Главные изобретения в России в 2022 году по версии сайта mail.ru

Компактный ускоритель частиц

Летом 2020 года команда ученых из Манчестерского университета Великобритании заявила, что создали карманный ускоритель частиц, способный разгонять электронные лучи до 99,99% от скорости света. В начале 2022 года отличились уже отечественные ученые. Специалисты из МФТИ, ОИВТ РАН и ФИ РАН представили компактный, размером с комнату, ускоритель частиц.

Цель подобных установок — понимание секретов материи, что позволяет создавать новые материалы (сплавы металлов, полимеры и т. п.), исследовать мир на атомарном уровне, а также лечить онкобольных.

На деле российские ученые еще в 2011 году разработали метод, позволяющий разгонять частицы до околосветовой скорости. Причем не требующий классических многокилометровых установок, как у того же «СКИФА» в Новосибирске или Diamond в Великобритании. Интересно, что разработка 2022 года не только помещается в комнате, но и демонстрирует рекордно высокую эффективность работы до 1,4% — коэффициент преобразования лазерной энергии в поток гамма-излучения.

Особенности установки

Петаваттный высокоэнергетический лазер (PHELIX) мощностью 1015 Вт испускает луч на полимерную пену, состоящую из триацетата целлюлозы с плотностью 2 мг/см³. Производится два импульса: длинный (1/1 000 000 000 сек.) и короткий (1/1 000 000 000 000 сек.). Первый ионизирует атомы пены, создавая плазменное облако, второй — ускоряет электроны в облаке, высвобождая энергию в сотни мегаэлектронвольт.

Разогнанные электроны, ударяясь о тонкую золотую пластинку, образуют гамма-кванты, которые затем поглощаются танталовой фольгой. В ходе такой фотоядерной реакции образуются нейтроны в количестве свыше 60 млрд единиц.

С полным материалом можно ознакомиться здесь