Магистрант
физического факультета Новосибирского государственного университета Артур
Асылкаев выполнил исследование того, как происходит ударно-волновое
сжатие 3D-структурного алюминия. Детально изучить этот процесс с
разрешением один кадр в 600 наносекунд удалось с помощью уникального
детектора, разработанного специалистами Института ядерной физики СО РАН, а
сам проект был выполнен лабораторией физики взрыва Института гидродинамики
им. М.А. Лаврентьева СО РАН.
«Изучение
распространения ударных волн в структуре материала имеет не только
теоретическое — в плане понимания протекания взрывных процессов, — но и
достаточно очевидное практическое значение. Зная, как материал реагирует на
взрывную волну, можно сформулировать рекомендации по его использованию в
различных защитных конструкциях для повышения их эффективности», —
объяснил Артур Асылкаев.
В результате
экспериментов было подтверждено, что данный материал подходит для применения в
конструкциях, чья задача — эффективно гасить ударную волну, поскольку при
относительно малой плотности (что имеет значение для массы сооружений), он
отличается высокой прочностью.
Надо отметить,
что термодинамические функции жидких и твёрдых тел при высоких давлениях и
воздействии мощных ударных волн на сегодня недостаточно детально изучены.
Обычно испытания новых материалов и структур происходят с использованием рентгенографии,
что позволяет получить несколько снимков происходящего с ними в результате
такого воздействия.
Применение
синхротронного излучения и детектора, разработанного в ИЯФ СО РАН, даже в
лабораторных условиях дало возможность снимать рентгеновское кино. Но и
это не предел возможностей для нового метода, примененного в проекте, — после
того как заработает Сибирский кольцевой источник фотонов (ЦКП СКИФ), на одной
из его станций будут проводиться подобные эксперименты, с разрешением на два
порядка больше (один кадр в 6 наносекунд).
«Это открывает
массу возможностей для изучения новых материалов на предмет их устойчивости,
причём не только к ударно-взрывному воздействию, но и к условиям высокого
давления. А значит — решать самые разнообразные практические задачи: подбор
материалов для корпусов подводных лодок или для турбин, которым тоже
периодически приходится работать в экстремальных условиях. Например, если в
авиадвигатель попадает птица», — отметил Артур Асылкаев.
По словам автора
проекта, его работа полезна ещё и тем, что в ходе её выполнения была
отработана сама методика подобных исследований, которую теперь можно
использовать в работе с широким спектром других материалов. И, благодаря
уникальному оборудованию, созданному учёными Академгородка, получать такие
детальные данные, которые до сих пор считались недоступными во всём мире.
Исследование
Артура Асылкаева вошло в число лучших на конкурсе молодёжных
научно-исследовательских проектов «Рентгеновские, синхротронные, нейтронные
методы в междисциплинарных исследованиях». Этот конкурс уже третий год
проводится среди студентов и аспирантов Новосибирского государственного
университета, а также аспирантов институтов Сибирского отделения РАН в рамках
программы «Приоритет-2030».
Источник: пресс-служба НГУ.