Đại học Bách khoa Tomsk đã phát triển một kính hiển vi tia X độc đáo để sử dụng tại Nguồn photon vòng Siberia (SKIF) ở Novosibirsk. Thiết bị này cho phép thực hiện nghiên cứu với độ phân giải lên tới 50 nanomet, mỏng gấp đôi sợi tóc người.
Theo dịch vụ báo chí của trường đại học, sự phát triển này nhằm mục đích sử dụng cho chụp ảnh nano và chụp cắt lớp nano. Phó hiệu trưởng TPU Alexey Gogolev nhấn mạnh rằng kính hiển vi sẽ trở thành một công cụ không thể thiếu để đo các thông số của chùm bức xạ tại các trạm gia tốc.
Mục đích chính của kính hiển vi là ghi lại chùm tia và xác định các thông số của chùm tia, chẳng hạn như kích thước và độ phân kỳ, giúp tinh chỉnh hệ thống kiểm soát bức xạ. Thiết bị được trang bị màn hình nhấp nháy có thể thay thế, cung cấp độ phân giải không gian và độ nhạy cao. Kiểm soát được thực hiện bằng phần mềm do TPU phát triển. Phần mềm này tăng tốc độ quét mẫu lên hơn 300 lần so với các giải pháp tương tự và bao phủ nhiều độ phân giải - từ nanomet đến mesoscale.
Kính hiển vi cũng có thể được sử dụng cho các nghiên cứu nanoradiography và nanotomography với độ phân giải cơ bản lên đến 270 nanomet. Các nhà khoa học lưu ý rằng thiết bị này phù hợp để nghiên cứu các quá trình phức tạp, chẳng hạn như động lực học chất lưu trong đá và cấu trúc vi mô của chip. Khả năng sử dụng các kính hiển vi như vậy tại các trạm thử nghiệm SKIF mới hiện đang được thảo luận, điều này sẽ mở rộng đáng kể tiềm năng làm việc với vật liệu nano và đào sâu nghiên cứu.
Các nhà khoa học từ Đại học nhà nước (TSU) đã tạo ra các nguyên mẫu cảm biến vi dải silicon sẽ được sử dụng trong các máy dò của Nga. Theo kế hoạch, các cảm biến này sẽ được lắp đặt như một phần của máy dò đa phần tử tại các trạm gia tốc SKIF, dịch vụ báo chí của trường đại học này cho biết với TASS.
"Trên cơ sở phòng thí nghiệm máy dò bức xạ synchrotron của Trung tâm công nghệ tiên tiến về vi điện tử TSU, các cảm biến bức xạ tia X vi dải đã được thiết kế cho các nhiệm vụ sẽ được thực hiện tại các trạm nghiên cứu của Trung tâm sử dụng tập thể SKIF. Các tấm wafer silicon có điện trở cao được sử dụng làm cơ sở cho chúng", tuyên bố trích lời Anton Tyazhev, cộng sự nghiên cứu tại phòng thí nghiệm máy dò bức xạ synchrotron TSU, cho biết.
Được biết, doanh nghiệp trong nước đã sản xuất lô cảm biến đầu tiên như vậy. Các phép đo sơ bộ về đặc điểm đã cho thấy tính phù hợp của các cảm biến để hoạt động như một phần của các máy dò đa phần tử cần thiết để lắp đặt tại các trạm đồng bộ SKIF.
"Các cảm biến của các đồng nghiệp Tomsk của chúng tôi đã được sử dụng trong một máy dò nguyên mẫu, hiện đang được thử nghiệm. Các máy dò như vậy sẽ được yêu cầu tại các nguồn đồng bộ và cho các máy đo nhiễu xạ trong phòng thí nghiệm", tuyên bố trích lời Lev Shekhtman, nhà nghiên cứu chính tại Viện Vật lý hạt nhân thuộc Chi nhánh Siberia của Viện Hàn lâm Khoa học Nga (Novosibirsk), và là nhà nghiên cứu hàng đầu tại Phòng thí nghiệm máy dò bức xạ đồng bộ TSU.
Theo các nhà phát triển, hiện vẫn chưa có cảm biến silicon hoàn chỉnh nào của Nga cho các nhiệm vụ SKIF. Nhiệm vụ của các nhà khoa học là giải quyết vấn đề này vì lợi ích phát triển các thiết bị điện tử của Nga: các máy dò loại này cho phép đo lường có độ chính xác cao. Việc tạo ra các thiết bị điện tử trong nước là một trong những nhiệm vụ ưu tiên, giải pháp cho nhiệm vụ này có tầm quan trọng cực kỳ lớn đối với đất nước.
Giới thiệu về SKIF Trung tâm sử dụng chung nguồn photon vành đai Siberia là một dự án khoa học lớn với máy gia tốc synchrotron thế hệ 4+, đang được xây dựng tại thành phố khoa học Koltsovo của Novosibirsk. Trung tâm sử dụng chung SKIF là một tổ hợp gồm 34 tòa nhà và công trình, thiết bị kỹ thuật và công nghệ, phục vụ cho nghiên cứu khoa học về chùm tia bức xạ synchrotron (SR).
Các đặc điểm độc đáo của nguồn SR mới sẽ cho phép tiến hành nghiên cứu tiên tiến với chùm tia X sáng và mạnh ở nhiều khu vực. SKIF cũng sẽ giúp giải quyết các vấn đề cấp bách của các doanh nghiệp công nghiệp và đổi mới sáng tạo. SKIF đang được tạo ra trong khuôn khổ dự án quốc gia "Khoa học và Đại học".
This post was modified 8 tháng trước 2 times by langtubachkhoa
Tiếp về SKIF ở trên. Như đã nói, siêu dự án chế tạo thiết bị nghiên cứu khoa học công nghệ cao SKIF (viết tắt của "Siberian Circular Photon Source") là một dự án lớn ở Nga, được thiết kế để chế tạo ra máy gia tốc vòng (circular accelerator), cung cấp một nguồn bức xạ synchrotron thế hệ 4+ đầu tiên trên thế giới. Máy gia tốc này có năng lượng 3 GeV, một mức năng lượng rất cao cho phép tạo ra bức xạ synchrotron với độ sáng cực kỳ cao, giúp thực hiện các nghiên cứu khoa học tiên tiến.
Máy gia tốc với nguồn bức xạ synchrotron thế hệ 4+ đầu tiên trên thế giới với năng lượng 3 GeV này, đã được triển khai vào cuối tháng 12/2024. Đây là giai đoạn khởi đầu của nó.
Cuối tháng 12 năm 2024, Nga đã triển khai máy gia tốc tuyến tính (linear accelerator) - chính là giai đoạn đầu tiên của tổ hợp máy gia tốc vòng SKIF. Máy gia tốc tuyến tính này đóng vai trò quan trọng trong việc tăng tốc các hạt trước khi chúng được đưa vào máy gia tốc vòng để tiếp tục gia tốc đến mức năng lượng mong muốn. Việc triển khai này đánh dấu một bước tiến quan trọng trong dự án SKIF, hướng tới việc tạo ra nguồn bức xạ synchrotron thế hệ 4+ với năng lượng 3 GeV, phục vụ cho nhiều lĩnh vực nghiên cứu khoa học và công nghệ tiên tiến.
Giải thích chút về các thông số của máy gia tốc vòng SKIF
- Thế hệ 4+: Đây là công nghệ tiên tiến nhất trong lĩnh vực bức xạ synchrotron, cung cấp độ sáng cao hơn và tính chặt chẽ hơn về cấu trúc chùm tia so với các thế hệ trước.
- Năng lượng 3 GeV: Điều này cho phép SKIF tạo ra các chùm tia X năng lượng cao, rất hữu ích cho nhiều lĩnh vực nghiên cứu như khoa học vật liệu, hóa học, sinh học, y học, và công nghệ nano.
- Ứng dụng đa ngành: SKIF dự kiến sẽ hỗ trợ các nghiên cứu chuyên sâu như phân tích cấu trúc phân tử, quan sát các quá trình vật lý và hóa học ở cấp độ nguyên tử, cũng như các nghiên cứu công nghiệp.
- Đóng góp khoa học quốc tế: Dự án này không chỉ phục vụ cho Nga mà còn có thể mở ra các cơ hội hợp tác quốc tế trong nghiên cứu và phát triển khoa học.
Giải thích một chút về sự khác biệt giữa 2 thuật ngữ nói về máy gia tốc : synchrotron và accelerator
Spoiler
Chi tiết
Máy gia tốc này có thể được gọi là "synchrotron" hoặc "accelerator" tùy thuộc vào ngữ cảnh và mục đích sử dụng:
1. Synchrotron:
Dùng để chỉ máy gia tốc vòng trong tổ hợp này, nơi các hạt (thường là electron) được duy trì chuyển động trên một quỹ đạo tròn bởi các trường từ mạnh.
Synchrotron là thuật ngữ phổ biến hơn khi nói về nguồn bức xạ được tạo ra. Nó nhấn mạnh vào bức xạ synchrotron, được phát ra khi các hạt chuyển động gia tốc trên quỹ đạo tròn.
Trong trường hợp của SKIF, từ "synchrotron" được dùng nhiều để nhấn mạnh mục tiêu của nó: tạo ra bức xạ tia X có độ sáng cực cao cho các nghiên cứu khoa học.
2. Accelerator:
Đây là thuật ngữ chung để chỉ các hệ thống thiết bị dùng để gia tốc hạt, bao gồm cả máy gia tốc tuyến tính và máy gia tốc vòng.
Accelerator thường được sử dụng khi mô tả toàn bộ hệ thống hoặc các thành phần trong đó, bao gồm cả máy gia tốc tuyến tính (linac) và máy synchrotron. Máy gia tốc tuyến tính là giai đoạn đầu, dùng để tăng tốc hạt trước khi chúng được bơm vào máy vòng (synchrotron).
Tóm lại:
Nếu nhấn mạnh vào chức năng sản sinh ra bức xạ synchrotron, nó được gọi là synchrotron.
Nếu nói về hệ thống gia tốc toàn diện, từ lúc khởi động hạt đến khi đạt năng lượng cao, accelerator là cách gọi đúng.
Trong trường hợp của SKIF, cả hai thuật ngữ đều đúng, nhưng "synchrotron" thường được dùng hơn vì mục đích chính của nó là cung cấp nguồn bức xạ cho nghiên cứu.
Máy gia tốc tuyến tính được triển khai tại cơ sở SKIF
Tại thành phố khoa học Koltsovo của Novosibirsk, một máy gia tốc tuyến tính đã được triển khai - giai đoạn khởi đầu của tổ hợp máy gia tốc vòng ("Siberian Ring Photon Source) thuộc Trung tâm SKIF vì mục đích sử dụng chung. SKIF sẽ trở thành nguồn bức xạ synchrotron thế hệ 4+ đầu tiên trên thế giới với năng lượng 3 GeV. Máy gia tốc tuyến tính đã được triển khai ở một phần tư công suất thiết kế của nó. Giám đốc Viện Vật lý hạt nhân thuộc Chi nhánh Siberia của Viện Hàn lâm Khoa học Nga Pavel Logachev lưu ý rằng máy gia tốc tuyến tính là bộ phận phức tạp nhất của tổ hợp máy gia tốc của máy gia tốc synchrotron vòng trong tương lai, trong khi hệ thống lắp đặt được triển khai là hoàn toàn trong nước - trước đây, máy gia tốc tuyến tính chỉ có thể được lắp ráp hoàn chỉnh bởi Hoa Kỳ, Nhật Bản và Liên minh Châu Âu. Theo ông, vào tháng 2 năm 2025, máy gia tốc tăng cường SKIF sẽ được triển khai.
"Việc triển khai kỹ thuật tổ hợp máy gia tốc-lưu trữ đang được tiến hành. Tất cả các thiết bị đã sẵn sàng, vì nó sẽ hoạt động, tất cả các hệ thống đều hoạt động bình thường", Valery Bukhtiyarov, giám đốc Viện Xúc tác của Chi nhánh Siberia thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Nga, nói với các nhà báo.
Chùm tia từ súng điện tử bay 25 m qua toàn bộ máy gia tốc - các thông số được ghi lại tương ứng với thông số thiết kế.
"Việc ra mắt máy gia tốc tuyến tính của Trung tâm sử dụng tập thể SKIF là một giai đoạn rất quan trọng trong quá trình triển khai dự án. Máy gia tốc tuyến tính quyết định phần lớn chất lượng của chùm tia và theo đó, chất lượng của chính nguồn bức xạ synchrotron, tức là nó thực sự quyết định mức độ sáng của nó.Chúng tôi đã hoàn thành giai đoạn công việc này trong thời gian kỷ lục. Chưa bao giờ trên thế giới, máy gia tốc tuyến tính được lắp ráp và khởi động trong thời gian ngắn như vậy. Chúng tôi mất chưa đầy một tháng rưỡi, đây là điều chưa từng có, công việc như vậy thường mất 6-8 tháng", Giám đốc INP, Viện sĩ Viện Hàn lâm RAS Pavel Logachev nhấn mạnh.
Máy gia tốc SKIF tương lai thuộc thế hệ 4+ với độ sáng mà chưa có nguồn SR nào trên thế giới đạt được. Đồng thời, do lệnh trừng phạt chống Nga ngày càng tăng, các nhà khoa học tại INP SB RAS đã phải nhanh chóng phát minh và triển khai công nghệ riêng của họ để sản xuất máy gia tốc tuyến tính của các electron và positron năng lượng cao. Các đối tác nước ngoài đã từ chối cung cấp thiết bị cần thiết, nhưng các chuyên gia Nga đã tạo ra một thiết bị thay thế cho thiết bị này và đáp ứng mọi thời hạn giao hàng để lắp đặt tại SKIF.
Logachev giải thích rằng "Chúng ta sẽ thấy chùm tia đầu tiên trong hệ thống chân không của máy gia tốc".
Máy gia tốc tuyến tính bao gồm một nguồn điện tử - một súng điện tử, các phần tăng tốc, hệ thống nhóm chùm tia, nam châm hướng chùm tia và nguồn điện. Chùm tia di chuyển bên trong một buồng nơi duy trì chân không cao. Trường điện từ tần số cao tăng tốc các electron được tạo ra bởi các bộ khuếch đại klystron, mỗi bộ khuếch đại tạo ra công suất 50 MW.
Trong quá trình lắp đặt này, các electron được sinh ra, nhóm lại thành một chùm tia, được tăng tốc và cung cấp năng lượng 200 triệu eV. Sau đó, chùm tia electron đi vào máy gia tốc vòng, tại đây nó được tăng tốc lên năng lượng làm việc là 3 tỷ eV và được gửi đến vòng lưu trữ chính. Tại đó, chùm tia, đi qua từ trường của các nam châm quay hoặc các thiết bị đa cực chuyên dụng - bộ rung lắc hoặc bộ uốn lượn, tạo ra bức xạ máy gia tốc vòng. Bức xạ được đưa ra khỏi vòng lưu trữ thông qua các đầu trước và được truyền qua các kênh vận chuyển chùm tia X đến các trạm thử nghiệm nơi tiến hành nghiên cứu khoa học.
Cũng trong đường hầm của tòa nhà phun của SKIF CCU, thiết bị máy gia tốc vòng tăng cường đã được lắp ráp. Tất cả 44 giá đỡ đặc biệt - dầm - đều ở vị trí thiết kế.
"Chúng tôi hy vọng rằng vào mùa xuân năm 2025, thiết bị synchrotron tăng cường sẽ được kết nối với các hệ thống kỹ thuật. Một hệ thống giám sát bức xạ tự động cũng sẽ được lắp đặt, nếu không có hệ thống này, chúng tôi không thể hoạt động theo các quy định về an toàn. Điều này sẽ cho phép chúng tôi bắt đầu làm việc với chùm tia điện tử trong phân đoạn này của tổ hợp máy gia tốc. Sau khi hoàn thành công việc xây dựng trong tòa nhà lưu trữ, thiết bị sẽ được lắp đặt. Hiện chúng tôi đang lắp ráp và thử nghiệm tại cơ sở thử nghiệm", Yevgeny Levichev, Giám đốc Trung tâm sử dụng tập thể SKIF và Phó giám đốc nghiên cứu tại IYaF cho biết.
Thông tin bổ sung:
Việc xây dựng Trung tâm sử dụng tập thể SKIF ban đầu được ước tính ở mức 37,1 tỷ rúp; hiện tại, chi phí cuối cùng của toàn bộ dự án là 47,3 tỷ rúp.
Theo báo cáo, các chuyên gia từ Viện Vật lý hạt nhân G.I. Budker thuộc Chi nhánh Siberia của Viện Hàn lâm Khoa học Nga (Novosibirsk) đã bắt đầu lắp ráp máy gia tốc tuyến tính SKIF vào tháng 8. Công suất thiết kế của máy là 200 triệu electron vôn. Chùm tia này đầu tiên đi vào vòng lưu trữ (tăng cường), tại đó nó được tăng tốc lên 3 tỷ electron vôn, sau đó vào vòng tăng tốc chính.
booster accelerator cũng đang được lắp đặt.
Việc xây dựng máy gia tốc SKIF bắt đầu tại khu vực lân cận thành phố khoa học Koltsovo ở vùng Novosibirsk, không xa Trung tâm nghiên cứu nhà nước Vector, vào ngày 25 tháng 8 năm 2021.
Theo kế hoạch xây dựng cập nhật cho Trung tâm sử dụng tập thể SKIF, việc ra mắt cơ sở với 6 trạm của giai đoạn đầu tiên được lên kế hoạch vào cuối năm 2025, theo kế hoạch ban đầu - cuối năm 2024.
Theo thiết kế ban đầu, Trung tâm sử dụng tập thể SKIF sẽ bao gồm 30 trạm thử nghiệm, trong đó 14 trạm sẽ sử dụng bức xạ từ các thiết bị có thể đưa vào (được đặt trong các phần thẳng của vòng chính dài 4-6 mét) và 16 trạm sẽ được đặt trên các chùm tia được tạo thành từ nam châm quay.
Các trạm được lên kế hoạch để nghiên cứu cấu trúc của các polyme sinh học, cơ chế hoạt động của các sinh vật sống, quá trình truyền thông tin di truyền, cơ chế tác dụng của thuốc, tạo ra vật liệu mới, nghiên cứu các quá trình chuyển động nhanh, v.v.
Tiếp về NICA - một siêu dự án (mega-projects) khác để chế tạo thiết bị khoa học công nghệ cao của Nga.
Tại Tomsk, siêu máy tính SKIF Cyberia đã được hiện đại hóa cho các dự án tại máy gia tốc NICA của Nga 20 tháng 12 năm 2024
Phân khúc máy tính mới sẽ cho phép các nhà khoa học tiến hành phân tích dữ liệu phức tạp hơn Đại học nhà nước Tomsk (TSU) đã cập nhật thiết bị của siêu máy tính SKIF Cyberia. Thông tin này được dịch vụ báo chí của trường đưa tin.
Hình ảnh của TSU
Phân khúc được phân bổ của siêu máy tính sẽ phục vụ cho các dự án của máy gia tốc trong nước NICA.
Các nhà vật lý của chúng tôi sẽ có thể xử lý khối lượng dữ liệu lớn, các mô hình của họ sẽ chính xác hơn. Ngoài ra, để xử lý dữ liệu này, chúng tôi đã mua các máy chủ có bộ tăng tốc đồ họa, cho phép sử dụng các thuật toán trí tuệ nhân tạo trong vật lý năng lượng cao. — Vyacheslav Goiko, Giám đốc Trung tâm siêu máy tính TSU Cyberia
Các máy chủ bao gồm 640 lõi điện toán, bộ tăng tốc đồ họa để chạy các thuật toán trí tuệ nhân tạo, hơn 2,8 TB RAM và hệ thống lưu trữ dữ liệu tốc độ cao có dung lượng 90 TB. SKIF Cyberia xếp thứ 36 trong danh sách các siêu máy tính mạnh nhất tại CIS với hiệu suất tối đa là 239 nghìn tỷ phép tính mỗi giây.
Các nhà khoa học có kế hoạch chuyển giao kinh nghiệm quốc tế thu được tại Large Hadron Collider (LHC) tại CERN cho siêu máy va chạm hadron NICA của Nga.
NICA - một siêu dự án (mega-projects) khác để chế tạo thiết bị khoa học công nghệ cao của Nga, tại Dubna, thuộc Viện Liên hợp Nghiên cứu Hạt nhân (JINR), Nga. Dự án này cũng chế tạo máy gia tốc, nhưng dùng thuật ngữ collider để gọi nó, thay vì thuật ngữ synchrotron như ở dự án SKIF. Máy gia tốc trong dự án NICA (Nuclotron-based Ion Collider Facility) được gọi là một collider (máy va chạm).
Lý do là vì chức năng chính của NICA là gia tốc các hạt ion nặng (ví dụ: hạt nhân vàng - Au) và proton, sau đó cho chúng va chạm với nhau ở năng lượng cao. Các vụ va chạm này tạo ra những điều kiện vật lý cực đoan (nhiệt độ và mật độ năng lượng cao) để nghiên cứu các hiện tượng như plasma quark-gluon, các trạng thái mới của vật chất, và kiểm chứng các mô hình lý thuyết trong vật lý cơ bản.
Cấu trúc của NICA gồm: - Injector (máy bơm hạt): Hệ thống gia tốc ban đầu, sử dụng máy gia tốc tuyến tính để bắn các hạt vào hệ thống. - Synchrotron Booster: Gia tốc hạt lên mức năng lượng trung gian. - Collider (máy va chạm vòng đôi): Đây là thành phần chính của NICA, nơi hai chùm hạt được gia tốc trong hai vòng tròn song song, chuyển động ngược chiều và va chạm tại các điểm xác định.
Tóm lại, NICA là một ion collider (máy va chạm ion), với nhiệm vụ chính là tạo các vụ va chạm ion nặng hoặc proton để nghiên cứu vật lý hạt nhân và plasma quark-gluon.
Spoiler
Sự khác biệt giữa NICA và SKIF
1. Mục tiêu chính
SKIF (Siberian Circular Photon Source): Mục tiêu: Tạo ra nguồn bức xạ synchrotron thế hệ 4+ để phục vụ nghiên cứu khoa học và ứng dụng công nghệ cao. Ứng dụng: Dùng tia X năng lượng cao để nghiên cứu vật liệu, sinh học phân tử, hóa học, y học, và công nghệ nano. Đây là một nguồn tài nguyên chủ yếu cho các nhà khoa học phân tích cấu trúc và các quá trình ở cấp độ nguyên tử.
NICA (Nuclotron-based Ion Collider Facility): Mục tiêu: Nghiên cứu các hiện tượng vật lý cơ bản, đặc biệt là trạng thái vật chất trong điều kiện nhiệt độ và mật độ năng lượng cực cao (plasma quark-gluon, tương tự điều kiện ngay sau vụ nổ Big Bang). Ứng dụng: Chủ yếu phục vụ nghiên cứu vật lý hạt cơ bản và hạt nhân, tìm hiểu về cấu trúc của vật chất và các tương tác cơ bản.
2. Loại máy gia tốc
SKIF: Loại máy gia tốc: Synchrotron (máy gia tốc vòng). Bao gồm một máy gia tốc tuyến tính (linac) làm giai đoạn đầu và một máy gia tốc vòng để tạo ra bức xạ synchrotron. Năng lượng hạt: 3 GeV (thích hợp để tạo bức xạ tia X).
NICA: Loại máy gia tốc: Máy gia tốc va chạm ion nặng (ion collider), với cấu trúc phức tạp gồm nhiều máy gia tốc vòng kết nối. Bao gồm Synchrotron Booster, Collider, và các thành phần khác. Năng lượng hạt: 1-4.5 GeV trên mỗi nucleon, nhưng sử dụng hạt nhân nặng như vàng (Au) hoặc proton để tạo ra các vụ va chạm năng lượng cao.
3. Công nghệ và thiết kế
SKIF: Tập trung vào công nghệ bức xạ synchrotron thế hệ 4+, cung cấp độ sáng cực cao và độ phân giải tốt nhất cho nghiên cứu. Đặc điểm nổi bật là khả năng tạo ra bức xạ tia X với bước sóng rất nhỏ, phù hợp để nghiên cứu cấu trúc nano và nguyên tử.
NICA: Tập trung vào các vụ va chạm ion để tái tạo điều kiện nhiệt độ và mật độ năng lượng cực cao. Thiết kế độc đáo cho phép va chạm các hạt nhân nặng để nghiên cứu plasma quark-gluon và các trạng thái vật chất mới.
4. Ứng dụng khoa học
SKIF: Khoa học vật liệu: Phân tích cấu trúc tinh thể, nghiên cứu vật liệu mới. Y học: Phát triển dược phẩm, chẩn đoán hình ảnh bằng tia X. Sinh học phân tử: Nghiên cứu cấu trúc protein và enzyme.
NICA: Vật lý hạt nhân: Khám phá các trạng thái mới của vật chất. Vật lý thiên văn: Mô phỏng các điều kiện trong vũ trụ sơ khai. Kiểm tra các mô hình lý thuyết trong vật lý cơ bản.
Tóm tắt
SKIF: Tập trung vào nghiên cứu ứng dụng, tạo nguồn bức xạ synchrotron để phục vụ khoa học vật liệu, y học và công nghệ. NICA: Tập trung vào nghiên cứu vật lý cơ bản, đặc biệt là điều kiện vũ trụ sơ khai và các trạng thái vật chất cực đoan. Hai dự án này phục vụ cho các mục đích rất khác nhau nhưng đều là những cột mốc quan trọng trong sự phát triển khoa học và công nghệ của Nga.
Nam châm điện từ trung tâm độc đáo cho máy va chạm NICA ở Dubna đã được làm mát đến nhiệt độ âm 268,15°C
Ngày 22 tháng 12 năm 2024
Solenoid đã đạt đến nhiệt độ hoạt động để chuyển sang chế độ siêu dẫn
Các chuyên gia từ Viện nghiên cứu hạt nhân chung (JINR) đã làm mát thành công solenoid MPD (nam châm trung tâm), một thành phần chính của máy va chạm NICA đang được xây dựng, xuống nhiệt độ hoạt động. Thông tin này đã được dịch vụ báo chí của viện đưa tin.
Ảnh của hãng thông tấn TASS
Solenoid đã được làm mát đến nhiệt độ 4,5–5 Kelvin (âm 268,65 – âm 268,15°C) dọc theo toàn bộ chiều dài của cuộn dây siêu dẫn. Thành tựu này đã xác nhận sự vắng mặt của rò rỉ lạnh và chứng minh chất lượng của sơ đồ làm mát và hệ thống thủy lực đã phát triển.
Solenoid siêu dẫn, một nam châm hình trụ khổng lồ có đường kính khoảng 6 mét và chiều dài khoảng 9 mét, là đơn vị trung tâm của máy dò đa năng MPD. Điểm độc đáo của thiết kế nằm ở tính đồng nhất cao của từ trường trong thể tích làm việc của máy dò với độ lệch không quá 1/10.000, đảm bảo thu thập được dữ liệu chất lượng cao cho nghiên cứu khoa học.
Lần đầu tiên kể từ khi tạo ra, solenoid đã được làm mát đến nhiệt độ hoạt động. Điều này là cần thiết để chuyển sang chế độ siêu dẫn. Hoàn thành thành công giai đoạn này khẳng định chất lượng cao của quá trình sản xuất nam châm và mở đường cho việc hoàn thiện lắp ráp máy dò MPD và bắt đầu vận hành máy va chạm.
Phó kỹ sư trưởng của Phòng thí nghiệm Vật lý năng lượng cao (LHEP) của JINR Konstantin Mukhin báo cáo rằng quá trình chuẩn bị cho đơn vị bắt đầu vào mùa đông năm ngoái đã vượt qua nhiều khó khăn. Đặc biệt, quá trình lắp ráp hệ thống đông lạnh được thực hiện mà không có sự tham gia của các nhà sản xuất phương Tây, đòi hỏi phải phát triển phần mềm mới.
Vào cuối tháng 12, solenoid sẽ được làm nóng tạm thời và từ tháng 2 năm 2025, nó sẽ bắt đầu làm mát trở lại ở mức 4,5 Kelvin. Sau đó, các chuyên gia LHEP sẽ đo bản đồ từ trường của solenoid, việc này sẽ mất khoảng hai tháng rưỡi. Sau đó, việc lắp ráp các hệ thống máy dò MPD sẽ bắt đầu.
Nhân viên của ITMO đã phá kỷ lục thế giớ của chính họ về máy phát tia laser nano. Các nhà khoa học đã có thể giảm kích thước của hạt nano từ 310 nanomet xuống còn 200 (nhỏ hơn 5 nghìn lần so với một milimet). Quá trình cài đặt hoạt động ở nhiệt độ phòng và có thể nhìn thấy ánh sáng xanh phát ra từ tia laser bằng kính hiển vi quang học tiêu chuẩn.
Dịch vụ báo chí của trường đại học đưa tin, sự phát triển này sẽ giúp tạo ra các bộ phận nhỏ nhất cho các thiết bị vi mô kỹ thuật số và dụng cụ phân tích các chỉ số sức khỏe, đồng thời cũng sẽ cải thiện chất lượng hiển thị màu của màn hình trong kính thực tế ảo.
Nanolasers là tia laser nhỏ hơn bước sóng ánh sáng (hoặc photon - hạt ánh sáng) mà chúng phát ra. Độ lớn của chúng trong cả ba chiều không gian thường được tính bằng hàng trăm nanomet. Sử dụng những thiết bị như vậy, các nhà khoa học tạo ra những bộ phận nhỏ nhất cho thiết bị vi điện cực. Chúng không chỉ bao gồm các thiết bị máy tính phức tạp dành cho phòng thí nghiệm mà còn bao gồm các thiết bị y tế hoặc các bộ phận riêng lẻ của máy chơi game.
ITMO đã đề xuất các công nghệ mới để tạo ra tia laser nano đáp ứng các yêu cầu hiện đại. Sự phát triển là một hạt nano perovskite (một loại vật liệu được tạo ra trong phòng thí nghiệm với thành phần hóa học CsPbBr3) ở dạng hình khối. Nó đã được nghiên cứu tại trường đại học từ năm 2017.
Trong thời gian này, các nhà khoa học đã chứng minh rằng vật liệu này ổn định, có độ lợi quang học cao (cho phép sử dụng năng lượng ánh sáng hiệu quả nhất có thể) và nó hoạt động tốt nhất trong quang phổ màu xanh lá cây. Trong một thời gian dài, dải bước sóng này là. vấn đề khó khăn nhất trong việc tạo ra các tia laser nhỏ gọn, đặc biệt là ở quy mô sản xuất. Phần quang phổ nhìn thấy này thậm chí còn được đặt tên là khoảng trống xanh.
Nhưng các nhà khoa học cuối cùng đã giải quyết được vấn đề này với sự trợ giúp của perovskite. Điều này mở ra cơ hội cho việc nén laser nano thậm chí còn lớn hơn, vì bước sóng của photon xanh ngắn hơn ba lần so với bước sóng hồng ngoại được sử dụng trong microlaser cổ điển.
Hầu hết các thí nghiệm được thực hiện bởi các sinh viên tốt nghiệp ITMO là Mikhail Masharin và Daria Khmelevskaya, và dự án được dẫn dắt bởi Sergey Makarov, Tiến sĩ Khoa học Vật lý và Toán học, người đứng đầu Phòng thí nghiệm Quang tử nano và Quang điện tử lai của ITMO.
“Ý tưởng chính của thiết kế laser nano được đề xuất là sử dụng cơ chế hoạt động mới bằng cách xây dựng kết nối vật chất ánh sáng mạnh mẽ. Điều này giúp giảm đáng kể ngưỡng “bật” của nó. Sergei Makarov lưu ý: Bức xạ nanolaser có tính định hướng, giúp thu thập nó một cách hiệu quả trong mạch quang học của chúng tôi và ghi nó trên máy quang phổ trong phòng thí nghiệm (một thiết bị để ghi, xử lý và phân tích sóng ánh sáng).
Các nhà khoa học đã có thể đặt một hạt perovskite lên kim loại, điều này mở ra khả năng tạo ra hệ thống laser nano, hoạt động của nó sẽ được kích hoạt bằng điện chứ không phải bằng ánh sáng như trường hợp hiện nay.
Dịch vụ báo chí của ITMO nhấn mạnh, dựa trên các điốt laser bơm điện siêu nhỏ gọn như vậy, sẽ có thể tạo ra các micropixel trong kính thực tế tăng cường, thiết bị y tế để theo dõi tình trạng con người, cũng như trong các chip quang học đa chức năng.
Đây chính là kỷ lục trước đó bị phá mà phần trên đã nói đến. Hồi năm 2020, các nhà khoa học Nga tạo ra nanolaser với kích thước 310 nm, và đã được đăng trên tạp chí nghiên cứu khoa học quốc tế uy tín thế giới. Nghiên cứu đây Room-Temperature Lasing from Mie-Resonant Nonplasmonic Nanoparticles https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.0c01468 ACS Nano 2020, 14, 7, 8149–8156, June 2, 2020
Quay lại lịch sử tin tức thời đó
Các nhà khoa học vừa tạo ra laser nano bán dẫn nhỏ nhất hoạt động trong phạm vi khả kiến ở nhiệt độ phòng Một nhóm các nhà khoa học quốc tế do các nhà nghiên cứu từ Đại học ITMO, Nga dẫn đầu đã công bố việc tạo ra máy laser nano bán dẫn nhỏ gọn nhất thế giới hoạt động trong phạm vi khả kiến ở nhiệt độ phòng. Như các tác giả nghiên cứu lưu ý, tia laser là một hạt nano perovskite có kích thước chỉ 310 nanomet (nhỏ hơn 1 milimet hơn 3.000 lần) có khả năng phát ra ánh sáng xanh kết hợp ở nhiệt độ phòng. Một bài báo mô tả nghiên cứu của các nhà khoa học trên tạp chí ACS Nano.
Spoiler
Chi tiết
Năm nay (2020), cộng đồng các nhà vật lý quang học quốc tế đang kỷ niệm một sự kiện quan trọng - đúng 60 năm trước, vào giữa tháng 5 năm 1960, nhà vật lý người Mỹ Theodore Maiman đã trình diễn hoạt động của máy phát lượng tử quang học đầu tiên hay đơn giản hơn là tia laser. . Đây là sự khởi đầu của một kỷ nguyên mới: kể từ đó, tia laser đã trở thành một phần không thể thiếu trong cuộc sống của chúng ta.
Sáu thập kỷ sau, một nhóm các nhà khoa học quốc tế, hầu hết là các nhà nghiên cứu từ Đại học ITMO, đã xuất bản một bài báo mô tả loại laser nhỏ gọn nhất cho đến nay, hoạt động ở nhiệt độ phòng trong phạm vi khả kiến. Nghĩa là, ánh sáng kết hợp màu xanh lá cây mà nó phát ra không khó để phát hiện hoặc thậm chí nhìn thấy bằng mắt ở kính hiển vi quang học tiêu chuẩn.
Điều quan trọng cần lưu ý là các nhà khoa học đã chinh phục được phần màu xanh lục của quang phổ nhìn thấy được, phần trước đây được coi là vấn đề đối với các tia laser nano.
“ Trong lĩnh vực bán dẫn phát sáng hiện đại, có một thứ gọi là “Khoảng cách xanh” (“khoảng trống xanh”, - ghi chú của ITMO.NEWS), khi hiệu suất lượng tử giảm xuống trong vùng màu xanh lục của quang phổ ,Sergei Makarov , người đứng đầu nghiên cứu, trưởng nhóm nghiên cứu tại Khoa Vật lý và Công nghệ tại Đại học ITMO, cho biết : vật liệu bán dẫn tiêu chuẩn cho đèn LED và tạo ra tia laser nano hoàn chỉnh, hoạt động ở nhiệt độ phòng, rất khó sử dụng chúng .
Lựa chọn vật liệu Vấn đề “khoảng trống xanh” đã làm phức tạp việc tạo ra tia laser xanh cực nhỏ dựa trên công nghệ điện môi kim loại, công nghệ đã được sử dụng thành công trong mười năm qua để tạo ra các tia laser có bước sóng dưới bước sóng hoạt động trong phổ hồng ngoại.
“ Khi người ta bắt đầu thử chế tạo những tia laser nano như vậy trong phạm vi khả kiến, họ đã cố gắng làm mọi thứ giống hệt như trong laser IR điện môi kim loại, trong đó ánh sáng có thể bị “ép” đến kích thước nhỏ hơn bước sóng bởi các plasmon kích thích trong các bộ phận kim loại ,” Sergey Makarov nói. “ Tuy nhiên, trong phạm vi nhìn thấy được, do hầu hết các kim loại bị tổn thất đáng kể, ánh sáng chuyển thành nhiệt tản, phá hủy tia laser nano .”
Để giải quyết những vấn đề này, một nhóm các nhà vật lý và hóa học St. Petersburg và các đồng nghiệp nước ngoài của họ từ Đại học Quốc gia Úc, Đại học Kỹ thuật Chalmers và Đại học Texas ở Dallas đã quyết định từ bỏ mạch điện môi kim loại để chuyển sang khái niệm toàn điện môi. và chuyển sự chú ý của họ sang perovskite, chất có hiệu suất phát quang lượng tử rất cao trong phạm vi khả kiến. Ngoài ra, các đặc tính vật lý của perovskite giúp tạo ra thiết kế laser nano nguyên bản.
Hai trong một Laser truyền thống bao gồm hai thành phần chính - môi trường hoạt động cho phép tạo ra bức xạ laser và bộ cộng hưởng quang học cho phép nó giữ lại năng lượng điện từ bên trong trong thời gian dài. Perovskite có thể kết hợp các đặc tính này: một hạt nano có hình dạng chính xác có thể thực hiện cả vai trò của môi trường hoạt động và vai trò của bộ cộng hưởng.
Đồng tác giả của công trình, nhà nghiên cứu cấp dưới tại ITMO cho biết: “ Để giam giữ bức xạ và khuếch đại nó bên trong hạt nano, chúng tôi sử dụng cộng hưởng hình học, trong đó bước sóng ánh sáng bên trong vật liệu thay đổi một số lần từ mặt này sang mặt khác ”. Đại học Kirill Koshelev . - Hiệu ứng này gọi là cộng hưởng hình học hay cộng hưởng Mie - được đặt theo tên của Gustav Mie, người đã mô tả hiện tượng tương tự đối với các hạt hình cầu cách đây hơn 100 năm. Perovskite có một mạng tinh thể lập phương và nếu chúng ta tạo ra các hạt nano mà chúng ta cần từ nó thông qua quá trình tổng hợp hóa học, thì bản thân các hạt này sẽ có hình dạng của một khối lập phương và đây là hình dạng rất phù hợp cho một bộ cộng hưởng, vì nó có nhiều hướng tính đối xứng - nó giữ năng lượng tốt .”
Bằng phương pháp tổng hợp hóa học
Các hạt perovskite khối. Ảnh được cung cấp bởi các tác giả của bài viết
Mặc dù thực tế là perovskite có mạng tinh thể và trong một số điều kiện nhất định, các hạt của nó có hình dạng gần với hình khối, nhưng việc thu được một hạt nano có kích thước và hình dạng mong muốn không phải là điều dễ dàng. Đối với điều này là cần thiết để tạo ra các điều kiện đặc biệt.
Đồng tác giả của công trình, nhà nghiên cứu cấp dưới tại Đại học ITMO, Alexandra Furasova , cho biết: “ Theo truyền thống, người ta thu được các hạt perovskite hình khối bằng cách sử dụng các phương pháp trong đó đầu tiên thu được một hạt hình cầu, sau đó nó trở thành một khối ”. “ Nhưng điều này không phù hợp với các bài toán quang tử nano vì các hạt quá lớn. Chúng tôi đã sử dụng quy trình tổng hợp hóa học gồm hai bước - đầu tiên chúng tôi thu được chì (II) bromua (PbBr 2 ), những hạt tinh thể nhỏ như vậy, sau đó chúng tôi thêm Caesium bromua ( CsBr ) để tạo thành các khối perovskite ( CsPbBr 3 ). Các phương pháp tổng hợp hóa học đã biết trước đây, được mô tả trong các công trình trước đây, không cho phép thu được các hạt đơn lẻ có kích thước cần thiết và chúng tôi cần thu được các tinh thể nano riêng lẻ để nghiên cứu và ứng dụng tiếp theo. Do đó, chúng tôi đã trồng perovskite trên các chất nền đặc biệt và kiểm soát độ ẩm, nhiệt độ cũng như lựa chọn dung môi theo cách đặc biệt .”
Tuy nhiên, ngay cả phương pháp này cũng tạo ra các hạt có kích thước khác nhau. Sau khi tổng hợp, cần phải xác định, thông qua mô hình toán học phức tạp, tinh thể nào sẽ phù hợp cho thí nghiệm. Kết quả là sự lựa chọn rơi vào các hạt có kích thước 310 nanomet.
Mọi thứ hoạt động như thế nào Tuy nhiên, bản thân tinh thể không phải là tia laser. Để nó bắt đầu phát ra ánh sáng, nó phải được kích thích hoặc như người ta nói, được “bơm” năng lượng đến trạng thái xảy ra sự phát xạ kích thích.
Đồng tác giả của công trình, nhà nghiên cứu cấp dưới tại Đại học ITMO, Ekaterina, cho biết: “ Để bơm tia laser nano, chúng tôi sử dụng các xung laser femto giây và chiếu xạ một hạt nano duy nhất bằng chúng trong kính hiển vi cho đến khi ở một cường độ nhất định, chúng tôi vượt qua ngưỡng tạo ra tia laser ”. Tiguntseva . “ Sau đó, hạt nano bắt đầu hoạt động giống hệt như một tia laser chính thức. Chúng tôi đã chỉ ra rằng tia laser như vậy hoạt động trong ít nhất hàng triệu lần bơm với các xung bên ngoài .”
Tính độc đáo của laser nano thu được không chỉ nằm ở kích thước của nó. Vấn đề còn là nó giữ lại năng lượng phát xạ kích thích tốt đến mức nào để cung cấp đủ độ khuếch đại của trường điện từ cho quá trình tạo ra tia laser.
Kirill Koshelev giải thích: “ Toàn bộ ý tưởng là việc tạo ra tia laser là một quá trình ngưỡng ”. “ Nghĩa là, bạn chiếu một tia laser bên ngoài lên một hạt và ở một cường độ “ngưỡng” nhất định của nguồn bên ngoài, chính hạt đó bắt đầu tạo ra bức xạ laser. Nếu ánh sáng được chứa rất kém bên trong thì dù bạn có chiếu sáng thế nào đi chăng nữa, bạn cũng sẽ không bao giờ tạo ra được tia laser. Nghiên cứu trước đây với các vật liệu và hệ thống khác, nhưng với những ý tưởng tương tự, cho thấy có thể sử dụng cộng hưởng Mie bậc bốn và bậc năm – nghĩa là bước sóng trong vật liệu vừa khít bên trong bộ cộng hưởng bốn hoặc năm lần, ở tần số phát laser. Chúng tôi đã chỉ ra rằng hạt của chúng tôi phát ra ở mức cộng hưởng Mie bậc ba, lần đầu tiên điều này đã được thực hiện. Nói cách khác, chúng ta có thể đạt được sự phát xạ kích thích kết hợp nếu bước sóng trong perovskite vừa khít ba lần bên trong hạt .”
Tương lai Điều rất quan trọng nữa là hạt nano không hoạt động giống như tia laser ở bất kỳ áp suất đặc biệt nào hoặc nhiệt độ cực thấp. Tất cả các hiệu ứng được mô tả được quan sát thấy ở áp suất khí quyển và nhiệt độ phòng tiêu chuẩn. Điều này có thể thu hút các chuyên gia tham gia vào việc tạo ra chip quang, cảm biến và các thiết bị khác sử dụng ánh sáng để truyền và xử lý thông tin. Điều này cũng có thể được sử dụng để tạo ra chip cho máy tính quang học.
Ưu điểm của tia laser hoạt động trong phạm vi khả kiến là, tất cả các yếu tố khác đều như nhau, chúng nhỏ hơn các nguồn phát màu đỏ và hồng ngoại có đặc điểm tương tự. Thực tế là kích thước của bộ phát thường phụ thuộc khối vào bước sóng của bức xạ và vì bước sóng của ánh sáng xanh nhỏ hơn ba lần so với bước sóng của ánh sáng hồng ngoại nên mức độ thu nhỏ giới hạn cũng mở rộng hơn nhiều đối với laser nano màu xanh lá cây. Điều này rất quan trọng để tạo ra các thành phần siêu nhỏ gọn cho các hệ thống máy tính quang học trong tương lai.
Bài báo đã được đăng trên một trong những tạp chí hàng đầu về chủ đề này, ACS Nano. Điều đáng chú ý là tạp chí này được xếp hạng trong bảng xếp hạng Nature Index quốc tế uy tín, thể hiện đẳng cấp của các tổ chức khoa học không chỉ phụ thuộc vào số lượng bài báo cấp cao mà còn phụ thuộc vào sự đóng góp của các tác giả từ các trường đại học, viện nghiên cứu cho họ. Trong bảng xếp hạng này, Đại học ITMO trong ba trường đại học hàng đầu của Nga về vật lý, đồng thời cũng tự tin dẫn đầu trong các lĩnh vực không liên quan đến nghiên cứu về vật lý hạt nhân.
Các nhà khoa học Nga đã thu được một mạch tích hợp quang tử từ một microlaser và một bộ dò quang dẫn sóng trên một tấm duy nhất. Trong tương lai, giải pháp công nghệ này sẽ tăng tốc độ truyền dữ liệu và giảm trọng lượng của thiết bị mà không làm giảm chất lượng, dịch vụ báo chí của Trường Kinh tế Cao cấp thuộc Đại học Nghiên cứu Quốc gia tại St. Petersburg đưa tin. Để hoạt động hiệu quả, các mạch tích hợp quang tử cần có nguồn sáng thu nhỏ, chẳng hạn như laser đĩa siêu nhỏ gali arsenide. Trong thiết bị do các nhà khoa học Nga từ Trường Kinh tế Cao cấp phát triển, đường kính tia laser chỉ là 40-30 micron. Kích thước đã được giảm và độ ổn định của hoạt động được tăng lên bằng cách kết hợp các thành phần mạch thành một cấu trúc epitaxial duy nhất, một tập hợp các lớp tinh thể được phát triển chồng lên nhau.
Spoiler
Chi tiết
"Việc tạo ra các laser đĩa siêu nhỏ kết hợp với ống dẫn sóng là một nhiệm vụ phức tạp. Cần phải tạo ra một cấu trúc epitaxy màng mỏng có thành phần nhất định. Trong trường hợp của chúng tôi, chúng tôi đã sử dụng epitaxy pha khí từ các hợp chất kim loại-hữu cơ, một phương pháp hình thành từng lớp các tinh thể của các chất khác nhau trên bề mặt của nhau. Laser và ống dẫn sóng được hình thành từ cấu trúc thu được. Điều này trở nên khả thi nhờ vào sự phát triển của Viện Điện tử bán dẫn vi sóng V.G. Mokerov thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Nga. Tất cả các quy trình này đều đòi hỏi phải sử dụng thiết bị công nghệ cao và công sức của toàn bộ nhóm chuyên gia giàu kinh nghiệm, tài năng và trình độ chuyên môn", Nikita Fominykh, Nghiên cứu viên cấp dưới tại Phòng thí nghiệm quang điện tử lượng tử quốc tế tại Trường Kinh tế Cao cấp thuộc Đại học Nghiên cứu Quốc gia ở St. Petersburg cho biết.
Ngoài các nguồn bức xạ, các bộ thu cũng cần thiết cho hoạt động của FIS. Các bộ tách sóng quang ống dẫn sóng thực hiện vai trò này trong công việc. Do đó, có thể tạo ra một bộ ghép quang microlaser - bộ tách sóng quang ống dẫn sóng có bước sóng hoạt động phù hợp trên một tấm. Kích thước của bộ tách sóng quang, được sử dụng trong bộ ghép quang, không vượt quá 90 µm, giúp tạo ra bộ tách sóng quang rất nhỏ gọn và tiết kiệm năng lượng.
"Laser đĩa siêu nhỏ là thiết bị quang điện tử độc đáo. Với kích thước tương đương với đường kính của một mạng nhện, chúng có thể tạo ra công suất quang khá lớn. Chúng tôi đã chứng minh bằng thực nghiệm rằng tất cả các thành phần quang điện tử cần thiết cho mạch tích hợp quang tử - laser đĩa siêu nhỏ, ống dẫn sóng và bộ tách sóng quang - có thể được tạo ra từ một cấu trúc dị hướng epitaxial duy nhất, trên một đế duy nhất", một trong những tác giả của bài báo, trưởng Phòng thí nghiệm quang điện tử lượng tử quốc tế tại Trường kinh tế cao cấp thuộc Đại học nghiên cứu quốc gia ở St. Petersburg Natalia Kryzhanovskaya cho biết.
Nga tạo ra tia laser dựa trên tinh thể trong nước để sản xuất chip và in 3D
02 tháng 12 năm 2024
Bộ Công thương đã ra lệnh phát triển các vật liệu cần thiết để tạo ra laser diode. Hiện tại, chúng không được cung cấp cho đất nước. Hơn 1 tỷ rúp đã được phân bổ cho công việc này và sẽ hoàn thành vào cuối năm 2026.
Cơ sở cho laser của Nga Bộ Công thương đã ra lệnh phát triển các công nghệ sản xuất và tổ chức sản xuất công nghiệp thí điểm các vật liệu để sản xuất laser của Nga, cần thiết để tạo ra chip. 1,1 tỷ rúp đã được phân bổ cho công việc này.
Chúng tôi đang nói về các cấu trúc heteroepitaxial có kích thước lượng tử dựa trên các tinh thể trong nước và chất nền gali arsenide (GaAs) cho laser diode, theo một cuộc đấu thầu được công bố vào ngày 18 tháng 11 năm 2024.
Các vật liệu đang được phát triển được dự định sử dụng trong sản xuất diode bán dẫn laser cho các hệ thống bơm laser công suất cao, thiết bị xử lý kim loại bằng laser, bao gồm sản xuất bồi đắp (in 3D) và thiết bị y tế laser, theo các thông số kỹ thuật. Đây là cơ sở cho laser có bước sóng trong khoảng 0,75-0,99 µm.
Hiện tại, không có vật liệu tương tự trong nước nào đang được phát triển và các vật liệu nước ngoài không có sẵn để phân phối và nghiên cứu.
Nga sẽ tạo ra vật liệu cho laser
Việc triển khai các công nghệ đã phát triển và tổ chức sản xuất công nghiệp thí điểm các vật liệu đã phát triển sẽ làm giảm sự phụ thuộc vào nhập khẩu của các doanh nghiệp trong ngành công nghiệp điện tử của Nga và đảm bảo tạo ra các sản phẩm trong nước của cơ sở linh kiện điện tử (ECB), thiết bị điện tử (REA) ở cấp độ hiện đại, các thông số kỹ thuật lưu ý.
Công trình đang được tiến hành trong khuôn khổ chương trình nhà nước "Phát triển ngành công nghiệp điện tử và vô tuyến điện tử". Dự kiến hoàn thành vào ngày 1 tháng 12 năm 2026.
Chính xác thì đang tạo ra cái gì? Do đó, các cấu trúc heteroepitaxial có kích thước lượng tử trên chất nền GaAs sẽ được phát triển để sản xuất laser được sử dụng làm bơm cho laser trạng thái rắn trong phạm vi quang phổ từ 0,9–0,99 μm và trong phạm vi từ 0,75–0,9 μm.
Chúng là cấu trúc heteroepitaxial bao gồm chất nền gali arsenide (GaAs) tinh thể đơn và các hợp chất bán dẫn dựa trên hệ thống In Ga-As (Al-Ga-As) được phát triển trên một trong các mặt của nó bằng cách sử dụng epitaxy chùm phân tử (MBE) và lắng đọng epitaxy.
Cấu trúc này phải cung cấp khả năng sản xuất các diode laser trên cơ sở của nó phát ra ở các bước sóng trong phạm vi 0,9-0,99 µm và trong phạm vi 0,75-0,9 µm.
Nguyên liệu thô và vật liệu ban đầu phải do Nga sản xuất. Việc sử dụng nguyên liệu thô và vật liệu sản xuất ở nước ngoài được phép trong các trường hợp hợp lý về mặt kỹ thuật, có tính đến các biện pháp đã áp dụng để thay thế nhập khẩu và giảm sự phụ thuộc vào các sản phẩm sản xuất ở nước ngoài, các tài liệu nêu rõ.
Phát triển công nghệ quang khắc ở Nga Chúng ta hãy nhớ lại rằng việc sản xuất thiết bị của Nga để sản xuất chip có cấu trúc 350 nm sẽ bắt đầu vào năm 2024 và 130 nm - vào năm 2026. Thứ trưởng Bộ Công nghiệp và Thương mại Vasily Shpak đã công bố các kế hoạch đầy tham vọng như vậy. Hiện tại, thiết bị đang được Trung tâm Công nghệ nano Planar và Zelenograd của Belarus tạo ra - một máy quang khắc (bước) để sản xuất các vi mạch 350 nm, đã và đang được thử nghiệm.
Bộ Công Thương đang tiến hành thiết lập công việc một cách có hệ thống không chỉ để tạo ra các cơ sở lắp đặt mà còn cả các thành phần chính của chúng, phấn đấu nâng cao mức độ nội địa hóa các phát triển. Vào tháng 11, CNews đã viết rằng Bộ Công Thương đã phân bổ gần nửa tỷ để tạo ra thiết bị lắp đặt bản in thạch bản trong nước. Thiết bị này sẽ được tạo ra từ vật liệu trong nước và sẽ sẵn sàng vào quý 2 năm 2027.
Vào cuối tháng 11, CNews cũng đưa tin rằng Bộ Công Thương đã ra lệnh phát triển và sản xuất laser heli-neon và bộ tách sóng quang cho các hệ thống định vị thiết bị được sử dụng trong sản xuất mạch tích hợp (IC) với tiêu chuẩn tôpô lên đến 65 nm.
Bộ dụng cụ này sẽ được lắp đặt trong các máy quét và máy in thạch bản hiện có là Nikon SF 204 - 206, i-11, i-12, ASML PAS-5500 series, cũng như các máy tạo hình ảnh các cấu trúc tôpô trên mặt nạ quang học.
Lại thêm một nhà phát triển xe đầu kéo không người lái khác của Nga. Thực ra đây chính là bộ phận phát triển xe không người lái của Sherbank tách ra, mang tên là Navio.
Công ty Navio (trước đây gọi là SberAutoTech) của Nga đã trình làng một máy xe đầu kéo chính không người lái đạt phân loại quốc tế L5, có nghĩa là hoàn toàn tự động mà không cần sự can thiệp của con người. Buổi giới thiệu sản phẩm mới diễn ra vào ngày 11 tháng 12 tại Moscow tại hội nghị AI Journey về trí tuệ nhân tạo. Các chuyên gia gọi sự phát triển này là mang tính bước ngoặt.
Máy kéo được đặt tên là L5, trùng với hạng tự động của nó. Nó không có ghế lái hoặc bộ điều khiển - cabin được thay thế bằng mặt nạ sợi thủy tinh khí động học, bên dưới là nơi đặt các thiết bị điện tử điều khiển. Máy được trang bị hệ thống radar, lidar và camera có góc nhìn 360 độ.
Xe tải L5 là xe tải tự hành Cấp độ 5 (L5), nghĩa là mọi chức năng đều được tự động hóa hoàn toàn, bao gồm nhận dạng vật thể, giữ làn đường, chuyển làn, kiểm soát tốc độ và khoảng cách. Điều này khiến nó trở thành một trong những phương tiện tiên tiến nhất trên thị trường, có thể so sánh với các mẫu xe tương tự như Tesla Semi.
Mức độ tự chủ thứ 5 của xe tải L5 sẽ giúp giải quyết vấn đề thiếu hụt tài xế. Navio nhấn mạnh rằng những chiếc xe tải như vậy sẽ có thể giải quyết vấn đề thiếu tài xế, tăng hiệu quả vận chuyển hàng hóa và giảm mức tiêu thụ nhiên liệu nhờ tối ưu hóa khí động học và sử dụng các thuật toán điều khiển dự đoán.
Theo biên tập viên kiêm chuyên gia của Quto.ru Alexey Kovanov, dự án L5 chứng minh rằng các công nghệ điều khiển tự động đã đạt đến mức độ triển khai thực tế. Phương tiện giao thông không người lái hiện đang được thử nghiệm trên các xa lộ M11 và M12, điều này khẳng định sự sẵn sàng của cơ sở hạ tầng cho các giải pháp như vậy.
Cải tiến chính của L5 là không có mô-đun cabin, giúp phân biệt nó với các sản phẩm tương tự. Thiết kế này giúp giảm chi phí phát triển, tăng hiệu suất nhiên liệu nhờ cải thiện khí động học và giảm thiểu ảnh hưởng của yếu tố con người đến khả năng điều khiển.
Xe tải không người lái giải quyết được một số vấn đề cấp bách: loại bỏ nhu cầu về lao động bổ sung, điều này đặc biệt quan trọng trong bối cảnh thiếu hụt tài xế xe tải, và đảm bảo lái xe cẩn thận, loại bỏ các thao tác không cần thiết.
Navio L5 hiện đang trải qua một chu kỳ thử nghiệm đầy đủ. Các chuyên gia tin rằng xe tải không người lái có thể trở nên khả thi về mặt kinh tế, nhờ khả năng hoạt động mà không cần nghỉ ngơi và giải lao.
Công ty đã phát triển các công nghệ lái xe tự động kể từ năm 2020. Vào tháng 9 năm 2024, xe tải không người lái đã được thử nghiệm thành công trên đường cao tốc M-11 Neva, trở thành một giai đoạn quan trọng trong quá trình phát triển phương tiện giao thông tự hành tại Nga.
(www1.ru)
Như đã nói, KAMAZ cũng tham gia phát triển xe tải không người lái. Dĩ nhiên KAMAZ không phải là nhà phát triển duy nhất, mà còn vài nhà phát triển xe tải không người lái khác, đã được nói ở những vol trước và vol này.
Công ty cho thuê KAMAZ đã chuyển giao 6 trong số 12 xe đầu kéo chính tự lái KAMAZ-54901 đầu tiên cho JSC National Carrier
Các xe kỹ thuật số sẽ được một doanh nghiệp ở Moscow vận hành và sẽ hoạt động giữa các nhà ga hậu cần của Moscow và St. Petersburg trên đường cao tốc M-11 như một phần của dự án liên bang “Hành lang hậu cần không người lái”.
Các xe được chuyển giao được trang bị động cơ KAMAZ 910.10-550 sáu xi-lanh thẳng hàng với thể tích làm việc là 12 lít. Là các tùy chọn bổ sung, các xe được trang bị hệ thống liên lạc, dẫn đường, tầm nhìn kỹ thuật và xử lý thông tin đầu vào: cụ thể là 2 lidar D và 3D với một đơn vị giao diện, camera 360 độ, nhiều loại ăng-ten (VHF, LTE, Wi-Fi), một ăng-ten dẫn đường, một đơn vị tính toán và các thành phần khác được lắp đặt. Hệ thống phanh và lái, động cơ và hộp số tự động được điều khiển bằng bus CAN điện tử.
Chúng ta hãy nhớ lại rằng dự án "Hành lang hậu cần không người lái" là một phần trong các sáng kiến chiến lược của Bộ Giao thông vận tải Nga. Chúng được phát triển như một phần của việc thực hiện các chỉ thị của Tổng thống Nga và Chính phủ Liên bang Nga nhằm chuẩn bị Chiến lược chuyển đổi số của ngành vận tải. Các giải pháp công nghệ, tổ chức và kinh doanh sẽ được thử nghiệm trong khuôn khổ chế độ pháp lý thử nghiệm trên M-11 sẽ hình thành cơ sở cho các hành lang vận tải và hậu cần trong tương lai. Đến năm 2030, dự kiến sẽ tổ chức vận tải không người lái trên 19,5 nghìn km đường liên bang.
"National Carrier" chuyên về hậu cần ô tô và các hoạt động liên quan, bao gồm các quy trình số hóa. Công ty thực hiện các hoạt động tổ chức vận tải FTL bằng vận tải đường bộ bằng đội xe của riêng mình, cũng như các nguồn lực của các hãng vận tải thuê.
Hãng luyện kim uy tín của Nga đang thử nghiệm xe tải robot không người lái để vận chuyển hàng. Đó là tương lai của hãng. Đây cũng là xe tải không người lái thế hệ thứ 5
Severstal-Metiz thử nghiệm xe tải rô-bốt tại nhà máy ở Cherepovets 10 tháng 12 năm 2024
Tập đoàn Severstal-Metiz thông báo đã hoàn thành đợt chạy thử nghiệm vận chuyển hàng hóa tự động tại nhà máy ở Cherepovets. Tổng cộng 4 tuyến đường nội bộ trên lãnh thổ nhà máy với tổng chiều dài 8 km đã được tự động hóa. Dự án được triển khai chung với nhà sản xuất và nhà cung cấp dịch vụ hậu cần tự động EvoCargo.
Xe tải tự động thế hệ thứ năm Evocargo N1 được sản xuất mà không có cabin lái, vô lăng và bàn đạp. Hoạt động của nền tảng rô-bốt được cung cấp bởi hệ thống nhận thức đa giác quan phức tạp được xây dựng trên cơ sở các thuật toán học máy hiện đại. Các công nghệ trí tuệ nhân tạo, thị giác máy tính và nhiều cảm biến tạo ra chế độ xem 360°, cho phép nền tảng rô-bốt phản ứng với chướng ngại vật nhanh hơn người lái gấp 3 lần.
“Việc đưa phương tiện vận tải tự hành vào hoạt động phù hợp với chiến lược mục tiêu của công ty về số hóa và tự động hóa, giúp giảm chi phí vận hành và chi phí thành phẩm, đồng thời tăng mức độ an toàn và năng suất”, Oleg Golyakov, Trưởng phòng Phát triển Kỹ thuật số tại Severstal-Metiz cho biết.
Severstal-metiz đang tích cực thử nghiệm nhiều giải pháp hiện đại khác nhau để tự động hóa các quy trình sản xuất và hậu cần, lựa chọn những giải pháp hiệu quả nhất để triển khai và nhân rộng sau này.
"Chúng tôi rất vui khi được hợp tác với Severstal-metiz và tin rằng dự án này là một bước tiến quan trọng hướng tới việc triển khai hàng loạt các công nghệ tự hành trong các quy trình hậu cần của các doanh nghiệp công nghiệp lớn. Trong ngành luyện kim, nhu cầu về an toàn quy trình và tăng năng suất là ưu tiên hàng đầu, và ngược lại, hậu cần tự hành giúp các quy trình vận hành được phối hợp và dự đoán tốt hơn. Do thời gian chết, chi phí đội xe và tiền lương giảm, hiệu quả kinh tế tăng lên, đây là yếu tố chính đối với các doanh nghiệp trong việc triển khai các giải pháp tự động", Vasily Zhukov, Phó Tổng giám đốc kiêm Giám đốc Thương mại của EvoCargo cho biết.
Tại Severstal -Metiz, xe tải EvoCargo được thử nghiệm để vận chuyển nội bộ nhà máy nhiều loại hàng hóa khác nhau – vật liệu, container, bao bì, chất bôi trơn.
Hồi tháng 11, Nhà luyện kim uy tín Severstal cũng thử nghiệm một con robot với thiết bị Lidar nội địa
Severstal đã thử nghiệm một robot có thiết bị lidar trong nước 18 tháng 11 năm 2024
Severstal đã thử nghiệm một robot trên khung gầm có bánh xích tại lãnh thổ của Cherepovets Iron and Steel Works (CherMK, tài sản chính của công ty) và Severstal-Metiz. Robot AgileX Bunker Mini vận chuyển hàng hóa bên trong các xưởng và trên phố, đồng thời quét không gian và xây dựng bản đồ dẫn đường của khu công nghiệp để di chuyển tự động. Các thử nghiệm được thực hiện bởi các chuyên gia của Severstal-Infocom cùng với Robort, nhà cung cấp chính thức về robot di động tại Nga và Dephan, một nhà sản xuất lidar (LiDAR) của Nga.
AgileX Bunker Mini đạt tốc độ lên tới 5,4 km/h, có thể vận chuyển tải trọng lên tới 25 kg và được chuẩn bị để lắp đặt các bộ phận điều khiển để tải các vật thể, cũng như máy ảnh nhiệt, camera, cảm biến và máy phân tích. Tại địa điểm Severstal, robot được trang bị lidar trong nước do Dephan phát triển. Các thiết bị như vậy được sử dụng rộng rãi trong điều hướng tự động, lập hồ sơ các vật thể khác nhau và có thể được sử dụng trong các hệ thống an ninh. Severstal là công ty đầu tiên thử nghiệm thành công thiết bị này để tạo bản đồ không gian 2D trong điều kiện sản xuất thực tế của một nhà máy luyện kim.
Tại xưởng hiệu chuẩn của Severstal-Metiz, rô-bốt đã tái tạo các tuyến đường thử nghiệm để vận chuyển mẫu, vượt qua đường ray xe lửa, lề đường tối thiểu và bề mặt không bằng phẳng, cũng như sàn dầu và các đặc điểm địa hình khác đặc trưng của điều kiện công nghiệp. Ngoài ra, rô-bốt đã vượt qua bài kiểm tra độ nhạy của lidar với ánh sáng từ các rào cản an toàn công nghiệp.
Video Robot with domestic lidar tested at Severstal enterprises Робота с отечественным лидаром протестировали на предприятиях «Северстали»
Tại xưởng luyện cốc và lò cao của CherMK, rô-bốt đã di chuyển dọc theo các tuyến đường kiểm tra chính trong khu vực bãi đúc và dọc theo các tuyến đường dành cho người đi bộ của xưởng sản xuất sắt. Tại đây, nó đã chứng minh được khả năng cơ động cao và xác nhận khả năng vận chuyển các tải trọng nhỏ, tiến hành kiểm tra hình ảnh nhiệt và phân tích khí, cũng như phát hiện nhiều vật thể khác nhau bằng công nghệ thị giác máy tính.
"Chúng tôi tiếp tục thử nghiệm nhiều loại robot di động khác nhau tại các địa điểm ở Severstal, lần này chúng tôi nghiên cứu khả năng của các mô hình theo dõi. Do tính nhỏ gọn và khả năng cơ động của chúng, chúng rất tiện lợi khi sử dụng trong điều kiện sản xuất. Ngoài ra, lần này chúng tôi đã thử nghiệm thành công lidar do Nga sản xuất, điều này rất quan trọng trong bối cảnh thay thế nhập khẩu. Theo ước tính của chúng tôi, nó có thể được sử dụng như một trong những thành phần chính của hệ thống dẫn đường tự động trong các giải pháp AGV/AMR. Nhóm R&D của chúng tôi đã tham gia lập trình robot để tích hợp với lidar: chúng tôi đang phát triển các năng lực này để robot hóa sản xuất hiệu quả hơn", Denis Kolupaev, người đứng đầu bộ phận R&D của Severstal-Infocom cho biết.
"Việc lựa chọn một robot để sử dụng trong các doanh nghiệp công nghiệp không chấp nhận sự thỏa hiệp. Quá nhiều điều kiện quan trọng phải được đáp ứng để nền tảng hoạt động đáng tin cậy trong thực tế ở nhiệt độ cao, không khí ô nhiễm và trong trường hợp có thể mất liên lạc. Theo quan điểm này, lựa chọn robot AgileX Bunker Mini của Severstal là tối ưu. Dựa trên đó, nhóm R&D của công ty luyện kim có thể tạo ra một giải pháp hoàn chỉnh và sử dụng nó trong các quy trình liên quan đến kiểm tra", Ilya Kainov, người đứng đầu dự án Robort cho biết.
CherMK ra mắt công cụ kỹ thuật số riêng cho các nhà máy đúc thép liên tục 15 tháng 12 năm 2024 Cherepovets Iron and Steel Works (CherMK, một tài sản quan trọng của Severstal) đã triển khai một hệ thống tự động thay đổi tốc độ đúc trong sản xuất thép của mình tùy thuộc vào các phép đo liên tục nhiệt độ kim loại trong thùng trung gian.
Những người phát triển giải pháp này là nhân viên của Severstal-Infocom cùng với trung tâm phát triển công nghệ sản xuất luyện kim và các nhà công nghệ của CherMK. Hiện nay, hệ thống tự động lựa chọn tốc độ đúc tùy thuộc vào các phép đo liên tục nhiệt độ kim loại trong thùng trung gian đã được đưa vào vận hành công nghiệp.
"Ngày nay, một hệ thống công cụ kỹ thuật số lớn đã được tạo ra trong sản xuất thép của CherMK, cho phép chúng tôi quản lý và kiểm soát các quy trình sản xuất với sự tham gia tối thiểu của con người. Chúng tôi đang triển khai các mô hình kỹ thuật số, thị giác máy tính và máy tính ở từng giai đoạn. Hệ thống mới là một ví dụ", Evgeny Vinogradov, Tổng giám đốc Bộ phận Tài sản Tài nguyên và Thép của Severstal, nhận xét. "Trước đây, người vận hành nhà máy đúc thép liên tục tự lựa chọn tốc độ đúc theo sơ đồ vận hành. Bây giờ, việc này được thực hiện trực tiếp bằng thiết bị, dựa vào trợ lý kỹ thuật số. Hệ thống mới cho phép chúng tôi giảm thời gian đúc một mẻ từ 5-10 phút và do đó tăng năng suất của thiết bị. Ngoài ra, sự phát triển này giúp tăng tính ổn định của công nghệ và đảm bảo chất lượng sản phẩm cao bằng cách loại bỏ yếu tố con người."
Robot thao tác (robot manipulator) của Nga được tạo ra để phục vụ công việc trong phòng thí nghiệm về hóa học và vật lý
26 tháng 11 năm 2024
Robot sẽ giúp tiến hành nghiên cứu trong phòng thí nghiệm từ xa, ngay cả khi người thử nghiệm ở một địa điểm khác NSTU NETI đã tạo ra một robot thao tác từ xa cho các trường học ở Nga. Theo dịch vụ báo chí của trường đại học, robot này sẽ giúp tiến hành công việc trong phòng thí nghiệm về hóa học và vật lý. Robot có bốn bậc tự do, đảm bảo khả năng di chuyển để thực hiện các thao tác cơ bản để di chuyển và bắt giữ các vật thể, cũng như chuyển động mượt mà.
Ảnh của Veronika Zharkovskaya/dịch vụ báo chí của NSTU NETI
Ý tưởng nảy sinh là tạo ra một robot thao tác có thể được sử dụng như một công cụ hỗ trợ trong quá trình làm việc trong phòng thí nghiệm. Chúng tôi đã phát triển một nguyên mẫu của một thiết bị có thể được sử dụng để làm việc với các vật liệu dạng bột rắn và các chất lỏng trong ống nghiệm. Có thể điều khiển robot thao tác bằng ứng dụng di động. — Dmitry Blinov, một trong những nhà phát triển robot, sinh viên Khoa Cơ điện tử và Tự động hóa của NSTU NETI
Các nhà phát triển sinh viên hy vọng rằng robot của họ sẽ thu hút được sự quan tâm của các em học sinh quan tâm đến robot: nó sẽ giúp các em học các nguyên lý hoạt động của các bộ điều khiển và thực hành điều khiển loại robot này.
Bộ điều khiển robot cũng sẽ giúp giải quyết vấn đề điều khiển từ xa các thiết bị thí nghiệm bên trong phòng thí nghiệm hoặc khu vực làm việc. Với sự trợ giúp của nó, có thể tiến hành nghiên cứu và thử nghiệm theo thời gian thực, trong khi ở một địa điểm khác hoặc "ngoài thực địa".
Severstal sẽ bán khoảng 80% sản phẩm của mình trên thị trường trong nước vào năm 2025 5 tháng 11 năm 2024
20% khác sẽ được xuất khẩu Giám đốc điều hành của Severstal, Alexander Shevelev cho biết vào năm 2025, công ty có kế hoạch bán khoảng 80% sản phẩm của mình trên thị trường Nga, bất chấp nhu cầu trong nước đang giảm. 20% sản phẩm còn lại sẽ được xuất khẩu, nguyên nhân là do nhu cầu duy trì mức sản xuất.
Theo Shevelev, thị trường trong nước của Nga hiện đang có nhu cầu yếu, buộc công ty phải tìm kiếm các thị trường mới, phức tạp hơn và ít cận biên hơn. Các điểm đến xuất khẩu chính vào năm tới sẽ là các quốc gia Đông Nam, bao gồm Bắc Phi và Châu Á.
Severstal là một trong những công ty khai khoáng và luyện kim tích hợp theo chiều dọc hàng đầu tại Nga. Tài sản chính của công ty là Nhà máy sắt và thép Cherepovets với công suất sản xuất khoảng 12 triệu tấn thép mỗi năm.
Một thiết bị trộn theo chiều ngang hỗn hợp chất lỏng và chất rắn đã được tạo ra tại Moscow 18 tháng 1 năm 2025
Các thiết bị tương tự chỉ có ở Đức và Thụy Sĩ. Đại học Công nghệ Hóa học D.I. Mendeleyev của Nga (RUCTU) đã tạo ra và cấp bằng sáng chế cho thiết bị đầu tiên tại Nga để trộn theo chiều ngang các chất rắn và chất lỏng. Máy trộn mới cho phép tạo ra các hỗn hợp đồng nhất hơn.
Máy trộn được phát triển để thu được hỗn hợp đồng nhất của bột polyacrylonitrile phân tán mịn và dung môi dimethylacetamide. Sợi polyacrylonitrile được sản xuất từ hỗn hợp này (được sử dụng để sản xuất vải, phụ tùng máy bay, nội thất ô tô và thậm chí cả thiết bị thể thao). Tuy nhiên, tính linh hoạt của phát minh này cho phép nó được sử dụng trong các ngành công nghiệp khác.
Thiết kế máy trộn bao gồm một ống trên một bệ. Bên trong ống được trang bị một trục quay.
Nó có hai loại vòi phun gắn vào: một số vòi trộn các thành phần với nhau, trong khi các lưỡi dao khác đảm bảo vận chuyển bên trong ống từ khi nạp đến khi xả. Điều này đơn giản hóa quy trình công nghệ, vì nó loại bỏ nhu cầu phải đổ đầy và xả các thùng chứa. Do đó, năng suất tăng lên. — Alexander Ushkov, sinh viên sau đại học của Trường Kỹ thuật tiên tiến thuộc Đại học Công nghệ Hóa học Nga
Các thiết bị tương tự chỉ tồn tại ở Đức và Thụy Sĩ. Thiết bị mới này được lên kế hoạch sử dụng trong sản xuất vật liệu cho các ngành công nghiệp hóa chất, dệt may, thực phẩm, trong các ngành công nghiệp ô tô và máy bay.
Sẽ cải thiện độ chính xác của đánh giá trữ lượng khoáng sản: Rosatom đã phát triển một máy chụp cắt lớp muon mới. Phương pháp mới để tìm kiếm tài nguyên thiên nhiên dựa trên phương pháp ghi lại dòng chảy của muon vũ trụ Các chuyên gia từ viện khoa học Rosatom đã tạo ra một phương pháp độc đáo để tìm kiếm khoáng sản rắn dựa trên việc ghi lại dòng chảy của muon vũ trụ ở nhiều độ sâu khác nhau trong các lỗ khoan. Một máy chụp cắt lớp muon đã được tạo ra cho mục đích này. Điều này đã được dịch vụ báo chí của tập đoàn nhà nước đưa tin.
Viện Đổi mới và Nghiên cứu Nhiệt hạch Troitsk đã phát triển thành công máy cắt lớp muon có đầy đủ chức năng để tìm kiếm và đánh giá các mỏ quặng. Thiết bị này cho phép đo mật độ đất bằng phương pháp tái tạo cắt lớp ba chiều.
Đột phá trong phương pháp thăm dò khoáng sản Các nhà khoa học từ JSC SRC RF TRINITI đã tạo ra thiết bị dựa trên việc ghi lại các muon vũ trụ lần đầu tiên tại Nga. Phương pháp này cho phép đo mật độ đất ở nhiều độ sâu khác nhau, mở ra những khả năng mới trong thăm dò địa chất.
Hình ảnh Kênh Telegram "Rosatom"
Thiết bị này có khả năng ghi lại muon ở độ sâu lên tới 1500 mét.
Bằng cách đặt các máy dò chụp cắt lớp muon trong một số lỗ khoan gần khu vực đất được nghiên cứu, sau khi thu thập dữ liệu về dòng muon, sử dụng phần mềm đã phát triển, một hình ảnh chụp cắt lớp ba chiều về phân bố mật độ đất trong khối lượng được nghiên cứu sẽ được xây dựng. Máy dò cắt lớp muon được tạo ra hoàn toàn tại Nga, tất cả các đơn vị máy dò đều được phát triển và tạo ra bởi chính nỗ lực của nhóm dự án — Alexander Golubev, giám đốc khoa học của dự án
Các tính năng của máy cắt lớp muon Muon được hình thành trong quá trình tương tác của các tia vũ trụ với khí quyển và có khả năng xuyên sâu vào lòng đất. Cho đến gần đây, việc sử dụng muon trong thăm dò địa chất bị hạn chế do thiếu các máy dò nhỏ gọn. Tuy nhiên, vào năm 2023-2024, một nhóm các nhà khoa học và kỹ sư đã tạo ra một máy dò muon cải tiến dựa trên sợi quang phát quang và bộ nhân quang silicon (SiPM).
- Kích thước: đường kính thân nhỏ hơn 100 mm. - Độ sâu đo: lên đến 1500 m.w.e. - Thiết kế dạng mô-đun: chiều dài của một mô-đun nhỏ hơn 2,5 m, trọng lượng khoảng 40 kg.
Máy dò cắt lớp muon dễ vận chuyển do thiết kế dạng mô-đun. Chiều dài của một mô-đun nhỏ hơn 2,5 mét và trọng lượng khoảng 40 kg. Thiết bị sẽ tăng hiệu quả tìm kiếm và đánh giá trữ lượng khoáng sản.
Ưu điểm khi sử dụng Đặt các đầu dò trong một số lỗ khoan cho phép tạo ra hình ảnh 3D về mật độ đất dựa trên dữ liệu thu thập được. Điều này làm giảm đáng kể chi phí thăm dò địa chất: bước khoan có thể tăng gấp 4 lần so với các phương pháp truyền thống, giảm chi phí hơn 10 lần.
Kết quả thử nghiệm Trong quá trình thử nghiệm trên lãnh thổ JSC "SSC RF TRINITI", có thể thu được biểu đồ góc về mật độ của đối tượng thử nghiệm với độ chính xác xác định tốt hơn 2,6%. Sử dụng phần mềm, đã thực hiện tái tạo ba chiều hình dạng và mật độ của đối tượng.
Triển vọng tương lai Việc phát triển được thực hiện trong khuôn khổ EOTP của Tập đoàn Nhà nước Rosatom, khách hàng là Elkon MMC JSC. Người ta dự định tiến hành các thử nghiệm thực địa, đăng ký phương pháp tìm kiếm muographic trong ROSNEDRA và tạo ra một dự án đầu tư.
Máy chụp cắt lớp muon có thể được sử dụng trong nhiều nhiệm vụ khác nhau: từ thăm dò khoáng sản đến nghiên cứu núi lửa và các quá trình địa vật lý.
(www1.ru)
This post was modified 8 tháng trước 2 times by langtubachkhoa
Vào tháng 11, Nhà máy cơ khí Chelyabinsk đã vận chuyển một cần cẩu xe tải 35 tấn đến một công ty tham gia bảo trì và sửa chữa thiết bị tại các nhà máy điện hạt nhân và các cơ sở công nghiệp và năng lượng khác.
Theo yêu cầu của Khách hàng, nhiều tùy chọn khác nhau đã được thêm vào cấu hình cơ bản của cần cẩu xe tải Chelyabinets:
— hệ thống điều khiển tỷ lệ điện tử cho hoạt động của cần cẩu sử dụng cần điều khiển. Hệ thống này đảm bảo định vị tải trọng trơn tru và chính xác;
— đối trọng 3,0 tấn để xử lý hiệu quả các tải trọng nặng hơn ở phạm vi trung bình và dài;
— tời hàng hóa thứ hai (phụ trợ) có "gờ" (cần cẩu dài 0,7 m) trên đầu cần trục và hệ thống treo móc bổ sung để làm việc nhanh với các tải trọng "nhẹ";
— camera video trên tời, giúp kiểm soát quá trình quấn dây cáp hàng hóa;
— hệ thống bôi trơn khung gầm tập trung để cung cấp chất bôi trơn kịp thời cho các bộ phận chuyển động. Điều này làm tăng tuổi thọ và đơn giản hóa việc bảo dưỡng khung gầm;
— thêm máy sưởi và máy điều hòa không khí trong cabin khung gầm để đảm bảo nhiệt độ thoải mái vào bất kỳ thời điểm nào trong năm;
— thêm hộp đựng dụng cụ được thiết kế để vận chuyển và cất giữ dụng cụ và dây treo;
— radio ô tô trong cabin khung gầm và cabin điều khiển.
Sau khi vượt qua các bài kiểm tra thành công, xe cẩu Chelyabinets đã được chuyển đến Khách hàng. Thiết bị đặc biệt này sẽ được sử dụng tại một trong những bộ phận của tổ chức sửa chữa chuyên dụng hàng đầu của ngành công nghiệp hạt nhân Nga.
Các cuộc thử nghiệm thiết bị an toàn xung của máy phát hơi, một trong những thành phần của hệ thống bảo vệ mạch thứ cấp của các tổ máy điện VVER-1200, đã được tiến hành tại nhà máy Znamya Truda.
Sau khi nhận được kết luận tích cực sau cuộc kiểm tra, các chuyên gia của nhà máy sẽ bắt đầu sản xuất tám thiết bị an toàn xung, việc lắp đặt dự kiến diễn ra vào năm 2026 tại tổ máy điện số 6 của Nhà máy điện hạt nhân Leningrad.
"Chúng tôi liên tục giám sát và cải tiến thiết bị tại nhà máy điện hạt nhân", Alexander Belyaev, kỹ sư trưởng của Nhà máy điện hạt nhân Leningrad-2 chia sẻ. "Các thiết bị mới có thiết kế được cải tiến so với mẫu trước và được thiết kế để ngăn áp suất trong máy phát hơi và đường ống hơi của tổ máy điện vượt quá giá trị cho phép".
Hệ thống phân tích video thông minh (smart video analytics system) đã được triển khai vào cuối năm 2024 tại 8 nhà máy điện hạt nhân khác của Rosenergoatom Concern
20 tháng 12 năm 2024
Hệ thống phân tích video để tuân thủ các quy định về sức khỏe và an toàn cũng như an toàn công nghiệp (HSI) đã được đưa vào vận hành thử nghiệm vào cuối năm 2024 tại 8 nhà máy điện hạt nhân khác của Nga (các chi nhánh của Rosenergoatom Concern, Bộ phận Điện lực của Tập đoàn Nhà nước Rosatom) - Balakovo, Kalinin, Rostov, Beloyarsk, Kursk, Leningrad, Novovoronezh và Smolensk.
Chúng ta hãy nhớ lại rằng dự án thí điểm để giới thiệu hệ thống này lần đầu tiên được triển khai thành công vào năm 2019 tại Nhà máy điện hạt nhân Kola và việc sao chép sang các nhà máy điện hạt nhân khác bắt đầu vào năm 2021. Đồng thời, chức năng của hệ thống cũng được mở rộng - hệ thống được đào tạo để nhận biết các dấu hiệu ban đầu của hỏa hoạn và khói, cũng như phát hiện các vật thể bị bỏ lại.
Mục tiêu chính khi tạo ra nó là: giảm số lượng vi phạm quy định về an toàn và an toàn công nghiệp, cải thiện kỷ luật lao động, thay đổi hành vi của nhân viên, giảm tổn thất do thương tích, sửa chữa và thời gian ngừng hoạt động của thiết bị.
Hiện tại, bản thân hệ thống phân tích luồng video từ camera giám sát trong các khu vực sản xuất của nhà máy điện hạt nhân, đòi hỏi phải kiểm soát chặt chẽ hơn việc tuân thủ các yêu cầu của TB và PB của nhân viên, thay thế sự kiểm soát của người điều phối, do đó giảm nguy cơ lỗi của con người. Đồng thời, với sự trợ giúp của mạng nơ-ron nhân tạo, quá trình phát hiện vi phạm các quy tắc sử dụng thiết bị bảo vệ cá nhân (PPE) trong các khu vực sản xuất được tự động hóa hoàn toàn.
Do đó, việc sử dụng phân tích video thông minh cho phép chúng tôi xác định và ghi lại tới 98% các vi phạm về an toàn và an toàn phòng cháy chữa cháy, ngăn ngừa tai nạn theo thời gian thực, bao gồm cả những tai nạn liên quan đến một trong những nguyên nhân phổ biến gây thương tích - không sử dụng hoặc sử dụng PPE không đúng cách. Điều này đặc biệt quan trọng khi làm việc trên các công trình lắp đặt điện.
"Ngày nay, kinh nghiệm của Nhà máy điện hạt nhân Kola chứng minh hiệu quả đáng kể của hệ thống phân tích video trong việc ngăn ngừa vi phạm các quy định về an toàn khi làm việc trong các công trình điện - trong hơn 5 năm, số lượng vi phạm đã giảm 10 lần, hiện tại chỉ có một số trường hợp vi phạm riêng lẻ. Cần lưu ý rằng chính nhận thức về sự hiện diện của kiểm soát kỹ thuật số khuyến khích nhân viên có trách nhiệm hơn trong việc tuân thủ các yêu cầu về an toàn. Một bộ thiết bị bảo vệ cá nhân hoàn chỉnh bao gồm nhiều thành phần và nhờ hệ thống phân tích video, khả năng bạn quên mặc thứ gì đó đã giảm xuống bằng không", Victor Tsaranu, Trưởng phòng Dự án Triển khai các Giải pháp Kỹ thuật số trong Hoạt động của Nhà máy điện hạt nhân thuộc Tập đoàn Rosenergoatom cho biết.
"Ưu điểm của hệ thống này là khả năng đào tạo thêm các mạng nơ-ron. Trong tương lai, các trạm sẽ có thể tự dạy hệ thống nhận dạng các loại PPE mới, cũng như mở rộng phân tích video sang các cơ sở sản xuất mới; vì vậy, NPP được trang bị thiết bị có dự trữ năng lượng", Vladimir Knyazkin, Phó giám đốc CNTT - Giám đốc Phòng Quản lý Dự án CNTT và Tích hợp của Rosenergoatom Concern cho biết.
