированные под действием потока плазмы с поверхности плазмоприемника, могут проникать обратно в ловушку и сильно охлаждать плазму.


Экскурсия в Институт Ядерной Физики


В экспериментах по изучению продольного удержания плазмы на установке ГДЛ было экспериментально показано, что расширяющееся магнитное поле за пробкой перед плазмориемником в торцевых баках — расширителях препятствует проникновению холодных электронов в ловушку и эффективно термоизолирует плазму от торцевой стенки.


В рамках экспериментальной программы ГДЛ ведется постоянная работа по повышению устойчивости плазмы, уменьшению и подавлению продольных потерь плазмы и энергии из ловушки, исследованию поведения плазмы в различных условиях работы установки, повышению температуры мишенной плазмы и плотности быстрых частиц. Установка ГДЛ оснащена самыми современными средствами диагностики плазмы. Большинство из них разработано в ИЯФ и даже поставляется по контрактам для других плазменных лабораторий, в том числе и зарубежных.


Экскурсия в Институт Ядерной Физики


Лазеры в ИЯФ повсюду и здесь тоже.


Экскурсия в Институт Ядерной Физики


Вот такая экскурсия по Институту Ядерной Физики.


0 не понравился
20 понравился пост
 
Незарегистрированные посетители не могут оценивать посты
 
 
 
 

 
 
 
 

Информация

 
 
 
 
 
 
 
 
 

Оставлять свои CRAZY комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
Пожалуйста пройдите простую процедуру регистрации или авторизируйтесь под своим логином. Также вы можете войти на сайт, используя существующий профиль в социальных сетях (Вконтакте, Одноклассники, Facebook, Twitter и другие)

 
 
 
 
 
Наверх