Есть конспект?
Пришлите нам!

Создан особый плазменный клапан для ювелирной и сверхбыстрой заделки трещин в корпусе синхротронов


Ученые из Американского Министерства Энергетики Брукхейвенской Национальной Лаборатории и Национальной Лаборатории Аргонн получили американский патент (№6528948) на устройство, которое предотвращает поток воздуха в емкость с вакуумом приблизительно в один миллион раз быстрее, чем делают это механические клапаны, использующиеся в настоящее время.

Новое устройство, названное плазменным клапаном, было разработано по результатам исследования, финансируемого Американским Министерством Энергетики.

В синхротроне ускоряют электроны с орбитой постоянного радиуса, растущим во времени магнитным полем, определяющим этот радиус, и постоянной частотой ускоряющего электрического поля. При этом вакуум позволяет циркулировать в кольцах синхротрона в течение многих часов очень высоким потокам энергии.

Но когда стабильность вакуума в кольцах нарушается, воздушные потоки с большой силой влетают в поток электронов и гасят его энергию. Поэтому чем быстрее нарушение вакуума будет ликвидировано, тем меньшее повреждения будет нанесено стенкам колец, потокам электронов и самим экспериментам по их ускорению.

Потребность в подобном быстром клапане, устраняющем такие нарушения, привела инженеров к исследованию потенциальных возможностей плазменных дуг, предварительно доработанных как электросварочное оборудование. Команда исследователей Национальной Лаборатории Аргонн совместно с группой ученых из Брукхейвенской Национальной Лаборатории довели до ума технологию применения плазменного клапана.

В отличие от традиционных клапанов, плазменный клапан не имеет никаких перемещающихся деталей и узлов, не требует большого обслуживания, и устанавливает вакуумно/воздушное перекрытие намного быстрее. Также он является полностью неразрушающим. Напротив, существующие ультрабыстрые механические клапаны могут принести повреждение машинному оборудованию, когда используются.

Когда плазменный клапан активизируется, то ионизированный газ или газ с заряженными частицами, ограниченный электрическими и магнитными полями, заполняет герметичным образом трещину в стенке синхротрона. Когда плазма достигает некоторой температуры и параметров плотности, она отделяет атмосферное давление от вакуума, который должен быть лишен давления.

Когда вакуум нарушен, плазменная дуга зажигается менее чем одну наносекунду в плазменном клапане. Внешняя структура клапана состоит из полого, охлажденного водой медного цилиндра, расположенного между тремя катодами и полым кольцом анода в противоположном конце цилиндра.

Плазменный клапан нагревается до 15000°С, что заставляет ионизированные атомы вокруг сталкиваться с молекулами проникшего в трещину воздуха настолько быстро, что ионы блокируют любые воздушные молекулы, которые могли бы пройти через плазменный клапан.

Исследователи со всего мира сейчас изучают иные направления применения полученным знаниям на базе этих исследований ученых.

Например, сейчас делаются попытки: исследовать мелкую структуру компьютерных чипов, что в свою очередь позволит создавать еще более эффективные компьютеры; разработать методы по более быстрому расшифровыванию геномов вирусов, чтобы на базе этого создавать более эффективные лекарственные препараты; исследовать свойства магнитных материалов, чтобы делать еще более лучшие записывающие устройства; исследовать природу коррозии, чтобы разработать новые методы для ее предотвращения.

Информация для контакта:

Diane Greenberg, 631 344-2347 or Mona S. Rowe, 631 344-5056


Dr.BoT© Konspektiruem.ru