Nükleer Fizik Enstitüsü, Nükleer Fizik Enstitüsü, RAS. ne gördüm

Nükleer Fizik Enstitüsü'nde. G.I. Budker SB RAS, bir milyon elektron volta kadar tasarım parçacık enerjisine sahip, hidrojen atomlarından oluşan güçlü bir enjektörü piyasaya sürdü.

Bu enjektörde, gerekli enerjiye hızlandırılmış bir negatif hidrojen iyonu ışınının nötrleştirilmesiyle bir atom ışını oluşturulur. Bu deneysel kurulum, nötron içermeyen bir termonükleer reaktör oluşturan Amerikan şirketi TAE Technologies'in emriyle geliştirildi ve üretildi. Bilim adamları, kurulumu kullanarak TAE Technologies reaktöründeki plazma ısıtma teknolojisini test etmeyi ve tüm enjektör elemanlarının güvenilirliğini ve yüksek verimliliğini göstermeyi planlıyor.

Youtube.com/'dan video https://www.youtube.com/embed/8C5XF2_NvgU

im8.kommersant.ru

Rusya Bilimler Akademisi Sibirya Şubesi Nükleer Fizik Enstitüsü'ndeki (INP) bilim adamları, yarattıkları senkrotron radyasyon jeneratörünü modernize ettiler: dünyada kurulumu soğutan ve gerekli olan sıvı helyumun buharlaşmasını durduran ilk kişiler oldular. sürekli yakıt ikmali. Nükleer Fizik Enstitüsü SB RAS'ın basın servisinin Perşembe günü bildirdiğine göre, geliştirilmiş jeneratör İtalyan ELETTRA laboratuvarında 2018'in başında çalışmaya başlayacak. “Nükleer Fizik Enstitüsü SB RAS, ELETTRA laboratuvarı için senkrotron radyasyonu üreten bir cihaz olan süper iletken bir kıpırdatıcı yarattı - 2003 yılında, Ocak 2018'de, BINP SB RAS personeli bu cihazın radikal bir modernizasyonunu tamamlayacak; Kriyojenik bir sistemde sıvı helyumun buharlaşmasını önlemek mümkün olacaktır. Açıklamada, modernizasyon maliyetinin 500 bin dolardan fazla olduğu tahmin ediliyor. Kıpırdatıcıda güçlü bir manyetik alan oluşturulur ve cihazın sıvı helyum kullanılarak soğutulması gerekir. “Helyum buharlaşıyor ve yakıt ikmali için yılda onbinlerce dolar harcamanız gerekiyor. Dünyada henüz kimsenin göstermediği sıvı helyumu buharlaştırmadan yıllarca güvenilir bir şekilde çalışabilen özel soğutma makinelerine dayalı kriyostatlar oluşturmayı öğrendik," basın servisi Nükleer Fizik Enstitüsü SB RAS'ın önde gelen araştırmacısından alıntı yapıyor.

İtalya'daki ELETTRA laboratuvarı, sinkrotron radyasyon kaynağı olan özel bir elektron hızlandırıcısında yapılan deneyler için açık bir platformdur. Bu radyasyonun yardımıyla malzemelerin ve yeni ilaçların yapısının incelenmesinden kanser hücresi tedavisine kadar çeşitli çalışmalar yürütülmektedir.

tass.ru

NOVOSİBİRSK, 25 Aralık. /TASS/. Novosibirsk'teki Rusya Bilimler Akademisi Sibirya Şubesi Nükleer Fizik Enstitüsü'ndeki (INP) bilim adamları, gelecekte plazma ısıtmasını artırmaya olanak sağlayacak benzersiz bir "Smola" kurulumu (spiral manyetik açık tuzak) oluşturdular ve başlattılar. BINP SB RAS'ın müdür yardımcısı Pazartesi günü gazetecilere bilimsel çalışma Alexander Ivanov'a verdiği demeçte, birkaç kez 10 milyon dereceden.

Gelecekte tuzak, süper ağır hidrojen olmadan çalışan çevre dostu bir termonükleer reaktörde kullanılacak.

“Plazmayı halihazırda 10 milyon dereceye kadar ısıttığımız bir gaz dinamik kapanı (GDT) kurulumumuz var. Eğer ona bu tür elementler (“Reçine” - TASS notu gibi) sağlarsanız, plazmanın sıcaklığı birkaç kat artmalıdır. Doğrusal plazma hareket sistemlerinin geliştirilmesine yönelik bu fikir dünyada ilk kez ortaya atıldı" dedi Ivanov.

Volkanik süreçlerin oluşumunun dünyadaki ilk modeli, Nükleer Fizik Enstitüsü'nden (INP) ve Rusya Akademisi Sibirya Şubesi Jeoloji ve Mineraloji Enstitüsü'nden (IGM) bilim adamları tarafından benzersiz bir elektron ışın kaynağı kurulumu kullanılarak oluşturuldu. Bilimler. SB RAS Jeoloji ve Mineraloji Enstitüsü baş araştırmacısı Viktor Sharapov medyaya bunu anlattı.

Ona göre bilim adamları, kurulumlarını kullanarak Kamçatka'daki Avachinsky yanardağından alınan kayaları eritmeyi başardılar. Artık Sibiryalı bilim adamları cevher yataklarını incelerken 40-70 kilometre derinlikte meydana gelen sismik süreçleri simüle edebilecekler.

KEK'in (yüksek enerjili hızlandırıcıların araştırılmasına yönelik Japon kuruluşu) basın servisi, KEK hızlandırıcı merkezinde (Tsukuba, Japonya), SuperKEKB çarpıştırıcısının ışın buluşma noktasına Belle II dedektörünün kurulumunun tamamlandığını bildirdi. .

Dedektörün toplam ağırlığı 1400 tonu aşmaktadır. Temel sistemlerinden biri olan sezyum iyodür kristallerine dayanan 40 tonluk elektromanyetik kalorimetre, Nükleer Fizik Enstitüsü'nün kararlı katılımıyla oluşturuldu ve geliştirildi. G.I. Budker SB RAS (BINP SB RAS) ve Novosibirsk Devlet Üniversitesi (NSU). Dedektör ve hızlandırıcının entegrasyonu, bu yılın sonlarında veri toplamaya başlama yolunda önemli bir adımdır.

Nükleer Fizik Enstitüsü SB RAS, en dirençli tümör üzerinde bile hedeflenen etkiye sahip özel bir kurulum geliştirdi

Sibiryalı bilim adamları bunun kanser tedavisinde bir atılım olduğunu söylemek istemiyorlar, ancak yaratılışındaki değerlerini de azaltmıyorlar. Bilimsel bilgi birikimine “kanser için bor-nötron yakalama tedavisi” adı veriliyor. Şaşırtıcı ama buluşun özü, onkologların henüz yardım edemediği onbinlerce yurttaşın ruhuna umut aşılayabilir... Cihaz elbette yetersiz kalıyor. Aslında... 60 metrekarelik özel korumalı bir odayı kaplıyor. Enstitünün önde gelen araştırmacısı Sergei Taskaev, kurulumun çalışma prensipleri hakkında konuştu ve yaratıcılarının neden şüpheleri olduğunu açıkladı.

Nükleer Fizik Enstitüsü adını almıştır. G.I. Rusya Bilimler Akademisi Sibirya Şubesi'nden Budker (INP), Avrupa İyonlar ve Antiprotonlar Araştırma Merkezi (FAIR, Almanya) ile hızlandırıcı, bilimsel için benzersiz ekipman üreteceği 20 milyon avroluk bir sözleşme imzaladı. FAIR direktörü Rusya Bilimler Akademisi akademisyeni Boris Sharkov gazetecilere verdiği demeçte.

FAIR, 15 ülkenin katılımıyla Almanya'da oluşturulan modern nükleer ve nükleer altı fizik çalışmalarına yönelik en büyük hızlandırıcı kompleksidir. Proje, Büyük Hadron Çarpıştırıcısı (CERN) ile karşılaştırılabilir ölçekte olup, toplam maliyetinin yaklaşık bir milyar avro olduğu tahmin edilmektedir. FUAR'daki deneylerin 2020'de başlaması planlanıyor.

Nükleer Fizik Enstitüsü'nden bilim adamları adını aldı. G.I. Budker SB RAS ve Genel Fizik Enstitüsü'nün adını almıştır. sabah Prokhorov RAS, Rusya Bilim Vakfı'ndan alınan bağışın desteğiyle, yüklü parçacık hızlandırıcılarındaki ışınları teşhis etmek için çizgi kamerayı temel alan bir ayırıcı olan yeni nesil yüksek hızlı elektron-optik cihazlar geliştirdi. Bu cihaz pıhtı uzunluğunu gerçek zamanlı olarak izlemenizi sağlar. Üretilen cihazlar halihazırda hızlandırıcı komplekslerinin ince ayarının yanı sıra göreceli ışınların dinamiklerini incelemek için kullanılıyor. Çalışmanın sonuçları Journal of Instrumentation'da yayınlandı.

NOVOSİBİRSK, 4 Temmuz. /TASS/. Almanya'da yapım aşamasında olan FAIR araştırma hızlandırıcı kompleksinin Büyük Hadron Çarpıştırıcısı (LHC) ile karşılaştırılan soğutma halkası, Novosibirsk Nükleer Fizik Enstitüsü (INP) SB RAS uzmanları tarafından tasarlandı. Bu, enstitünün araştırma laboratuvarı başkanı Dmitry Schwartz tarafından TASS'a bildirildi.

"FAIR'in iyonlar ve antiproton ışınlarıyla çalışmanın birçok zorluğu var. Antiprotonlar, 29 gigaelektronvolt enerjiye sahip bir proton ışını (bir elektronvolt, temel bir parçacığın enerjisi için bir ölçüm birimidir - TASS notu) bir hedefe bırakıldığında üretilir. Ancak bu antiprotonların bir halkada yakalanması ve soğutulması gerekiyor; bu bizim Toplayıcı yüzüğümüzün görevidir" dedi Schwartz.

Sibirya Şubesi Nükleer Fizik Enstitüsü'nden (INP SB) RAS bilim adamları, ABD'de tasarlanmakta olan çevre dostu bir termonükleer reaktörün prototipi için benzersiz ekipman geliştirdi.

RAS şubesinin bilimsel sekreteri Alexey Vasiliev, TASS'a yaptığı açıklamada, teslimatın tam maliyetini belirtmeyi reddederek, çalışmanın Sibirya enstitüsü ile Amerikan şirketi Tri Alpha Energy (TAE) arasındaki multimilyon dolarlık bir sözleşme çerçevesinde yürütüldüğünü söyledi.

Birçok nedenden dolayı INP'den kısaca bahsetmek genellikle zordur. Öncelikle Enstitümüz alışılagelmiş standartlara uymuyor. Bu tam olarak temel bilimler üzerinde çalışan bir akademik enstitü değil, çünkü vasat bir bitkiye oldukça benzeyen kendi üretimi var, ancak modern zamanlarda iyi bir bitki. Ve bu tesiste teneke kutularla çivi yapmıyorlar, ancak Rusya'nın hiçbir yerinde bulunmayan teknolojilere sahipler. Kelimenin tam anlamıyla modern teknolojiler ve "80'lerin Sovyetler Birliği için modern" değil. Ve bu tesis bize ait, sahiplerinin "dışarıda bir yerde" olduğu ve bizim sadece ürünleri yığın halinde topladığımız bir tesis değil.
Yani burası hiçbir şekilde akademik bir Enstitü değil.

Ama üretim de değil. Enstitü ana ürünü en temel sonuç olarak görüyorsa ve tüm bu harika teknolojik dolum ve üretim sadece bu sonucu elde etmenin bir yoluysa bu nasıl bir üretimdir?

Yani hâlâ temel profile sahip bir bilimsel enstitü mü?
Peki ya BINP'nin Senkrotron Radyasyonu (bundan sonra SR) veya serbest elektron lazeri (bundan sonra FEL olarak anılacaktır) ile ilgili en geniş deney yelpazesini yürüttüğü ve bunların düzinelerce enstitümüz için özel olarak uygulanan deneyler olduğu gerçeğine ne dersiniz? Ve bu arada, bu tür deneyleri yürütmek için neredeyse başka fırsatları yok.

Yani burası multidisipliner bir kurum mu?
Evet. Ve çok, çok daha fazlası...

Bu hikaye enstitünün tarihiyle başlayabilir. Veya bugünden itibaren. Tesislerin veya kişilerin açıklamalarından. Rus biliminin durumu veya fiziğin son günlerdeki başarıları hakkındaki bir hikayeden. Ve bir yön seçmeden önce çok uzun bir süre tereddüt ettim, ta ki her şeyi biraz anlatmaya karar verene kadar, bir gün daha fazla yazacağımı ve bu materyali bir yere göndereceğimi içtenlikle umuyorum.

Yani INP SB RAS adını almıştır. G.I.Budkera veya kısaca Nükleer Fizik Enstitüsü.
Enstitüdeki adı Andrei Mihayloviç olan Gersh Itkovich Budker tarafından 1958 yılında kuruldu, nedenini Tanrı bilir. Hayır, elbette o bir Yahudiydi, Yahudi isimleri SSCB'de hoş karşılanmıyordu - her şey açık. Ancak neden Nikolai Semenovich'in değil de Andrei Mihayloviç'in söylediğini bulamadım.
Bu arada, BINP'de "Andrei Mihayloviç şöyle dedi..." gibi bir şey duyarsanız, bu Budker'ın söylediği anlamına gelir.
Enstitünün kurucusudur ve muhtemelen o olmasaydı ve Sibirya olmasaydı, bu kadar gelişmiş hızlandırıcı fiziğine asla sahip olamazdık. Gerçek şu ki Budker Kurchatov için çalışıyordu ve söylentilere göre orada sıkışıp kalmıştı. Ve bunun, yeni kurumların yeni yaratıldığı ve yeni yönelimlerin açıldığı Sibirya'da olduğu gibi "sallanmasına" asla izin vermezlerdi. Ve o yaşta ona Moskova'daki Enstitü'yü hemen vermezlerdi. Önce laboratuvar başkanı pozisyonunda onu çirkin gösterirlerdi, sonra müdür yardımcısı, genel olarak görüyorsunuz, çılgına dönüp ayrılırdı.

Budker Novosibirsk'e gitti ve oradan çeşitli seçkin ve pek de seçkin olmayan fizikçileri davet etmeye başladı. Önde gelen fizikçiler sürgüne gitmeye isteksizdi, bu yüzden bahis hemen kurulan genç okula yatırıldı. Okullar NSU ve bu NSU'daki Fizik ve Müzik Okulu'ydu. Bu arada, Akademi'de tabletler FMS'nin yazarlığını yalnızca Lavrentyev'e veriyor, ancak şu anda Amerika'da yaşayan ve anılarını yayınlayan bu tarihin yaşayan tanıkları, okulun yazarının "satılan" Budker olduğunu iddia ediyor. Lavrentyev'e bir tür idari imtiyaz fikri daha verildi.
En azından iki büyük insanın - Budker ve Lavrentyev'in birbirleriyle pek iyi anlaşamadığı biliniyor ve bu sadece Akademgorodok'taki insanların ilişkilerine değil, aynı zamanda tarihinin yazımına da yansıyor. Bilim Adamları Evi'nde (DU) düzenlenen herhangi bir akademik sergiye baktığınızda, örneğin devasa INP arşivinde neredeyse hiç fotoğraf olmadığını ve Bilimler Akademimizdeki en büyük enstitü hakkında genellikle çok az şey söylendiğini kolayca göreceksiniz ( yaklaşık 3 bin çalışanı) ve NSO'nun üçüncü vergi mükellefi. Pek adil değil ama durum böyle.
Kısacası Enstitü'yü, başarılarını ve atmosferini Budker'a borçluyuz. Bu arada, üretim de. Bir zamanlar INP'ye ülkedeki tüm enstitülerin en kapitalisti deniyordu; ürünlerini üretebiliyor ve satabiliyordu. Artık en sosyalist olarak adlandırılıyor - sonuçta kazanılan tüm para ortak bir tencereye gidiyor ve maaşlar, sözleşmeler ve en önemlisi bilimsel deneyler yapmak için dağıtılıyor.
Bu çok pahalı bir konudur. Hızlandırıcının dedektörle değiştirilmesi (12 saat) yüzbinlerce rubleye mal olabilir ve bu paranın çoğu (% 92'den% 75'e kadar) BINP çalışanları tarafından kazanılmaktadır. BINP, temel fiziksel araştırmalar için kendi başına para kazanan dünyadaki tek enstitüdür. Diğer durumlarda, bu tür kurumlar devlet tarafından finanse edilir, ancak burada - anlıyorsunuz - eğer devletten yardım beklerseniz, uzun süre ölmezsiniz.

INP nasıl para kazanıyor? Kendi hızlandırıcılarını yapmak isteyen diğer ülkelere manyetik hızlandırıcı sistemlerinin satışı. Gururla söyleyebiliriz ki, dünyanın en iyi iki üç gaz pedalı halkası üreticisinden biriyiz. Hem vakum sistemleri hem de rezonatörler üretiyoruz. Ekonomimiz dışında onlarca alanda faaliyet gösteren, tıbbi ekipmanların, tahılların, yiyeceklerin dezenfekte edilmesine, havanın ve atık suyun arıtılmasına ve genel olarak burada kimsenin dikkat etmediği her şeye yardımcı olan endüstriyel hızlandırıcı üniteleri üretiyoruz. BINP, örneğin havalimanlarında veya tıbbi kurumlarda insanların röntgenini çekmek için tıbbi hızlandırıcılar ve röntgen üniteleri üretiyor. Bu tarayıcıların üzerindeki etiketlere yakından bakarsanız, bunların yalnızca Novosibirsk Tolmachevo Havalimanı'nda değil, aynı zamanda başkent Domodedovo'da da bulunduğunu göreceksiniz. BINP, tüm dünyada yüksek teknoloji üretimi veya bilim için yüzlerce olmasa da düzinelerce küçük sipariş veriyor. ABD, Japonya, Avrupa, Çin, Hindistan için hızlandırıcılar ve benzeri ekipmanlar üretiyoruz... LHC halkasının bir kısmını inşa ettik ve çok başarılı olduk. Rus siparişlerinin payı geleneksel olarak düşük ve bu konuda yapabileceğimiz hiçbir şey yok - hükümet para vermiyor ve yerel yetkililer veya işletme sahipleri yeterli miktarda paraya sahip değil - genellikle fatura milyonlarca doları buluyor. Ancak dürüstçe itiraf etmeliyiz ki, bizim de sıradan Rus hibelerimiz ve sözleşmelerimiz var ve bunlardan da memnunuz çünkü Enstitü'nün her zaman paraya ihtiyacı var.

3. Şu anda BINP tarafından Brookhaven Laboratuvarı (ABD) için üretilmekte olan hızlandırıcının bir parçası

Ortalama maaşımız komşularımızdan daha az ve dağıtımı her zaman adil görünmüyor, ancak Iafalıların çoğunluğu bunu kabul ediyor çünkü ne üzerinde çalıştıklarını ve maaşlarını artırmayı neden reddettiklerini anlıyorlar. İçine yerleştirilen her yüzde, tesislerin çalışma günlerinin çıkarılması anlamına gelir. Çok basit.
Evet bazen bunları tamamen durdurmak gerekiyor, böyle durumlar da oldu. Ama neyse ki sadece altı ay dayanabildiler.
INP, bazı dairelerin çalışanlara verilmesi, bu çalışanları yurtdışına uzun iş gezilerine göndermesi, "Rus Kayak Pisti" nin bulunduğu ülkedeki en iyi kayak üslerinden birini sürdürmesi koşuluyla pahalı lüks evlerin inşasına öncülük edebilir. her yıl düzenleniyor (bu arada, üs artık başka bir saçma inşaat projesi nedeniyle kapatılma tehdidi altında), Burmistrovo'da ("Razliv") kendi rekreasyon merkezini sürdürüyor, genel olarak pek çok şeyi karşılayabiliyor. Ve her yıl bunun çok israf olduğu konuşulsa da biz hala beklemedeyiz.

Peki ya INP'de bilim?
Bilim daha zordur. BINP'nin dört ana bilimsel yönü vardır:
1. Temel parçacıkların fiziği - FEC (yani dünyamızın çok mikro düzeyde nelerden oluştuğu)
2. Hızlandırıcıların fiziği (yani yardımıyla bu mikro seviyeye ulaşılabilen cihazlar (veya modern modayı takip ederek “nano” demek daha mı iyi?))
3. plazma fiziği
4. sinkrotron radyasyonuyla ilgili fizik.

BINP'de, özellikle nükleer ve fotonükleer fizik, tıbbi uygulamalar, radyofizik ve daha birçok küçük alanla ilgili alanlar olmak üzere başka alanlar da bulunmaktadır.

4. Dayton VEPP-3 kurulumu. Size bunun tam bir kablo kaosu olduğu anlaşılıyorsa, o zaman genel olarak boşunadır. Birincisi, VEPP-3 hiç yer olmayan bir kurulumdur ve ikincisi, çekim kablo yolunun yanından yapılır (üstüne döşenir). Son olarak, üçüncü olarak Dayton, bazen VEPP-3'ün yapısına yerleştirilen ve daha sonra kaldırılan kurulumlardan biridir. Burada “düzeni yeniden sağlamak” için küresel sistemler yaratmanın hiçbir anlamı yok.

Sürekli çalışan iki hızlandırıcımız var: üzerinde iki dedektörün çalıştığı VEPP-2000 (sıklıkla görünecek olan VEPP kısaltması, "çarpışan elektron-pozitron ışınları" anlamına gelir) - KMD ve SND (kriyojenik manyetik dedektör ve küresel nötr dedektör) ve VEPP KEDR dedektörlü -4M. VEPP-4M kompleksi başka bir hızlandırıcı içerir - SR ile ilgili deneylerin yapıldığı VEPP-3 (VEPP-4'te ayrıca SR vardır, ancak bunlar yeni istasyonlardır, son zamanlarda aktif olarak gelişmelerine rağmen hala emekleme aşamasındadırlar ve Son adayın SIshniks hakkındaki tezlerinden biri tam olarak bu yönde savunuldu).

6. SI sığınağı VEPP-3, X-ışını floresans elementel analiz istasyonu.

Ek olarak, BINP henüz bunun için "doğrudan" bir amaç bulmadığından, dışarıdan herhangi biri için doğrudan terahertz radyasyonuyla çalışmak üzere tasarlanmış bir FEL'imiz var. Bu arada, bu geziden sonra FEL başkanı Nikolai Aleksandrovich Vinokurov'un RAS'ın ilgili üyesi seçildiği öğrenildi.

Açıklama yapmak için ilk durağımızı burada yapıyoruz (okuyucuların ipuçlarına dayanarak). FEL veya serbest elektron lazeri nedir? Bunu açıklamak çok kolay değil ama geleneksel bir lazerde radyasyonun şu şekilde oluştuğunu bildiğinizi varsayacağız: Bir yöntem kullanarak, bir maddenin atomlarını yaymaya başlayacak kadar ısıtırız (uyarırız). Ve bu radyasyonu özel bir şekilde seçtiğimiz için, radyasyonun enerjisiyle (ve dolayısıyla frekansıyla) rezonansa girerek bir lazer elde ederiz. Yani bir FEL'de radyasyonun kaynağı bir atom değil, elektron ışınının kendisidir. Pek çok mıknatısın ışını sinüzoidde bir yandan diğer yana "seğirmeye" zorladığı, sözde kıpırdatıcı (dalgalandırıcı) tarafından geçmeye zorlanır. Aynı zamanda, lazer radyasyonu olarak toplanabilecek aynı sinkrotron radyasyonunu da yayar. Kıpır kıpır mıknatıslardaki akım gücünü veya ışın enerjisini değiştirerek, lazer frekansını şu anda başka hiçbir şekilde ulaşılamayan geniş bir aralıkta değiştirebiliriz.

Rusya'da başka FEL kurulumu yok. Ancak ABD'de varlar, Almanya'da da böyle bir lazer yapılıyor (Fransa, Almanya ve enstitümüzün ortak projesi, maliyeti 1 milyar avroyu aşıyor.) İngilizcede böyle bir lazer, FEL - serbest elektron lazeri gibi geliyor.

8. Serbest elektron lazer elektron tabancası

9. FEL'de su soğutma rezonatörlerinin seviyesinin izlenmesi için sistem

10. FEL rezonatörleri

11. Bu ve sonraki iki kare, aşağıdan görülen FEL'i göstermektedir ("tavandan" asılıdır).

14. Oleg Aleksandrovich Shevchenko LSE salonunun kapısını kapatıyor. Etkilenen radar koruma kapısındaki (sağdaki beton blok) limit anahtarı tetiklendikten sonra lazer çalışmaya başlayabilir.

15. FEL kontrol odası. Masanın üzerinde lazer radyasyonuna karşı koruma sağlayan gözlükler var.

16. FEL'deki istasyonlardan biri. Sağda, üzerinde yanmış kağıt parçalarının (ortada koyu noktalar) bulunduğu optik standları görebilirsiniz. Bu FEL lazer radyasyonunun bir izidir

17. Nadir atış. FEL kontrol odasındaki eski bir ışın osiloskopu. BINP'te bu türden çok az sayıda osiloskop kaldı, ancak bakarsanız onları bulabilirsiniz. Yakınlarda (solda) tamamen modern bir dijital Tektronix var, ama bunun nesi ilginç?

Plazmanın (termonükleer reaksiyonun gerçekleşmesi gereken yer) açık tuzaklarda hapsedilmesiyle ilgili olarak plazma fiziği alanında kendi yönümüz var. Bu tür tuzaklar yalnızca BINP'de mevcuttur ve "termonükleer"in ana görevi olan kontrollü termonükleer füzyonun yaratılmasına izin vermeseler de, bu CTS'nin parametrelerine ilişkin araştırma alanında önemli ilerlemelere izin verirler. .

18. AMBAL kurulumu çift kutuplu bir adyabatik tuzaktır ve şu anda çalışmıyor.

19. AMBAL

Bütün bu tesislerde neler yapılıyor?

FEC hakkında konuşursak durum karmaşıktır. FCH'nin son yıllardaki tüm başarıları, LHC tipi hızlandırıcı-çarpıştırıcılarla ilişkilidir (tüm dünyanın dediği gibi ELHC ve sadece bizim adlandırdığımız gibi LHC - Büyük Hadron Çarpıştırıcısı). Bunlar muazzam enerjiye sahip hızlandırıcılardır - yaklaşık 7 TeV (1 tera- veya 7 bin gigaelektronvolt). Onlarla karşılaştırıldığında neredeyse yarım asırdır faaliyet gösteren 4-5 GeV'deki VEPP-4, sınırlı bir aralıkta araştırma yapılabilen yaşlı bir adamdır. Ve hatta daha da fazlası, yalnızca yaklaşık 1 GeV enerjiye sahip VEPP-2000.

Burada biraz oyalanıp GeV'nin ne olduğunu ve neden çok olduğunu açıklamam gerekecek. İki elektrot alıp bunlara 1 voltluk bir potansiyel farkı uygularsak ve sonra bu elektrotların arasından yüklü bir parçacık geçirirsek, 1 elektron voltluk bir enerji elde edecektir. Daha tanıdık olan joule'den 19 büyüklük mertebesinde ayrılır: 1 eV = 1,6*10 -19 J.
1 GeV'lik bir enerji elde etmek için, elektronun uçuş yolu üzerinde 1 gigavoltluk bir hızlanma voltajı yaratmanız gerekir (bir giga, bir milyar volt, 10^9 veya 1.000.000.000 volttur). LHC'nin enerjisini elde etmek için 7 teravoltluk bir hızlanma voltajı oluşturmak gerekir ve bu durumda yaklaşık 180 MW elektrik gücü harcamak gerekir (bu hesaplanan tüketimdir). Bunun için neyin gerekli olduğunu daha fazla hayal edin. LHC'nin (LHC) yakınlarda bulunan Fransız nükleer santrallerinden biri tarafından çalıştırıldığını söylemek yeterli.

21. VEPP-2000 hızlandırıcı, önceki VEPP-2M hızlandırıcının modernizasyonudur. Önceki versiyondan farkı, daha yüksek enerji (1 GeV'ye kadar) ve yuvarlak kirişler olarak adlandırılan uygulanan fikirdir (genellikle ışın, her şeyden çok bir şeride benzer). Geçen yıl hızlandırıcı, uzun bir yeniden yapılanma sürecinin ardından çalışmaya başladı.

23. Kontrol odası VEPP-2000.

24. Kontrol odası VEPP-2000. Tablonun üstünde hızlandırıcı kompleksinin bir diyagramı bulunmaktadır.

25. VEPP-2000 için elektron ve pozitron güçlendirici BEP

INP bu alandan nasıl yararlanıyor? Araştırmalarının en yüksek doğruluğu. Gerçek şu ki hayat, tüm hafif parçacıkların daha ağır olanların oluşmasına katkıda bulunacağı şekilde yapılandırılmıştır ve onların kütle enerjilerini ne kadar doğru bilirsek, Higgs bozonunun bile doğuşuna olan katkısını da o kadar iyi biliriz. BINP'nin yaptığı da budur - süper doğru sonuçlar alır ve "yakalanması" yalnızca bir cihaz değil, aynı zamanda araştırmacıların çok fazla kurnazlık ve el becerisi gerektiren çeşitli nadir süreçleri inceler. Kısacası beyinle başka ne olabilir? Ve bu anlamda, üç BINP dedektörünün tümü iyi bir şekilde öne çıkıyor - KMD, SND ve KEDR (adın kod çözümü yok)

26. SND, yükü olmayan parçacıkları kaydetmenizi sağlayan küresel bir nötr dedektördür. Resimde onu son montaja ve çalışmaya başlamaya yakın bir zamanda gösteriyor.

Dedektörlerimizin en büyüğü CEDAR'dır. Son zamanlarda onun üzerinde bir dizi deney tamamlandı; bu, tau leptonu adı verilen, her bakımdan elektrona benzeyen, yalnızca çok daha ağır olan ve J/Psi parçacığı olan bir parçacığın kütlesinin ölçülmesini mümkün kıldı. dördüncü en büyük kuarkın “çalıştığı” parçacıklardan ilki. Ve tekrar açıklayacağım. Bilindiği gibi toplamda altı kuark vardır - ait oldukları parçacıklara çok güzel ve hatta egzotik isimler verilir (örneğin, "tılsım" veya "garip" parçacıklar sırasıyla tılsım ve garip kuarklar içerdikleri anlamına gelir) :

Kuark adlarının farklı şeylerin gerçek özellikleriyle hiçbir ilgisi yoktur; teorisyenlerin keyfi bir fantezisidir. Tırnak içinde verilen isimler, terimlerin Rusça tercümeleri olarak kabul edilmektedir. Demek istediğim, "sevimli" bir kuarkın güzel ya da harika olarak adlandırılamayacağıdır; bu terminolojik bir hatadır. T-kuark genellikle basitçe üst kuark olarak adlandırılsa da dilsel zorluklar bunlardır :)

Yani dünyanın bize tanıdık gelen tüm parçacıkları en hafif iki kuarktan oluşur; diğer dördünün varlığının kanıtı çarpışan ışın hızlandırıcıları ve dedektörlerin işidir. S-kuarkın varlığını kanıtlamak kolay değildi; bu, birçok hipotezin aynı anda doğrulanması anlamına geliyordu ve J/psi'nin keşfi olağanüstü bir başarıydı; bu, temel parçacıkları incelemeye yönelik tüm yöntemin muazzam vaatlerini hemen gösterdi ve aynı zamanda Büyük Büyük Patlama sırasında dünyada yaşanan süreçleri ve şu anda yaşananları incelememizin yolunu da açtı. KEDR deneyinden sonra "çingene"nin kütlesi, yalnızca bir elektronun ve bir protonun nötronlu kütlelerinin ölçümüyle aşılan bir doğrulukla ölçüldü; Mikro dünyanın temel parçacıkları. Bu, hem dedektörün hem de hızlandırıcının uzun süre gurur duyacağı harika bir sonuçtur.

28. Bu KEDR dedektörüdür. Gördüğünüz gibi artık demonte durumda, içeriden nasıl göründüğünü görmek için bu nadir bir fırsat. Sistemler, genellikle “deneysel giriş” olarak adlandırılan ve genellikle birkaç yıl süren uzun bir çalışmanın ardından onarılır ve modernize edilir.

29. Bu KEDR dedektörünün üstten görünümü.

31. KEDR dedektörünün kriyojenik sistemi, KEDR dedektörünün süper iletken mıknatısını soğutmak için kullanılan sıvı nitrojen içeren tanklar (sıvı helyum sıcaklığına kadar soğutulur, sıvı nitrojen sıcaklığına önceden soğutulur.)

32. VEPP-4M halkasında

Hızlandırıcı fiziği alanında durum daha iyidir. BINP genel olarak çarpıştırıcıların yaratıcılarından biridir; Kendimizi, bu yöntemin neredeyse aynı anda (birkaç ay farkla) doğduğu iki enstitüden biri olarak güvenle görebiliriz. İlk kez madde ve antimaddeyle öyle bir karşılaştık ki, bu antimaddeyi üzerinde çalışılamaz derecede şaşırtıcı bir şey olarak gözlemlemek yerine, onlarla deneyler yapmamız mümkün oldu. Halen dünyada var olmayan hızlandırıcı fikirleri öneriyor ve uygulamaya çalışıyoruz ve uzmanlarımız bazen yabancı merkezlerde bunların uygulanmasını üstlenmeye hazır halde kalıyor (ülkemizde bu pahalı ve zaman alıcıdır). Işının her dönüşünde çok sayıda olayı "doğurabilen" güçlü hızlandırıcılar olan "fabrikaların" yeni tasarımlarını öneriyoruz. Kısaca burada, hızlandırıcı fiziği alanında BINP, bunca yıldır önemini kaybetmemiş, dünya standartlarında bir Enstitü olduğunu güvenle iddia edebilir.

Çok az yeni kurulum yapıyoruz ve bunların tamamlanması uzun zaman alıyor. Örneğin, BINP'nin en büyüğü olması planlanan VEPP-5 hızlandırıcısının yapımı o kadar uzun sürdü ki, ahlaki açıdan geçerliliğini yitirdi. Üstelik oluşturulan enjektör o kadar iyi (ve hatta benzersiz) ki onu kullanmamak yanlış olur. Halkanın bugün gördüğünüz kısmının VEPP-5 için değil, enjektör için VEPP-5'ten VEPP-2000 ve VEPP-4'e partikül aktarımını sağlayan kanallar için kullanılması planlanıyor.

33. VEPP-5 halkasına yönelik tünel belki de bugün BINP'deki bu türden en büyük yapıdır. Büyüklüğü bir otobüsün buraya seyahat edebileceği kadardır. Para yetersizliğinden dolayı yüzük hiçbir zaman inşa edilmedi.

34. Forinjector parçası - VEPP-5 tünelindeki VEPP-3 kanalı.

35. Bunlar, Forinjector bypass kanalının (VEPP2000) manyetik elemanlarını temsil eder (kanallar bugün hala yapım aşamasındadır).

36. VEPP-5 Önenjektörün LINAC (doğrusal hızlandırıcı) odası

37. Bu ve sonraki kare Önenjektörün manyetik elemanlarını göstermektedir

39. Forinjector VEPP-5'in doğrusal hızlandırıcısı.
Komplekste görev yapan kişi ve ziyaretçilerden sorumlu kişi fotoğraf çekiminin bitmesini bekliyor

40. LINAC'tan gelen elektronların ve pozitronların daha fazla hızlanmak ve bazı ışın parametrelerinde değişiklik yapmak için girdiği Forinjector soğutucu depolama cihazı.

41. Depolama soğutucusunun manyetik sisteminin elemanları. Bu durumda dört kutuplu mercek.

42. Enstitümüzün pek çok misafiri yanlışlıkla VEPP 3, 4, 5 hızlandırıcılarının bulunduğu 13. binanın çok küçük olduğuna inanıyor. Sadece iki kat. Ve yanılıyorlar. Bu, yer altında bulunan katlara inen yoldur (bu şekilde radyasyon korumasını yapmak daha kolaydır)

Bugün INP, Rusya'da son yıllarda temel fizik alanındaki en büyük proje haline gelebilecek (mega proje Rus Hükümeti tarafından desteklenirse) c-tau (tse-tau) fabrikası olarak adlandırılan bir fabrika kurmayı planlıyor. Sonuçlar şüphesiz dünyanın en iyileri seviyesinde olacaktır. Soru her zaman olduğu gibi Enstitü'nün kendi başına kazanamayacağı parayla ilgili. Mevcut tesisleri korumak ve yeni şeyleri çok yavaş yapmak bir şeydir, ülkelerinden ve hatta AB gibi derneklerden tam destek alan araştırma laboratuvarlarıyla rekabet etmek başka bir şeydir.

Plazma fiziği alanında durum biraz daha zordur. Bu yön onlarca yıldır finanse edilmiyor, yurt dışına güçlü bir uzman çıkışı yaşandı ve yine de ülkemizdeki plazma fiziği de övünecek bir şeyler bulabilir, özellikle plazmanın türbülansının (girdaplarının) olduğu ortaya çıktı. istikrarını bozmalı, bazen tam tersine belirli sınırlar içinde kalmasına yardımcı olmalıdır.

43. Plazma fiziğinin iki ana kurulumu - GOL-3 (binanın vinç kirişi seviyesinden çekilen resimde) ve GDL (aşağıda olacak)

44. Jeneratörler GOL-3 (oluklu açık tuzak)

45. Ayna hücresi olarak adlandırılan GOL-3 hızlandırıcı yapısının bir parçası.

Plazmada neden hızlandırıcıya ihtiyacımız var? Çok basit - termonükleer enerji elde etme görevinde iki ana sorun vardır: plazmayı zorlu bir yapının manyetik alanlarına hapsetmek (plazma, birbirinden ayrılmaya ve farklı yönlere yayılmaya çalışan yüklü parçacıklardan oluşan bir buluttur) ve hızlı ısınması termonükleer sıcaklıklara (hayal edin - birkaç dakika boyunca 100 derece ısıtmadan önce bir çaydanlıksınız, ancak burada mikrosaniyelerden milyonlarca dereceye ihtiyacınız var). BINP, hızlandırıcı teknolojileri kullanarak her iki sorunu da çözmeye çalıştı. Sonuç? Modern TOKAMAK'larda, tutulabilecek alan basıncına göre plazma basıncı maksimum %10'dur, açık tuzaklarda BINP'de %60'a kadar. Bu ne anlama gelir? TOKAMAK'ta döteryum + döteryum sentezi reaksiyonunun gerçekleştirilmesi mümkün değildir; orada ancak çok pahalı trityum kullanılabilir. GOL tipi bir kurulumda döteryumla idare etmek mümkün olacaktır.

46. GOL-3'ün ya uzak gelecekte yaratılmış ya da sadece uzaylılar tarafından getirilmiş bir şeye benzediği söylenmelidir. Genellikle tüm ziyaretçiler üzerinde tamamen fütüristik bir izlenim bırakır.

48. GOL-3

Şimdi BINP - GDT'deki (gaz dinamik kapanı) başka bir plazma kurulumuna geçelim. En başından beri, bu plazma tuzağı termonükleer reaksiyona odaklanmamıştı, plazmanın davranışını incelemek için inşa edilmişti.

50. GDL oldukça küçük bir ünite olduğundan tamamen tek bir çerçeveye sığar.

Plazma fizikçilerinin de kendi hayalleri var, yeni bir kurulum oluşturmak istiyorlar - GDML (m - çoklu ayna), gelişimi 2010'da başladı ve kimse ne zaman biteceğini bilmiyor. Kriz bizi en önemli şekilde etkiliyor; ilk kesintiye uğrayanlar yüksek teknoloji endüstrileri ve onlarla birlikte siparişlerimiz oluyor. Finansman sağlanırsa 4-6 yılda kurulum yapılabilir.

Dürüst olmak gerekirse, SI alanında biz (Rusya'dan bahsediyorum) gezegenin tüm gelişmiş kısmının gerisinde kalıyoruz. Dünyada çok sayıda SR kaynağı var, bunlar bizimkinden daha iyi ve daha güçlü. Biyolojik moleküllerin davranışlarından katı hal fiziği ve kimyasına kadar her şeyin incelenmesiyle ilgili yüzbinlerce olmasa da binlerce çalışma yürütüyorlar. Aslında bu, başka hiçbir şekilde elde edilemeyen güçlü bir X-ışını kaynağıdır, dolayısıyla maddenin yapısının incelenmesiyle ilgili tüm araştırmalar SI'dır.

Bununla birlikte, hayat öyle ki, Rusya'da ikisi burada yapılmış olan yalnızca üç SR kaynağı var ve biz birinin başlatılmasına yardımcı olduk (biri Moskova'da, diğeri Zelenograd'da). Ve bunlardan yalnızca biri sürekli olarak deneysel modda çalışıyor - bu, bin yıl önce inşa edilen "eski güzel" VEPP-3'tür. Gerçek şu ki, SR için bir hızlandırıcı oluşturmak yeterli değil. SI istasyonları için ekipman yapmak da önemli ama bu başka hiçbir yerde bulunmayan bir şey. Sonuç olarak, batı bölgelerimizdeki birçok araştırmacı, Moskova bölgesinde bir yerde SI istasyonlarının oluşturulması ve geliştirilmesi için büyük miktarda para harcamak yerine, "her şeyi hazır yapmak için" bir temsilci göndermeyi tercih ediyor.

53. VEPP-3 - POSITRON kurulumu için enjektör odası - bu türden dünyadaki en eski kurulumlardan biri

54. VEPP-3 için enjektör odası - POSITRON kurulumu, solda (mavi silindir) - doğrusal hızlandırıcı (LINAC), sağda - B4 sinkrotron

55. VEPP-3 halkasında

56. Bu, VEPP-4 kompleksinin veya daha doğrusu "asma katın" üçüncü katının kuşbakışı görünümüdür. Hemen aşağıda beton radar koruma blokları var, altlarında POSITRON ve VEPP-3 var, ardından mavimsi bir oda var - kompleksin ve deneyin kontrol edildiği kompleksin kontrol odası.

57. INP'nin ve ülkenin en eski hızlandırıcı fizikçilerinden biri olan VEPP-3'ün “şefi” - Svyatoslav Igorevich Mişnev

INP'de yaklaşık 3000 kişi için, lisansüstü öğrenciler de dahil olmak üzere yalnızca 400'ün biraz üzerinde bilimsel çalışan bulunmaktadır. Ve hepiniz makinenin başında duranın bir araştırma görevlisi olmadığını ve yeni hızlanan halkaların çizimlerinin de yüksek lisans öğrencileri veya öğrencileri tarafından yapılmadığını anlıyorsunuz. BINP'de büyük bir tasarım departmanı, teknoloji uzmanları, elektrikçiler, radyo mühendisleri ve düzinelerce başka uzmanlığı içeren çok sayıda mühendislik ve teknik çalışan bulunmaktadır. Çok sayıda çalışanımız (yaklaşık 600 kişi), tamircilerimiz, laboratuvar asistanlarımız, radyo laboratuvar asistanlarımız ve bazen benim bile bilmediğim yüzlerce uzmanlık alanımız var çünkü kimse bununla özellikle ilgilenmiyor. Bu arada INP, ülkedeki genç işçiler - tornacılar ve freze operatörleri için her yıl bir yarışma düzenleyen ender işletmelerden biridir.

58.

62. Atölyelerden biri olan Nükleer Fizik Enstitüsü'nde üretim. Ekipman çoğunlukla modası geçmiş, modern makineler Chemy'de bulunan, gitmediğimiz atölyelerde bulunuyor (Novosibirsk'te, sözde Sistem Araştırma Enstitüsü'nün yanında böyle bir yer var). Bu atölyede CNC makineleri de var, sadece çekime dahil edilmemişler (bu bloglardaki bazı yorumlara yanıttır).

Biz laafistiz, tek bir organizmayız ve Enstitümüzün esas meselesi de budur. Tabii ki fizikçilerin tüm teknolojik sürece öncülük etmesi çok önemli. Malzemelerle çalışmanın ayrıntılarını ve inceliklerini her zaman anlamıyorlar, ancak her şeyin nasıl bitmesi gerektiğini biliyorlar ve bir işçinin makinesindeki küçük bir arızanın ülkemizde veya dünyada bir yerde multimilyon dolarlık bir kuruluma yol açacağını hatırlıyorlar. Ve bu nedenle, bazı yeşil öğrenciler mühendisin açıklamalarını bile anlamayabilir, ancak "bu kabul edilebilir mi?" diye sorulduğunda, metre bazında beş mikronluk bir doğruluğa ihtiyacı olduğunu tam olarak hatırlayarak başını olumsuz bir şekilde sallayacaktır. kurulum vidalanmıştır. Ve sonra teknoloji uzmanlarının ve mühendislerin görevi, kötü adamın, normalde yaptığımız her şeye aykırı olan, düşünülemez taleplerini nasıl karşılayabileceğini bulmaktır. Ancak inanılmaz miktarda zeka ve yaratıcılık icat ediyorlar, sağlıyorlar ve yatırım yapıyorlar.

63. VEPP-4M kompleksinin elektrikli ekipmanından sorumlu şaşkın kişi Alexander Ivanovich Zhmaka.

64. Bu uğursuz çekim, Enstitü binalarından birinde, VEPP-3, VEPP-4 ve enjektör için VEPP-5'in bulunduğu binada çekildi. Ve bu sadece hızlandırıcının çalıştığı ve bazı tehlikeler oluşturduğu anlamına geliyor.

65. Bu da işimizin güvenliğinden sorumlu servisin uykuda olmadığı anlamına geliyor. Bunlar çeşitli tiplerdeki bireysel film dozimetreleridir.

67. Parçacık fiziği deneylerinde kullanılma olanaklarını incelemek için 1963 yılında inşa edilen dünyanın ilk çarpıştırıcısı. VEP-1, tarihte kirişlerin dikey bir düzlemde dolaşıp çarpıştığı tek çarpıştırıcıdır.

68. Enstitü binaları arasındaki yer altı geçitleri

Fotoğrafları ve enstalasyonlarla ilgili ayrıntılı hikayeleri düzenlediği için Elena Elk'e teşekkür ederiz.

Adını taşıyan dünyaca ünlü INP'yi ziyaret etme şansım oldu. G.I.Budkera SB RAS. Orada gördüklerimi ancak gösterebilirim; enstitünün araştırmacılarından Elena Valerievna Starostina tarafından derlenen enstalasyonlar ve enstitü hakkında ayrıntılı bir hikaye.

(Toplam 68 fotoğraf)

Orijinal metin alındı buradan .
Birçok nedenden dolayı INP'den kısaca bahsetmek genellikle zordur. Öncelikle Enstitümüz alışılagelmiş standartlara uymuyor. Burası tam anlamıyla temel bilimler üzerine çalışan bir akademik enstitü değil, çünkü vasat bir bitkiye oldukça benzeyen kendi üretimi var, ancak modern zamanlarda iyi bir bitki. Ve bu tesiste teneke kutularla çivi yapmıyorlar, ancak Rusya'nın hiçbir yerinde bulunmayan teknolojilere sahipler. Kelimenin tam anlamıyla modern teknolojiler ve "80'lerin Sovyetler Birliği için modern" değil. Ve bu tesis bize ait, sahiplerinin "dışarıda bir yerde" olduğu ve bizim sadece ürünleri yığın halinde topladığımız bir tesis değil.
Yani burası hiçbir şekilde akademik bir Enstitü değil.

Ama üretim de değil. Enstitü ana ürünü en temel sonuç olarak görüyorsa ve tüm bu harika teknolojik dolum ve üretim sadece bu sonucu elde etmenin bir yoluysa bu nasıl bir üretimdir?

Yani burası multidisipliner bir kurum mu?
Evet. Ve çok, çok daha fazlası...

Yani INP SB RAS adını almıştır. G.I.Budkera veya kısaca Nükleer Fizik Enstitüsü.
Enstitüdeki adı Andrei Mihayloviç olan Gersh Itkovich Budker tarafından 1958 yılında kuruldu, nedenini Tanrı bilir. Hayır, elbette o bir Yahudiydi, Yahudi isimleri SSCB'de hoş karşılanmıyordu - her şey açık. Ancak neden Nikolai Semenovich'in değil de Andrei Mihayloviç'in söylediğini bulamadım.
Bu arada, INP'de "Andrei Mihayloviç şöyle dedi..." gibi bir şey duyarsanız, bu Budker'ın söylediği anlamına gelir.
Enstitünün kurucusudur ve muhtemelen o olmasaydı ve Sibirya olmasaydı, bu kadar gelişmiş hızlandırıcı fiziğine asla sahip olamazdık. Gerçek şu ki Budker Kurchatov için çalışıyordu ve söylentilere göre orada sıkışıp kalmıştı. Ve yeni kurumların yeni yaratıldığı ve yeni yönelimlerin açıldığı Rusya'da olduğu gibi "sallanmasına" asla izin vermezlerdi. Ve o yaşta ona Moskova'daki Enstitü'yü hemen vermezlerdi. Önce laboratuvar başkanı pozisyonunda onu çirkin gösterirlerdi, sonra müdür yardımcısı, genel olarak görüyorsunuz, çılgına dönüp ayrılırdı.

Budker Novosibirsk'e gitti ve oradan çeşitli seçkin ve pek de seçkin olmayan fizikçileri davet etmeye başladı. Önde gelen fizikçiler sürgüne gitmeye isteksizdi, bu yüzden bahis hemen kurulan genç okula yatırıldı. Okullar NSU ve bu NSU'daki Fizik ve Müzik Okulu'ydu. Bu arada, Akademi'de tabletler FMS'nin yazarlığını yalnızca Lavrentyev'e veriyor, ancak şu anda Amerika'da yaşayan ve anılarını yayınlayan bu tarihin yaşayan tanıkları, okulun yazarının "satılan" Budker olduğunu iddia ediyor. Lavrentyev'e bir tür idari imtiyaz fikri daha verildi.
En azından iki büyük insanın - Budker ve Lavrentyev'in birbirleriyle pek iyi anlaşamadığı biliniyor ve bu sadece Akademgorodok'taki insanların ilişkilerine değil, aynı zamanda tarihinin yazımına da yansıyor. Bilim Adamları Evi'nde (DU) düzenlenen herhangi bir akademik sergiye baktığınızda, örneğin devasa INP arşivinde neredeyse hiç fotoğraf olmadığını ve Bilimler Akademimizdeki en büyük enstitü hakkında genellikle çok az şey söylendiğini kolayca göreceksiniz ( yaklaşık 3 bin çalışanı) ve NSO'nun üçüncü vergi mükellefi. Pek adil değil ama durum böyle.
Kısacası Enstitü'yü, başarılarını ve atmosferini Budker'a borçluyuz. Bu arada, üretim de. Bir zamanlar INP'ye ülkedeki tüm enstitülerin en kapitalisti deniyordu; ürünlerini üretebiliyor ve satabiliyordu. Artık en sosyalist olarak adlandırılıyor - sonuçta kazanılan tüm para ortak bir tencereye gidiyor ve maaşlar, sözleşmeler ve en önemlisi bilimsel deneyler yapmak için dağıtılıyor.
Bu çok pahalı bir konudur. Hızlandırıcının dedektörle değiştirilmesi (12 saat) yüzbinlerce rubleye mal olabilir ve bu paranın çoğu (% 92'den% 75'e kadar) BINP çalışanları tarafından kazanılmaktadır. BINP, temel fiziksel araştırmalar için kendi başına para kazanan dünyadaki tek enstitüdür. Diğer durumlarda, bu tür kurumlar devlet tarafından finanse edilir, ancak bizim ülkemizde - anlıyorsunuz - devletten yardım beklerseniz uzun süre ölmezsiniz.

3. Şu anda BINP tarafından Brookhaven Laboratuvarı (ABD) için üretilmekte olan hızlandırıcının bir parçası

Ortalama maaşımız komşularımızdan daha az ve dağıtımı her zaman adil görünmüyor, ancak Iafalıların çoğunluğu bunu kabul ediyor çünkü ne üzerinde çalıştıklarını ve maaşlarını artırmayı neden reddettiklerini anlıyorlar. İçine yerleştirilen her yüzde, tesislerin çalışma günlerinin çıkarılması anlamına gelir. Çok basit.
Evet bazen bunları tamamen durdurmak gerekiyor, böyle durumlar da oldu. Ama neyse ki sadece altı ay dayanabildiler.
INP, bazı dairelerin çalışanlara verilmesi, bu çalışanları yurtdışına uzun iş gezilerine göndermesi, "Rusya Kayak Pisti" nin bulunduğu ülkedeki en iyi kayak üslerinden birini sürdürmesi koşuluyla pahalı lüks evlerin inşasına öncülük edebilir. ” her yıl düzenleniyor (bu arada, üs şu anda başka bir saçma inşaat projesi nedeniyle kapatılma tehdidi altında), Burmistrovo'da (“Razliv”) kendi rekreasyon merkezini sürdürüyor, genel olarak pek çok şeyi karşılayabiliyor. Ve her yıl bunun çok israf olduğu konuşulsa da biz hala beklemedeyiz.

Peki ya INP'de bilim?
Bilim daha zordur. BINP'nin dört ana bilimsel yönü vardır:
1. Temel parçacıkların fiziği - FEP (yani dünyamızın çok mikro düzeyde nelerden oluştuğu)
2. Hızlandırıcıların fiziği (yani yardımıyla bu mikro seviyeye ulaşılabilen cihazlar (veya modern modayı takip ederek “nano” demek daha mı iyi?))
3. plazma fiziği
4. sinkrotron radyasyonuyla ilgili fizik.

BINP'de, özellikle nükleer ve fotonükleer fizik, tıbbi uygulamalar, radyofizik ve daha birçok küçük alanla ilgili alanlar olmak üzere başka alanlar da bulunmaktadır.

4. Dayton VEPP-3'ün kurulumu. Size bunun tam bir kablo kaosu olduğu anlaşılıyorsa, o zaman genel olarak boşunadır. Birincisi, VEPP-3 hiç yer olmayan bir kurulumdur ve ikincisi, çekim kablo yolunun yanından yapılır (üstüne döşenir). Son olarak, üçüncü olarak Dayton, bazen VEPP-3'ün yapısına yerleştirilen ve daha sonra kaldırılan kurulumlardan biridir. Burada “düzeni yeniden sağlamak” için küresel sistemler yaratmanın hiçbir anlamı yok.

Sürekli çalışan iki hızlandırıcımız var: VEPP-2000 (sıklıkla karşılaşılacak olan VEPP kısaltması, "çarpışan elektron-pozitron ışınları" anlamına gelir), üzerinde iki dedektörün çalıştığı - KMD ve SND (kriyojenik manyetik dedektör ve küresel nötr dedektör) ve KEDR dedektörlü VEPP -4M. VEPP-4M kompleksi başka bir hızlandırıcı içerir - SR ile ilgili deneylerin yapıldığı VEPP-3 (VEPP-4'te ayrıca SR vardır, ancak bunlar yeni istasyonlardır, son zamanlarda aktif olarak gelişmelerine rağmen hala emekleme aşamasındadırlar ve Son adayın SIshniks hakkındaki tezlerinden biri tam olarak bu yönde savunuldu).

5. SI sığınağı VEPP-3, X-ışını floresans elementel analiz istasyonu.

6. SI sığınağı VEPP-3, X-ışını floresans elementel analiz istasyonu.

8. Serbest elektron lazer elektron tabancası

9. FEL'deki rezonatörlerin su soğutma seviyesinin izlenmesi için sistem

10. FEL rezonatörleri

11. Bu ve sonraki iki kare FEL'i aşağıdan bakıldığında göstermektedir ("tavandan" asılıdır).

14. Oleg Aleksandrovich Shevchenko LSE salonunun kapısını kapatıyor. Etkilenen radar koruma kapısındaki (sağdaki beton blok) limit anahtarı tetiklendikten sonra lazer çalışmaya başlayabilir.

15. FEL kontrol odası. Masanın üzerinde lazer radyasyonuna karşı koruma sağlayan gözlükler var.

16. FEL'deki istasyonlardan biri. Sağda, üzerinde yanmış kağıt parçalarının (ortada koyu noktalar) bulunduğu optik standları görebilirsiniz. Bu FEL lazer radyasyonunun bir izidir

17. Nadir atış. FEL kontrol odasındaki eski bir ışın osiloskopu. BINP'te bu türden çok az sayıda osiloskop kaldı, ancak bakarsanız onları bulabilirsiniz. Yakınlarda (solda) tamamen modern bir dijital Tektronix var, ama bunun nesi ilginç?

Plazmanın (termonükleer reaksiyonun gerçekleşmesi gereken yer) açık tuzaklarda hapsedilmesiyle ilgili olarak plazma fiziği alanında kendi yönümüz var. Bu tür tuzaklar yalnızca Nükleer Fizik Enstitüsünde mevcuttur ve "termonükleer" in ana görevi olan kontrollü termonükleer füzyonun yaratılmasına izin vermeseler de, araştırma alanında bunun parametrelerine ilişkin önemli ilerlemelere izin verirler. CTS.

18. AMBAL kurulumu iki kutuplu bir adyabatik tuzaktır ve şu anda çalışmıyor.

Bütün bu tesislerde neler yapılıyor?

FEC hakkında konuşursak durum karmaşıktır. FCH'nin son yıllardaki tüm başarıları, LHC tipi hızlandırıcı-çarpıştırıcılarla ilişkilidir (tüm dünyanın dediği gibi LHC ve sadece bizim adlandırdığımız gibi LHC - Büyük Hadron Çarpıştırıcısı). Bunlar muazzam enerjiye sahip hızlandırıcılardır - yaklaşık 200 GeV (gigaelektronvolt). Onlarla karşılaştırıldığında neredeyse yarım asırdır faaliyet gösteren 4-5 GeV'li VEPP-4, sınırlı bir aralıkta araştırma yapılabilen yaşlı bir adamdır. Ve hatta daha da fazlası, yalnızca yaklaşık 1 GeV enerjiye sahip VEPP-2000.

Burada biraz oyalanıp GeV'nin ne olduğunu ve neden çok olduğunu açıklamam gerekecek. İki elektrot alıp bunlara 1 voltluk bir potansiyel farkı uygularsak ve sonra bu elektrotların arasından yüklü bir parçacık geçirirsek, 1 elektron voltluk bir enerji elde edecektir. Daha tanıdık olan joule'den 19 büyüklük mertebesinde ayrılır: 1 eV = 1,6*10 -19 J.
1 GeV'lik bir enerji elde etmek için elektronun uçuş yolu üzerinde 1 gigavoltluk bir hızlanma voltajı oluşturmak gerekir. LHC'den enerji almak için 200 gigavoltluk bir voltaj yaratmanız gerekir (bir giga, bir milyar volttur, 10 9 veya 1.000.000.000 volttur). Bunun için neyin gerekli olduğunu daha fazla hayal edin. LHC'nin (LHC) yakınlarda bulunan Fransız nükleer santrallerinden biri tarafından çalıştırıldığını söylemek yeterli.

21. VEPP-2000 hızlandırıcı – önceki VEPP-2M hızlandırıcının modernizasyonu. Önceki versiyondan farkı, daha yüksek enerji (1 GeV'ye kadar) ve yuvarlak kirişler olarak adlandırılan uygulanan fikirdir (genellikle ışın, her şeyden çok bir şeride benzer). Geçen yıl hızlandırıcı, uzun bir yeniden yapılanma sürecinin ardından çalışmaya başladı.

23. Kontrol odası VEPP-2000.

24. Kontrol odası VEPP-2000. Tablonun üstünde hızlandırıcı kompleksinin bir diyagramı bulunmaktadır.

25. VEPP-2000 için elektron ve pozitron BEP güçlendiricisi

26. SND, yükü olmayan parçacıkları kaydetmenizi sağlayan küresel bir nötr dedektördür. Resimde onu son montaja ve çalışmaya başlamaya yakın bir zamanda gösteriyor.

Dedektörlerimizin en büyüğü KEDR'dir. Son zamanlarda onun üzerinde bir dizi deney tamamlandı; bu, tau leptonu adı verilen, her bakımdan elektrona benzeyen, yalnızca çok daha ağır olan ve J/Psi parçacığı olan bir parçacığın kütlesinin ölçülmesini mümkün kıldı. dördüncü en büyük kuarkın “çalıştığı” parçacıklardan ilki. Ve tekrar açıklayacağım. Bilindiği gibi toplamda altı kuark vardır - ait oldukları parçacıklara çok güzel ve hatta egzotik isimler verilir (örneğin, "tılsım" veya "garip" parçacıklar sırasıyla tılsım ve garip kuarklar içerdikleri anlamına gelir) :

Kuark adlarının farklı şeylerin gerçek özellikleriyle hiçbir ilgisi yoktur; teorisyenlerin keyfi bir fantezisidir. Tırnak içinde verilen isimler, terimlerin Rusça tercümeleri olarak kabul edilmektedir. Demek istediğim, "güzel" bir kuarkın güzel ya da harika olarak adlandırılamayacağıdır; bu terminolojik bir hatadır. T-kuark genellikle basitçe üst kuark olarak adlandırılsa da dilsel zorluklar bunlardır :)

28. Bu KEDR dedektörüdür. Gördüğünüz gibi artık demonte durumda, içeriden nasıl göründüğünü görmek için bu nadir bir fırsat. Sistemler, genellikle “deneysel giriş” olarak adlandırılan ve genellikle birkaç yıl süren uzun bir çalışmanın ardından onarılır ve modernize edilir.

29. Bu KEDR dedektörünün üstten görünüşüdür.

31. KEDR dedektörünün kriyojenik sistemi, KEDR dedektörünün süper iletken mıknatısını soğutmak için kullanılan sıvı nitrojen içeren tanklar (sıvı helyum sıcaklığına kadar soğutulur, sıvı nitrojen sıcaklığına önceden soğutulur.)

32. VEPP-4M halkasında

33. VEPP-5 halkasına yönelik tünel belki de bugün BINP'de bu türden en büyük yapıdır. Büyüklüğü bir otobüsün buraya seyahat edebileceği kadardır. Para yetersizliğinden dolayı yüzük hiçbir zaman inşa edilmedi.

34. Forinjector parçası - VEPP-5 tünelindeki VEPP-3 kanalı.

35. Bunlar, Forinjector bypass kanalının - VEPP2000'in manyetik elemanlarını temsil eder (kanallar bugün hala yapım aşamasındadır).

36. VEPP-5 Önenjektörün LINAC (doğrusal hızlandırıcı) odası

37. Bu ve sonraki kare Önenjektörün manyetik elemanlarını göstermektedir

39. Forinjector VEPP-5'in doğrusal hızlandırıcısı. Komplekste görev yapan kişi ve ziyaretçilerden sorumlu kişi fotoğraf çekiminin bitmesini bekliyor

40. LINAC'tan gelen elektronların ve pozitronların daha fazla hızlanmak ve bazı ışın parametrelerini değiştirmek için girdiği enjektör soğutucu depolaması için.

41. Depolama soğutucusunun manyetik sisteminin elemanları. Bu durumda dört kutuplu mercek.

42. Enstitümüzün pek çok misafiri yanlışlıkla VEPP3, 4, 5 hızlandırıcılarının bulunduğu 13. binanın çok küçük olduğuna inanıyor. Sadece iki kat. Ve yanılıyorlar. Bu, yer altında bulunan katlara inen yoldur (bu şekilde radyasyon korumasını yapmak daha kolaydır)

43. Plazma fiziğinin iki ana kurulumu - GOL-3 (binanın vinç kirişi seviyesinden çekilen resimde) ve GDL (aşağıda olacaktır)

44. Jeneratörler GOL-3 (oluklu açık tuzak)

45. Ayna hücresi olarak adlandırılan GOL-3 hızlandırıcı yapısının parçası.

46. GOL-3'ün ya uzak gelecekte yaratılmış ya da sadece uzaylılar tarafından getirilmiş bir şeye benzediği söylenmelidir. Genellikle tüm ziyaretçiler üzerinde tamamen fütüristik bir izlenim bırakır.

Şimdi BINP'deki başka bir plazma kurulumuna geçelim - GDT (gaz dinamik kapanı). En başından beri, bu plazma tuzağı termonükleer reaksiyona odaklanmamıştı, plazmanın davranışını incelemek için inşa edilmişti.

50. GDL oldukça küçük bir kurulum olduğundan tamamen tek bir çerçeveye sığar.

Plazma fizikçilerinin de kendi hayalleri var, yeni bir kurulum oluşturmak istiyorlar - GDML (m - çoklu ayna), gelişimi 2010'da başladı, ancak ne zaman biteceğini kimse bilmiyor. Kriz bizi en önemli şekilde etkiliyor; ilk kesintiye uğrayanlar yüksek teknoloji endüstrileri ve onlarla birlikte siparişlerimiz oluyor. Finansman sağlanırsa 4-6 yılda kurulum yapılabilir.

55. VEPP-3 halkasında

56. Bu, VEPP-4 kompleksinin veya daha doğrusu "asma katın" üçüncü katının kuşbakışı görünümüdür. Hemen aşağıda beton radar koruma blokları var, altlarında POSITRON ve VEPP-3 var, ardından mavimsi bir oda var - kompleksin ve deneyin kontrol edildiği kompleksin kontrol odası.

57. BINP'nin ve ülkenin en eski hızlandırıcı fizikçilerinden biri olan VEPP-3'ün “şefi” – Svyatoslav Igorevich Mişnev

62. BINP üretimi, atölyelerden biri. Ekipman çoğunlukla modası geçmiş, modern makineler Chemy'de bulunan, gitmediğimiz atölyelerde bulunuyor (Novosibirsk'te, sözde Sistem Araştırma Enstitüsü'nün yanında böyle bir yer var). Bu atölyede CNC makineleri de var, sadece çekime dahil edilmemişler (bu bloglardaki bazı yorumlara yanıttır).

63. Alexander Ivanovich, VEPP-4M kompleksi Zhmaka'nın elektrikli ekipmanından sorumlu şaşkın kişi.

64. Bu uğursuz çekim, Enstitü binalarından birinde, VEPP-3, VEPP-4 ve VEPP-5'in enjektörün bulunduğu binada çekildi. Ve bu sadece hızlandırıcının çalıştığı ve bazı tehlikeler oluşturduğu anlamına geliyor.

67. Parçacık fiziği deneylerinde kullanılma olanaklarını incelemek için 1963 yılında inşa edilen dünyanın ilk çarpıştırıcısı. VEP-1, tarihte kirişlerin dikey bir düzlemde dolaşıp çarpıştığı tek çarpıştırıcıdır.

68. Enstitü binaları arasındaki yer altı geçitleri

Fotoğrafları ve enstalasyonlarla ilgili ayrıntılı hikayeleri düzenlediği için Elena Elk'e teşekkür ederiz.

6 Haziran 2016

60 çekim | 12.02.2016

Şubat ayında Novosibirsk Akademgorodok'taki bilim günleri kapsamında Nükleer Fizik Enstitüsüne geziye gittim. Kilometrelerce yer altı geçitleri, parçacık hızlandırıcılar, lazerler, plazma jeneratörleri ve bilimin diğer harikaları bu raporda yer alıyor.

Nükleer Fizik Enstitüsü adını almıştır. G.I. Budkera (BINP SB RAS), ülkenin en büyük akademik enstitüsüdür ve yüksek enerji ve hızlandırıcı fiziği, plazma fiziği ve kontrollü termonükleer füzyon alanında dünyanın önde gelen merkezlerinden biridir. Enstitü parçacık fiziğinde büyük ölçekli deneyler yürütüyor, modern hızlandırıcılar, yoğun sinkrotron radyasyon kaynakları ve serbest elektron lazerleri geliştiriyor. Enstitü, çoğu alanda Rusya'daki tek kurumdur.

Bir ziyaretçinin enstitünün koridorunda karşılaştığı ilk cihazlar bir rezonatör ve VEPP-2M'li bir bükme mıknatısıdır. Bugün bunlar müze sergileridir.
Rezonatörün neye benzediği budur. Temelde bir parçacık hızlandırıcıdır.

VEPP-2M'nin çarpışan elektron-pozitron ışınlarına sahip kurulumu 1974'te faaliyete geçti. 1990 yılına kadar birkaç kez modernize edildi, enjeksiyon kısmı iyileştirildi ve yüksek enerji fiziğinde deneyler yapmak için yeni dedektörler kuruldu.

Bir halka boyunca geçmek üzere temel parçacık ışınını saptıran dönen bir mıknatıs.

VEPP-2M dünyadaki ilk çarpıştırıcılardan biridir. Çarpışan temel parçacık ışınlarını çarpışmaya yönelik yenilikçi fikrin yazarı, SB RAS - G. I. Budker Nükleer Fizik Enstitüsü'nün ilk yöneticisiydi. Bu fikir, yüksek enerji fiziğinde bir devrim haline geldi ve deneylerin temelde yeni bir düzeye ulaşmasını sağladı. Artık bu prensip Büyük Hadron Çarpıştırıcısı da dahil olmak üzere tüm dünyada kullanılıyor.

Bir sonraki kurulum VEPP-2000 hızlandırıcı kompleksidir.

VEPP-2000 çarpıştırıcısı, fiziksel programını başarıyla tamamlayan VEPP-2M halkası yerine 2000'li yılların başında BINP SB RAS'ta inşa edilen, çarpışan elektron-pozitron ışınlarına sahip modern bir kurulumdur. Yeni depolama halkası, ışında 160 ila 1000 MeV arasında daha geniş bir enerji aralığına ve birim zaman başına ilginç olay sayısı anlamına gelen daha yüksek parlaklık derecesine sahiptir.

İlk olarak BINP SB RAS'ta önerilen ve VEPP-2000'de uygulanan orijinal yuvarlak çarpışan ışın konsepti kullanılarak yüksek parlaklık elde edilir. KMD-3 ve SND dedektörleri ışınların buluşma noktalarında bulunmaktadır. Bir elektronun antiparçacığı (bir pozitron) ile yok olması sırasında meydana gelen, hafif mezonların veya nükleon-antinükleon çiftlerinin doğuşu gibi çeşitli süreçleri kaydederler.

VEPP-2000'in manyetik sistem ve ışın teşhis sisteminde bir dizi gelişmiş çözüm kullanılarak oluşturulması, 2012 yılında hızlandırıcı fiziği alanında prestijli Ödül'e layık görüldü. Wexler.

Kontrol odası VEPP-2000. Kurulum buradan kontrol edilir.

Bilgisayar ekipmanlarının yanı sıra bu tür alet dolapları da tesisatın izlenmesi ve kontrol edilmesi amacıyla kullanılmaktadır.

Burada ampullerle her şey açıkça görülüyor.

Enstitünün koridorlarında en az bir kilometre yürüdükten sonra senkrotron radyasyon istasyonuna ulaştık.

Sinkrotron radyasyonu (SR), yüksek enerjili elektronlar hızlandırıcılardaki manyetik alanda hareket ettiğinde meydana gelir.

Radyasyonun bir dizi benzersiz özelliği vardır ve madde araştırmalarında ve teknolojik amaçlarla kullanılabilir.

SR'nin özellikleri, spektrumun X-ışını aralığında en açık şekilde ortaya çıkar; SR hızlandırıcıları, X-ışını radyasyonunun en parlak kaynaklarıdır.

Tamamen bilimsel araştırmaya ek olarak SI, uygulamalı problemler için de kullanılır. Örneğin, elektrikli araçlara yönelik lityum iyon piller veya yeni patlayıcılar için yeni elektrot malzemelerinin geliştirilmesi.

Rusya'da SR kullanımına yönelik iki merkez vardır - Kurchatov SR Kaynağı (KISS) ve Nükleer Fizik Enstitüsü SB RAS'ın Sibirya Senkrotron ve Terahertz Radyasyonu Merkezi (SCST). Sibirya Merkezi, VEPP-3 depolama halkasından ve VEPP-4 elektron-pozitron çarpıştırıcısından gelen SR ışınlarını kullanıyor.

Bu sarı oda "Patlama" istasyonudur. Patlayıcıların patlamasını inceliyor.

Merkez, numune hazırlama ve ilgili araştırmalar için gelişmiş bir enstrümantasyon tabanına sahiptir.Merkezde Sibirya Bilim Merkezi enstitülerinden ve Sibirya üniversitelerinden yaklaşık 50 bilimsel grup çalışmaktadır.

Kurulum deneylerle çok yoğun bir şekilde yüklenmiştir. Burada gece bile iş bitmiyor.

Başka bir binaya taşınıyoruz. Demir kapısı ve “Radyasyona girmeyin” tabelası olan bir oda - burası bizim yerimiz.

Burada, bor nötron yakalama terapisinin (BNCT) klinik uygulamaya yaygın şekilde uygulanmasına uygun epitermal nötronların hızlandırıcı kaynağının bir prototipi bulunmaktadır. Basitçe söylemek gerekirse, bu cihaz kanserle mücadeleye yöneliktir.

İnsan kanına bor içeren bir çözelti enjekte ediliyor ve bor, kanser hücrelerinde birikiyor. Daha sonra tümör bir epitermal nötron akışı ile ışınlanır, bor çekirdekleri nötronları emer ve bunun sonucunda hastalıklı hücrelerin öldüğü yüksek enerji salınımına sahip nükleer reaksiyonlar meydana gelir.

BNCT tekniği, nötron kaynağı olarak kullanılan nükleer reaktörlerde test edilmiştir, ancak BNCT'nin bu reaktörlerde klinik uygulamaya sokulması zordur. Yüklü parçacık hızlandırıcıları bu amaçlar için daha uygundur çünkü kompakttırlar, güvenlidirler ve daha kaliteli nötron ışınını sağlarlar.

Aşağıda bu laboratuvardan bazı resimler bulunmaktadır.

Sanki büyük bir fabrikanın atölyesine girmiş gibi bir izlenim ediniliyor insanda.

Karmaşık ve benzersiz bilimsel ekipmanlar burada geliştirilmekte ve üretilmektedir.

Ayrıca enstitünün yer altı geçitlerine de dikkat edilmelidir. Toplam uzunlukları tam olarak ne kadar bilmiyorum ama buraya birkaç metro istasyonunun rahatlıkla sığabileceğini düşünüyorum. Cahil bir insanın bunların içinde kaybolması çok kolaydır ama çalışanlar, büyük bir kurumda hemen hemen her yere onlardan ulaşabilirler.

Sonunda “Oluklu Tuzak” kurulumuna (GOL-3) ulaştık. Subtermonükleer plazmayı harici bir manyetik alan içinde hapsetmek için kullanılan açık tuzaklar sınıfına aittir.Kurulumdaki plazma ısıtması, göreceli elektron ışınlarının önceden oluşturulmuş döteryum plazmasına enjekte edilmesiyle gerçekleştirilir.

GOL-3 kurulumu üç parçadan oluşur: U-2 hızlandırıcı, ana solenoid ve çıkış ünitesi. U-2, patlayıcı emisyon katotundan elektronları çeker ve onları bir şerit diyotta 1 MeV düzeyinde bir enerjiye kadar hızlandırır. Oluşturulan güçlü göreli ışın sıkıştırılır ve ana solenoide enjekte edilir; burada döteryum plazmasında yüksek düzeyde mikro türbülans ortaya çıkar ve ışın enerjisinin% 40'ına kadar kaybederek onu plazma elektronlarına aktarır.

Ünitenin alt kısmında ana solenoid ve çıkış düzeneği bulunur.

Ve üstte U-2 elektron ışını üreteci var.

Tesis, açık manyetik sistemlerde plazmanın hapsedilmesinin fiziği, elektron ışınlarının plazma ile kolektif etkileşiminin fiziği, güçlü plazma akışlarının malzemelerle etkileşimi ve bilimsel araştırmalar için plazma teknolojilerinin geliştirilmesi üzerine deneyler yürütmektedir.

Çoklu ayna plazma hapsi fikri 1971'de G. I. Budker, V. V. Mirnov ve D. D. Ryutov tarafından önerildi. Çoklu ayna tuzağı, oluklu bir manyetik alan oluşturan bir dizi birbirine bağlı ayna hücresidir.

Böyle bir sistemde yüklü parçacıklar iki gruba ayrılır: tek ayna hücrelerinde yakalananlar ve tek ayna hücresinin kayıp konisinde yakalananlar.

Kurulum büyük ve elbette yalnızca burada çalışan bilim adamları tüm bileşenleri ve parçaları hakkında bilgi sahibi.

Lazer kurulumu GOS-1001.

Tesisat içerisinde yer alan ayna %100'e yakın yansıma katsayısına sahiptir. Aksi takdirde ısınır ve patlar.

Gezinin sonuncusu ama belki de en etkileyicisi Gaz Dinamik Tuzağı (GDT) idi. Bilimden uzak biri olarak bana bir montaj atölyesindeki bir tür uzay gemisini hatırlattı.

1986 yılında Novosibirsk Nükleer Fizik Enstitüsü'nde oluşturulan GDL kurulumu açık tuzaklar sınıfına ait ve plazmayı manyetik bir alanda tutmaya hizmet ediyor. Burada kontrollü termonükleer füzyon (CTF) konulu deneyler yapılıyor.

Açık tuzaklara dayanan CTS'nin önemli bir sorunu, plazmanın uç duvardan ısı yalıtımıdır. Gerçek şu ki, açık tuzaklarda, tokamak veya yıldızlaştırıcı gibi kapalı sistemlerden farklı olarak plazma tuzaktan dışarı akar ve plazma alıcılarına girer. Bu durumda, plazma alıcısının yüzeyinden bir plazma akışının etkisi altında yayılan soğuk elektronlar, tuzağa geri nüfuz edebilir ve plazmayı büyük ölçüde soğutabilir.

GDT kurulumunda plazmanın uzunlamasına hapsolmasını incelemek için yapılan deneylerde, uç genleşme tanklarındaki plazma toplayıcının önündeki tapanın arkasında genişleyen manyetik alanın soğuk elektronların tuzağa girmesini önlediği ve termal olarak etkili bir şekilde yalıttığı deneysel olarak gösterilmiştir. uç duvardan plazma.

GDT deney programının bir parçası olarak, plazma stabilitesini arttırmak, tuzaktan uzunlamasına plazma ve enerji kayıplarını azaltmak ve bastırmak, tesisin çeşitli çalışma koşulları altında plazmanın davranışını incelemek ve sıcaklığı arttırmak için sürekli çalışmalar yürütülmektedir. hedef plazma ve hızlı parçacıkların yoğunluğu. GDL kurulumu en modern plazma teşhis araçlarıyla donatılmıştır. Bunların çoğu BINP'de geliştirildi ve hatta yabancılar da dahil olmak üzere diğer plazma laboratuvarlarına sözleşmeler kapsamında tedarik ediliyor.

Lazerler Nükleer Fizik Enstitüsü'nün her yerinde ve burada da var.

Bu geziydi.

Geziyi düzenleyen BINP SB RAS Genç Bilim İnsanları Konseyi'ne ve enstitünün şu anda ne yaptığını ve nasıl yaptığını bize gösteren ve anlatan tüm BINP çalışanlarına şükranlarımı sunmak isterim. Bu raporun metni üzerindeki çalışmalara doğrudan katılan Nükleer Fizik Enstitüsü SB RAS halkla ilişkiler uzmanı Alla Skovorodina'ya özel şükranlarımı sunmak isterim. Arkadaşım Ivan'a da teşekkürler

Nükleer Fizik Enstitüsü'nden bilim adamları adını aldı. G.I. Budker SB RAS, Rus ve yabancı meslektaşlarıyla birlikte geleceğin termonükleer enerjisine doğru büyük bir adım olacak dünyanın ilk termonükleer reaktörü ITER'in oluşturulması üzerinde çalışıyor. ITER'in ana unsuru, plazmayı hapsetmek için kapalı bir manyetik kurulum olan tokamaktır. Bugün BINP, manyetik tuzakların alternatif bir versiyonu olan açık tip kurulumlar için yeni bir format geliştiriyor. Yeni RESIN vidalı kapan teorik olarak plazma tutma açısından üst düzey tokamaklarla aynı seviyede olmalıdır. Bilim adamlarının hesaplamalarını doğrulayacak deneyler 2017 sonunda başlayacak.

Bilim adamları, ilk hidrojen bombasını test ettikten sonra kontrollü termonükleer füzyon hakkında ciddi olarak düşünmeye başladılar ve ilk görev, yüksek sıcaklıktaki plazmayı "ehlileştirmek" oldu. Başka bir deyişle, sıcaklık, yoğunluk ve alıkonma süresi gibi belirli parametrelere ulaşmak.

Güneş'te plazma yerçekimi alanı tarafından tutuluyorsa, Dünya'da manyetik alanla çalışmaya karar verildi: Sovyet fizikçileri M.S. Sakharov ve I.E. 1950 yılında Tamm, manyetik sınırlama ilkesine dayalı bir termonükleer reaktör oluşturma fikrini ortaya attı ve kapalı bir manyetik tuzak kavramını önerdi. Bu şekilde ortaya çıktı tokamak– manyetik bobinlere sahip toroidal bir oda veya basit bir ifadeyle akımlı bir “çörek”. Tokamakların yaratılmasına yönelik çalışmalar L.A. tarafından yönetildi. Artsimovich, 1951'den beri Sovyet kontrollü termonükleer füzyon programının başkanı.

Çeşitli "kapalı" tuzak konfigürasyonları geliştirildi, ancak o zaman için şaşırtıcı olan ilk sonuçlar Moskova Kurchatov Enstitüsü'ndeki T-3 tokamak'ta elde edildi - 10 milyon santigrat derecenin üzerinde sıcaklığa sahip plazma. Bu sonuçlar 1968'de Novosibirsk'te Uluslararası Kontrollü Termonükleer Füzyon Konferansı'nda bildirildi ve tokamaklar o zamandan beri dünya termonükleer programının temeli haline geldi.

Ancak endüstriyel termonükleer istasyonlar olmadığı sürece kazananın tokamaklar olduğunu söylemek mümkün değil. Bugün aktif olarak araştırıyor ve piyasaya sürüyorlar yıldızlaştırıcılar 1951'de Amerikan L. Spitzer tarafından önerilmiş olup, aynı zamanda kapalı manyetik tuzaklara ve açık tip tuzaklara da aittir.

Açık manyetik plazma tuzakları alternatif bir çözümdür. Geometrisi basit olan bu cihazlarda plazma belirli bir “boyuna” hacimde tutulur ve manyetik alan çizgileri boyunca sızıntısını önlemek için manyetik “tıkaçlar” ve özel genişleticiler gibi çeşitli yöntemler kullanılır. Açık manyetik tuzak kavramı, 1953 yılında iki bilim adamı - G. I. Budker (SSCB) ve R. Post (ABD) tarafından bağımsız olarak önerildi. Altı yıl sonra, bu fikrin geçerliliği, Novosibirsk Akademik Kasabasında yeni oluşturulan SSCB Bilimler Akademisi Sibirya Şubesi Nükleer Fizik Enstitüsü çalışanı S. N. Rodionov'un deneyinde doğrulandı. O zamandan beri BINP, açık tip tuzakların tasarımı, yapımı ve deneylerinde lider olmuştur.

Elbette Novosibirsk bilim adamlarının modern tesisleri deneyseldir, yani. küçük, darbeli. Ancak teorik olarak bu tür açık tuzaklar, kapalı olanlarla karşılaştırıldığında bir takım potansiyel avantajlara sahip oldukları için endüstriyel bir termonükleer reaktörde kullanım için umut vericidir: daha basit bir mühendislik çözümü, manyetik alan enerjisinin kullanımında daha fazla verimlilik, yani. daha yüksek verimlilik sağlar ve bu cihazların çoğu sabit modda çalışabilir.

Bugün, BINP plazma laboratuvarlarından bir grup fizikçi yeni bir fikir üzerinde çalışıyor: açık bir tuzaktan kaynaklanan uzunlamasına plazma kayıplarını bastırmak için sarmal simetriye sahip bir manyetik alan kullanmak, böylece plazmanın dönüşünü kontrol etmeyi mümkün kılmak. Bu konsepti test etmek için RESIN ( Spiral Manyetik Açık Tuzak).

BINP SB RAS'taki Ph.D. araştırmacı, açık vidalı tuzağın ne olduğunu, "atalarından" ne kadar farklı olduğunu ve bilim adamlarının gelecekteki deneylerden ne gibi sonuçlar beklediğini anlattı. Anton Sudnikov.

"Küresel fikir, plazma sınırlamasını incelemek ve açık tuzakların konfigürasyonunu geliştirmek için bir sonraki adımı atmak. Bu bir kenara atılmış adım gibi görünebilir; çünkü bugün tüm dünya kapalı yapılandırma tuzaklarıyla çalışıyor. Ancak bu hala aynı yöndür - plazma fiziği ve açık formların avantajlarını deneysel olarak kanıtlamak istiyoruz.

Açık tuzaklarda manyetik alan çizgileri kapatılmaz ve plazma ortada tutulur. Ve tesislerin sonunda, elektrik hatları boyunca plazma dışarı akabilir - bizim görevimiz bu akışı azaltmaktır.

Kayıpları azaltmak için manyetik fişler takılıdır, yani. cihazın uçlarındaki manyetik alanın gücünü önemli ölçüde artırır. Gaz dinamiği olan bir GDL tuzağında, bu şekilde plazmanın aktığı şişenin "boyunlarını" büyük ölçüde daraltmak mümkündür, ancak kayıplar tamamen önlenemez.

GOL oluklu tuzakta, GDL'de olduğu gibi her iki tarafta bir manyetik fiş yoktur, ancak konfigürasyona bağlı olarak birkaç tane vardır (örneğin, halihazırda sökülmüş olan GOL-3'te yaklaşık 50 fiş vardı ve GOL-'de). NB yapım aşamasında her iki uçta 14 tane vardı) , bu sayede plazma sadece düz bir borudan akmıyor, aynı zamanda manyetik alanın oluklarına karşı da sürtünüyor. Sürtünme kuvveti nedeniyle akış hızı süpersonikten daha düşüktür, bu da kayıpların daha az olacağı anlamına gelir. Fişler arasındaki mesafe katı bir şekilde belirlendiğinden, bunlar sonsuz derecede yakın hale getirilemez, ancak bu çoklu ayna bölümlerinin uzunluğu arttırılabilir, bu da plazma sınırlama parametrelerini iyileştirir.

Plazma çıkışlarını azaltmak için bu tür çoklu aynalı bölümlerin kelimenin tam anlamıyla merkeze doğru hareket ettirilmesi gerekir. Bu durumda, plazmanın kendisi "duracak" ve manyetik tıkaçlar onun boyunca "uçacak", bir sürtünme kuvveti yaratacak ve maddeyi de beraberinde sürükleyecektir. Tapaları hareket ettirme fikri, çoklu mantar kapanı fikriyle eş zamanlı olarak ortaya çıktı. Ancak o zamanlar görevin imkansız ve kârsız olduğu düşünülüyordu çünkü böyle bir koşu alanı yaratmak için inanılmaz bir güce ihtiyaç vardı.

Maddeyi aldatma, plazmanın merkeze doğru hareket ediyormuş gibi "görünmesi" için sabit bir manyetik alan konfigürasyonu yaratma fikri 2012'nin sonunda ortaya çıktı. Bilindiği gibi, açık bir tuzaktaki plazma her zaman döner, ve bilinçli olarak döndürülmesi gerektiğinde sorunlar ortaya çıkar. Tek soru bu rotasyonun başka bir şey için kullanılıp kullanılamayacağıdır.

Fikir, vida şeklinde bir manyetik alan yaratmaktı. Kıyılmış eti istenilen yönde döndüren bir kıyma makinesi vidası hayal edin. Bizim durumumuzda benzer şekilde, merkezi bölmenin her iki tarafında plazma ile alanın bir vida dişi oluşturulur, ancak aynı zamanda farklıdır - sağ ve sol vida ile. Manyetik alan plazmayı bir yandan sola, diğer yandan sağa doğru sürükler. Yani bu uç bölümlerin her ikisi de plazmayı geri pompalar. Elbette bu durumda kayıplardan tamamen kurtulmak imkansızdır - plazma akışı zayıfladığında parçacıklar birbirleriyle çarpışmaz bile. Ancak akışı bu kadar nadir hale getirmeyi başardıysak, bu, tutma parametreleri açısından bir, hatta iki kat kazanmış olduğumuz anlamına gelir.

Bu konsept, özellikleri mevcut üst düzey tokamaklarla karşılaştırılabilecek bir tesis yaratmayı mümkün kılıyor. Tek zorluk bu fikrin hâlâ teorik olmasıdır. Ancak 2017 sonbaharında RESIN kurulumunun montajını bitirdik ve yeni bir aşama başlıyor - deneysel.

Benzersiz deneyimimiz için fazla bir şeye ihtiyaç yok: bir vidalı manyetik fiş, plazmanın oluşturulduğu bir düğüm ve alıcısının yanı sıra maddeyi manyetik alana çeken bir genişletici. Şu anda teorik hesaplamalarımızın deneylerle doğrulanabilmesi için kesin olarak tanımlanmış özelliklere sahip bir plazma kaynağı oluşturmaya çalışıyoruz.

Teknik zorluklara rağmen açık manyetik tuzağın vida formunun önemli bir kazanç sağladığı kanıtlanabilirse vida bölümlerimiz BİNP'teki yeni nesil cihazlara yerleştirilecektir. Gitmek istediğimiz yolu, işimizin yol haritasını, teknolojimizin pratik uygulamalarını şimdiden görebiliyoruz.

Vidalı tuzaklar, plazma ile temas halindeki malzemelerin davranışını incelemek, kritik altı (bir nükleer reaksiyonu bağımsız olarak sürdüremeyen) reaktörler oluşturmak için, ancak öncelikle "geleneksel" nükleer santrallerin inşası için nötron kaynakları olarak kullanılabilir. Helisel tuzakların bazı konfigürasyonları, plazma akış hızlarını 100 km/sn'ye çıkarır; bu, uyduları jeosenkron yörüngeden örneğin Ay'ın yörüngesine taşıyan uzay aracı motorları için gerekli bir koşuldur.

Bir veya iki nesil açık tuzaktan sonra, örneğin döteryum-döteryum füzyon reaksiyonunu kullanarak trityum içermeyen yakıtlarla çalışan tam teşekküllü reaktörlerin oluşturulmasından bahsetmek mümkün olacak. Tokamaklar, ciddi bir radyoaktif nötron akışı sorunu yaratan döteryum-trityum reaksiyonuyla çalışır. ITER projesinde ultra güçlü malzemelerin ve güçlü biyolojik korumanın oluşturulmasına bu kadar önem verilmesinin nedeni budur. İki döteryum atomunun füzyon reaksiyonu daha az nötron üretir, bu da enerji kaybına neden olur ve buna daha az radyoaktivite eşlik eder.

Termonükleer döteryum-trityum füzyon reaksiyonunun avantajı, insanlığın zaten onun yardımıyla plazma üretiyor olmasıdır. Enerji açısından daha uygun başka bir reaksiyonu mümkün kılmak için çok daha yüksek sıcaklıklar, yoğunluklar ve plazma hapsetme süreleri gereklidir, ancak bu tür teknolojiler henüz oluşturulmamıştır.

Ancak nötronsuz reaktörlerden uzak bir gelecek olarak bahsetmeye de gerek yok. Geliştirilmiş plazma hapsetme özelliğine sahip açık bir tuzakta, döteryum-döteryum reaksiyonu için gerekli parametrelerin elde edilmesi teorik olarak mümkünken, tokamaklarda bunun için ciddi sınırlamaların olduğu deneysel olarak kanıtlanmıştır.

Doğal olarak modelimizin hâlâ test edilmesi, optimize edilmesi ve birçok geliştirme çalışması yapılması gerekiyor. Ancak bunun ilginç bir bilimsel hikayenin başlangıcı olduğu zaten açık ve bunun sonunda geleceğin termonükleer enerjisi için çok önemli olabilecek sonuçların ortaya çıkmasını bekliyoruz.”

Hazırlayan: Tatyana Morozova, editör L. Ovchinnikova

Çalışma, Rusya Bilim Vakfı'nın 14-50-00080 numaralı “Hızlandırıcı fiziği, temel parçacık fiziği ve kontrollü termonükleer füzyon alanında bilim ve toplum için Nükleer Fizik Enstitüsü SB RAS'ın araştırma ve teknolojik potansiyelinin geliştirilmesi” hibesi ile desteklenmiştir.