Тайны Вселенной. Россия участвует в проекте Кольцевого коллайдера будущего
Наша страна входит в число мировых лидеров в области сверхпроводимости. И является одной из немногих, где есть все необходимые научно-технические компетенции.
В Европейской организации по ядерным исследованиям (CERN, Швейцария) успешно завершились приёмочные испытания российских сверхпроводников. Они были изготовлены Росатомом в рамках проекта Кольцевого коллайдера будущего (Future Circular Collider — FCC), который должен прийти на смену Большому адронному коллайдеру.
Длина окружности — 100 километров!
Тесты подтвердили, что технические характеристики российских проводов полностью соответствуют спецификации CERN. В ходе испытаний достигнуты рекордные показатели для российских технологий сверхпроводимости — такие, как плотность критического тока в электромагнитном поле, коэффициент остаточного электросопротивления, эффективный диаметр провода. Топливная компания Росатома «ТВЭЛ» квалифицирована в качестве поставщика высокотехнологичной продукции для FCC.
Магнитная система является одним из ключевых элементов Кольцевого коллайдера будущего. Колоссальные размеры этого сооружения (длина окружности — около 100 километров) потребуют поставки гигантского объёма стрендов — сверхпроводящих проводников для создания сильных магнитных полей. А они могут быть произведены лишь совместными усилиями государств, обладающих такой технологией. По оценкам специалистов, потребности FCC в сверхпроводниках могут в разы превысить существующие мировые объёмы производства ниобий-оловянных стрендов.
Россия в лице Росатома входит в число мировых лидеров в области сверхпроводимости и является одной из немногих стран, обладающих необходимыми научно-техническими компетенциями. Наши учёные и инженеры сумели в сжатые сроки разработать технологию и изготовить образцы продукции, отвечающей самым строгим мировым стандартам.
Загадки тёмной материи
FCC, Кольцевой коллайдер будущего, который планируется построить в Швейцарии в начале 2040-х годов, является важнейшим проектом мирового научного сообщества. Он позволит учёным вывести на новый уровень фундаментальные исследования в области физики элементарных частиц. В частности, коллайдер поможет понять природу загадочной тёмной материи, возникновение асимметрии вещества и антивещества в наблюдаемой Вселенной, а также разобраться в других вопросах за рамками так называемой Стандартной модели современной физики.
Разработка проводов для проекта FCC, помимо России, ведётся в США, Европе, Южной Корее, Японии и Китае. В нашей стране единственным производителем низкотемпературных технических сверхпроводников является Топливная компания Росатома «ТВЭЛ». Разработкой конструкций и технологий изготовления сверхпроводящих проводов на основе сверхчистого ниобия и его сплавов занимается входящий в Росатом Высокотехнологический научно-исследовательский институт неорганических материалов им. А.А. Бочвара.
Промышленное производство сверхпроводников реализовано на Чепецком механическом заводе в Удмуртии. В 2009-2014 годах в рамках участия России в проекте строительства Международного термоядерного экспериментального реактора (ITER) завод произвёл более 200 тонн (или 61 тысячу километров) низкотемпературных сверхпроводников.
В 2020 году ниобий-титановые сверхпроводники Росатома позволили достичь проектных значений магнитного поля ускорителя тяжёлых ионов (бустера), входящего в первый каскад мегасайенс-проекта ускорительного комплекса NICA в Дубне.