Ваш браузер не поддерживает элементы с видео.
Инновационная система охлаждения сложнейшей электроники. Петербургские учёные предложили уникальное техническое решение, которое повысит эффективность работы коллайдеров — ускоритель частиц строят в Московской области. Способ разработан на кафедре ядерно-физических методов исследования СПбГУ, которая сегодня отмечает своё 80-летие.
В подмосковной Дубне с 2013 года возводят отечественный коллайдер NICA. Он объединяет несколько ускорителей, способных разгонять атомные ядра почти до скорости света и сталкивать их с энергией, сравнимой с моментом Большого взрыва. Сейчас комплекс находится на этапе пусконаладки. В числе ключевых задач — создание детекторов и их охлаждение.
«Самые передовые технологии сегодня — это тонкие и ультратонкие кремниевые материалы, пластины толщиной всего 40–50 микрон. При подаче питания они нагреваются, а вся электроника размещена в самом детекторе. Возникает вопрос: как отвести тепло» — рассказал заведующий лабораторией ядерных процессов СПбГУ Владимир Жеребчевский.
Тончайшие пластины располагаются вокруг вакуумной трубки, где сталкиваются частицы. «Эти пластины будут ближе всего к точке столкновения. Они очень хрупкие, и мы исследовали, при какой температуре они разломятся», — добавил ведущий инженер лаборатории, аспирант Виталий Петров. Разрушаются они уже при температуре чуть выше 100 °C. Для стабильной работы коллайдера их необходимо удерживать почти при комнатной температуре.
Иностранные решения — подача потоков холодного воздуха или воды — вызывают колебания и конденсат, что мешает экспериментации. Петербургские учёные предложили иной способ.
«Мы испаряем жидкий азот, и холодный газ поступает внутрь с очень низкой скоростью. Он буквально смывает тепло», — пояснил Владимир Жеребчевский.
На исследования и разработку ушло четыре года. Результаты опубликованы, в том числе на английском языке. Учёные уверены, что технология найдёт применение не только в коллайдерах, но и в других сферах — от суперкомпьютеров до орбитальных станций и космических зондов, где необходимо деликатное охлаждение закрытого типа.