НА ПУТИ К ТЕРМОЯДЕРНОЙ
ЭНЕРГЕТИКЕ
27 мая подписано соглашение о научно-техническом сотрудничестве между Институтом Ядерной физики
им. Г. И. Будкера СО РАН и Исследовательским центром Юлиха (Германия).
Соглашение нацелено на развитие исследований в области высокотемпературной плазмы, управляемого термоядерного синтеза и синхротронного излучения. Документ подписали директор ИЯФ академик Александр Николаевич Скринский и член совета директоров Исследовательского центра в Юлихе доктор Себастьян Шмидт. В торжественной церемонии участвовала Генеральный консул ФРГ в Новосибирске г-жа Гудрун Штайнаккер.
Исследовательский центр Юлиха (Forschungszentrum Julich) проводит междисциплинарные исследования в области здравоохранения, энергетики, окружающей среды и информационных технологий. Ключевыми направлениями являются физика и суперкомпьютерные вычисления. Центр входит в состав Общества Гельмгольца и насчитывает около 4400 сотрудников.
В настоящее время в ИЯФе завершается многолетняя работа по созданию новой установки электронного охлаждения протонных пучков для комплекса COSY(Cooler synchrotron) в Юлихе. Эта установка с рабочим напряжением 2 миллиона вольт позволит получить рекордную скорость охлаждения протонного пучка, что, в свою очередь, откроет новые возможности для проведения уникальных экспериментов по рассеянию поляризованных протонов на внутренних мишенях, изучению ядерных сил, восполнению пробелов в существующих экспериментальных данных о структуре нуклонов.
Революционная идея охлаждения быстро движущегося горячего пучка ионов методом столкновения с холодным встречным электронным пучком была предложена основателем Института ядерной физики академиком Г. И. Будкером в 1965 году. В 1972 году в лаборатории А. Н. Скринского группа молодых физиков под руководством Н. С. Диканского приступила к практической работе по созданию установки электронного охлаждения. Первые эксперименты по столкновительному охлаждению пучков начались в мае 1974 г., и потребовался почти год упорной работы, прежде чем они увенчались триумфом. До этого, надо сказать, мало кто за пределами ИЯФа верил в успех: ведь для воплощения смелой идеи в реальность требовалось с высокой точностью совместить движущиеся с околосветовыми скоростями ионный и электронный пучки. В 2002 указом Президиума РФ
группе разработчиков метода электронного охлаждения тяжёлых заряженных частиц (академику А. Н. Скринскому, членам-корреспондентам РАН В. В. Пархомчуку, Н. С. Диканскому, И. Н. Мешкову, докторам наук Д. Н. Пестрикову, Р. А. Салимову и Б. Н. Сухине) была присуждена Государственная премия Российской Федерации в области науки и техники. Академику Г. И. Будкеру — посмертно.
— После первых успешных экспериментов, проведённых в ИЯФе, — рассказывает Василий Васильевич Пархомчук, — многие научные центры взялись проверять этот метод: американцы — в лаборатории
им. Ферми, европейцы — в ЦЕРНе, японцы — в КЕК, и с тех пор установки электронного охлаждения работают на многих ускорителях. Для изучения метода в СССР приезжала команда из Германии, и после этого немецкие коллеги построили хорошую установку в Центре тяжелоионных исследований (GSI) в Дармштадте. Но вторую установку для синхротрона SIS-18 они заказали в ИЯФе, решив, видимо, что сибиряки лучше понимают особенности электронного охлаждения. Эта установка успешно работает с 1989 года до сих пор. В 2005 году, когда делегация ИЯФ посетила GSI, установка охлаждала пучки ионов рутения — элемента, открытого в 1844 году немецким учёным, профессором Казанского университета Карлом Карловичем Клаусом и названного им по средневековому латинскому названию Руси.
Физика и технологии электронного охлаждения непрерывно развиваются и совершенствуются, и ИЯФ идёт во главе этого процесса. За последние несколько лет здесь созданы установки электронного охлаждения для Института современной физики в Ланчжоу (КНР), а также для знаменитого Большого адронного коллайдера в Женеве. Именно ИЯФовская установка, успешно работающая на ионном накопителе низкой энергии LEIR, стала ключевым элементом, позволившим в конце 2010 года в экспериментах на БАКе со встречными пучками тяжёлых ионов при рекордных энергиях впервые наблюдать новое физическое явление — подавление кварк-глюонных струй, возникающих при взаимодействии ионов.
Другое направление, в рамках которого ИЯФ давно и плодотворно сотрудничает с Исследовательским центром в Юлихе — работы в области управляемого термоядерного синтеза. Совместные эксперименты ведутся в Юлихе на токамаке TEXTOR с помощью оборудования, разработанного в Новосибирске с участием немецких коллег. Важным результатом этой деятельности явилось определение локальной температуры и скорости вращения плазмы в различных режимах работы токамака, что ранее было невозможно.
Исключительный интерес представляют также первые наблюдения поведения плазмы при срывах разряда, когда вся накопленная в плазме энергия за тысячные доли секунды теряется на стенках вакуумной камеры. Будущая программа исследований взаимодействия плазмы и стенки токамака при экстремальных нагрузках, возникающих при срывах, сейчас интенсивно обсуждается. Она должна быть реализована на строящейся в Юлихе новой установке и ИЯФовской установке ГОЛ-3. По существу, в настоящее время только она способна воспроизводить условия, близкие к тем, что должны быть в строящемся сейчас усилиями нескольких стран термоядерном реакторе ИТЭР.
Успехи в развитии физики высокотемпературной плазмы и основ управляемого термоядерного синтеза позволяют надеяться, что уже в нынешнем столетии термоядерные реакторы внесут ощутимый вклад в мировую энергетику.
Наш корр.
Фото Ю. Бибко
стр. 2
|
