Ядерное оружие испытают с помощью голограмм
Cнежинский физико-технический институт НИЯУ МИФИ создал установку, которая позволит точно и безопасно испытывать боеприпасы в обход законодательных ограничений. Прибор называется «Универсальная голографическая измерительная система с расширенными возможностями», он был разработан по заказу госкорпорации «Росатом» для нужд российского производителя атомного оружия — Всероссийского научно-исследовательского института технической физики имени академика Забабахина (РФЯЦ-ВНИИТФ).
Сейчас в лаборатории завершается стадия опытно-конструкторской работы, после чего агрегат будет рекомендован к внедрению в промышленность.
— В некоторых деталях возникают серьезные внутренние напряжения. Выдержит деталь эти напряжения или нет до боевого применения — это крайне важно. Более важной задачи тут нет. К 1 декабря мы должны сдать заключительный отчет по НИОКР, и дальше система будет внедряться в промышленность, — рассказал «Известиям» начальник лаборатории Снежинского физико-технического института НИЯУ МИФИ Владимир Гапонов.
По современному законодательству любые испытания ядерного оружия запрещены. Поэтому разработчики вынуждены искать обходные пути. По сути физикам-ядерщикам предложили моделировать опасные ситуации с помощью голограмм, которые позволяют точно рассчитать параметры критических нагрузок на боеприпас без применения этих самых нагрузок.
Прибор представляет собой коробку размером с системный блок компьютера, в котором размещается лазер мощностью 50 мВт (предусматривается установка более мощных лазеров). Также прилагается видеокамера высокого разрешения и компьютер со специальным программным обеспечением.
Действие устройства основывается на методе голографической интерферометрии — с помощью лазера делаются снимки детали до применения нагрузок и во время их воздействия. После этого по изменениям голографического изображения (проявляются полосы, указывающие на распределение напряжений) с помощью специальных формул прогнозируется с высокой точностью поведение деталей после увеличения нагрузок. То есть голограмма позволяет найти слабые места в изделии.
Однако этот метод становится уникальным лишь в сочетании с использованием цифровой видеокамеры. В авиационной промышленности давно применяются голографические изображения для расчета резонансных частот в двигателях. Но аналоговая съемка не позволяет четко отладить изменения материалов в динамике или при вибрационном воздействии. А применение обычных датчиков, измеряющих напряжение, не дает точной локализации слабых мест.
Куратор проекта, заместитель директора Института промышленных ядерных технологий Виктор Пшенин просит не акцентировать внимания на нуждах института имени Забабахина, так как прибор планируют применять и на других предприятиях атомной промышленности. Кроме того, по его словам, этот участок работ имеет закрытый статус и говорить о том, какие именно детали в оружейном центре будут испытываться, нельзя.
— Но у прибора широкий спектр применения. Он, например, может использоваться в авиационной и автомобильной промышленности, — говорит Пшенин. — Метод имеет целый ряд достоинств по сравнению с традиционными техниками дефектоскопии, которые базируются на размещении большого количества датчиков на испытуемом изделии.
Эксперты затруднились оценить изобретение Cнежинского физико-технического института НИЯУ МИФИ без ознакомления с результатами проверки.
— Действительно если испытания связаны с радиационными материалами, то дистанционный, бесконтактный метод становится важен. Вопрос в том, что позволяет эта система. По названию сложно судить о сути этого прибора. Вполне вероятно, что они получают объемное распределение напряжений до и после нагрузок, потом загоняют данные в компьютер и пытаются спрогнозировать, что произойдет дальше. Хороший способ. Напряженное состояние сейчас оценивают и по акустическим колебаниям, и рентгеновским методом, что сложнее, — говорит заведующий кафедрой металловедения цветных металлов Национального исследовательского технологического университета Алексей Солонин.
Внедрение аппарата в промышленное производство займет несколько лет, признаются разработчики. Следующий этап — маркетинговые исследования. Кроме того, необходимо продолжение финансирования для создания первых промышленных образцов.
