Синхрофазотрон и нуклотрон



Синхрофазотрон - это ускоритель, построенный в Дубне в 1957 году и ставший самым большим и мощным для своего времени. Его магнит весит 36 000 тонн и занесен в книгу рекордов Гиннеса, как самый тяжелый в мире. Он проработал до 2002-го года, а сейчас в его подвале построен новый ускоритель - Нуклотрон. На прошлой неделе я, вместе с детенышем попал на территорию Объединенного Института Ядерных Исследований (ОИЯИ) в Дубне и прогулялся по синхрофазотрону…

2.

Начали осмотр с бывшего пульта управления синхрофазотроном. Раньше он стоял полукругом посередине этой комнаты:

3.

Сейчас от него остался лишь небольшой фрагмент:

4.

5.

6.

Здесь же, в углу, стоит модель Синхрофазотрона:

7.

Он устроен следующим образом: в самом начале частицы разгоняют в линейном ускорителе (инжекторе), а затем они попадают в кольцо синхрофазотрона, где ускоряются практически до скорости света, нарезая несколько сотен тысяч кругов. После этого частицу выстреливают из кольца и с помощью гигантских магнитов направляют в одну из мишеней. Нуклотрон работает по тому же принципу:

8.

Положительно заряженные ионы разгоняются в ускорителе с помощью электричества. Образно говоря, они проходят через большое количество конденсаторов. Частица влетает в него с положительной стороны и начинает притягиваться к отрицательной. Такие "конденсаторы" называются ускоряющими промежутками.

Для ускорения частиц требуется огромное количество энергии, но энергия нужна не постоянно, а всплесками. Если подключить ускоритель к городской сети, то во время таких "всплесков", весь город будет погружаться во тьму, поэтому для ускорителя был построен собственный энергоблок. В нем стояли огромные маховики, которые раскручивали до скорости звука (330 метров в секунду) и во время "всплеска" резко останавливали, превращая механическую энергию маховика в электрическую.

Нуклотрон построили в подвале синхрофазотрона в 1992-ом году и его пульт управления выглядит уже гораздо современнее:

9.

Нуклотрон работает не постоянно, а сеансами. Сейчас проводят 2 сеанса в год, продолжительностью чуть больше месяца:

10.

Здание, где установлен синхрофазотрон имеет круглую форму и уже вокруг него построены вспомогательные сооружения:

11.

При входе висят таблички:

12.

13.

Ускорение начинается в линейном ускорителе. С помощью электрического разряда из водорода выделяют положительно заряженные ионы, которые начинают свое путешествие по ускорителю. Напряжение на столько велико (чуть меньше МегаВольта), что в сырую погоду в этом помещении молнии могут бить в стены вместо трубок:

14.

Из кожуха линейного ускорителя (ЛУ-20) торчат вакуумные лампы. Для того, чтобы частицы не тормозились от столкновений с молекулами воздуха, внутри ускорителя воздух откачан практически полностью:

15.

На выходе из линейного ускорителя стоит поворотный магнит, который либо пропускает частицу прямо в синхрофазотрон, либо отклоняет ее в подвал, где стоит нуклотрон:

16.

17.

С помощью магнитных линз пучок частиц фокусируют и удерживают небольшим в диаметре:

18.

Диаметр кольца синхрофазотрона 60 метров. Оно состоит из 4 огромных магнитов, на которых спокойно смогут разъехаться 2 легковушки (5 метров в высоту и 7 в ширину):

19.

Магнит имеет такие размеры из-за того, что пучок в синхрофазотроне слабофокусированный и удерживается в вакуумной камере размером 2 метра на 40 сантиметров, а сам магнит нужен для того, чтобы удерживать пучок внутри кольца:

20.

После завершения строительства в Дубну приезжали президенты и премьер-министры разных стран, посмотреть на чудо-установку. Советский Союз очень гордился синхрофазотроном. В то время он стал одним из символов мощи нашей страны.

Сейчас синхрофазотрон уже почти полностью демонтирован. В здании осталось лишь ярмо магнита, зато хорошо видно отверстие, в котором ускорялся пучок ионов. Есть планы построить новый ускоритель внутри него, чтобы использовать железо магнита в качестве защиты от радиации.

Во время работы синхрофазотрона включали этот замечательный светофор (обратите внимание на лампочку):

22.

Рядом с синхрофазотроном установлен сегмент нуклотрона. Разница в размере огромна:

23.

В 50-ых годах, уже во время строительства синхрофазотрона, физики научились жестко фокусировать пучок ионов до гораздо меньших диаметров, что позволило уменьшить габариты следующих ускорителей. Обратите внимание на размеры отверстия внутри нуклотрона - оно значительно меньше, чем огромный проем в синхрофазотроне:

24.

Нуклотрон строили уже во времена перестройки на деньги, которые лаборатория самостоятельно зарабатывала производством жидкого гелия. В здании с синхрофазотроном в подвале по кольцу были проложены кабели. Их передвинули, а на их месте построили нуклотрон:

25.

Ходить здесь тесновато. В некоторых местах я с трудом протискивался со своим пивным животиком:

26.

Сверху, из линейного ускорителя, в кольцо нуклотрона заводят пучок частиц (зеленые направляющие):

27.

Частицы ускоряются в кольце, а затем выводятся на поверхность с помощью отклоняющих магнитов (зеленого цвета):

28.

Скорость частиц на входе равна 30 тысячам километров в секунду, а на выходе уже около скорости света (300 тысяч километров в секунду), поэтому для отклонения пучка магниты нужны гораздо больших размеров:

29.

Все магниты красиво покрашены:

30.

Дальше частицы попадают в экспериментальный корпус, где ученые-физики с помощью таких же гигантских магнитов направляют их в одну из мишеней. После столкновения с мишенью осколки улавливаются детекторами:

31.

32.

Криогенные установки охлаждают обмотки магнитов внутри нуклотрона до температуры -269 градусов Цельсия, для возникновения эффекта сверхпроводимости:

33.

34.

Экспериментальный корпус питается электричеством от отдельной подстанции:

35.

Сам канал обложен бетонными блоками для защиты от радиации:

36.

В том числе сверху:

37.

Ученые сидят в оранжевых домиках на крыше канала и вокруг него:

38.

Внутри куча приборов. Здесь снимаются и записываются данные, а затем ученые будут еще долгое время их обрабатывать и анализировать:

39.

40.

Ну и напоследок несколько дверей:

41.

42.

43.

Завтра будет пост о Взлетно-Посадочной Полосе (ВПП) аэропорта Домодедово. Stay Tuned!

Синхрофазотрон на карте Livejournal


promo sergeydolya october 29, 2014 09:07
Buy for 400 tokens
Скачать/Открыть презентацию рекламных возможностей вы можете тут. Сводный прайс доступен по ссылке. Если вы захотите разместить честную рекламу в этом блоге, то присылайте запрос на ящик: dolya@bigpicture.ru В моем блоге можно разместить рекламу. При этом каждый пост за который мне…
Угу, профессура, из которой труха сыпется, ламповые осциллографы 60-х прошлого века, модули CAMAC, которые еще 20 лет назад устарели. И люди до сих пор открывают элементарные частицы. Хорошо бы для сравнения фотки CERN показать. Чтобы не удивляться пожарам. Нынче в почете юристы-экономисты, а не физики-химики. Вот пущай очередным выпуском акций и тушат. Имеем виртуально золотогу запасу, а реально деградацию государственной инфраструктуры.
сколько жила в Дубне, а никогда столько подробной и понятной информации про местные частицы не видела ;)

и все же удивляюсь, как вам удается попасть в такие недоступные места ;) нас туда не пускали даже несмотря на то, что у нас были пропуски в JINR - дальше своего корпуса никуда пройти не получилось :(
Много раз слышал это слово- синхрофазатрон, но даже не представлял что это такое:)))
У нас в институте, на кафедре Синхрофаоазтроном назвали кота, который там жил:)
Спасибо за отчет!:)
Всегда было туговато с физикой. Сейчас хоть какое-то реальное представление появилось об этом монстре. Спасибо.
П.С. не трудно было запомнить все описания?
Сергей, вообще просто супер интересный и познавательный пост, особенно для меня, ведь у меня мама учитель физики )))) Обязательно покажу ей, она оценит ))) Я думал вот выложить фотографии производства кока-колы и других напитков, но это оказывается в тысячу раз интереснее и громаднее ))) Хотя я наш завод кока-колы тоже считал верхом прогресса ))) А еще у меня есть несколько вопросов по фото: Каким объективом вы снимали? То есть, я вижу, что шириком, но каким именно? На некоторых фотографиях, особенно на 3 и 38 очень заметны геометрические искажения картинки, вы не слишком сильно заморачиваетесь на выпрямление? Как думаете, стоит вообще на каждой фотке это исправлять или лучше обратить это в художественный прием?
практически все снято на 16-35. Пара фотографий снята на фишай.

Я искажения не исправляю, иначе ничего не успею. Мои фотографии не несут художественного смысла. Они нужны потому что "лучше 1 раз увидеть, чем 100 услышать" :)
Спасибо!

Удивительно, что туда экскурсии не устраивают. Совершенно забесплатно пропаганда мощи современной отечественной науки. И к черту всякий сколковский онанобред.

Нанолампочка в древнем кожухе эпично смотрится :)

Что-то мордашка у вашего пацана незаинтересованная, видимо, физиком ему не быть...

Интересно как много из всей экскурсии усвоил самый младший участник :)))

На самом деле, для детей должно быть достаточно интересно, если рассказывать на понятном языке