Институт за нуклеарна физика, Институт за нуклеарна физика, РАС. Што видов

На Институтот за нуклеарна физика. Г.И. Бадкер СБ РАС лансираше моќен инјектор на зрак од атоми на водород со дизајнерска енергија на честички до еден милион електрон волти.

Во овој инјектор, зрак од атоми се формира со неутрализирање на зрак од негативни водородни јони забрзани до потребната енергија. Оваа експериментална инсталација е развиена и произведена по нарачка на американската компанија TAE Technologies, која создава термонуклеарен реактор без неутрони. Користејќи ја инсталацијата, научниците планираат да ја тестираат технологијата за греење со плазма во реакторот TAE Technologies и да ја покажат доверливоста и високата ефикасност на сите елементи на инјекторот.

Видео од youtube.com/ https://www.youtube.com/embed/8C5XF2_NvgU


  • im8.kommersant.ru
  • Научниците од Институтот за нуклеарна физика (ИНП) на сибирската филијала на Руската академија на науките го модернизираат генератор на синхротронско зрачење што го создадоа: тие беа првите во светот што го запреа испарувањето на течниот хелиум, што ја ладеше инсталацијата и бараше постојана полнење гориво. Подобрениот генератор ќе започне со работа во италијанската лабораторија ELETTRA на почетокот на 2018 година, објави во четвртокот прес-службата на Институтот за нуклеарна физика СБ РАС. „Институтот за нуклеарна физика СБ РАС создаде суперспроводлив шетач за лабораторијата ELETTRA - уред за генерирање синхротронско зрачење - во 2003 година, во јануари 2018 година, персоналот на BINP SB RAS ќе заврши радикална модернизација на овој уред, во кој за прв пат ќе биде можно да се избегне испарување на течниот хелиум во криоген систем. Трошоците за модернизација се проценуваат на повеќе од 500 илјади долари“, се вели во соопштението. Силно магнетно поле се создава во шетачот, а уредот мора да се лади со помош на течен хелиум. „Хелиумот испарува и треба да трошите десетици илјади долари годишно за полнење гориво. Научивме да создаваме криостати врз основа на специјални машини за ладење кои можат сигурно да работат со години без да испаруваат течен хелиум, што никој во светот сè уште не го покажал“, го цитира прес-службата водечкиот истражувач на Институтот за нуклеарна физика СБ РАС.

    Лабораторијата ELETTRA во Италија е отворена платформа за експерименти на специјализиран електронски акцелератор - извор на синхротронско зрачење. Со помош на ова зрачење се вршат различни студии: од проучување на структурата на материјалите и новите фармацевтски препарати до терапија со канцерогени клетки.


  • tass.ru
  • НОВОСИБИРСК, 25 декември. /ТАСС/. Научниците од Институтот за нуклеарна физика (ИНП) на сибирската филијала на Руската академија на науките во Новосибирск создадоа и лансираа уникатна инсталација „Смола“ (спирална магнетна отворена стапица), која во иднина ќе овозможи зголемување на загревањето на плазмата од 10 милиони степени неколку пати, изјави во понеделникот заменик директорот на БИНП СБ РАС на новинарите за научна работа Александар Иванов.

    Во иднина, стапицата ќе се користи во еколошки термонуклеарен реактор кој работи без супертежок водород.

    „Имаме инсталација на гасна динамичка замка (GDT), во која веќе ја загреавме плазмата на 10 милиони степени. Ако го снабдувате со такви елементи (како што е „Смола“ - забелешка ТАСС), тогаш температурата на плазмата треба да се зголеми неколку пати. Оваа идеја за развој на системи за линеарно движење на плазмата беше претставена за прв пат во светот“, рече Иванов.


  • Првиот светски модел за формирање на вулкански процеси беше создаден со помош на уникатна инсталација за заварување со електронски сноп од научници од Институтот за нуклеарна физика (ИНП) и Институтот за геологија и минералологија (ИГМ) на сибирската филијала на Руската академија на науки. Ова за медиумите го изјави главниот истражувач на Институтот за геологија и минералогија на СБ РАС, Виктор Шарапов.

    Според него, научниците, користејќи ја својата инсталација, успеале да ги стопат карпите кои биле земени од вулканот Авачински во Камчатка. Сега сибирските научници ќе можат да симулираат сеизмички процеси кои се случуваат на длабочина од 40-70 километри додека ги проучуваат рудните наоѓалишта.


  • Во акцелераторскиот центар на КЕК (Цукуба, Јапонија) е завршена инсталацијата на детекторот Belle II на местото на средба на зракот на судирот SuperKEKB, јавува прес-службата на КЕК (јапонската организација за проучување на високоенергетски акцелератори). .

    Вкупната тежина на детекторот надминува 1400 тони. Еден од неговите клучни системи - 40-тонски електромагнетен калориметар базиран на кристали на цезиум јодид - беше создаден и развиен со одлучувачко учество на Институтот за нуклеарна физика. Г.И. Будкер СБ РАС (БИНП СБ РАС) и Државниот универзитет во Новосибирск (НСУ). Интеграцијата на детекторот и акцелераторот е важен чекор кон започнување на собирање податоци подоцна оваа година.


  • Институтот за нуклеарна физика СБ РАС разви специјална инсталација која има таргетиран ефект дури и на најотпорниот тумор

    Сибирските научници не сакаат да кажат дека ова е пробив во лекувањето на ракот, но не ги намалуваат нивните заслуги во неговото создавање. Научното знаење се нарекува „терапија за зафаќање на бор-неутрони за рак“. Изненадувачки е, но суштината на пронајдокот може да влее надеж во душите на десетици илјади сонародници, за кои онколозите сè уште не можат да помогнат... Уредот, се разбира, благо кажано. Всушност... зафаќа посебна заштитена просторија со површина од 60 квадратни метри. Водечкиот истражувач на институтот, Сергеј Таскаев, зборуваше за принципите на работа на инсталацијата и објасни зошто нејзините креатори се сомневаат.


  • Институт за нуклеарна физика именуван по. Г.И. Будкер (ИНП) од Сибирскиот огранок на Руската академија на науките потпиша договор за 20 милиони евра со Европскиот центар за истражување на јони и антипротони (FAIR, Германија), според кој тие ќе произведуваат уникатна опрема за акцелератор, научна изјави за новинарите директорот на FAIR, академик на Руската академија на науките Борис Шарков.

    FAIR е најголемиот акцелераторски комплекс за проучување на модерната нуклеарна и субнуклеарна физика, создаден во Германија со учество на 15 земји. Проектот е споредлив по обем со Големиот хадронски судирач (ЦЕРН), неговата вкупна цена се проценува на околу милијарда евра. Експериментите на FAIR се планирани да започнат во 2020 година.


  • Научниците од Институтот за нуклеарна физика именуван по. Г.И. Бадкер СБ РАС и Институтот за општа физика по име. А.М. Прохоров РАС, со поддршка на грант од Руската научна фондација, разви нова генерација на електронско-оптички уреди со голема брзина за дијагностицирање на зраци во забрзувачи на наелектризирани честички - дисектор базиран на камера со ленти. Овој уред ви овозможува да ја следите должината на згрутчувањето во реално време. Произведените уреди веќе се користат за фино подесување на акцелераторски комплекси, како и за проучување на динамиката на релативистичките зраци. Резултатите од работата беа објавени во Journal of Instrumentation.

  • НОВОСИБИРСК, 4 јули. /ТАСС/. Прстенот за ладење за истражувачкиот акцелераторски комплекс FAIR во изградба во Германија, кој се споредува со Големиот хадронски судирач (LHC), го дизајнираа специјалисти од Новосибирскиот институт за нуклеарна физика (INP) SB RAS. Ова за ТАСС го извести шефот на истражувачката лабораторија на институтот, Дмитриј Шварц.

    „FAIR има многу предизвици за работа со јони и антипротонски зраци. Антипротоните се создаваат кога протонски зрак со енергија од 29 гигаелектронволти (електронволт е мерна единица за енергијата на елементарната честичка - забелешка ТАСС) ќе се фрли врз целта. Но, овие антипротони треба да се фатат во прстен и да се изладат - ова е задача на нашиот колекционерски прстен“, рече Шварц.

  • Научниците од Институтот за нуклеарна физика на сибирската гранка (INP SB) РАС развија уникатна опрема за прототип на еколошки термонуклеарен реактор кој се дизајнира во САД.

    Работата е извршена во рамките на мултимилионскиот договор меѓу сибирскиот институт и американската компанија Три Алфа Енерџи (ТАЕ), изјави за ТАСС научниот секретар на огранокот на РАС Алексеј Василиев, одбивајќи да ги наведе целосните трошоци за испораката.

    Генерално е тешко да се зборува за INP накратко од многу причини. Пред се затоа што нашиот Институт не се вклопува во вообичаените стандарди. Ова не е баш академски институт кој работи на фундаментална наука, бидејќи има сопствено производство, кое е сосема слично на просечно растение, но во модерно време - добро растение. И во ова растение не прават клинци со лименки, но имаат технологии кои едноставно не постојат никаде во Русија. Современите технологии во најпрецизна смисла на зборот, а не во „модерната за Советскиот Сојуз од 80-тите“. И ова растение е наше, а не на кое сопствениците се „таму некаде“, а ние само собираме производи на куп.
    Значи, ова во никој случај не е академски институт.

    Но, не и производство. За какво производство станува збор ако Институтот сепак смета дека главниот производ е најфундаменталниот резултат, а сето ова прекрасно технолошко полнење и производство е само начин да се добие овој резултат?

    Значи, сè уште е научен институт со фундаментален профил?
    Но, што е со фактот дека BINP го спроведува најширокиот опсег на експерименти поврзани со Синхротронното зрачење (во натамошниот текст SR) или ласерот за слободни електрони (во понатамошниот текст FEL), а тоа се исклучиво применети експерименти за десетици наши институти? И, патем, тие немаат речиси никаква друга можност да спроведуваат такви експерименти.

    Значи ова е мултидисциплинарен институт?
    Да. И многу, многу повеќе...

    Оваа приказна би можела да започне со историјата на институтот. Или од денес. Од описите на инсталации или луѓе. Од приказна за состојбата на руската наука или достигнувањата на физиката во последните денови. И многу долго се двоумев пред да изберам насока, додека не решив да кажам за сè малку, искрено надевајќи се дека еден ден ќе напишам повеќе и ќе го објавам овој материјал некаде.

    Значи, INP SB RAS именуван по. G.I.Budkera или едноставно Институтот за нуклеарна физика.
    Основана е во 1958 година од Герш Ицкович Будкер, чие име во Институтот беше Андреј Михајлович, Бог знае зошто. Не, се разбира, тој беше Евреин, еврејските имиња не беа добредојдени во СССР - сето ова е јасно. Но, не успеав да откријам зошто велат Андреј Михајлович, а не Николај Семенович.
    Патем, ако слушнете нешто како „Андреј Михајлович рече...“ на ИНП, тоа значи дека рече Бадкер.
    Тој е основач на Институтот и веројатно, да не беше тој, а да не беше Сибир, никогаш немаше да имаме толку развиена акцелераторска физика. Факт е дека Будкер работел за Курчатов, а според гласините, таму едноставно му било тесно. И никогаш немаше да дозволат да се „заниша“ како што се случи во Сибир, каде штотуку се создаваа нови институции и се отвораа нови насоки. И тие немаше да му го дадат Институтот веднаш во Москва на таа возраст. Прво ќе го натераа да изгледа лошо на местото шеф на лабораторијата, потоа заменик-директор, во глобала, гледате, ќе ги изгубеше нервите и ќе заминеше.

    Будкер отиде во Новосибирск и оттаму почна да поканува разни извонредни и не толку истакнати физичари. Извонредните физичари не сакаа да заминат во егзил, па затоа се обложија на младото училиште, кое беше веднаш основано. Училиштата беа НСУ и Физичко и музичко училиште при овој НСУ. Патем, во Академијата таблетите го даваат авторството на ФМС исклучиво на Лаврентиев, но живи сведоци на таа историја, кои сега живеат во Америка и ги објавуваат своите мемоари, тврдат дека автор на училиштето бил Будкер, кој „продавал“ идејата на Лаврентиев за некаква уште една административна отстапка.
    Познато е дека двајца големи луѓе - Будкер и Лаврентиев, во најмала рака, не се согласуваа многу добро, а тоа сè уште се одразува не само во односите на луѓето во Академгородок, туку и во пишувањето на неговата историја. Погледнете ја секоја академска изложба што се одржува во Домот на научниците (ДУ), и лесно ќе видите дека речиси и да нема, да речеме, фотографии од огромната архива ИНП и генерално малку се зборува за најголемиот институт во нашата Академија на науките ( околу 3 илјади вработени), а третиот даночен обврзник во НСО. Не многу фер, ама така е.
    Со еден збор, Институтот, неговите достигнувања и неговата атмосфера му го должиме на Бадкер. Патем, и производството исто така. Некогаш, ИНП беше наречен најкапиталистички од сите институти во земјата - можеше да ги произведува своите производи и да ги продава. Сега се нарекува најсоцијалистичка - на крајот на краиштата, сите заработени пари одат во заедничка тава и од нив се распределуваат за плати, договори и, што е најважно, за спроведување научни експерименти.
    Ова е многу скапа работа. Промената (12 часа) на работа на акцелератор со детектор може да чини стотици илјади рубли, а најголемиот дел од овие пари (од 92 на 75%) ги заработуваат вработените во BINP. BINP е единствениот институт во светот кој сам заработува пари за основни физички истражувања. Во други случаи, таквите институции се финансирани од државата, но овде - разбирате - ако чекате помош од државата, тогаш нема да умрете долго.

    Како INP заработува пари? Продажба на магнетни акцелераторски системи во други земји кои сакаат да изградат свои акцелератори. Со гордост можеме да кажеме дека ние сме секако еден од двата или трите најдобри производители на прстени за гас во светот. Ние произведуваме и вакуумски системи и резонатори. Ние произведуваме индустриски акцелераторски единици кои работат во десетици области надвор од нашата економија, помагајќи да се дезинфицира медицинска опрема, жито, храна, прочистување на воздухот и отпадните води, добро, генерално, сè на што никој не обрнува внимание овде. BINP произведува медицински акцелератори и рендгенски единици за рендгенски луѓе, да речеме, на аеродроми или медицински установи. Ако внимателно ги погледнете етикетите на овие скенери, ќе откриете дека тие се наоѓаат не само на аеродромот Новосибирск Толмачево, туку и многу во главниот град Домодедово. BINP прави десетици, ако не и стотици мали нарачки за производство на висока технологија или наука низ целиот свет. Произведуваме акцелератори и слична опрема за САД, Јапонија, Европа, Кина, Индија... Изградивме дел од LHC прстенот и бевме многу успешни. Уделот на руските нарачки кај нас е традиционално низок и не можеме ништо да направиме за тоа - владата не дава пари, а локалните власти или сопствениците на бизниси едноставно немаат доволно од тоа - обично сметката тече во милиони долари . Сепак, мораме искрено да признаеме дека имаме и обични руски грантови и договори, а и ние сме среќни поради нив, бидејќи на Институтот секогаш му требаат пари.

    3. Фрагмент од акцелераторот, кој моментално го произведува BINP за лабораторијата Брукхевен (САД)

    Нашата просечна плата е помала од онаа на нашите соседи, а нејзината распределба не изгледа секогаш праведна, но мнозинството јафисти го прифаќаат тоа, бидејќи разбираат на што работат и зошто одбиваат да ги зголемат платите. Секој процент ставен во него значи минус деновите на работа на инсталациите. Едноставно е.
    Да, понекогаш треба целосно да ги прекинете, а имало и такви случаи. Но, за среќа, издржаа само шест месеци.
    ИНП може да си дозволи да води изградба на скапи луксузни куќи, сè додека дел од становите одат кај вработените, да ги испраќа овие вработени на долги службени патувања во странство, да одржува една од најдобрите скијачки бази во земјата, каде што е „Руската ски патека“ се одржува секоја година (патем, базата сега е под закана од затворање поради уште еден смешен градежен проект), одржува свој рекреативен центар во Бурмистрово („Разлив“), генерално, може да си дозволи многу работи. И иако секоја година се зборува дека ова е премногу расипничко, сепак се држиме.

    Што е со науката во ИНП?
    Науката е потешка. Постојат четири главни научни насоки на BINP:
    1. физика на елементарните честички - FEC (т.е. од што се состои нашиот свет на многу, многу микро ниво)
    2. физика на акцелератори (т.е. уреди со кои можете да стигнете до ова микро ниво (или подобро е да се каже „нано“, следејќи ја модерната мода? :))
    3. физика на плазма
    4. физика поврзана со синхротронско зрачење.

    Постојат неколку други области на BINP, особено оние поврзани со нуклеарната и фотонуклеарната физика, медицинските апликации, радиофизиката и многу други помали.

    4. Дејтон VEPP-3 инсталација. Ако ви се чини дека ова е целосен хаос на жици, тогаш воопшто е залудно. Прво, VEPP-3 е инсталација каде што едноставно нема простор, а второ, снимањето се одвива од страната на кабелската траса (се поставува одозгора). Конечно, трето, Дејтон е една од оние инсталации кои понекогаш се вградени во структурата на VEPP-3 и потоа се отстрануваат, т.е. Тука едноставно нема смисла да се создаваат глобални системи за „враќање на редот“.

    Имаме два акцелератори кои постојано работат: VEPP-2000 (кратенката VEPP, која често ќе се појавува, значи „судувачки електрон-позитронски зраци“), на кои работат два детектора - KMD и SND (криоген магнетен детектор и сферичен неутрален детектор) и VEPP -4М со KEDR детектор. Комплексот VEPP-4M содржи уште еден акцелератор - VEPP-3, каде што се вршат експерименти поврзани со SR (VEPP-4 има и SR, но ова се нови станици, тие се уште се во повој, иако активно се развиваат неодамна и една од последните кандидатски дисертации од СИшникс е одбранета токму во оваа насока).

    5.

    6. SI бункер VEPP-3, станица за елементарна анализа на флуоресценција на рендген.

    Дополнително, имаме FEL, кој е директно дизајниран да работи со терахерцно зрачење за секој однадвор, бидејќи BINP сè уште не смислил „директна“ цел за тоа. Инаку, по оваа екскурзија се дозна дека шефот на ФЕЛ, Николај Александрович Винокуров, е избран за дописен член на РАС.

    Ја правиме нашата прва станица овде за појаснување (врз основа на совети од читателите). Што е FEL или слободен електронски ласер? Не е многу лесно да се објасни ова, но ќе претпоставиме дека знаете дека кај конвенционалниот ласер, зрачењето се јавува вака: користејќи некој метод, ги загреваме (возбудуваме) атомите на супстанцијата до таа мера што тие почнуваат да емитираат. И бидејќи го избираме ова зрачење на посебен начин, паѓајќи во резонанца со енергијата (а со тоа и фреквенцијата) на зрачењето, добиваме ласер. Значи, во FEL, изворот на зрачење не е атом, туку самиот електронски зрак. Тој е принуден да помине покрај таканаречениот виглер (владежник), каде што многу магнети го принудуваат зракот да се „грчи“ од страна на страна во синусоид. Во исто време, го емитира истото синхротронско зрачење, кое може да се собере во ласерско зрачење. Со менување на тековната јачина на магнетите за вртење или енергијата на зракот, можеме да ја промениме ласерската фреквенција во широк опсег, што во моментов е недостижно на кој било друг начин.

    Нема други инсталации на FEL во Русија. Но, тие постојат во САД, таков ласер се гради и во Германија (заеднички проект на Франција, Германија и нашиот институт, цената надминува 1 милијарда евра.) На англиски, таков ласер звучи како FEL - ласер со слободен електрони.

    8. Слободен електронски ласерски електронски пиштол

    9. Систем за следење на нивото на резонатори за водено ладење на FEL

    10. Резонатори на FEL

    11. Оваа и следните две рамки го прикажуваат FEL, гледан одоздола (тој е суспендиран „од таванот“).

    14. Олег Александрович Шевченко ја затвора вратата од салата на ЛСЕ. Откако ќе се активира граничниот прекинувач од погодената радарска заштитна врата (бетонски блок од десната страна), ласерот може да почне да работи.

    15. Контролна соба на FEL. На масата има очила за заштита од ласерско зрачење.

    16. Една од станиците на FEL. Од десната страна можете да видите оптички штандови, на кои има парчиња хартија со изгорена хартија (темни дамки во центарот). Ова е трага од FEL ласерско зрачење

    17. Редок истрел. Стар осцилоскоп со зрак во контролната соба на FEL. На BINP останаа малку такви осцилоскопи, но ако погледнете можете да ги најдете. Во близина (лево) е целосно модерен дигитален Tektronix, но што е интересно во него?

    Имаме своја насока во областа на физиката на плазмата, поврзана со затворањето на плазмата (каде што треба да се одвива термонуклеарната реакција) во отворени стапици. Ваквите стапици се достапни само на BINP и, иако тие нема да дозволат да се постигне главната задача на „термонуклеарното“ - создавање контролирана термонуклеарна фузија, тие овозможуваат значителен напредок во областа на истражувањето на параметрите на оваа контролирана термонуклеарна фузија.

    18. Инсталацијата AMBAL е амбиполарна адијабатска замка, која моментално не работи.

    19. АМБАЛ

    Што се прави во сите овие инсталации?

    Ако зборуваме за FEC, тогаш ситуацијата е комплицирана. Сите достигнувања на FCH во последниве години се поврзуваат со акцелератор-содарувачи од типот LHC (ELH-C, како што го нарекува целиот свет, и LHC - Голем хадронски судирач, како што само ние го нарекуваме). Станува збор за акцелератори со огромна енергија - околу 7 TeV (1 тера- или 7 илјади гигаелектронволти). Во споредба со нив, VEPP-4 на своите 4-5 GeV, кој работи речиси половина век, е старец, каде што може да се вршат истражувања во ограничен опсег. И уште повеќе VEPP-2000 со енергија од само околу 1 GeV.

    Ќе морам малку да се задржам овде и да објаснам што е GeV и зошто е многу. Ако земеме две електроди и примениме потенцијална разлика од 1 волт преку нив, а потоа поминеме наелектризирана честичка помеѓу овие електроди, таа ќе добие енергија од 1 електрон волт. Од попознатиот џул е одделен со дури 19 реда на величина: 1 eV = 1,6*10 -19 J.
    За да добиете енергија од 1 GeV, треба да создадете забрзувачки напон од 1 гигаволт над патеката на летот на електронот (гига е милијарда волти, 10^9 или 1.000.000.000 волти). За да се добие енергијата на LHC, потребно е да се создаде забрзувачки напон од 7 тераволти, а во овој случај потребно е да се потрошат околу 180 MW електрична енергија (ова е пресметаната потрошувачка). Па, замислете понатаму што е потребно за ова. Доволно е да се каже дека LHC (LHC) се напојува од една од француските нуклеарни централи лоцирани во близина.

    21. Акцелераторот VEPP-2000 е модернизација на претходниот акцелератор VEPP-2M. Разликата од претходната верзија е поголемата енергија (до 1 GeV) и имплементираната идеја за таканаречените тркалезни греди (обично зракот повеќе личи на лента отколку што било друго). Минатата година акцелераторот почна да работи по долг период на реконструкција.

    23. Контролна соба ВЕПП-2000.

    24. Контролна соба ВЕПП-2000. Над табелата е дијаграм на комплексот за забрзување.

    25. Електронски и позитронски засилувач BEP за VEPP-2000

    Каква корист има ИНП од оваа област? Највисока точност на нивното истражување. Факт е дека животот е структуриран на таков начин што сè полесните честички придонесуваат за раѓање на потешки, а колку попрецизно ја знаеме нивната маса-енергија, толку подобро го знаеме придонесот за раѓањето дури и на Хигсовиот бозон. Тоа е она што го прави BINP - добива супер-точни резултати и проучува различни ретки процеси, чие „фаќање“ бара не само уред, туку многу лукавство и умешност од истражувачите. Накратко, со мозок, што друго? И во оваа смисла, сите три BINP детектори се издвојуваат добро - KMD, SND и KEDR (нема декодирање на името)

    26. SND е сферичен неутрален детектор кој ви овозможува да регистрирате честички кои немаат полнење. Сликата го покажува блиску до конечното склопување и започнување со работа.

    Најголемиот од нашите детектори е CEDAR. Неодамна, на него беа завршени низа експерименти, кои овозможија да се измери масата на таканаречениот тау лептон, кој во секој поглед е аналоген на електрон, само многу потежок, и J/Psi - честичка, прва од честичките каде што „работи“ четвртиот по големина кварк. И пак ќе објаснам. Како што е познато, има вкупно шест кваркови - тие имаат многу убави, па дури и егзотични имиња со кои се нарекуваат честичките на кои им припаѓаат (да речеме, „шарм“ или „чудни“ честички значат дека содржат шарм и чудни кваркови, соодветно) :

    Имињата на кварковите немаат никаква врска со вистинските својства на различни нешта - произволна фантазија на теоретичари. Имињата дадени во наводници се прифатени руски преводи на термините. Поентата ми е дека „убав“ кварк не може да се нарече убав или убав - терминолошка грешка. Такви се јазичните тешкотии, иако т-кваркот често едноставно се нарекува врвен кварк :)

    Значи, сите честички на светот кои ни се познати се состојат од двата најлесни кваркови доказ за постоењето на останатите четири е дело на акцелератори и детектори кои се судираат. Докажувањето на постоењето на с-кваркот не беше лесно, тоа значеше точност на неколку хипотези одеднаш, а откривањето на J/psi беше извонредно достигнување, кое веднаш го покажа огромното ветување на целиот метод на проучување на елементарните честички, и во исто време ни го отвори патот да ги проучуваме процесите што се случија во светот за време на Големата голема експлозија и што се случува сега. Масата на „циганот“ по експериментот КЕДР е измерена со точност што се надминува само со мерење на масите на електрон и протон со неутрон, т.е. основни честички на микросветот. Ова е фантастичен резултат со кој и детекторот и педалот за гас може да се гордеат уште долго време.

    28. Ова е детекторот KEDR. Како што можете да видите, сега е расклопен, ова е ретка можност да се види како изгледа одвнатре. Системите се поправаат и модернизираат по долг период на работа, кој обично се нарекува „експериментален влез“ и обично трае неколку години.

    29. Ова е детекторот KEDR, поглед одозгора.

    31. Криогенски систем на детекторот KEDR, резервоари со течен азот што се користи за ладење на суперспроводливиот магнет на детекторот KEDR (се лади до температура на течен хелиум, претходно се лади до температура на течен азот.)

    32. Во прстенот VEPP-4M

    На полето на акцелераторската физика ситуацијата е подобра. BINP е еден од креаторите на судири воопшто, т.е. Можеме со сигурност да се сметаме себеси за еден од двата институти каде што овој метод се роди речиси истовремено (со разлика од неколку месеци). За прв пат се сретнавме со материјата и антиматеријата на таков начин што беше можно да се спроведе експерименти со нив, наместо да се набљудува токму оваа антиматерија како нешто неверојатно со кое не може да се работи. Сè уште предлагаме и се обидуваме да имплементираме акцелераторски идеи кои сè уште не постојат во светот, а нашите специјалисти понекогаш остануваат во странски центри подготвени да ја преземат нивната имплементација (кај нас тоа е скапо и одзема време). Предлагаме нови дизајни на „фабрики“ - моќни акцелератори кои можат да „раѓаат“ огромен број настани за секое вртење на зракот. Со еден збор, овде, во областа на акцелераторската физика, BINP може со сигурност да тврди дека е институт од светска класа кој не го изгубил своето значење сите овие години.

    Градиме многу малку нови инсталации и потребно е долго време да се завршат. На пример, на забрзувачот VEPP-5, кој беше планиран да биде најголем на BINP, му требаше толку долго да се изгради што стана морално застарен. Покрај тоа, создадениот инјектор е толку добар (па дури и уникатен) што би било погрешно да не се користи. Делот од прстенот што го гледате денес е планиран да се користи не за VEPP-5, туку за канали за пренос на честички од VEPP-5 forinjector на VEPP-2000 и VEPP-4.

    33. Тунелот за прстенот VEPP-5 е можеби најголемата структура од овој тип на BINP денес. Неговата големина е таква што тука може да патува автобус. Прстенот никогаш не бил изграден поради недостиг на средства.

    34. Фрагмент од Forinjector - VEPP-3 канал во тунелот VEPP-5.

    35. Ова се штандови за магнетните елементи на бајпасниот канал Forinjector - VEPP2000 (каналите се уште се во изградба и денес.)

    36. Просторија на LINAC (линеарен акцелератор) на VEPP-5 Foreinjector

    37. Оваа и следната рамка ги прикажуваат магнетните елементи на Foreinjector

    39. Линеарен акцелератор на Forinjector VEPP-5.
    Дежурното лице во комплексот и одговорното лице за посетителите го чекаат крајот на фотографирањето

    40. Уредот за складирање на ладилникот на Forinjector, каде што електроните и позитроните од LINAC влегуваат за понатамошно забрзување и промени во некои параметри на зракот.

    41. Елементи на магнетниот систем на ладилникот за складирање. Четириполен објектив во овој случај.

    42. Многу гости на нашиот Институт погрешно веруваат дека 13-тата зграда каде што се наоѓаат акцелераторите на ВЕПП 3, 4, 5 е многу мала. Само два ката. И грешат. Ова е патот до подовите лоцирани под земја (на овој начин полесно е да се направи заштита од радија)

    Денес, INP планира да создаде таканаречена фабрика c-tau (tse-tau), која би можела да стане најголемиот проект во фундаменталната физика во Русија во последните децении (ако мегапроектот биде поддржан од руската влада), очекуваното резултатите несомнено ќе бидат на ниво на најдобрите во светот. Прашањето, како и секогаш, е за пари, кои Институтот тешко дека ќе може да ги заработи сам. Едно е да се одржуваат сегашните инсталации и многу бавно да се прават нови работи, друго е да се натпреварува со истражувачки лаборатории кои добиваат целосна поддршка од нивните земји или дури и здруженија како што е ЕУ.

    На полето на физиката на плазмата, ситуацијата е нешто потешка. Овој правец не се финансираше со децении, имаше силен одлив на специјалисти во странство, а сепак физиката на плазмата кај нас може да најде и со што да се пофали треба да ја уништи неговата стабилност, понекогаш напротив, да помогне да се задржи во одредени граници.

    43. Две главни инсталации на плазма физика - GOL-3 (на сликата направена од нивото на кранскиот зрак на зградата) и GDL (ќе биде подолу)

    44. Генератори GOL-3 (брановидна отворена стапица)

    45. Фрагмент од структурата на забрзувачот GOL-3, таканаречената огледална ќелија.

    Зошто ни е потребен акцелератор на плазма? Едноставно е - во задачата да се добие термонуклеарна енергија има два главни проблеми: ограничување на плазмата во магнетни полиња со незгодна структура (плазмата е облак од наелектризирани честички кои се стремат да се раздвојат и да се шират во различни насоки) и нејзино брзо загревање. до термонуклеарни температури (замислете - вие сте чајник пред да загреете 100 степени неколку минути, но овде ви требаат микросекунди до милиони степени). BINP се обиде да ги реши двата проблема користејќи акцелераторски технологии. Резултат? На современите ТОКАМАК, плазма притисокот до притисокот на полето што може да се задржи е максимум 10%, на BINP во отворени стапици - до 60%. Што значи тоа? Дека во ТОКАМАК е невозможно да се спроведе реакција на синтеза на деутериум + деутериум таму може да се користи само многу скап тритиум; Во инсталацијата од типот GOL би било можно да се задоволи со деутериум.

    46. Мора да се каже дека GOL-3 изгледа како нешто создадено или во далечна иднина, или едноставно донесено од вонземјани. Обично тоа остава целосно футуристички впечаток кај сите посетители.

    48. ГОЛ-3

    Сега да преминеме на друга плазма инсталација на BINP - GDT (гасна динамичка замка). Од самиот почеток, оваа плазма замка не беше фокусирана на термонуклеарната реакција, таа беше изградена за да го проучува однесувањето на плазмата.

    50. GDL е прилично мала единица, така што целосно се вклопува во една рамка.

    Плазма физичарите исто така имаат свои соништа, сакаат да создадат нова инсталација - GDML (m - мулти-огледало), нејзиниот развој започна во 2010 година, добро, никој не знае кога ќе заврши. Кризата нè погодува на најзначаен начин - први се скратуваат високотехнолошките индустрии, а со нив и нашите нарачки. Доколку има финансиски средства, инсталацијата може да се креира за 4-6 години.

    На полето на СИ, ние (зборувам за Русија) заостануваме зад целиот развиен дел од планетата, да бидам искрен. Има огромен број на SR извори во светот, тие се подобри и помоќни од нашите. Тие вршат илјадници, ако не и стотици илјади, работа поврзана со проучување на сè, од однесувањето на биолошките молекули до истражување на физиката и хемијата во цврста состојба. Всушност, ова е моќен извор на Х-зраци, кои не можат да се добијат на друг начин, па затоа сите истражувања поврзани со проучувањето на структурата на материјата се SI.

    Сепак, животот е таков што во Русија има само три извори на СР, од кои два се направени овде, а ние помогнавме да лансира еден (еден се наоѓа во Москва, друг во Зеленоград). И само еден од нив постојано работи во експериментален режим - ова е „стариот добар“ VEPP-3, кој е изграден пред илјада години. Факт е дека не е доволно да се изгради акцелератор за СР. Исто така, важно е да се изгради опрема за станиците на SI, но ова е нешто што не е достапно на друго место. Како резултат на тоа, многу истражувачи во нашите западни региони претпочитаат да испратат претставник „да стори сé што е подготвено“, наместо да трошат огромни суми пари за создавање и развој на станици SI некаде во московскиот регион.

    53. Салата за инјектори за VEPP-3 - POSITRON инсталација - една од најстарите инсталации од овој тип во светот

    54. Сала за инјектори за VEPP-3 - POSITRON инсталација, лево (син цилиндар) - линеарен акцелератор (LINAC), десно - B4 синхротрон

    55. Во прстенот VEPP-3

    56. Ова е птичја перспектива на комплексот ВЕПП-4, поточно третиот кат на „мезанин“. Директно долу се поставени бетонски блокови за радарска заштита, под нив се ПОЗИТРОН и ВЕПП-3, потоа има синкаста просторија - контролната соба на комплексот, од каде се контролира комплексот и експериментот.

    57. „Началник“ на ВЕПП-3, еден од најстарите акцелераторски физичари на ИНП и земјата - Свјатослав Игоревич Мишнев

    На ИНП, за речиси 3000 луѓе, има само малку повеќе од 400 научни работници, вклучително и студенти на постдипломски студии. И сите разбирате дека тоа не е истражувачки асистент кој стои на машината, а цртежите за новите прстени за забрзување не ги прават ниту дипломирани студенти или студенти. БИНП има голем број инженерски и технички работници, кој вклучува огромен дизајн оддел, технолози, електричари, радио инженери и... десетици други специјалности. Имаме голем број работници (околу 600 луѓе), механичари, лаборанти, радио-лаборанти и стотици други специјалности, за кои понекогаш не ни знам, бидејќи никој не е особено заинтересиран за ова. Инаку, ИНП е едно од оние ретки претпријатија во земјава што секоја година одржува конкурс за млади работници - вртежи и мелничари.

    58.

    62. Производство на Институтот за нуклеарна физика, една од работилниците. Опремата е главно застарена, современите машини се наоѓаат во работилници во кои не сме биле, сместени во Хеми (такво место има во Новосибирск, веднаш до таканаречениот Истражувачки институт за системи). Оваа работилница има и CNC машини, тие едноставно не беа вклучени во снимката (ова е одговор на некои коментари на блоговите.)

    Ние сме јафисти, ние сме единствен организам и тоа е главното во нашиот Институт. Иако е многу важно, се разбира, физичарите да го водат целиот технолошки процес. Тие не секогаш ги разбираат деталите и сложеноста на работата со материјалите, но знаат како сè треба да заврши и запомнете дека мал дефект некаде на машината на работникот ќе доведе до мултимилионска инсталација некаде во нашата земја или во светот. И затоа, некој зелен студент можеби нема ни да ги разбере објаснувањата на инженерот, но кога ќе го прашаат „дали може ова да се прифати“, тој ќе ја затресе главата негативно, запомнувајќи точно дека му треба точност од пет микрони на основа на метар, инаку неговата инсталацијата се навртува. И тогаш задачата на технолозите и инженерите е да сфатат како тој, негативецот, може да ги исполни неговите незамисливи барања, кои се против сè што ние обично правиме. Но, тие измислуваат и обезбедуваат, и инвестираат неверојатна количина на интелигенција и генијалност.

    63. Збунетиот одговорен за електричната опрема на комплексот ВЕПП-4М, Александар Иванович Жмака.

    64. Овој застрашувачки кадар е снимен едноставно во една од зградите на Институтот, во истата каде што се наоѓаат ВЕПП-3, ВЕПП-4 и инјекторот ВЕПП-5. А тоа едноставно значи фактот дека педалот за гас работи и претставува одредена опасност.

    65. А оваа значи дека службата одговорна за безбедноста на нашата работа не спие. Ова се индивидуални филмски дозиметри од различни типови.

    67. Првиот судир во светот, изграден во 1963 година за да ги проучува можностите за нивно користење во експерименти со физика на честички. ВЕП-1 е единствениот судар во историјата во кој зраците циркулирале и се судриле во вертикална рамнина.

    68. Подземни премини меѓу зградите на институтот

    Благодарност до Елена Елк за организирањето на фотографирањето и деталните приказни за инсталациите.

    Имав шанса да го посетам светски познатиот ИНП по име. Г.И.Будкера СБ РАС. Она што го видов таму, можам само да покажам детална приказна за инсталациите и за самиот институт беше составена од Елена Валериевна Старостина, истражувач во институтот.

    (Вкупно 68 фотографии)

    Преземен оригинален текст од тука .
    Генерално е тешко да се зборува за INP накратко од многу причини. Пред се затоа што нашиот Институт не се вклопува во вообичаените стандарди. Ова не е баш академски институт кој работи на фундаментална наука, бидејќи има сопствено производство, кое е сосема слично на медиокритетно растение, но во денешно време е добро растение. И во ова растение не прават клинци со лименки, но имаат технологии кои едноставно не постојат никаде во Русија. Современите технологии во најпрецизна смисла на зборот, а не во „модерната за Советскиот Сојуз од 80-тите“. И ова растение е наше, а не на кое сопствениците се „таму некаде“, а ние само собираме производи на куп.
    Значи, ова во никој случај не е академски институт.

    Но, не и производство. За какво производство станува збор ако Институтот смета дека главниот производ е најфундаменталниот резултат, а сето ова прекрасно технолошко полнење и производство е само начин да се добие овој резултат?

    Значи, сè уште е научен институт со фундаментален профил?
    Но, што е со фактот дека BINP го спроведува најширокиот опсег на експерименти поврзани со Синхротронното зрачење (во натамошниот текст SR) или ласерот за слободни електрони (во понатамошниот текст FEL), а тоа се исклучиво применети експерименти за десетици наши институти? И, патем, тие немаат речиси никаква друга можност да спроведуваат такви експерименти.

    Значи ова е мултидисциплинарен институт?
    Да. И многу, многу повеќе...

    Оваа приказна би можела да започне со историјата на институтот. Или од денес. Од описите на инсталации или луѓе. Од приказна за состојбата на руската наука или достигнувањата на физиката во последните денови. И многу долго се двоумев пред да изберам насока, додека не решив да кажам за сè малку, искрено надевајќи се дека еден ден ќе напишам повеќе и ќе го објавам овој материјал некаде.

    Значи, INP SB RAS именуван по. G.I.Budkera или едноставно Институтот за нуклеарна физика.
    Основана е во 1958 година од Герш Ицкович Будкер, чие име во Институтот беше Андреј Михајлович, Бог знае зошто. Не, се разбира, тој беше Евреин, еврејските имиња не беа добредојдени во СССР - сето ова е јасно. Но, не успеав да откријам зошто велат Андреј Михајлович, а не Николај Семенович.
    Патем, ако слушнете нешто како „Андреј Михајлович рече...“ на ИНП, тоа значи дека рече Бадкер.
    Тој е основач на Институтот и веројатно, да не беше тој, а да не беше Сибир, никогаш немаше да имаме толку развиена акцелераторска физика. Факт е дека Будкер работел за Курчатов, а според гласините, таму едноставно му било тесно. И тие никогаш немаше да дозволат да се „заниша“ како во Русија, каде што само се создаваа нови институции и се отвораа нови насоки. И тие немаше да му го дадат Институтот веднаш во Москва на таа возраст. Прво ќе го натераа да изгледа лошо на местото шеф на лабораторијата, потоа заменик-директор, во глобала, гледате, ќе ги изгубеше нервите и ќе заминеше.

    Будкер отиде во Новосибирск и оттаму почна да поканува разни извонредни и не толку истакнати физичари. Извонредните физичари не сакаа да заминат во егзил, па затоа се обложија на младото училиште, кое беше веднаш основано. Училиштата беа НСУ и Физичко и музичко училиште при овој НСУ. Патем, во Академијата таблетите го даваат авторството на ФМС исклучиво на Лаврентиев, но живи сведоци на таа историја, кои сега живеат во Америка и ги објавуваат своите мемоари, тврдат дека автор на училиштето бил Будкер, кој „продавал“ идејата на Лаврентиев за некаква уште една административна отстапка.
    Познато е дека двајца големи луѓе - Будкер и Лаврентиев, во најмала рака, не се согласуваа многу добро, а тоа сè уште се одразува не само во односите на луѓето во Академгородок, туку и во пишувањето на неговата историја. Погледнете ја секоја академска изложба што се одржува во Домот на научниците (ДУ), и лесно ќе видите дека речиси и да нема, да речеме, фотографии од огромната архива ИНП и генерално малку се зборува за најголемиот институт во нашата Академија на науките ( околу 3 илјади вработени), а третиот даночен обврзник во НСО. Не многу фер, ама така е.
    Со еден збор, Институтот, неговите достигнувања и неговата атмосфера му го должиме на Бадкер. Патем, и производството исто така. Некогаш, ИНП беше наречен најкапиталистички од сите институти во земјата - можеше да ги произведува своите производи и да ги продава. Сега се нарекува најсоцијалистичка - на крајот на краиштата, сите заработени пари одат во заедничка тава и од нив се распределуваат за плати, договори и, што е најважно, за спроведување научни експерименти.
    Ова е многу скапа работа. Промената (12 часа) на работа на акцелератор со детектор може да чини стотици илјади рубли, а најголемиот дел од овие пари (од 92 на 75%) ги заработуваат вработените во BINP. BINP е единствениот институт во светот кој сам заработува пари за основни физички истражувања. Во други случаи, таквите институции се финансирани од државата, но кај нас - разбирате - ако чекате помош од државата, нема да умрете долго.

    Како INP заработува пари? Продажба на магнетни акцелераторски системи во други земји кои сакаат да изградат свои акцелератори. Со гордост можеме да кажеме дека ние сме секако еден од двата или трите најдобри производители на прстени за гас во светот. Ние произведуваме и вакуумски системи и резонатори. Ние произведуваме индустриски акцелераторски единици кои работат во десетици области надвор од нашата економија, помагајќи да се дезинфицира медицинска опрема, жито, храна, прочистување на воздухот и отпадните води, добро, генерално, сè на што никој не обрнува внимание овде. BINP произведува медицински акцелератори и рендгенски единици за рендгенски луѓе, да речеме, на аеродроми или медицински установи. Ако внимателно ги погледнете етикетите на овие скенери, ќе откриете дека тие се наоѓаат не само на аеродромот Новосибирск Толмачево, туку и многу во главниот град Домодедово. BINP прави десетици, ако не и стотици мали нарачки за производство на висока технологија или наука низ целиот свет. Произведуваме акцелератори и слична опрема за САД, Јапонија, Европа, Кина, Индија... Изградивме дел од LHC прстенот и бевме многу успешни. Уделот на руските нарачки овде е традиционално низок и не можеме ништо да направиме за тоа - владата не дава пари, а локалните власти или сопствениците на бизниси едноставно немаат доволно од нив - обично сметката тече во милиони долари. Сепак, мораме искрено да признаеме дека имаме и обични руски грантови и договори, а и ние сме среќни поради нив, бидејќи на Институтот секогаш му требаат пари.

    3. Фрагмент од акцелераторот, кој моментално го произведува Институтот за нуклеарна физика за лабораторијата Брукхевен (САД)

    Нашата просечна плата е помала од онаа на нашите соседи, а нејзината распределба не изгледа секогаш праведна, но мнозинството јафисти го прифаќаат тоа, бидејќи разбираат на што работат и зошто одбиваат да ги зголемат платите. Секој процент ставен во него значи минус деновите на работа на инсталациите. Едноставно е.
    Да, понекогаш треба целосно да ги прекинете, а имало и такви случаи. Но, за среќа, издржаа само шест месеци.
    ИНП може да си дозволи да води изградба на скапи луксузни куќи, сè додека дел од становите одат кај вработените, да ги испраќа овие вработени на долги службени патувања во странство, да одржува една од најдобрите скијачки бази во земјата, каде што е „Руската ски патека“ се одржува секоја година (патем, базата сега е под закана од затворање поради уште еден смешен градежен проект), одржува свој рекреативен центар во Бурмистрово („Разлив“), генерално, може да си дозволи многу работи. И иако секоја година се зборува дека ова е премногу расипничко, сепак се држиме.

    Што е со науката во ИНП?
    Науката е потешка. Постојат четири главни научни насоки на BINP:
    1. физика на елементарните честички - FEP (т.е. од што се состои нашиот свет на многу, многу микро ниво)
    2. физика на акцелератори (т.е. уреди со помош на кои може да се достигне ова микрониво (или подобро е да се каже „нано“, следејќи ја модерната мода? :))
    3. физика на плазма
    4. физика поврзана со синхротронско зрачење.

    Постојат неколку други области на BINP, особено оние поврзани со нуклеарната и фотонуклеарната физика, медицинските апликации, радиофизиката и многу други помали.

    4. Инсталација Дејтон VEPP-3. Ако ви се чини дека ова е целосен хаос на жици, тогаш воопшто е залудно. Прво, VEPP-3 е инсталација каде што едноставно нема простор, а второ, снимањето се одвива од страната на кабелската траса (се поставува одозгора). Конечно, трето, Дејтон е една од оние инсталации кои понекогаш се вградени во структурата на VEPP-3 и потоа се отстрануваат, т.е. Тука едноставно нема смисла да се создаваат глобални системи за „враќање на редот“.

    Имаме два акцелератори кои постојано работат: VEPP-2000 (кратенката VEPP, која често ќе се сретне, значи „судувачки електрон-позитронски зраци“), на кои работат два детектора - KMD и SND (криоген магнетен детектор и сферичен неутрален детектор) и VEPP -4M со KEDR детектор. Комплексот VEPP-4M содржи уште еден акцелератор - VEPP-3, каде што се вршат експерименти поврзани со SR (VEPP-4 има и SR, но ова се нови станици, тие се уште се во повој, иако активно се развиваат неодамна и една од последните кандидатски дисертации од СИшникс е одбранета токму во оваа насока).

    5. SI бункер VEPP-3, станица за елементарна анализа на рендгенска флуоресценција.

    6. SI бункер VEPP-3, станица за елементарна анализа на рендгенска флуоресценција.

    Дополнително, имаме FEL, кој е директно дизајниран да работи со терахерцно зрачење за секој однадвор, бидејќи BINP сè уште не смислил „директна“ цел за тоа. Инаку, по оваа екскурзија се дозна дека шефот на ФЕЛ, Николај Александрович Винокуров, е избран за дописен член на РАС.

    Ја правиме нашата прва станица овде за појаснување (врз основа на совети од читателите). Што е FEL или слободен електронски ласер? Не е многу лесно да се објасни ова, но ќе претпоставиме дека знаете дека кај конвенционалниот ласер, зрачењето се јавува вака: користејќи некој метод, ги загреваме (возбудуваме) атомите на супстанцијата до таа мера што тие почнуваат да емитираат. И бидејќи го избираме ова зрачење на посебен начин, паѓајќи во резонанца со енергијата (а со тоа и фреквенцијата) на зрачењето, добиваме ласер. Значи, во FEL, изворот на зрачење не е атом, туку самиот електронски зрак. Тој е принуден да помине покрај таканаречениот виглер (владежник), каде што многу магнети го принудуваат зракот да се „грчи“ од страна на страна во синусоид. Во исто време, го емитира истото синхротронско зрачење, кое може да се собере во ласерско зрачење. Со менување на тековната јачина на магнетите за вртење или енергијата на зракот, можеме да ја промениме ласерската фреквенција во широк опсег, што во моментов е недостижно на кој било друг начин.

    Нема други инсталации на FEL во Русија. Но, тие постојат во САД, таков ласер се гради и во Германија (заеднички проект на Франција, Германија и нашиот институт, цената надминува 1 милијарда евра.) На англиски, таков ласер звучи како FEL - ласер со слободен електрони.

    8. Слободен електронски ласерски електронски пиштол

    9. Систем за следење на нивото на водено ладење на резонаторите на FEL

    10. ФЕЛ резонатори

    11. Оваа и следните две рамки го прикажуваат FEL, гледан одоздола (тој е суспендиран „од таванот“).

    14. Олег Александрович Шевченко ја затвора вратата од салата на ЛСЕ. Откако ќе се активира граничниот прекинувач од погодената радарска заштитна врата (бетонски блок од десната страна), ласерот може да почне да работи.

    15. Контролна соба на FEL. На масата има очила за заштита од ласерско зрачење.

    16. Една од станиците на ФЕЛ. Од десната страна можете да видите оптички штандови, на кои има парчиња хартија со изгорена хартија (темни дамки во центарот). Ова е трага од FEL ласерско зрачење

    17. Редок удар. Стар осцилоскоп со зрак во контролната соба на FEL. На BINP останаа малку такви осцилоскопи, но ако погледнете можете да ги најдете. Во близина (лево) е целосно модерен дигитален Tektronix, но што е интересно во него?

    Имаме своја насока во областа на физиката на плазмата, поврзана со затворањето на плазмата (каде што треба да се одвива термонуклеарната реакција) во отворени стапици. Ваквите стапици се достапни само на BINP и, иако тие нема да дозволат да се постигне главната задача на „термонуклеарното“ - создавање контролирана термонуклеарна фузија, тие овозможуваат значителен напредок во областа на истражувањето на параметрите на оваа контролирана термонуклеарна фузија.

    18. Инсталацијата AMBAL е амбиполарна адијабатска замка, која моментално не работи.

    Што се прави во сите овие инсталации?

    Ако зборуваме за FEC, тогаш ситуацијата е комплицирана. Сите достигнувања на FCH во последниве години се поврзуваат со акцелератор-содарувачи од типот LHC (ELH-C, како што го нарекува целиот свет, и LHC - Голем хадронски судирач, како што само ние го нарекуваме). Станува збор за акцелератори со огромна енергија – околу 200 GeV (гигаелектронволт). Во споредба со нив, VEPP-4 на своите 4-5 GeV, кој работи речиси половина век, е старец, каде што е можно да се спроведе истражување во ограничен опсег. И уште повеќе VEPP-2000 со енергија од само околу 1 GeV.

    Ќе морам малку да се задржам овде и да објаснам што е GeV и зошто е многу. Ако земеме две електроди и примениме потенцијална разлика од 1 волт преку нив, а потоа поминеме наелектризирана честичка помеѓу овие електроди, таа ќе добие енергија од 1 електрон волт. Од попознатиот џул е одделен со дури 19 реда на величина: 1 eV = 1,6*10 -19 J.
    За да се добие енергија од 1 GeV, потребно е да се создаде забрзувачки напон од 1 гигаволт над патеката на летот на електронот. За да ја добиете енергијата од LHC, треба да создадете напон од 200 гигаволти (гига е милијарда волти, 10 9 или 1.000.000.000 волти). Па, замислете понатаму што е потребно за ова. Доволно е да се каже дека LHC (LHC) се напојува од една од француските нуклеарни централи лоцирани во близина.

    21. Акцелератор VEPP-2000 – модернизација на претходниот акцелератор VEPP-2M. Разликата од претходната верзија е поголемата енергија (до 1 GeV) и имплементираната идеја за таканаречените тркалезни греди (обично зракот повеќе личи на лента отколку што било друго). Минатата година акцелераторот почна да работи по долг период на реконструкција.

    23. Контролна соба ВЕПП-2000.

    24. Контролна соба ВЕПП-2000. Над табелата е дијаграм на комплексот за забрзување.

    25. Бустер на електрони и позитрони BEP за VEPP-2000

    Каква корист има ИНП од оваа област? Највисока точност на нивното истражување. Факт е дека животот е структуриран на таков начин што сè полесните честички придонесуваат за раѓање на потешки, а колку попрецизно ја знаеме нивната маса-енергија, толку подобро го знаеме придонесот за раѓањето дури и на Хигсовиот бозон. Тоа е она што го прави BINP - добива супер-точни резултати и проучува различни ретки процеси, чие „фаќање“ бара не само уред, туку многу лукавство и умешност од истражувачите. Накратко, со мозок, што друго? И во оваа смисла, сите три BINP детектори се издвојуваат добро - KMD, SND и KEDR (нема име за декодирање)

    26. SND е сферичен неутрален детектор кој ви овозможува да регистрирате честички кои немаат полнење. Сликата го покажува блиску до конечното склопување и започнување со работа.

    Најголемиот од нашите детектори е KEDR. Неодамна, на него беа завршени низа експерименти, кои овозможија да се измери масата на таканаречениот тау лептон, кој во секој поглед е аналоген на електрон, само многу потежок, и честичката J/Psi, првата од честичките каде што „работи“ четвртиот по големина кварк. И пак ќе објаснам. Како што е познато, има вкупно шест кваркови - тие имаат многу убави, па дури и егзотични имиња со кои се нарекуваат честичките на кои им припаѓаат (да речеме, „шарм“ или „чудни“ честички значат дека содржат шарм и чудни кваркови, соодветно) :

    Имињата на кварковите немаат никаква врска со вистинските својства на различни нешта - произволна фантазија на теоретичари. Имињата дадени во наводници се прифатени руски преводи на термините. Поентата ми е дека „убав“ кварк не може да се нарече убав или убав - терминолошка грешка. Такви се јазичните тешкотии, иако т-кваркот често едноставно се нарекува врвен кварк :)

    Значи, сите честички на светот кои ни се познати се состојат од двата најлесни кваркови доказ за постоењето на останатите четири е дело на акцелератори и детектори кои се судираат. Докажувањето на постоењето на с-кваркот не беше лесно, тоа значеше точност на неколку хипотези одеднаш, а откривањето на J/psi беше извонредно достигнување, кое веднаш го покажа огромното ветување на целиот метод на проучување на елементарните честички, и во исто време ни го отвори патот да ги проучуваме процесите што се случија во светот за време на Големата голема експлозија и што се случува сега. Масата на „циганот“ по експериментот КЕДР е измерена со точност што се надминува само со мерење на масите на електрон и протон со неутрон, т.е. основни честички на микросветот. Ова е фантастичен резултат со кој и детекторот и педалот за гас може да се гордеат уште долго време.

    28. Ова е детекторот KEDR. Како што можете да видите, сега е расклопен, ова е ретка можност да се види како изгледа одвнатре. Системите се поправаат и модернизираат по долг период на работа, кој обично се нарекува „експериментален влез“ и обично трае неколку години.

    29. Ова е детекторот KEDR, поглед одозгора.

    31. Криогенски систем на детекторот KEDR, резервоари со течен азот што се користи за ладење на суперспроводливиот магнет на детекторот KEDR (се лади до температура на течен хелиум, претходно се лади до температура на течен азот.)

    32. Во прстенот VEPP-4M

    На полето на акцелераторската физика ситуацијата е подобра. BINP е еден од креаторите на судири воопшто, т.е. Можеме со сигурност да се сметаме себеси за еден од двата институти каде што овој метод се роди речиси истовремено (со разлика од неколку месеци). За прв пат се сретнавме со материјата и антиматеријата на таков начин што беше можно да се спроведе експерименти со нив, наместо да се набљудува токму оваа антиматерија како нешто неверојатно со кое не може да се работи. Сè уште предлагаме и се обидуваме да имплементираме акцелераторски идеи кои сè уште не постојат во светот, а нашите специјалисти понекогаш остануваат во странски центри подготвени да ја преземат нивната имплементација (кај нас тоа е скапо и одзема време). Предлагаме нови дизајни на „фабрики“ - моќни акцелератори кои можат да „раѓаат“ огромен број настани за секое вртење на зракот. Со еден збор, овде, во областа на акцелераторската физика, BINP може со сигурност да тврди дека е институт од светска класа кој не го изгубил своето значење сите овие години.

    Градиме многу малку нови инсталации и потребно е долго време да се завршат. На пример, на забрзувачот VEPP-5, кој беше планиран да биде најголем на BINP, му требаше толку долго да се изгради што стана морално застарен. Покрај тоа, создадениот инјектор е толку добар (па дури и уникатен) што би било погрешно да не се користи. Делот од прстенот што го гледате денес е планиран да се користи не за VEPP-5, туку за канали за пренос на честички од VEPP-5 forinjector на VEPP-2000 и VEPP-4.

    33. Тунелот за прстенот VEPP-5 е можеби најголемата структура од овој тип на BINP денес. Неговата големина е таква што тука може да патува автобус. Прстенот никогаш не бил изграден поради недостиг на средства.

    34. Фрагмент од Forinjector - канал VEPP-3 во тунелот VEPP-5.

    35. Ова се штандови за магнетните елементи на бајпас каналот Forinjector - VEPP2000 (каналите се уште се во изградба и денес.)

    36. Соба на LINAC (линеарен акцелератор) на VEPP-5 Foreinjector

    37. Оваа и следната рамка ги прикажуваат магнетните елементи на Foreinjector

    39. Линеарен акцелератор на Forinjector VEPP-5. Дежурното лице во комплексот и одговорното лице за посетителите го чекаат крајот на фотографирањето

    40. Складирање на ладилник за инјектори, каде што влегуваат електрони и позитрони од LINAC за понатамошно забрзување и менување на некои параметри на зракот.

    41. Елементи на магнетниот систем на ладилникот за складирање. Четириполен објектив во овој случај.

    42. Многу гости на нашиот Институт погрешно веруваат дека 13-тата зграда, каде што се наоѓаат акцелераторите ВЕПП3, 4, 5, е многу мала. Само два ката. И грешат. Ова е патот до подовите лоцирани под земја (на овој начин полесно е да се направи заштита од радија)

    Денес, INP планира да создаде таканаречена фабрика c-tau (tse-tau), која би можела да стане најголемиот проект во фундаменталната физика во Русија во последните децении (ако мегапроектот биде поддржан од руската влада), очекуваното резултатите несомнено ќе бидат на ниво на најдобрите во светот. Прашањето, како и секогаш, е за пари, кои Институтот тешко дека ќе може да ги заработи сам. Едно е да се одржуваат сегашните инсталации и многу бавно да се прават нови работи, друго е да се натпреварува со истражувачки лаборатории кои добиваат целосна поддршка од нивните земји или дури и од здруженија како што е ЕУ.

    На полето на физиката на плазмата, ситуацијата е нешто потешка. Овој правец не се финансираше со децении, имаше силен одлив на специјалисти во странство, а сепак физиката на плазмата кај нас може да најде и со што да се пофали треба да ја уништи неговата стабилност, понекогаш напротив, да помогне да се задржи во одредени граници.

    43. Две главни инсталации на плазма физика - GOL-3 (на сликата направена од нивото на кранскиот зрак на зградата) и GDL (ќе биде подолу)

    44. Генератори GOL-3 (брановидна отворена стапица)

    45. Фрагмент од структурата на забрзувачот GOL-3, таканаречената огледална ќелија.

    Зошто ни е потребен акцелератор на плазма? Едноставно е - во задачата да се добие термонуклеарна енергија има два главни проблеми: ограничување на плазмата во магнетни полиња со незгодна структура (плазмата е облак од наелектризирани честички кои се стремат да се раздвојат и да се шират во различни насоки) и нејзино брзо загревање. до термонуклеарни температури (замислете - вие сте чајник пред да загреете 100 степени неколку минути, но овде ви требаат микросекунди до милиони степени). BINP се обиде да ги реши двата проблема користејќи акцелераторски технологии. Резултат? На современите ТОКАМАК, притисокот на плазмата до притисокот на полето што може да се одржи е максимум 10%, на BINP во отворени стапици - до 60%. Што значи тоа? Дека во ТОКАМАК е невозможно да се спроведе реакција на синтеза на деутериум + деутериум таму може да се користи само многу скап тритиум; Во инсталацијата од типот GOL би било можно да се задоволи со деутериум.

    46. ​​Мора да се каже дека ГОЛ-3 изгледа како нешто создадено или во далечна иднина, или едноставно донесено од вонземјани. Обично тоа остава целосно футуристички впечаток кај сите посетители.

    Сега да преминеме на друга плазма инсталација на BINP - GDT (гасна динамичка замка). Од самиот почеток, оваа плазма замка не беше фокусирана на термонуклеарната реакција, таа беше изградена за да го проучува однесувањето на плазмата.

    50. GDL е прилично мала инсталација, така што целосно се вклопува во една рамка.

    И плазма физичарите имаат свои соништа, сакаат да создадат нова инсталација - GDML (m - мулти-огледало), нејзиниот развој започна во 2010 година, но никој не знае кога ќе заврши. Кризата нè погодува на најзначаен начин - први се скратуваат високотехнолошките индустрии, а со нив и нашите нарачки. Доколку има финансиски средства, инсталацијата може да се креира за 4-6 години.

    На полето на СИ, ние (зборувам за Русија) заостануваме зад целиот развиен дел од планетата, да бидам искрен. Има огромен број на SR извори во светот, тие се подобри и помоќни од нашите. Тие вршат илјадници, ако не и стотици илјади, работа поврзана со проучување на сè, од однесувањето на биолошките молекули до истражување на физиката и хемијата во цврста состојба. Всушност, ова е моќен извор на Х-зраци, кои не можат да се добијат на друг начин, па затоа сите истражувања поврзани со проучувањето на структурата на материјата се SI.

    Сепак, животот е таков што во Русија има само три извори на СР, од кои два се направени овде, а ние помогнавме да лансира еден (еден се наоѓа во Москва, друг во Зеленоград). И само еден од нив постојано работи во експериментален режим - ова е „стариот добар“ VEPP-3, кој е изграден пред илјада години. Факт е дека не е доволно да се изгради акцелератор за СР. Исто така, важно е да се изгради опрема за станиците на SI, но ова е нешто што не е достапно на друго место. Како резултат на тоа, многу истражувачи во нашите западни региони претпочитаат да испратат претставник „да стори сé што е подготвено“, наместо да трошат огромни суми пари за создавање и развој на станици SI некаде во московскиот регион.

    55. Во прстенот VEPP-3

    56. Ова е птичја перспектива на комплексот ВЕПП-4, поточно третиот кат на „мезанин“. Директно долу се поставени бетонски блокови за радарска заштита, под нив се ПОЗИТРОН и ВЕПП-3, потоа има синкаста просторија - контролната соба на комплексот, од каде се контролира комплексот и експериментот.

    57. „Началник“ на ВЕПП-3, еден од најстарите акцелераторски физичари на БИНП и во земјата – Свјатослав Игоревич Мишнев

    На ИНП, за речиси 3000 луѓе, има само малку повеќе од 400 научни работници, вклучително и студенти на постдипломски студии. И сите разбирате дека тоа не е истражувачки асистент кој стои на машината, а цртежите за новите прстени за забрзување не ги прават ниту дипломирани студенти или студенти. БИНП има голем број инженерски и технички работници, кој вклучува огромен дизајн оддел, технолози, електричари, радио инженери и... десетици други специјалности. Имаме голем број работници (околу 600 луѓе), механичари, лаборанти, радио-лаборанти и стотици други специјалности, за кои понекогаш не ни знам, бидејќи никој не е особено заинтересиран за ова. Инаку, ИНП е едно од оние ретки претпријатија во земјава што секоја година одржува конкурс за млади работници - вртежи и мелничари.

    62. Производство на БИНП, една од работилниците. Опремата е главно застарена, современите машини се наоѓаат во работилници во кои не сме биле, сместени во Хеми (такво место има во Новосибирск, веднаш до таканаречениот Истражувачки институт за системи). Оваа работилница има и CNC машини, тие едноставно не беа вклучени во снимката (ова е одговор на некои коментари на блоговите.)

    Ние сме јафисти, ние сме единствен организам и тоа е главното во нашиот Институт. Иако е многу важно, се разбира, физичарите да го водат целиот технолошки процес. Тие не секогаш ги разбираат деталите и сложеноста на работата со материјалите, но знаат како сè треба да заврши и запомнете дека мал дефект некаде на машината на работникот ќе доведе до мултимилионска инсталација некаде во нашата земја или во светот. И затоа, некој зелен студент можеби нема ни да ги разбере објаснувањата на инженерот, но кога ќе го прашаат „дали може ова да се прифати“, тој ќе ја затресе главата негативно, запомнувајќи точно дека му треба точност од пет микрони на основа на метар, инаку неговата инсталацијата се навртува. И тогаш задачата на технолозите и инженерите е да сфатат како тој, негативецот, може да ги исполни неговите незамисливи барања, кои се против сè што ние обично правиме. Но, тие измислуваат и обезбедуваат, и инвестираат неверојатна количина на интелигенција и генијалност.

    63. Збунетото лице одговорно за електричната опрема на комплексот ВЕПП-4М, Александар Иванович Жмака.

    64. Овој застрашувачки кадар е снимен едноставно во една од зградите на Институтот, во истата каде што се наоѓаат ВЕПП-3, ВЕПП-4 и инјекторот ВЕПП-5. А тоа едноставно значи фактот дека педалот за гас работи и претставува одредена опасност.

    67. Првиот судир во светот, изграден во 1963 година за да ги проучува можностите за нивно користење во експерименти во физиката на честички. ВЕП-1 е единствениот судар во историјата во кој зраците циркулирале и се судриле во вертикална рамнина.

    68. Подземни премини меѓу зградите на институтот

    Благодарност до Елена Елк за организирањето на фотографирањето и деталните приказни за инсталациите.

    6 јуни 2016 година

    60 истрели | 12.02.2016

    Во февруари, како дел од деновите на науката во Новосибирск Академгородок, отидов на екскурзија во Институтот за нуклеарна физика. Километри подземни премини, акцелератори на честички, ласери, генератори на плазма и други чуда на науката во овој извештај.



    Институт за нуклеарна физика именуван по. Г.И. Будкера (БИНП СБ РАС) е најголемиот академски институт во земјата, еден од водечките светски центри во областа на физиката за висока енергија и акцелератор, физика на плазма и контролирана термонуклеарна фузија. Институтот спроведува големи експерименти во физиката на честички, развива модерни акцелератори, интензивни извори на синхротронско зрачење и ласери за слободни електрони. Во повеќето негови области, Институтот е единствен во Русија.

    Првите уреди со кои посетителот наидува токму во ходникот на институтот се резонатор и магнет за виткање со VEPP-2M. Денес тие се музејски поставки.
    Вака изгледа резонаторот. Во суштина тоа е забрзувач на честички.

    Инсталацијата со судир на електрон-позитронски зраци VEPP-2M започна со работа во 1974 година. До 1990 година, неколку пати беше модернизиран, се подобруваше делот за инјектирање и беа поставени нови детектори за спроведување на високоенергетски физички експерименти.

    Ротирачки магнет кој отклонува зрак од елементарни честички за да помине по прстенот.

    VEPP-2M е еден од првите судири во светот. Автор на иновативната идеја да се судираат снопови на елементарни честички беше првиот директор на Институтот за нуклеарна физика на СБ РАС - Г.И.Будкер. Оваа идеја стана револуција во физиката со висока енергија и дозволи експериментите да достигнат фундаментално ново ниво. Сега овој принцип се користи насекаде низ светот, вклучително и кај Големиот хадронски судирач.

    Следната инсталација е акцелераторскиот комплекс VEPP-2000.

    Колајдерот VEPP-2000 е модерна инсталација со судир на електрон-позитронски зраци, изградена во BINP SB RAS во раните 2000-ти наместо прстенот VEPP-2M, кој успешно ја заврши својата физичка програма. Новиот прстен за складирање има поширок опсег на енергија од 160 до 1000 MeV во зракот, и ред на големина поголема сјајност, односно број на интересни настани по единица време.

    Високата осветленост се постигнува со користење на оригиналниот концепт на тркалезни греди кои се судираат, првпат предложен во BINP SB RAS и применет на VEPP-2000. Детекторите KMD-3 и SND се наоѓаат на местата на состанување на зраците. Тие снимаат различни процеси кои се случуваат при уништувањето на електронот со неговата античестичка - позитрон, како што е раѓањето на светлосни мезони или парови нуклеон-антинуклеон.

    Создавањето на VEPP-2000 со користење на голем број напредни решенија во магнетниот систем и дијагностички систем со зрак во 2012 година ја доби престижната награда во областа на акцелераторската физика. Векслер.

    Контролна соба ВЕПП-2000. Инсталирањето се контролира од тука.

    Покрај компјутерската опрема, вакви ормари за инструменти се користат и за следење и контрола на инсталацијата.

    Овде сè е јасно видливо, со светилки.

    Откако пешачевме најмалку еден километар низ ходниците на институтот, стигнавме до станицата за синхротронско зрачење.

    Синхротронното зрачење (SR) се јавува кога електроните со висока енергија се движат во магнетно поле во акцелераторите.

    Зрачењето има голем број уникатни својства и може да се користи за истражување на материјата и за технолошки цели.

    Својствата на SR најјасно се манифестираат во опсегот на рендгенските зраци на спектарот акцелератори-изворите на SR се најсветлите извори на зрачење на Х-зраци.

    Покрај чисто научни истражувања, SI се користи и за применети проблеми. На пример, развој на нови електроди материјали за литиум-јонски батерии за електрични возила или нови експлозиви.

    Во Русија постојат два центри за употреба на СР - изворот Курчатов СР (KISS) и Сибирскиот центар за синхротрон и терахерц зрачење (SCST) на Институтот за нуклеарна физика СБ РАС. Сибирскиот центар користи SR зраци од прстенот за складирање VEPP-3 и од VEPP-4 електрон-позитрон судирот.

    Оваа жолта комора е станицата „Експлозија“. Го проучува детонирањето на експлозиви.

    Центарот има развиена инструментална база за подготовка на примероци и поврзани истражувања.Центарот вработува околу 50 научни групи од институтите на Сибирскиот научен центар и од сибирските универзитети.

    Инсталацијата е многу густо оптоварена со експерименти. Работата не запира овде ниту ноќе.

    Се преселуваме во друга зграда. Соба со железна врата и знак „Не влегувај во зрачење“ - ова е нашето место.

    Еве еден прототип на акцелераторски извор на епитермални неутрони погоден за широко распространето воведување на терапија за фаќање неутрони со бор (BNCT) во клиничката пракса. Едноставно кажано, овој уред е за борба против ракот.

    Раствор кој содржи бор се инјектира во човечката крв, а борот се акумулира во клетките на ракот. Тогаш туморот се озрачува со проток на епитермални неутрони, јадрата на борот ги апсорбираат неутроните и се случуваат нуклеарни реакции со големо ослободување на енергија, како резултат на што заболените клетки умираат.

    Техниката BNCT е тестирана во нуклеарни реактори кои се користеле како извор на неутрони, но воведувањето на BNCT во клиничката пракса во нив е тешко. Забрзувачите на наполнети честички се посоодветни за овие цели бидејќи се компактни, безбедни и обезбедуваат подобар квалитет на неутронскиот зрак.

    Подолу се уште неколку слики од оваа лабораторија.

    Се добива целосен впечаток дека влегол во работилница на голема фабрика како .

    Овде се развива и произведува комплексна и единствена научна опрема.

    Одделно, треба да се забележат подземните премини на институтот. Не знам точно колку е долга нивната вкупна должина, но мислам дека тука лесно би можеле да се вклопат неколку метро станици. Многу е лесно за неук човек да се изгуби во нив, но вработените можат да стигнат од нив речиси до секое место во огромна институција.

    Па, завршивме на инсталацијата „Бровидна стапица“ (ГОЛ-3). Припаѓа на класата на отворени стапици за ограничување на субтермонуклеарната плазма во надворешно магнетно поле.Загревањето на плазмата на инсталацијата се врши со вбризгување на релативистички електронски зраци во претходно создадена деутериумска плазма.

    Инсталацијата GOL-3 се состои од три дела: забрзувачот U-2, главниот електромагнет и излезната единица. U-2 ги повлекува електроните од катодата за емисија на експлозив и ги забрзува во лента диода до енергија од редот од 1 MeV. Создадениот моќен релативистички зрак се компресира и се вбризгува во главниот соленоид, каде што се појавува високо ниво на микротурбуленција во плазмата на деутериум и зракот губи до 40% од својата енергија, пренесувајќи ја на плазма електроните.

    На дното на единицата се наоѓа главниот електромагнет и излезниот склоп.

    А на врвот е генератор на електронски сноп U-2.

    Објектот спроведува експерименти за физика на затворање на плазмата во отворени магнетни системи, физика на колективна интеракција на електронски зраци со плазма, интеракција на моќни плазма текови со материјали, како и развој на плазма технологии за научни истражувања.

    Идејата за затворање на плазма со повеќе огледало беше предложена во 1971 година од G. I. Budker, V. V. Mirnov и D. D. Ryutov. Замка со повеќе огледала е збир на поврзани огледални ќелии кои формираат брановидно магнетно поле.

    Во таков систем, наелектризираните честички се поделени во две групи: оние кои се заробени во единечни огледални ќелии и оние во транзит, фатени во конусот за губење на една огледална ќелија.

    Инсталацијата е голема и, се разбира, само научниците кои работат овде знаат за сите нејзини компоненти и делови.

    Ласерска инсталација GOS-1001.

    Огледалото вклучено во инсталацијата има коефициент на рефлексија блиску до 100%. Во спротивно ќе се загрее и ќе пукне.

    Последна на екскурзијата, но можеби и највпечатлива, беше Гас динамичката стапица (GDT). Мене, човек далеку од науката, ме потсети на некаков вселенски брод во монтажна продавница.

    Инсталацијата GDL, создадена во Новосибирскиот институт за нуклеарна физика во 1986 година, припаѓа на класата на отворени стапици и служи да содржи плазма во магнетно поле. Овде се спроведуваат експерименти на тема контролирана термонуклеарна фузија (CTF).

    Важен проблем на CTS базиран на отворени стапици е топлинската изолација на плазмата од крајниот ѕид. Факт е дека во отворените стапици, за разлика од затворените системи како што се токамак или ѕвездест, плазмата тече надвор од стапицата и влегува во плазма приемниците. Во овој случај, ладните електрони емитирани под дејство на проток на плазма од површината на плазма приемникот може да навлезат назад во стапицата и во голема мера да ја изладат плазмата.

    Во експериментите за проучување на надолжното затворање на плазмата на инсталацијата GDT, експериментално беше покажано дека растечкото магнетно поле зад приклучокот пред плазма колекторот во крајните резервоари за експандер го спречува навлегувањето на ладни електрони во стапицата и ефективно термички изолира плазмата од крајниот ѕид.

    Како дел од експерименталната програма GDT, се врши постојана работа за зголемување на стабилноста на плазмата, намалување и потиснување на надолжните загуби на плазма и енергија од стапицата, проучување на однесувањето на плазмата во различни работни услови на објектот и зголемување на температурата на целната плазма и густината на брзите честички. Инсталацијата GDL е опремена со најсовремени алатки за дијагностика со плазма. Повеќето од нив беа развиени во BINP и дури се испорачуваат со договори на други плазма лаборатории, вклучително и странски.

    Ласери има насекаде во Институтот за нуклеарна физика и овде.

    Ова беше екскурзијата.

    Сакам да изразам голема благодарност до Советот на млади научници на БИНП СБ РАС за организирањето на екскурзијата и до сите вработени во БИНП кои покажаа и ни кажаа што и како работи институтот во моментов. Сакам да изразам посебна благодарност до Ала Сковородина, специјалист за односи со јавност во Институтот за нуклеарна физика СБ РАС, кој директно учествуваше во работата на текстот на овој извештај. Исто така, благодарение на мојот пријател Иван

    Научниците од Институтот за нуклеарна физика именуван по. G.I Budker SB RAS, заедно со нивните руски и странски колеги, работат на создавање на првиот термонуклеарен реактор во светот ITER, кој ќе биде голем чекор кон термонуклеарната енергија на иднината. Главниот елемент на ITER е токамак, затворена магнетна инсталација за ограничување на плазмата. Денес, BINP развива нов формат за алтернативна верзија на магнетни стапици - инсталации од отворен тип. Новата замка за завртки RESIN теоретски треба да биде на исто ниво со врвните токамаци во однос на задржувањето на плазмата. Експериментите кои треба да ги потврдат пресметките на научниците ќе започнат на крајот на 2017 година.

    Научниците почнаа сериозно да размислуваат за контролирана термонуклеарна фузија по тестирањето на првата хидрогенска бомба, а првата задача беше да се „скроти“ плазмата со висока температура. Со други зборови, да се постигнат одредени параметри на температура, густина и време на задржување.

    Ако плазмата на Сонцето ја држи гравитационо поле, тогаш на Земјата решиле да работат со магнетно: советските физичари А.Д. Сахаров и И.Е. Там во 1950 година ја изнесе идејата за создавање термонуклеарен реактор врз основа на принципот на магнетно затворање и го предложи концептот на затворена магнетна стапица. Вака се појави токамак– тороидална комора со магнетни намотки или, во едноставни термини, „крофна“ со струја. Работата за создавање токамаци ја предводеше Л.А. Арсимович, раководител на советската програма за контролирано термонуклеарно фузија од 1951 година.

    Беа развиени неколку конфигурации на „затворени“ стапици, но токму на токамакот Т-3 во московскиот институт Курчатов беа добиени првите резултати, зачудувачки за тоа време - плазма со температура од над 10 милиони степени Целзиусови. Овие резултати беа пријавени во Новосибирск на Меѓународната конференција за контролирана термонуклеарна фузија во 1968 година, а токамаците оттогаш станаа основа на светската термонуклеарна програма.

    Сепак, невозможно е да се каже дека „победиле“ токамаците сè додека нема индустриски термонуклеарни станици. Денес тие активно истражуваат и лансираат ѕвездени, предложена уште во 1951 година од Американецот L. Spitzer, кои исто така припаѓаат на затворени магнетни стапици, како и стапици од отворен тип.

    Отворените магнетни плазма стапици се алтернативно решение. Кај овие уреди, едноставни по геометрија, плазмата се држи во одреден „надолжен“ волумен и се користат различни методи за да се спречи нејзиното истекување по линиите на магнетното поле, како што се магнетни „приклучоци“ и специјални експандери. Концептот на отворена магнетна стапица беше предложен во 1953 година независно од двајца научници - G. I. Budker (СССР) и R. Post (САД). Шест години подоцна, валидноста на оваа идеја беше потврдена во експериментот на С. Н. Оттогаш, BINP е лидер во дизајнот, конструкцијата и експериментите со отворени стапици.

    Се разбира, современите инсталации на научниците од Новосибирск се експериментални, т.е. мала, пулсирачка. Но, теоретски, овој тип на отворени стапици е ветувачки за употреба во индустриски термонуклеарен реактор, бидејќи тие имаат голем број потенцијални предности во споредба со затворените: поедноставно инженерско решение, поголема ефикасност во користењето на енергијата на магнетното поле, т.е. поголема ефикасност и многу од овие уреди можат да работат во стационарен режим.

    Денес, група физичари од плазма лабораториите BINP работат на нова идеја: да се користи магнетно поле со спирална симетрија за да се потиснат надолжните загуби на плазма од отворена стапица, што овозможува да се контролира ротацијата на плазмата. За тестирање на овој концепт, експериментално поставување наречено RESIN ( Спирална магнетна отворена стапица).

    Истражувач во BINP SB RAS, д-р, зборуваше за тоа што е отворена замка за завртки, како таа се разликува од нејзините „прогенитори“ и какви резултати очекуваат научниците од идните експерименти. Антон Судников.

    „Глобалната идеја е да се направи следниот чекор во проучувањето на затворањето на плазмата и подобрувањето на конфигурацијата на отворените стапици. Ова може да изгледа како чекор настрана - затоа што целиот свет денес работи со затворени конфигурациски замки. Но, ова е сепак истата насока - физика на плазма, и сакаме експериментално да ги докажеме предностите на отворените форми.

    Во отворените стапици, линиите на магнетното поле не се затворени, а плазмата се чува во средината. И на краевите на инсталациите, по должината на електричните водови, плазмата може да истече - нашата задача е да го намалиме овој проток.

    За да се намалат загубите се поставуваат магнетни приклучоци, т.е. драматично ја зголемува јачината на магнетното поле на краевите на уредот. Во гас-динамична стапица GDL, на овој начин е можно во голема мера да се стеснуваат „вратовите“ на шишето од кое тече плазмата, но загубите не можат целосно да се избегнат.

    Во брановидната стапица GOL, од секоја страна нема по еден магнетен приклучок, како во GDL, туку неколку, во зависност од конфигурацијата (на пример, во веќе расклопениот GOL-3 имаше околу 50 приклучоци, а во GOL- Забелешка во изградба имаше 14 на секој крај), поради што плазмата не само што тече низ мазна цевка, туку, како што беше, се трие против брановидноста на магнетното поле. Поради силата на триење, брзината на протокот е помала од суперсоничната, што значи дека ќе има помалку загуби. Бидејќи растојанието помеѓу приклучоците е строго одредено, тие не можат да се направат бесконечно блиску, но должината на овие делови со повеќе огледала може да се зголеми, што ги подобрува параметрите за затворање на плазмата.

    За да се намали одливот на плазма, таквите делови со повеќе огледала буквално треба да се поместат кон центарот. Во овој случај, самата плазма ќе „стои“, а магнетните приклучоци ќе „летаат“ по неа, создавајќи сила на триење и влечејќи ја материјата заедно со неа. Идејата за поместување на приклучоците се појави истовремено со идејата за самата стапица со повеќе плута. Но, во тоа време задачата се сметаше за невозможна и непрофитабилна, бидејќи за да се создаде такво поле за трчање, потребна беше неверојатна моќ.

    Идејата да се измами материјата, да се создаде таква конфигурација на стационарно магнетно поле, така што плазмата „се чини“ дека се движи кон центарот, се појави на крајот на 2012 година. Како што е познато, плазмата во отворена стапица секогаш ротира. и има проблеми кога треба намерно да се ротира. Единственото прашање е дали оваа ротација може да се искористи за нешто друго.

    Идејата беше да се создаде магнетно поле во форма на завртка. Замислете завртка за мелница за месо што го ротира сечканото месо во саканата насока. Во нашиот случај, на сличен начин, на двете страни на централниот оддел со плазма се создава завртка на полето, но во исто време е различно - со десна и лева завртка. Од една страна, магнетното поле ја влече плазмата налево, од друга - надесно. Така и двата крајни делови ја пумпаат плазмата назад. Се разбира, невозможно е целосно да се ослободите од загубите во овој случај - кога протокот на плазма слабее, честичките дури и не се судираат едни со други. Но, ако успеавме да го направиме протокот толку редок, тоа значи дека сме победиле по ред на големина, па дури и два, во однос на параметрите за задржување.

    Овој концепт овозможува да се создаде објект чии карактеристики можат да се споредат со сегашните токамаки од врвна класа. Единствената тешкотија е што оваа идеја е сè уште теоретска. Но, веќе во есента 2017 година, завршуваме со склопување на инсталацијата RESIN и започнува нова фаза - експериментална.

    За нашиот уникатен експеримент не е потребно многу: еден завртувачки магнетен приклучок, јазол каде што се создава плазмата и нејзиниот приемник, како и експандер што ја влече супстанцијата во магнетното поле. Моментално работиме на создавање на извор на плазма со строго дефинирани карактеристики за да може нашите теоретски пресметки да се потврдат со експеримент.

    Ако може да се докаже дека, и покрај техничките тешкотии, формата на завртката на отворена магнетна стапица обезбедува значителна добивка, тогаш нашите делови за завртки ќе бидат вградени во уредите од следната генерација, кои се наоѓаат на BINP. Веќе можеме да го видиме патот по кој сакаме да одиме, патоказот на нашата работа, како и практичните примени на нашата технологија.

    Замките за завртки може да се користат како извори на неутрони за проучување на однесувањето на материјалите во контакт со плазма, за создавање субкритични (не можат самостојно да одржуваат нуклеарна реакција) реактори, но првенствено за изградба на „конвенционални“ нуклеарни централи. Некои конфигурации на спирални стапици ја зголемуваат брзината на протокот на плазмата до 100 км/сек, што е неопходен услов за моторите на вселенските летала што транспортираат сателити од геосинхроната орбита до, на пример, орбитата на Месечината.

    По една или две генерации на отворени стапици, ќе може да се зборува за создавање на полноправни реактори, згора на тоа, кои работат на горива без тритиум, на пример, користејќи реакција на фузија на деутериум-деутериум. Tokamaks работат со реакцијата на деутериум-тритиум, што создава сериозен проблем на радиоактивен неутронски флукс. Затоа во проектот ITER се посветува толку големо внимание на создавањето на ултра силни материјали и моќна биозаштита. Реакцијата на фузија на два атоми на деутериум произведува помалку неутрони, со што се губи енергијата и е придружена со помала радиоактивност.

    Предноста на термонуклеарната реакција на фузија на деутериум-тритиум е што човештвото веќе произведува плазма со нејзина помош. За да се овозможи друга, енергетски поповолна реакција, потребни се многу повисоки температури, густини и време на затворање на плазмата, но такви технологии сè уште не се создадени.

    Сепак, исто така не вреди да се зборува за реактори без неутрони како далечна иднина. Во отворена стапица со подобрено затворање на плазмата, теоретски е можно да се постигнат параметрите неопходни за реакцијата на деутериум-деутериум, додека експериментално е докажано дека постојат сериозни ограничувања за тоа кај токамаците.

    Секако, нашиот модел сè уште треба да се тестира, оптимизира и потребна е многу развојна работа. Но, веќе е јасно дека ова е почеток на една интересна научна приказна, на крајот од која очекуваме резултати кои може да се покажат како многу важни за термонуклеарната енергија во иднината“.

    Подготви Татјана Морозова, уредник Л. Овчиникова

    Работата беше поддржана од грант на Руската научна фондација 14-50-00080 „Развој на истражувачки и технолошки потенцијал на Институтот за нуклеарна физика СБ РАС во областа на акцелераторската физика, физиката на елементарните честички и контролираната термонуклеарна фузија за науката и општеството“.