Сверхмощный кулер
Сверхмощный кулер
Учёные Института ядерной физики СО РАН разработали прототип системы электронного охлаждения (кулер) для создаваемой в ускорительном центре FAIR в Германии установки HESR, на которой будет изучаться структура экзотических ядер.
Экзотические ядра имеют большой угловой момент («бешено» вращаются), высокую энергию возбуждения («горячие»), сильную деформацию, аномально высокое число нейтронов или протонов. Изучение свойств ядерной материи в экстремальных состояниях даёт важную информацию о свойствах микромира, что позволяет моделировать различные процессы во Вселенной.
HESR (High energy storage ring) – одна из установок ускорительного центра FAIR. Здесь проводятся эксперименты по столкновению пучков антипротонов высокой энергии с мишенью, что даёт новый взгляд на структуру их ядра.
Неохлаждённый пучок ионов занимает всё поперечное пространство камеры ускорителя, добавить в него новые частицы невозможно. Если же ионы охладить, они сожмутся, что позволит накапливать в десятки раз больше частиц.
– Немецкие коллеги решили снабдить свою установку высоковольтным кулером с энергией 10 МэВ. Предыдущий по мощности работал при энергии 4 МэВ на коллайдере Тэватрон в Америке. Если электронная система охлаждения для HESR будет построена – это станет абсолютным рекордом среди установок такого класса. Пока мы сделали только прототип – одну секцию на 600 киловольт. Для системы охлаждения на 10 МэВ потребуется 15 таких секций, которые будут установлены друг на друга. На старых принципах эту систему сделать невозможно, электрические пробои будут слишком сильные, – прокомментировал академик РАН, ведущий научный сотрудник ИЯФ СО РАН Василий Пархомчук.
Реализованный в прототипе принципиально новый подход основан на производстве электроэнергии с помощью турбогенератора: поток воздуха передаёт энергию по пластиковой трубе, не опасаясь пробоя. В секциях кулера энергия сжатого воздуха будет преобразовываться в электрическую при помощи турбины. Между ними нет электрической связи, только эта «воздушная» труба, а управление осуществляется бесконтактно радиоволнами, поэтому секции можно ставить друг на друга.
В Германии секцию установят в огромную бочку, наполненную специальным газом, который используется для увеличения электрической прочности установок. Высота кулера будет составлять около 12 метров, а его диаметр – 4 метра. Стоимость прототипа оценивается примерно в 350 тысяч евро.
Как сообщает пресс-служба ИЯФа, установка HESR заработает через 10-15 лет. Помимо системы охлаждения, сибирские учёные разрабатывают и изготавливают для FAIR специальные фокусирующие магниты и высокочастотные системы.
Фото А. Марукова
Комментарии