罕见 核物理研究所一瞥

文摘   2025-01-09 19:20   上海  

俄罗斯科学院核物理研究所一瞥,含新西伯利亚核物理研究所等,这里主要是围观一下里面的一些装备和设施,由于原文是俄语,本文是机译整理而来,对于撸铁几十年的军盲来说,机床机电类外刊也许还能看看,这个太过于专业,所以描述有生涩,错误之处,还请海涵。

不过里面图片还是蛮棒的,令人着迷,是机械迷的视觉盛宴,原本是俄罗斯人写的,所以有些描述可能基于他们的观点,也没有经过考证,仅仅是转述,供参考。本文文字约2500多字,很多可忽略,因为看后感觉是一头雾水,附图50多幅,图片来自于科学馆游记, 欢迎转载转发。

新西伯利亚核物理研究所,是1958年在新西伯利亚的阿卡德姆戈罗多克Akademgorodka 建立的一个研究所,早年由赫赫有名的库尔恰托夫领导。以加速原子能实验室研究所为基础。是俄罗斯科学院最大的研究所。研究所的工作人员总数约为2900人。该研究所的研究人员包括俄罗斯科学院的5名正式成员、俄罗斯科学院的6名通讯员、大约60名理科博士和160名理科候选人。

先看一组图片关于气动磁镜,用于将等离子体约束在磁场中。新西伯利亚核物理研究所,1986年制造。前苏联当年技术实力真吓人,江湖传闻咱们第一个超导磁环流器就是苏联库尔恰托夫研究所的技术,但不是完整的,很多零部件已失效,还是通过修复和改造完成的。

由于原文机译过来,对本军盲来说是天书,实在无法理解,所以改变一下描述方法,虽然前面已经花了大把时间,写了很多很多,推倒/删除重来。有具体解释的,内容也不作修改和调整了,直接搬砖。附于图片后面。

这是目前世界上最强大的磁铁之一。

目前,IIF SO RAS有两个助推器:VEPP-4和VEPP-2000。VEPP-2000电子正电子对撞机的开发始于2000年,是大型强子对撞机的弟弟。如果说欧洲对撞机的粒子能量达到每束100千兆电子伏特(总能量为200千兆电子伏特),那么西伯利亚对撞机的能量正好是2000兆电子伏特或2千兆电子伏特的100倍。

新对撞机的主要任务之一是以尽可能高的精度测量,电子-正电子对在强子-介子和重子中的湮灭参数。正电子和电子——粒子和反粒子——在碰撞中可以湮灭,完全变成电磁辐射。然而,在某些能量下,这些碰撞可能产生其他粒子-由两个(介子)或三个夸克(重子-质子和中子)组成。质子和中子的内部结构尚未完全研究。

VEPP-4加速器是一个独特的装置,用于对高能电子-正电子束进行实验。VEPP-4由一个注射器(束能高达350 MeV)、一个VEPP-3存储器(高达2 GeV)和一个电子-正电子对撞机VEPP-4M(高达6 GeV)组成。

VEPP-4M采用共振去极化法测量粒子能量,相对误差高达10-7,这是世界上任何其他实验室都无法实现的。这种方法可以非常精确地测量基本粒子的质量。

在VEPP-3储存器上,在内部气体靶上进行核物理实验,该气体靶是直接注入储存器真空室的气体(氘或氢)射流强度创纪录的。

这一切都从这里开始:VEP-1(迎面电子束),世界上第一台对撞机,建于1963年,旨在探索其在粒子物理实验中的应用。VEP-1是有史以来唯一一个光束在垂直平面上循环和碰撞的对撞机。

WEPP-2000管理。

用氮气立即冷却根部。

除了高能物理外,还利用输出的同步加速器束对VEPP-4复合物进行了研究。主要方向-材料科学,爆炸过程研究,考古学,生物学和医学,纳米技术等。和其他事项任务。

超过30个俄罗斯和外国组织,包括来自新西伯利亚、叶卡捷琳堡、克拉斯诺亚尔斯克、托木斯克、圣彼得堡、莫斯科等地的俄罗斯科学院研究所,正在对VEPP-4系统进行研究。还有来自德国、法国、意大利、瑞士、西班牙、美国、日本和韩国的外国机构。

VEPP-4加速器复合物是一种独特的VEPP-4M对撞机,带有通用的雪松粒子探测器,用于高能物理实验。

VEPP-3目前的主要工作领域是电子和正电子的积累和注入到VEPP-4M对撞机中,作为同步辐射源,并在极化氘上进行内部气体靶实验。

VEPP-3的存储长度为74.4 m,注入能量350 MeV,最大能量2000 MeV。

在附近的化学动力学和燃烧研究所安装LSE。自由电子激光器由两个节点组成,一个是凝聚体,另一个是光学谐振器。一束电子穿过一个具有交错磁场的部分。在这个场的作用下,电子被迫不沿着直线飞行,而是沿着一条正弦波般的轨迹飞行。在这种旋转运动中,相对论电子发出光,直接进入光学共振器,其中有一个疯狂的真空(10-10毫米汞柱)。

在管道的两端有两个巨大的铜镜。从镜子到镜子,再到镜子,光线会获得足够的能量,其中一些能量会传递给消费者。将能量传递到电磁辐射中的电子通过旋转磁铁系统展开,然后返回高频谐振器并在那里减速。

用户站,参观所在日有六个,位于加速器室外的大楼二楼,在那里,在运行期间不允许使用LSE。辐射通过充满干氮的管道向上发射。

特别说明,生物学家利用该设施的辐射来开发一种新的方法来研究复杂的分子系统。

这为化学家提供了一个非常节能的反应管理机会。物理学家研究超材料——在一定波长范围内具有负折射率的人造材料,从而完全看不见,等等。

在一天之内,会发生几次“射击”,每个射击消耗约30兆瓦的电力。这种能量通过一个单独的网络从新西伯利亚水电站获得。

GOL-3的安装是一个电磁管,上面有许多线圈(110个),在管子内部产生强大的磁场。在安装之前,真空泵将空气从管子中抽出来,然后将氘原子注入管子。然后,管道的内容物需要加热到数千万度,通过带电粒子束。

加热分两个阶段进行-由于电荷,预热达到20000度,然后“喷射”电子束加热到5000-6000万度。在这种状态下,等离子体只保留几秒钟-在此期间,仪器将读取读数以进行进一步分析。

多功能等离子体陷阱GOL-3。在GOL-3号设施中,正在进行等离子体与表面相互作用的实验。这些实验的目的是选择与热等离子体接触的热核反应堆元件的最佳结构材料。

在这段时间里,线圈上的电压会产生大约五个特斯拉的磁场。这样一个强大的领域,在物理定律下,试图撕裂线圈的碎片,并防止它们被坚固的钢固定。

气体动力捕集器是一个实验研究与长而开的磁系统中热核等离子体保持有关的重要物理问题的平台。研究课题包括粒子和能量纵向损失物理学、等离子体平衡和磁流体动力学稳定性、微不稳定性。

目前,GDL的安装正在升级。现代化的目标是使用新一代强大的原子注射器加热等离子体。根据计算,这种注射器可以获得创纪录的热等离子体参数,这将允许进行一系列实验,详细研究等离子体保持和加热的物理,具有未来热核反应堆特有的参数。

注射器系统的冷却器。

WPP-4的周长为366米。


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晶陆001
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