Самая большая в мире камера для исследования взрыва на источнике синхротронного излучения установлена на площадке ЦКП «СКИФ»
Самая большая в мире камера для проведения экспериментов со взрывом на источнике синхротронного излучения (СИ) установлена на площадке Центра коллективного пользования «Сибирский кольцевой источник фотонов» (ЦКП «СКИФ») в наукограде Кольцово.
Взрывная камера разработана учеными Конструкторско-технологического филиала Института гидродинамики им. М.А. Лаврентьева СО РАН (КТФ ИГиЛ СО РАН) и изготовлена при участии специалистов ООО Научно-производственного предприятия «Сибэлектротерм». Весной этого года камера успешно прошла вакуумные и взрывные испытания.
Стальная камера весом 25 тонн рассчитана на взрыв мощностью два килограмма в тротиловом эквиваленте. Синхротронные исследования взрыва такой мощности в мире никогда не проводились. На сегодняшний день существуют две исследовательские установки, где проводятся взрывные эксперименты: на источниках ВЭПП-3 и ВЭПП-4 в Институте ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН, где максимальная мощность составляет 200 г в тротиловом эквиваленте, и в Лос-Аламосской национальной лаборатории в США (20 г в тротиловом эквиваленте).
Взрывные исследования планируется проводить на экспериментальной станции 1-3 «Быстропротекающие процессы». В условиях взрыва в режиме реального времени изучают процессы, характерное время протекания которых достигает миллионной доли секунды. Такие исследования необходимы для моделирования свойств авиационных и космических материалов, испытывающих экстремальные нагрузки, уточнения параметров взрывчатых веществ, а также решения задач фундаментальной физики.
Для взрывной камеры ученые КТФ ИГиЛ СО РАН разработали ряд элементов и систем, не имеющих мировых аналогов. В частности, для автоматизации управления экспериментом созданы системы открывания/запирания и контроля положения движущих механизмов, управления атмосферой внутри экспериментального объема — от форвакуума до высоких давлений — и высокоточный механизм по выравниванию конструкций для позиционирования экспериментальных сборок внутри камеры. Также в КТФ ИГиЛ СО РАН впервые для взрывных камер реализована «плавающая» опора с поворотной осью для легкой настройки 25-тонной конструкции на пучке СИ. Кроме того, изготовлены уникальные глушители, которые, несмотря на свою массивность (вес каждого — 250 кг), позволяют не только безопасно вводить и выводить излучение и гасить ударную волну, но и легко заменяются и разбираются в процессе эксплуатации, что имеет большое значение для исследователей.
Для установки взрывной камеры и проведения экспериментов построено отдельное здание. Пучок СИ будет доставляться туда по специальному каналу, обеспечивающему стабильность и необходимые параметры. Общая длина станции от точки излучения СИ до отдельного здания — более 120 м.
Справка:
Центр коллективного пользования «Сибирский кольцевой источник фотонов» ФИЦ «Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН» — объект класса «мегасайенс» с синхротроном поколения 4+, который строится в новосибирском наукограде Кольцово. Реализация проекта ведется в рамках Федеральной научно-технической программы развития синхротронных и нейтронных исследований и исследовательской инфраструктуры на период до 2030 года и дальнейшую перспективу.
ЦКП «СКИФ» представляет собой комплекс из 34 зданий и сооружений, а также инженерного и технологического оборудования, обеспечивающий выполнение научных исследований на пучках синхротронного излучения (СИ).
Уникальные характеристики нового источника СИ позволят проводить передовые исследования с яркими и интенсивными пучками рентгеновского излучения во множестве областей — химии, физике, материаловедении, биологии, геологии, гуманитарных науках. Также ЦКП «СКИФ» поможет решить актуальные задачи инновационных и промышленных предприятий.