Экскурсия в Институт Ядерной Физики

Автор:
NikoniX
Печать
дата:
15 июня 2016 00:12
Просмотров:
1404
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
 
 
 
 


 
 
 
 

Комментарии

 
 

 
 
 
Странник
Дата:
(15 июня 2016 12:02)
#1
спасибо!!! не сбывшийся жизненный путь....
Томск [ссылка]
1 / 0
 
 
 
 
 
 
HALK
Дата:
(15 июня 2016 12:31)
#2
Очень интересно, спасибо.
Новосибирск [ссылка]
0 / 0
 
 
 

 
 
 
 
 
 
 
 

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