Магистрант Физического факультета НГУ Артур Асылкаев выполнил проект по изучению того, как происходит ударно-волновое сжатие 3D-структурного алюминия. Детальное исследование этого процесса (с разрешением один кадр в 600 наносекунд) удалось провести с помощью уникального детектора, разработанного специалистами Института ядерной физики СО РАН, а сам проект был выполнен лабораторией физики взрыва Института гидродинамики 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 самих сооружений), он отличается высокой прочностью.
Надо отметить, что описание термодинамических функций жидких и твердых 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, причем 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 еще и тем, что в ходе ее выполнения была отработана сама методика подобных исследований, которую теперь можно использовать в работе с широким спектром других материалов. И, благодаря уникальному оборудованию, созданному учеными Академгородка, получать такие детальные данные, которые до сих пор считались недоступными во всем мире.
Исследование Артура Асылкаева вошло в число лучших на конкурсе молодежных 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».
