Мировые горизонты новосибирских ядерщиков

С 4 по 6 октября в Институте ядерной физики им. Г.И. Будкера (ИЯФ СО РАН) прошли научные советы РАН и государственной корпорации «Росатом». В ходе этих мероприятий участники (руководители и ведущие сотрудники крупнейших институтов и организаций отрасли) обсудили состояние работ по крупным международным проектам в области управляемого термоядерного синтеза и физики плазмы.

Напомним вкратце, в каких проектах заняты российские физики-ядерщики и какие задачи перед ними стоят.

1. Международный проект ITER (ИТЭР)

Это проект первого в мире международного термоядерного экспериментального реактора, строящегося усилиями международного сообщества в Провансе (Франция), близ Марселя. Его задача заключается в демонстрации научно-технологической осуществимости использования термоядерной энергии в промышленных масштабах, а также в отработке необходимых для этого технологических процессов. Кстати, в основе будущей установки лежит разработанная советскими учеными система токамак (тороидальная камера с магнитными катушками). А сам проект стал возможным благодаря инициативе академика Евгения Велихова, поддержанной еще Горбачевым, Миттераном и Рейганом.

Сегодня в реализации ИТЭР участвует Европейский Союз, Китай, Индия, Япония, Республика Корея, Российская Федерация и США. Доля России составляет 9 % от общей стоимости установки. В разработке и изготовлении оборудования для проекта ИТЭР принимают участие более 30 российских организаций, научный руководитель одной из них - НИИЭФА им. Д.В.Ефремова (Санкт-Петербург) – Олег Филатов так прокомментировал журналистам состояние работ в настоящее время.

– В ITER есть такие сложные места, где магнитные системы работают в более трудных условиях. Так вот, для этих мест выбран российский сверхпроводник. Россия полностью выполнила свои обязательства по поставке сверхпроводящих материалов, причем наши сверхпроводящие материалы признаны лучшими в мире.

На данный момент в ИЯФ СО РАН готовится помещение, в котором в 2019 году начнется сборка 50-тонного модуля для диагностики термоядерной плазмы в ИТЭР. Речь идет об интеграционной площадке шириной 30, длиной – 36, а высотой – 23 метра. Кроме того, согласно требованию ИТЭР, это помещение должно иметь шестой класс чистоты. Это значит, что в объеме воздуха, равном стакану, должно быть не более 10 микроскопических пылинок.

2. Специализированный источник синхротронного излучения 4-го поколения ИССИ-4

В стенах Экспериментального производства ИЯФ создается уникальное оборудование для многих крупных международных научных проектов Целью реализации проекта является создание на территории нашей страны концептуально нового специализированного источника рентгеновского излучения 4-го поколения с предельно высокой пространственной когерентностью, соответствующей лазерному излучению, рекордной яркостью и временной структурой.

Основные научные задачи, решаемые с помощью ИССИ-4, будут связаны с исследованием структуры и динамики живой и неживой материи с разработкой новых технологий синтеза и диагностики наноструктурированных и гибридных материалов. В числе других задач - изучение особенностей молекулярно-биологических и нейрофизиологических процессов в живых системах, поиск новых материалов для сверхбыстрых компьютеров будущего, развитие методов рентгеновской медицинской нанодиагностики и нанотерапии и т.д.

Ключевую роль в реализации этого проекта играет ИЯФ СО РАН, В частности, ИЯФ СО РАН разрабатывает концепцию магнитной структуры новой установки, которая позволит получить рекордную яркость. Планируется, что Институт будет использовать эти же решения и при создании нового источника синхротронного излучения в Новосибирске. Директор ИЯФ Павел Логачев рассказал о значении ИССИ-4 для развития отечественной и мировой науки.

– Источники синхротронного излучения, благодаря широкому спектру проводимых на них исследований, как раз играют роль таких интеграторов науки, образования, кластеров мультидисциплинарности.

Поэтому, конечно же, такие центры, как флагманский проект ИССИ-4, должны быть не только в центральной части России. В перспективе более скромные установки должны появиться в Сибири на базе нашего института и во Владивостоке на базе Дальневосточного федерального университета. Пока это наши мечты, но мы будем стремиться к их реализации.

3. Европейский центр синхротронного излучения ESRF

На этом стенде происходит измерение параметров и настройка магнитных элементов для накопителей заряженных частиц и источников синхротронного излучения ESRF – источник синхротронного излучения третьего поколения, расположенный в Гренобле, Франция. Комплекс построен в 1994 году совместными усилиями 20 стран и является самым высокоэнергетичным синхротроном в Европе. Его экспериментальные станции используются учеными, участвующими в соглашении стран. На них проводятся исследвания в области физики, химии, биологии, материаловедения, медицины, археологии и др. Регулярно к установкам центра обращаются фармацевтические компании, фирмы-производители микроэлектроники, нефтехимические компании и т.д.

В 2011 году по инициативе НИЦ «Курчатовский институт» начались переговоры о вступлении России в этот проект. И с  2012 года российские ученые имеют доступ к программе экспертной оценки ESRF на тех же условиях, что и страны-партнеры. В свою очередь российские научные институты, включая ИЯФ, принимают участие в модернизации оборудования ESRF, в ходе которой ряд его параметров должен стать мощнее на два порядка.

Журналистам показали стенд магнитных измерений экспериментального производства ИЯФ СО РАН, где происходит измерение параметров и настройка магнитных элементов для накопителей заряженных частиц и источников синхротронного излучения. Старший лаборант ИЯФ СО РАН Вадим Павличенко рассказал про октупольные линзы, которые изготавливаются для проекта ESRF.

– Институт выполняет контракт с ESRF на разработку и изготовление 66 откупольных линз для источника синхротронного излучения ESRF, который расположен в Гренобле (Франция). После изготовления в соседнем цехе нашего производства линзы поступают на сборку, а потом к нам на настройку, которая гарантирует достижение необходимой точности. Благодаря этому повышается качество пучка заряженных частиц в источнике излучения.

В середине октября партия таких линз отправится в Гренобль.

Материал подготовлен с привлечением материалов пресс-службы ИЯФ СО РАН

Наталья Тимакова