Ātrāk, lētāk, precīzāk – CERN strādājošie RTU zinātnieki Latvijas Radio stāsta par pirmoreiz pasaulē radītu paātrinātāja sastāvdaļas prototipu

13. decembris, 2022
.
.
Publicitātes foto

Tas bija sapnis – kā lētāk un ātrāk izgatavot daļiņu paātrinātāja būtisku komponenti – radio frekvences kvadrapolu? To par spīti citu paātrinātāju kopienas kolēģu skepsei komandā ar starptautiskajiem partneriem, izmantojot aditīvās ražošanas tehnoloģiju jeb būtībā 3D drukāšanu, no tīra vara vienā gabalā ir izgatavojuši Latvijas zinātnieki, kuri patlaban strādā Eiropas Kodolpētniecības centrā (CERN). Kā tas izdevies, Latvijas Radio 1 raidījumā «Zināmais nezināmajā» 7. decembrī stāsta Rīgas Tehniskās universitātes (RTU) pētnieki Toms Torims, Guntis Pikurs un Andris Ratkus. 

Radio frekvences kvadrapols (The Radio Frequency Quadrupole – RFQ) ir nozīmīga komponente daļiņu paātrinātājā – tā atrodas tūlīt aiz daļiņu avota un veic būtisku funkciju – fokusē daļiņu plūsmu, veidojot daļiņu kūļus un neļaujot tām aizmukt citai no citas, skaidro A. Ratkus. Šādas detaļas ir arī CERN Lielajā hadronu paātrinātājā (LHC), ar kura palīdzību zinātnieki, meklējot atbildes uz jautājumiem par Visumu, milzu ātrumā raida protonu kūļus vienu pret otru un pēta to sadursmes, kurās ļoti lielā enerģijā tiek imitēts Lielais sprādziens.

Taču kvadrapolu izgatavošana ir dārga. «Lielā hadronu paātrinātāja viena metra izmaksas ir viens miljons eiro, un šo izmaksu galveno daļu veido kvadrapols, kuru ir ļoti grūti izgatavot, jo nepieciešama ārkārtīgi liela precizitāte,» radio skaidro T. Torims. Garš ir arī ražošanas process – tas ilgst aptuveni gadu. Toties ar aditīvās ražošanas tehnoloģiju kvadrapola 400 milimetru garo prototipu zinātnieki izgatavojuši piecās dienās, un tā izmaksas par kārtu lētākas – aptuveni 100 000 eiro. «Mēs parādām, ka šo ļoti komplekso, dārgo, sarežģīto detaļu ar aditīvo ražošanu varam uztaisīt ar tādu precizitāti, kādu mums vajag,» saka T. Torims. 

Patlaban ar konvencionālajām metodēm kvadrapolu izgatavo no četrām atsevišķām daļām, kuras pēc apstrādes salodē. «Lodēšanas procesā detaļas var izslīdēt viena pret otru, tāpēc ideāli, ja detaļa ir monolīta. Ar aditīvās ražošanas metodēm arī var panākt, ka iekšā esošie dzesēšanas kanāli ir ar sarežģītāku ģeometriju,» stāsta G. Pikurs. 

Jaunajam kvadrapola prototipam ir vairāki inovāciju aspekti – ne tikai ražošanas tehnoloģija, bet arī iekārta, ar ko tas izgatavots. Tā kā varam ir augsta gaismas atstarošanas spēja, tad bija jāmeklē veidi, kā izgatavot prototipu, lai neciestu aparatūra, un pirmoreiz vēsturē šajā procesā tika izmantota pilnīgi jauna partnerfirmas «TRUMPF» iekārta – zaļais lāzers, ko varš absorbē efektīvāk. Uzņēmums savu jauno iekārtu novembrī prezentēja Frankfurtē notikušajā izstādē «Formnext 2022», kur savu pasaules pirmizrādi piedzīvoja arī ar jauno tehnoloģiju izgatavotais radiofrekvences kvadrapola prototips. 

«Gandarījums ir, ka mūsu kopējais objekts ir nostādīts blakus iekārtai, kas tiek demonstrēta kā jauna, un ne tikai mēs kā RTU, bet mēs kā zinātnieki tiekam uzlikti uz kartes,» saka A. Ratkus.   

Šie Latvijas zinātnieku sasniegumi ir iespējami, jo Latvija ir kļuvusi par CERN asociēto dalībvalsti un zinātniekiem ir pavērušās plašākas starptautiskās sadarbības iespējas. 

«Šis ir auglis Latvijas dalībai CERN,» ir pārliecināts T. Torims, «mēs esam pierādījuši, ka mēs kā CERN dalībvalsts to varam, mums ir līderība, pateicoties tam, ka ir uzticības kredīts, bet kopumā tas ir komandas darbs.»

Saistītie tagi:
Kopīgot rakstu

Informācija par rakstu

Raksta autors

RTU Sabiedrisko attiecību departaments

Publikācijas datums

13. decembris, 2022 plkst. 11:44

Līdzīgi raksti

Universitāte

Jaunumi