Российские физики обеспечат производство титана для поисков темной материи

Титан с ультранизким содержанием радиоактивных элементов возможно производить в промышленных масштабах. К такому выводу пришли российские учёные, которые впервые провели подобные исследования.

Производимый титан может стать новым низкофоновым конструкционным материалом для перспективных детекторов тёмной материи и других низкофоновых экспериментов.

Инициатором проекта по поиску новых конструкционных материалов для детекторов тёмной материи является сотрудник НИИЯФ МГУ Александр Чепурнов. В проекте принимают участие российские ученые из ИФТТ РАН (ФАНО), РХТУ им. Д. И. Менделеева, МГТУ им. Баумана и специалисты Соликамского магниевого завода.

Сегодня детекторы тёмной материи изготавливают из нержавеющей стали с ультранизким содержанием радиоактивных элементов, которую делают не под заказ учёных — это невозможно в промышленных условиях, а отбирают из выпускаемых партий. В настоящее время российский ультрачистый титан рассматривается в качестве вероятного кандидата для будущего детектора большего объёма в эксперименте DarkSide посвящённом поиску тёмной материи.

Российские учёные показали, что можно производить сверхчистую титановую губку, то есть исходный материал для производства полуфабрикатов из титана. Для выпуска титановой губки можно использовать широко применяемый в промышленности процесс Кролла, а металлургические методы передела и очистки титановой губки позволят изготавливать слитки сверхчистого титана.

«Титан — этот тот конструкционный материал для детектора тёмной материи, который изначально можно сделать радиоактивно чистым. Учитывая это, и ещё то, что Россия является мировым лидером по производству титана, мы можем его производить. Тесное сотрудничество с Соликамским магниевым заводом, имеющим самое современное в России производство титановой губки, делает реальной идею обеспечения будущих экспериментов по поиску тёмной материи российским сверхчистым титаном», — заявил Александр Чепурнов.

Также он рассказал о своих дальнейших планах:

«На следующем этапе исследования нам предстоит отработать методики изготовления деталей из титана без внесения радиационных загрязнений. Например, во время лазерной сварки и резки».

Интерес к производству титана с низким содержанием радиоактивных элементов не ограничивается фундаментальной физикой частиц. Получение тугоплавких металлов высокой чистоты является приоритетной научной задачей для физики твёрдого тела и металлургии высокочистых металлов. Тугоплавкие металлы высокой чистоты также востребованы в микроэлектронике, в физическом материаловедении и в медицине.