Самую большую в мире камеру для исследования взрыва на источнике синхротронного излучения изготовили для СКИФ

Изучение процессов, характерное время протекания которых достигает миллионной доли секунды, необходимы для моделирования свойств авиационных и космических материалов, испытывающих экстремальные нагрузки, уточнения параметров взрывчатых веществ, а также решения задач фундаментальной физики.

Фото: «Сибирский кольцевой источник фотонов».

Станция 1-3 «Быстропротекающие процессы» — одна из шести станций первой очереди ЦКП «СКИФ». Интегратором создания оборудования станции выступает Институт гидродинамики имени М. А. Лаврентьева СО РАН. Стальная взрывная камера разработана учеными Конструкторско-технологического филиала Института гидродинамики имени М. А. Лаврентьева СО РАН (КТФ ИГиЛ СО РАН), изготовлена при участии специалистов Сибирского специального конструкторского бюро электротермического оборудования.

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).

Фото: «Сибирский кольцевой источник фотонов».

Для взрывной камеры разработан 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 проведения взрывных экспериментов предназначено отдельное здание станции «Быстропротекающие процессы», пучок СИ будет доставляться туда по отдельному каналу, обеспечивающему стабильность и необходимые параметры пучка. Общая длина станции от точки излучения СИ до отдельного здания — более 120 м.

На станции «Быстропротекающие процессы» будут также проводиться эксперименты с пневматическими пушками. Исследования будут проходить в стальных пулеулавливателях, представляющих собой стальные цилиндрические «бочки», где разогнанный до большой скорости ударник врезается в исследуемый материал. Это позволит изучать широкую линейку конструкционных материалов (полимерные материалы, стекло, легкие металлы —до алюминия) для задач автомобилестроения, авиастроения и космоса. Пулеулавливатель для большой пушки, оснащенный автоматизированной системой открывания и запирания, изготовлен в КТФ ИГиЛ СО РАН.

Две пушки калибром 50 мм и 20 мм и длиной 12 м и 3 м изготовлены производственной компанией «Дефорт» в Санкт-Петербурге под руководством конструкторов из Российского федерального ядерного центра ВНИИТФ (Снежинск). Скорость ударника на выходе из ствола будет достигать более километра в секунду.