Самая большая в мире камера для исследования взрыва на источнике СИ установлена на площадке 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.
Стальная взрывная камера разработана учеными Конструкторско-технологического филиала Института гидродинамики имени М. А. Лаврентьева СО РАН (КТФ ИГиЛ СО РАН), изготовлена при участии специалистов ООО Научно-производственного предприятия «Сибэлектротерм». Весной этого года камера успешно прошла вакуумные и взрывные испытания. В ходе тестовых экспериментов были произведены взрывы мощностью до 2,5 кг в тротиловом эквиваленте. Результаты испытаний показали стабильность и безопасность работы камеры.
25-тонная стальная камера рассчитана на взрыв мощностью два килограмма в тротиловом эквиваленте (способен уничтожить, к примеру, грузовой автомобиль). 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 подрыва не превышает 200 г в тротиловом эквиваленте, и в Лос-Аламосской национальной лаборатории США (20 г в тротиловом эквиваленте).
Взрывные исследования планируется проводить на экспериментальной станции 1-3 «Быстропротекающие процессы». В условиях взрыва в режиме реального времени изучаются 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 установки взрывной камеры и проведения экспериментов предназначено отдельное здание, пучок СИ будет доставляться туда по специальному каналу, обеспечивающему стабильность и необходимые параметры пучка. Общая длина станции от точки излучения СИ до отдельного здания — более 120 м.
Научные центры и крупные промышленные корпорации проявляют большой интерес к созданию нового исследовательского инструмента.
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.
