Сенатор РФ Владимир Городецкий ознакомился с работами по созданию ЦКП «СКИФ»
- 07.07.2021
Новости
Изготовлены первые магниты для синхротрона ЦКП «СКИФ»
- 24.06.2021
Подписан контракт на изготовление уникального оборудования для синхротрона ЦКП «СКИФ»
- 28.05.2021
Школьник разработал механизм, упрощающий работу с установкой Института ядерной физики им. Г. И. Будкера
- 13.05.2021
«Машина времени»: модернизированная установка позволит заглянуть в прошлое на миллионы лет
- 22.04.2021
Ускорительная масс-спектрометрия (УМС) – сверхчувствительный метод изотопного анализа, при котором производится тщательная селекция атомов вещества с подсчётом интересующих нас изотопов. Метод позволяет с высокой точностью датировать археологические находки и геологические породы, изучать состав атмосферы и ткани живых организмов разных исторических периодов. В новосибирском Академгородке действует ускорительный масс-спектрометр, разработанный и изготовленный специалистами Института ядерной физики им. Г. И. Будкера (ИЯФ СО РАН). На этой установке проводится широкий спектр междисциплинарных исследований. В этом году сотрудники ИЯФ СО РАН разработали новый детектор, который позволит существенно расширить круг задач для УМС - датировать объекты, возраст которых составляет несколько миллионов лет. Других установок, позволяющих проводить подобные исследования, в России пока нет.
Результаты эксперимента Фермилаб подтвердили наблюдаемое нарушение Стандартной модели
- 07.04.2021
7 апреля 2021 года Национальная ускорительная лаборатория им. Энрико Ферми (Фермилаб, США) представила первые результаты масштабного эксперимента Muon g-2 по измерению аномального магнитного момента мюона. В предыдущем эксперименте в Брукхейвенской лаборатории (США), который закончился около 20 лет назад, была обнаружена разница между теоретическим предсказанием и экспериментальным значением этой физической величины. Эксперимент Фермилаб подтвердил эту разницу. Возможное объяснение наблюдаемого отличия – существование неизвестных частиц или взаимодействий, не описываемых Стандартной моделью. Исследования Института ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) тесно связаны с экспериментом Muon g-2: на коллайдере ВЭПП-2000 изучается вклад сильных взаимодействий. Результаты, полученные на новосибирском коллайдере, необходимы для теоретического вычисления аномального магнитного момента мюона и использовались специалистами Фермилаб. Результаты опубликованы в Physical Review Letters.
«Все достижимо – надо только работать»
- 06.04.2021
Коллеги и ученики вспоминают Алексея Павловича Онучина - главного научного сотрудника Института ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН, лауреата Госпремии СССР и премии им. П. А. Черенкова, выдающегося ученого.
Россия и Китай рассказали о развитии проектов «коллайдеров-братьев»
- 30.03.2021
Сотрудники Института ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) представили последние наработки по проекту электрон-позитронного коллайдера Супер С-Тау фабрика на международном рабочем совещании, посвященном будущим электрон-позитронным коллайдерам в области энергий рождения с-кварков и тау-лептонов.
Работа по обновлению экспериментального производства ИЯФ СО РАН уже ведется
- 06.03.2021
5 марта 2021 г. в рамках рабочего визита в Новосибирск председатель Правительства РФ Михаил Мишустин посетил Институт ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН). В мероприятии также приняли участие заместитель председателя Правительства Д. Н. Чернышенко, министр науки и высшего образования В. Н. Фальков, губернатор Новосибирской области Андрей Травников, председатель СО РАН, академик Валентин Пармон, директор ИЯФ СО РАН, академик Павел Логачев, директор Института катализа им. Г. К. Борескова СО РАН, академик Валерий Бухтияров и другие. Участники встречи ознакомились с коллайдером ВЭПП-2000, обсудили текущее состояние проекта ЦКП «СКИФ», а также перспективы обновления экспериментальных производств ИЯФ СО РАН и НИЦ «Курчатовский институт».
Михаил Мишустин распорядился поддержать развитие бор-нейтронозахватной терапии онкологических заболеваний в России
- 05.03.2021
5 марта 2021 г. в рамках рабочего визита в Новосибирск председатель Правительства РФ Михаил Мишустин посетил Институт ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН). В мероприятии также приняли участие заместитель председателя Правительства Д. Н. Чернышенко, министр здравоохранения М. А. Мурашко, министр науки и высшего образования В. Н. Фальков, губернатор Новосибирской области Андрей Травников, председатель СО РАН, академик Валентин Пармон, директор ИЯФ СО РАН, академик Павел Логачев, директор Института катализа им. Г. К. Борескова СО РАН, академик Валерий Бухтияров и другие. На встрече в ИЯФ СО РАН Михаил Мишустин распорядился поддержать развитие бор-нейтронозахватной терапии онкологических заболеваний в России.
Обнаружен эффект, ограничивающий время жизни кильватерной волны в эксперименте AWAKE
- 24.02.2021
Специалисты Института ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН), входящие в коллаборацию AWAKE (Advanced proton-driven plasma WaKefield Acceleration Experiment) Европейского центра ядерных исследований (ЦЕРН), обнаружили и исследовали эффект разрушения плазменной кильватерной волны при образовании электронного гало. Этот эффект ограничивает время жизни плазменной волны и влияет на выбор оптимальных условий для ускорения в ней частиц. Результаты опубликованы в журнале Plasma Physics and Controlled Fusion, а также были представлены на собрании коллаборации AWAKE и на конкурсе молодых ученых ИЯФ СО РАН. Исследованное явление важно как для объяснения результатов эксперимента, так и для численного моделирования будущих плазменных ускорителей.
Керамические кирпичи из карбида бора доказали свою эффективность в защите диагностического оборудования ИТЭР
- 12.02.2021
Автор - Пэт Бранс (Pat Brans)
Источник: iter.org
Для защиты диагностического оборудования от нейтронного потока требуются очень эффективные материалы, но эти материалы могут быть использованы внутри вакуумной камеры токамака, только если они продемонстрируют выполнение ряда строгих требований.
25 порт-плагов, являющихся частью диагностической системы токамака ИТЭР, служат двум основным целям. Одна из них – защитить диагностическое оборудование от нейтронного потока – либо полностью заблокировав, либо уменьшив его на несколько порядков. Другая задача потр-плагов - обеспечить доступ диагностического оборудования к плазме, через отверстия и окна, которые необходимо выполнить в этой защите.
Экваториальный порт-плаг состоит из трех диагностических защитных модулей, которые устанавливаются внутрь корпуса порт-плага. Каждый модуль состоит из рамы из нержавеющей стали и диагностической первой стенки. За стальной рамой будет располагаться защитный материал, который будет станет последней линией обороны, уменьшающей или блокирующей поток нейтронов на датчики и вспомогательное оборудование.
Выбор материала с правильными свойствами
Фото - iter.org
Выбор подходящего материала для защиты – это сложный процесс, который потребовал ряда шагов и участия нескольких организаций. Материал должен обеспечивать нужную степень защиты, но при этом соответствовать ряду ограничений.
Одно из них ограничений заключается в том, что каждый полностью оснащенный порт-плаг может весить не более 48 тонн, что сокращает количество допустимых видов защиты. «Мы могли бы создать надежную защиту, чередуя слои нержавеющей стали и воды», - комментирует Максим Иванцивский, приглашенный партнер проекта из секции разработки диагностики (старший научный сотрудник ИЯФ СО РАН – прим. ИЯФ СО РАН). «Это отвечало бы нашим требованиям по уменьшению нейтронного потока, но, к сожалению, этот был бы далеко за пределами ограничения по весу. Вес порт-плага превышал бы 48 тон».
Чтобы найти вариант конструкции, которая обеспечивала достаточную защиту, все еще оставаясь в пределах по весу, центральный офис ИТЭР, Российское и Американское домашние агентства провели независимые исследования. Все три организации пришли к выводу, что карбид бора (B4C) подходит лучше других кандидатов.
B4C – очень прочный материал, его используют, например, в бронежилетах и в качестве брони для некоторых современных танков. В4С также очень хорошо блокирует нейтроны. После того как нержавеющая сталь и вода замедляют поток нейтронов, B4C поглощает его их, обеспечивая существенное улучшение защиты. Более того, карбид бора почти в четыре раза легче нержавеющей стали.
Выбор правильной формы материала
«Как только стало ясно, что B4C нам подходит, мы принялись определять оптимальную для нас форму этого материала», - говорит Максим Иванцивский. «B4C может быть сыпучим, и тогда им можно заполнить ту или иную емкость, или же, он может быть изготовлен в виде одного из типов керамики. Мы обсудили различные варианты с рабочей группой и решили, что лучшим решением будет использование карбида бора в виде керамических кирпичей, поскольку с ними намного проще работать».
Следующим шагом был выбор такой конструкции, которая позволила бы добиться баланса между эффективностью защиты и сохранением оптимального веса. Команда начала с разработки защитных кассет, которые представляют собой стальные пластины, подогнанные под форму диагностического оборудования. Кассеты изготавливаются из нержавеющей стали и содержат блоки B4C. «Мы выбрали модульную конструкцию, которая позволяет изменять размеры защитных элементов в соответствии с формой диагностического оборудования», - говорит Иванцивский.
Идея состоит в том, чтобы разместить оптические датчики и зеркала внутри диагностического защитного модуля, и окружить их защитными кассетами. Плюс этого подхода в том, что при повреждении оборудования он позволяет легко снять лишь небольшое количество защитных кассет, чтобы удалить неисправность.
Однако, если пространство полностью заполнено кирпичами, вес будет превышен. «Мы нашли довольно элегантное решение», - говорит Иванцивский. «Мы спроектировали большое отверстие в центре каждого кирпича, что позволяет, с одной стороны, скрепить между собой элементы конструкции, с другой – увеличивая или уменьшая это отверстие, мы можем управлять средней плотностью».
Другой проблемой, которую необходимо было преодолеть, была скорость газвыделения. «На ранних стадиях разработки проекта были рассчитаны показатели газовыделения, которые можно допустить в каждой части токамака, чтобы вакуумная система справлялась с его откачкой», - говорит Иванцивский. «В эти расчеты также входила дегазация портплагов. Но керамические кирпичи существенно увеличивают площадь поверхности, что не учитывалось при первоначальных расчетах. Порт-плаг может содержать до 40 000 кирпичей с общей площадью поверхности 407 м², это дополнительная поверхность, которая должна быть учтена при расчете газовыделения».
Для определения, удовлетворяет ли порт-плаг требованиям газовыделения, недостающим элементом расчета была скорость дегазации каждого кирпича из керамики B4C. Домашнее агентство Российской Федерации задалось целью выяснить, эту величину.
«Мы взяли 638 блоков и очистили их – сначала ультразвуком, затем водой, а после высушили при 120 градусах Цельсия», - говорит Иванцивский. «Затем они отжигались в течение 4 часов в печи при температуре 1000 градусов. Мы поместили эти кирпичи в вакуумную камеру и проверили их на соответствие требованиям ИТЭР. Всего через 5 часов испытаний мы продемонстрировали, что укладываемся в требования. Через 24 часа показатели стали еще лучше. Чтобы сделать еще один шаг вперед, мы производили откачку и измерения в течение одного года. В результате скорость выделения газа снизилась в 3,5 раза».
После нескольких месяцев исследований, компромиссов в дизайне и экспериментов было показано, что керамические блоки B4C защищают диагностическое оборудование, а также отвечают требованиям на работу с порт-плагами для диагностических устройств.