Tuumafüüsika instituut SB RAS (INP) Siberian Hadron Collider (2011). Tuumafüüsika instituut (INP SB RAS)

Mul oli võimalus külastada maailmakuulsat INP-d. G.I. Budker SB RAS. Mida ma seal nägin, võin vaid näidata, üksikasjaliku loo installatsioonidest ja instituudist endast koostas Starostina instituudi teadur Jelena Valerievna.

(Kokku 68 fotot)

Originaaltekst võetud siit .
Üldiselt on INP-st mitmel põhjusel raske lühidalt rääkida. Esiteks sellepärast, et meie Instituut ei mahu tavapärastesse standarditesse. See ei ole päris fundamentaalteaduse jaoks töötav akadeemiline instituut, sest seal on oma toodang, mis on üsna keskpärasele taimele lähedane ja nüüdisajal hea tehas. Ja selles tehases ei tehta naelu vaagnatega, vaid neil on tehnoloogiad, mida mujal Venemaal lihtsalt pole. Kaasaegsed tehnoloogiad selle sõna kõige täpsemas tähenduses, mitte "kaasaegne 80ndate Nõukogude Liidu jaoks". Ja see taim on meie oma, mitte selline, et omanikud on “kuskil seal väljas” ja kogume tooteid lihtsalt hunnikusse.
Seega pole tegemist akadeemilise asutusega.

Aga mitte tootmine. Mis toodang see on, kui Instituut peab põhitoodet kõige fundamentaalsemaks tulemuseks ja kogu see imeline tehnoloogiline täidis ja tootmine on vaid viis selle tulemuse saavutamiseks?

Nii et lõppude lõpuks fundamentaalse profiiliga teadusinstituut?
Aga kuidas on sellega, et INP viib läbi kõige laiemat valikut sünkrotronkiirguse (edaspidi SR) või vabade elektronide laseriga (edaspidi FEL) seotud eksperimente ja need on kümnete meie instituutide eranditult rakenduslikud katsed? Ja muide, neil pole peaaegu ühtegi muud võimalust selliste katsete läbiviimiseks.

Kas see on siis multidistsiplinaarne institutsioon?
Jah. Ja palju, palju muud…

Seda lugu võiks alustada instituudi ajaloost. Või tänasest. Koos installatsioonide või inimeste kirjeldustega. Loost Venemaa teaduse seisust või füüsika viimaste päevade saavutustest. Ja kõhklesin enne suuna valimist väga kaua, kuni otsustasin kõigest natukene rääkida, siiralt lootes, et kunagi kirjutan rohkem ja postitan selle materjali kuhugi.

Niisiis, INP SB RAS neid. GI Budker või lihtsalt tuumafüüsika instituut.
Selle asutas 1958. aastal Gersh Itskovich Budker, kelle nimi instituudis oli Andrei Mihhailovitš, jumal teab miks. Ei, muidugi, ta oli juut, juudi nimed ei olnud NSV Liidus teretulnud – see on kõik selge. Kuid ma ei suutnud välja selgitada, miks just Andrei Mihhailovitš ja mitte Nikolai Semenovitš.
Muide, kui kuulete INP-s midagi sellist nagu "Andrei Mihhailovitš ütles ...", tähendab see, et Budker ütles.
Ta on instituudi asutaja ja ilmselt, kui mitte tema ja mitte Siber, poleks meil kunagi nii arenenud kiirendifüüsikat olnud. Fakt on see, et Budker töötas Kurchatovi heaks ja kuulujuttude järgi oli tal seal lihtsalt kitsas. Ja nad poleks iial lasknud sellel "kiikuda" nii, nagu see juhtus, kus alles tekkisid uued institutsioonid ja avanesid uued suunad. Jah, ja nad poleks talle selles vanuses kohe Moskvasse instituuti andnud. Kõigepealt oleks lolliks läinud laborijuhataja, siis direktori asetäitja, üldiselt, näe, oleks ära vajunud ja läinud.

Budker läks Novosibirskisse ja sealt hakkas ta enda juurde kutsuma erinevaid silmapaistvaid ja mitte eriti füüsikuid. Silmapaistvad füüsikud ei tahtnud pagulusse minna, mistõttu pandi panus noorele koolile, mis kohe asutati. NSU ja FMS selle NSU all said koolideks. Muide, Akadeemias annavad tahvlid PMS-i autorsuse eranditult Lavrentjevile, kuid selle loo elavad tunnistajad, kes elavad praegu Ameerikas ja avaldavad oma memuaare, väidavad, et koolkonna autor oli Budker, kes “müüsis” idee Lavrentjevile mõne muu haldussoodustuse saamiseks.
Teatavasti ei saanud kaks suurepärast inimest - Budker ja Lavrentjev omavahel pehmelt öeldes kuigi hästi läbi ja see ei kajastu siiani mitte ainult Akademgorodoki inimeste suhetes, vaid ka selle ajaloo kirjutamises. Vaadake ükskõik millist Teadlaste Majas (DU) peetavat akadeemilist näitust ja näete hõlpsalt, et INP tohutust arhiivist pole peaaegu üldse, näiteks fotosid, ja meie Teaduste Akadeemia suurimast instituudist räägitakse vähe ( umbes 3 tuhat töötajat) ja kolmas maksumaksja NSO-s. Pole väga aus, aga nii see on.
Ühesõnaga võlgneme Budkerile Instituudi, selle saavutuste ja atmosfääri. Muide, ja tootmine ka. Kunagi nimetati INP-d riigi kõigist institutsioonidest kõige kapitalistlikumaks – see võis ise tooteid toota ja müüa. Nüüd nimetatakse teda kõige sotsialistimaks - lõppude lõpuks läheb kogu teenitud raha ühiskasutusse ja jagatakse sealt palkadeks, lepinguteks ja mis kõige tähtsam - teaduslikeks katseteks.
See on väga kulukas äri. Detektoriga kiirendi töö muutmine (12 tundi) võib maksta sadu tuhandeid rublasid ja suurema osa sellest rahast (92–75%) teenivad BINP töötajad. INP on ainus instituut maailmas, mis teenib üksinda raha fundamentaalsetele füüsikalistele uuringutele. Muudel juhtudel rahastab selliseid asutusi riik, aga meie riigis - saate aru - kui ootate riigilt abi, siis ei sure kauaks.

Kuidas INP raha teenib? Kiirendite magnetsüsteemide müük teistesse riikidesse, kes soovivad ise kiirendeid ehitada. Võime uhkusega öelda, et kuulume kindlasti maailma kahe-kolme kiirendusrõngaste tootja hulka. Toodame nii vaakumsüsteeme kui ka resonaatoreid. Toodame tööstuslikke kiirendeid, mis töötavad kümnetes meie majanduse valdkondades, aidates desinfitseerida meditsiiniseadmeid, teravilja, toitu, puhastada õhku ja heitvett, noh, üldiselt kõike, millele meie riigis keegi tähelepanu ei pööra. INP toodab meditsiinilisi kiirendeid ja röntgeniseadmeid inimeste valgustamiseks näiteks lennujaamades või meditsiiniasutustes. Kui vaatate tähelepanelikult nende skannerite silte, näete, et need pole mitte ainult Novosibirski Tolmatševo lennujaamas, vaid ka pealinna Domodedovos. INP teeb kümneid, kui mitte sadu väikeseid tellimusi kõrgtehnoloogiliseks tootmiseks või teaduseks üle kogu maailma. Valmistame kiirendeid ja sarnaseid seadmeid USA-le, Jaapanile, Euroopale, Hiinale, Indiale... Oleme osa LHC ringist ehitanud ja väga edukad olnud. Vene tellimuste osakaal meil on traditsiooniliselt madal ja sellega pole midagi teha - valitsus ei anna raha ja kohalikel võimudel või ettevõtete omanikel lihtsalt ei jätku raha - tavaliselt läheb arve miljonite dollariteni. Peame aga ausalt tunnistama, et meil on ka tavapärased Venemaa toetused ja lepingud ning oleme ka nendega rahul, sest Instituudil on alati raha vaja.

3. Kiirendi fragment, mida praegu valmistab INP Brookhaveni labori (USA) jaoks

Meie keskmine palk on naabrite omast madalam ja selle jaotus ei tundu alati õiglane, kuid enamik IAF-i inimesi kannatab seda, sest nad saavad aru, mille kallal nad töötavad ja miks keelduvad selle nimel palka tõstmast. Iga selles esitatud protsent tähendab, et on maha arvatud käitiste tööpäevad. Kõik on lihtne.
Jah, mõnikord tuleb need täielikult peatada ja selliseid juhtumeid oli ka. Kuid õnneks kestsid need vaid kuus kuud.
INP saab endale lubada kallite eliitmajade ehitamist, kui ainult osa korteritest läheb töötajatele, saata need töötajad pikkadele välislähetustele, säilitada riigi üht parimat suusabaasi, kus peetakse Venemaa suusarada. igal aastal (muide, nüüd ähvardab baasi sulgemine järjekordse naeruväärse ehitusprojekti tõttu), et säilitada oma puhkekeskus Burmistrovos (“Razliv”), üldiselt saab ta endale lubada palju asju. Ja kuigi igal aastal tuleb juttu, et see on liiga raiskav, hoiame ikka vastu.

Ja kuidas on lood INP teadusega?
Teadus on keerulisem. INP-l on neli peamist teaduslikku suunda:
1. elementaarosakeste füüsika - PEF (st millest koosneb meie maailm väga-väga mikrotasandil)
2. kiirendite füüsika (ehk seadmed, millega saab sellele mikrotasemele (või on tänapäeva moodi järgides õigem öelda "nano"? :))
3. plasmafüüsika
4. sünkrotronkiirgusega seotud füüsika.

INP-s on ka mitmeid teisi valdkondi, eelkõige need, mis on seotud tuuma- ja fototuumafüüsika, meditsiiniliste rakenduste, radiofüüsika ja paljude muude väiksemate valdkondadega.

4. Paigaldamine Dayton VEPP-3. Kui teile tundub, et see on täielik juhtmete kaos, siis üldiselt on see asjata. Esiteks on VEPP-3 installatsioon, kus lihtsalt pole ruumi ja teiseks pildistamine toimub kaablitrassi kõrvalt (see on peale pandud). Lõpuks, kolmandaks, Dayton on üks neist rajatistest, mis mõnikord VEPP-3 struktuuri sisse ehitatakse, seejärel eemaldatakse, s.t. siin pole lihtsalt mõtet teha globaalseid "korra taastamise" süsteeme.

Meil on kaks püsivalt töötavat kiirendit: VEPP-2000 (lühend VEPP, mida sageli kohtab, tähendab "kokkupõrkeid elektron-positronkiirt"), millel on juba kaks detektorit - CMD ja SND (krüogeenne magnetdetektor ja sfääriline neutraaldetektor) ja VEPP -4M KEDR detektoriga. VEPP-4M kompleks sisaldab veel üht kiirendit VEPP-3, kus tehakse SR-ga seotud katseid (SR on saadaval ka VEPP-4-s, kuid need on uued jaamad, need on alles lapsekingades, kuigi on aktiivselt arenenud viimasel ajal ja kaitsti sel suunal üks viimaseid SIšnikovi kandidaadiväitekirju).

5. Punker SI VEPP-3, röntgenfluorestsentselementide analüüsijaam.

6. Punker SI VEPP-3, röntgenfluorestsentselementide analüüsijaam.

Lisaks on meil FEL, mis on otseselt ette nähtud töötama terahertskiirgusega kõigile väljastpoolt tulevatele inimestele, kuna INP pole selle jaoks veel "otset" eesmärki välja mõelnud. Muide, pärast seda ekskursiooni sai teatavaks, et LSE juht Nikolai Aleksandrovitš Vinokurov valiti Venemaa Teaduste Akadeemia korrespondentliikmeks.

Teeme siin esimese peatuse selgituste saamiseks (lugejate õhutusel). Mis on FEL ehk vaba elektronlaser? Seda ei ole väga lihtne sõrmedega seletada, kuid eeldame, et teate, et tavalise laserkiirguse korral toimub kiirgus nii: mingit meetodit kasutades soojendame (ergastame) aine aatomeid niivõrd, et need kiirgama hakata. Ja kuna me valime selle kiirguse erilisel viisil, sattudes resonantsi kiirguse energiaga (ja seega ka sagedusega), saame laseri. Nii et FEL-is ei ole kiirgusallikaks aatom, vaid elektronkiir ise. Teda sunnib mööda minema nn wiggler (undulator), kus palju magneteid sunnib kiirt mööda sinusoidi küljelt küljele "tõmblema". Samal ajal kiirgab see kogu sama sünkrotronkiirgust, mida saab laserkiirguseks kokku panna. Muutes voolutugevust vigurmagnetites või kiire energiat, saame muuta ka laseri sagedust laias vahemikus, mis hetkel muul viisil kättesaamatu.

Venemaal pole muid FEL-seadmeid. Aga need on USA-s, sellist laserit ehitatakse ka Saksamaal (Prantsusmaa, Saksamaa ja meie instituudi ühisprojekt, maksumus ületab 1 miljardi euro.) Inglise keeles kõlab selline laser nagu FEL - free electronic laser.

8. Vaba elektronlaseri elektronpüstol

9. Süsteem FEL-i resonaatorite vesijahutuse taseme jälgimiseks

10. FEL-resonaatorid

11. Sellel ja kahel järgmisel raamil - FEL, vaade altpoolt (see on riputatud "lakke").

14. Ševtšenko Oleg Aleksandrovitš sulgeb FEL-i saali ukse. Pärast lõpplüliti käivitamist radarikaitse (paremal betoonplokk) tabava ukse poolt on võimalik laser käivitada.

15. Konsool FEL. Laual - kaitseprillid laserkiirguse eest

16. Üks FELi jaamadest. Paremal on näha optilised alused, millel on kõrbenud paberiga lehed (keskel tumedad laigud). See on FEL laserkiirguse jälg

17. Haruldane raam. Vana kiire ostsilloskoop juhtruumis FEL. Selliseid ostsilloskoope on INP-s vähe alles, aga kui vaatad, siis leiad. Lähedal (vasakul) on täiesti kaasaegne digitaalne Tektronix, aga mis selles huvitavat on?

Meil on plasmafüüsika vallas oma suund, mis on seotud plasma (kus peaks toimuma termotuumareaktsioon) hoidmisega lahtistes lõksudes. Sellised püünised eksisteerivad ainult INP-s ja kuigi need ei võimalda täita "termotuuma" põhiülesannet - juhitava termotuumasünteesi loomist, võimaldavad need märkimisväärset edu selle juhitava termotuumasünteesi parameetrite uurimisel. .

18. AMBAL-seade, ambipolaarne adiabaatiline lõks, ei tööta praegu.

Mida kõigi nende installatsioonidega tehakse?

Kui me räägime FECh-st, siis on olukord keeruline. Kõik FEC-i viimaste aastate saavutused on seotud LHC-tüüpi kiirendus-põrgetitega (EL-H-C, nagu kogu maailm seda nimetab, ja LHC - suur hadronipõrgeti, nagu seda nimetatakse ainult siin). Need on kiirendid tohutu energia jaoks - umbes 200 GeV (gigaelektronvolt). Nendega võrreldes on ligi pool sajandit töötanud VEPP-4 oma 4-5 GeV juures vana mees, kus saab piiratud ulatuses uuringuid teha. Ja veelgi enam VEPP-2000, mille energia on vaid umbes 1 GeV.

Pean siinkohal veidi peatuma ja selgitama, mis on GeV ja miks seda palju on. Kui võtame kaks elektroodi ja rakendame neile 1-voldise potentsiaalide erinevuse ning seejärel laseme nende elektroodide vahel laetud osakese, omandab see 1 elektronvoldi energia. Seda eraldab tuttavamast džaulist koguni 19 suurusjärku: 1 eV = 1,6 * 10 -19 J.
1 GeV energia saamiseks on vaja tekitada 1 gigavoldine kiirenduspinge elektronide lennu pikkuse ulatuses. LHC energia saamiseks peate looma pinge 200 gigavolti (giga on miljard volti, 10 9 või 1 000 000 000 volti). Kujutage ette, mida selleks vaja on. Piisab, kui öelda, et LHC (LHC) toiteallikaks on üks läheduses asuvatest Prantsusmaa tuumaelektrijaamadest.

21. VEPP-2000 kiirendi - eelmise VEPP-2M kiirendi moderniseerimine. Erinevus eelmisest versioonist seisneb suuremas energias (kuni 1 GeV) ja nn ümmarguste talade teostatud idees (tavaliselt näeb tala rohkem välja nagu lint kui miski muu). Eelmisel aastal alustas kiirendi tööd pärast pikka rekonstrueerimist.

23. Konsool VEPP-2000.

24. Konsool VEPP-2000. Tabeli kohal on kiirendikompleksi skeem.

25. BEP elektronide ja positronite võimendus VEPP-2000 jaoks

Mida INP selles valdkonnas võtab? Nende uurimistöö kõrgeim täpsus. Fakt on see, et elu on korraldatud nii, et kõik kergemad osakesed aitavad kaasa raskemate sündimisele ja mida täpsemalt me teame nende massienergiat, seda paremini teame panust isegi Higgsi bosoni sünnisse. Seda INP teebki – saab ülitäpseid tulemusi ja uurib erinevaid haruldasi protsesse, mis ei nõua lihtsalt seadistamist, vaid ka teadlastelt palju kavalust ja osavust, et neid kinni püüda. Ajud, lühidalt, võtab, mida veel? Ja selles mõttes paistavad kõik kolm INP-detektorit hästi silma - KMD, SND ja KEDR (sellel pole nime dekodeerimist)

26. SND - sfääriline neutraaldetektor, mis võimaldab registreerida osakesi, millel pole laengut. Pildil on lähedal lõplikule kokkupanekule ja töö algusele.

Meie suurim detektor on KEDR. Hiljuti viidi sellega lõpule katsetsükkel, mis võimaldas mõõta nn tau leptoni massi, mis on kõiges analoogne elektroniga, ainult palju raskem, ja J / Psi - osakeste, esimene neist. osakesed, kus "töötab" suuruselt neljas kvark. Ja ma seletan uuesti. Nagu teate, on kvarke kokku kuus - neil on väga ilusad ja isegi eksootilised nimed, mille järgi nendesse sisenevaid osakesi nimetatakse (ütleme, et "võlutud" või "veidrad" osakesed tähendavad, et need sisaldavad vastavalt võlu ja kummalisi kvarke) :

Kvarkide nimedel pole mingit pistmist erinevate asjade tegelike omadustega – teoreetikute meelevaldne fantaasia. Jutumärkides toodud nimetused on terminite aktsepteeritud venekeelsed tõlked. Ma mõtlen, et "ilusat" kvarki ei saa nimetada ilusaks või ilusaks – terminoloogiline viga. Sellised on keelelised raskused, kuigi t-kvarki nimetatakse sageli lihtsalt tippkvarkiks 🙂

Niisiis koosnevad kõik meile tuttavad maailma osakesed kahest kõige kergemast kvargist, ülejäänud nelja olemasolu tõestuseks on põrkuvate kiirete kiirendite ja detektorite töö. S-kvargi olemasolu ei olnud lihtne tõestada, see tähendas korraga mitme hüpoteesi õigsust ja J / psi avastamine oli silmapaistev saavutus, mis näitas kohe kogu elementaarosakeste uurimismeetodi suurt lubadust. , ning ühtlasi avas meile võimaluse uurida protsesse, mis toimusid maailmas Suure Plahvatuse ajal ja toimuvad praegu. Gpsi massi pärast KEDR katset mõõdeti täpsusega, mida ületas ainult elektroni ja neutroniga prootoni masside mõõtmine, s.o. mikromaailma peamised osakesed. See on fantastiline tulemus, mille üle võivad nii detektor kui ka kiirendi veel kaua uhkust tunda.

28. See on KEDR detektor. Nagu näete, on see nüüd lahti võetud, see on harukordne võimalus näha, kuidas see seestpoolt välja näeb. Süsteeme remonditakse ja uuendatakse pärast pikka tööd, mida tavaliselt nimetatakse "eksperimentaalseks sisenemiseks" ja mis kestab tavaliselt mitu aastat.

29. See on KEDR-i detektor, pealtvaade.

31. KEDR-detektori krüogeenne süsteem, vedela lämmastikuga mahutid, mida kasutatakse KEDR-detektori ülijuhtiva magneti jahutamiseks (see jahutatakse vedela heeliumi temperatuurini, eeljahutatakse vedela lämmastiku temperatuurini).

32. VEPP-4M ringis

Kiirendifüüsika vallas on olukord parem. INP on üks põrkajate loojaid üldiselt, st. võime julgelt pidada end üheks kahest instituudist, kus see meetod sündis peaaegu üheaegselt (mõnekuulise vahega). Esmakordselt kohtusid meie riigis mateeria ja antiaine nii, et nendega oli võimalik teha katseid, mitte jälgida just seda antiainet kui midagi hämmastavat, millega on võimatu töötada. Jätkuvalt pakume välja ja püüame ellu viia kiirendiideid, mida maailmas veel ei ole ning meie spetsialistid ei tule mõnikord väliskeskustest välja valmis nende elluviimist enda peale võtma (meie jaoks on see kulukas ja aeganõudev). Pakume uusi "tehaste" projekte - võimsaid kiirendeid, mis võivad iga tala pöörde jaoks "sünnitada" tohutul hulgal sündmusi. Ühesõnaga, siin, kiirendifüüsika vallas, võib INP julgelt väita, et on maailmatasemel instituut, mis pole kõik need aastad oma tähtsust kaotanud.

Me ehitame väga vähe uusi installatsioone ja nende tegemine võtab kaua aega. Näiteks VEPP-5 kiirendit, mis oli planeeritud INP suurimaks, ehitati nii kaua, et see vananes. Samas on loodud pihusti nii hea (ja isegi ainulaadne), et oleks vale seda kasutamata jätta. Seda rõnga osa, mida näete täna, ei kavatseta kasutada mitte VEPP-5 jaoks, vaid osakeste möödaviigukanalite jaoks VEPP-5 eelpihustist VEPP-2000 ja VEPP-4 suunas.

33. VEPP-5 rõnga tunnel on võib-olla praegu INP suurim seda tüüpi ehitis. See on piisavalt suur, et mahutada bussi. Rõngast ei ehitatud rahapuudusel kordagi.

34. Forinjectori fragment - VEPP-3 kanal VEPP-5 tunnelis.

35. Need on möödaviigukanali Forinjector - VEPP2000 magnetelementide toed (kanalid on täna veel ehitamisel.)

36. VEPP-5 eelpihusti LINAC-ruum (lineaarkiirend)

37. Sellel ja järgmisel raamil - Forinjectori magnetelemendid

39. Forinjector VEPP-5 lineaarkiirend. Pildistamise lõppu ootavad kompleksis valvetöötaja ja külastajate eest vastutav isik

40. Forinjectori salvestusjahuti, kus LINAC-i elektronid ja positronid saavad veelgi kiirendada ja muuta mõningaid kiire parameetreid.

41. Säilitusjahuti magnetsüsteemi elemendid. Antud juhul neljapoolne objektiiv.

42. Paljud meie Instituudi külalised arvavad ekslikult, et 13. maja, kus asuvad VEPP3, 4, 5 kiirendid, on väga väike. Ainult kaks korrust. Ja nad eksivad. See on tee alla põrandatele, mis on maa all (nii on lihtsam radarikaitset teha)

Täna plaanib INP luua nn c-tau (ce-tau) tehast, millest võib saada viimaste aastakümnete suurim fundamentaalfüüsika projekt Venemaal (kui megaprojekti Venemaa valitsus toetab), tulemused jäävad kahtlemata maailma parimate tasemele. Küsimus on, nagu alati, rahas, mida instituut tõenäoliselt üksi teenida ei suuda. Üks asi on säilitada praeguseid rajatisi ja teha uusi väga aeglaselt, teine asi on konkureerida uurimislaboritega, mis saavad täielikku toetust oma riikidelt või isegi sellistelt ühendustelt nagu EL.

Plasmafüüsika vallas on olukord mõnevõrra keerulisem. Seda suunda pole aastakümneid rahastatud, võimas spetsialistide väljavool välismaale ja ometi leiab plasmafüüsika ka siit, millega kiidelda.Eelkõige selgus, et plasma turbulents (pööris), mis peaks on hävitanud selle stabiilsuse, , aitavad seda etteantud piirides hoida.

43. Kaks peamist plasmafüüsika installatsiooni - GOL-3 (pildil hoone kraana-tala tasandilt) ja GDL (all)

44. Generaatorid GOL-3 (gofreeritud avatud lõks)

45. GOL-3 kiirendi struktuuri fragment, nn peegelrakk.

Miks plasma kiirendi? See on lihtne – termotuumaenergia saamise probleemis on kaks peamist probleemi: plasma hoidmine kavala struktuuriga magnetväljades (plasma on laetud osakeste pilv, mis püüavad üksteisest eemalduda ja erinevatesse suundadesse levida) ja selle kiire kuumenemine. termotuumatemperatuurid (kujutage ette - te olete teekann kuni Kuumutate 100 kraadi mitu minutit, kuid siin on see vajalik mikrosekundite kuni miljonite kraadideni). Mõlemad probleemid püüti BINP-s lahendada kiirendustehnoloogiate meetoditega. Tulemus? Kaasaegses TOKAMAKSis on plasmarõhk kuni väljarõhuni, mida saab säilitada, maksimaalselt 10%, avatud lõksu korral INP-s kuni 60%. Mida see tähendab? Et deuteeriumi + deuteeriumi fusioonireaktsiooni TOKAMAKis läbi viia pole võimalik, seal saab kasutada ainult väga kallist triitiumi. GOL-tüüpi rajatises võiks deuteeriumist loobuda.

46. Pean ütlema, et GOL-3 näeb välja nagu midagi, mis on loodud kas kauges tulevikus või lihtsalt tulnukate poolt. Tavaliselt jätab see kõigile külastajatele täiesti futuristliku mulje.

Ja nüüd liigume edasi teise INP plasmarajatise juurde - GDT (gaas dynamic trap). See plasmalõks ei olnud algusest peale keskendunud termotuumareaktsioonile, see oli ehitatud plasma käitumise uurimiseks.

50. GDL on üsna väike seade, nii et see mahub täielikult ühte kaadrisse.

Plasmafüüsikal on ka omad unistused, tahetakse luua uus installatsioon - GDML (m - multi-peegel), selle arendus algas 2010. aastal, aga millal see lõpeb, seda ei tea keegi. Kriis mõjutab meid kõige olulisemalt – esimesena väheneb teadusmahukas tootmine ja koos sellega ka meie tellimused. Rahastuse olemasolul saab installatsiooni luua 4-6 aastaga.

SI vallas jääme (räägin Venemaast) ausalt öeldes maha kogu planeedi arenenud osast. Maailmas on tohutult palju SR-allikaid, need on paremad ja võimsamad kui meil. Neis on tuhandeid, kui mitte sadu tuhandeid artikleid, mis on seotud kõige uurimisega alates bioloogiliste molekulide käitumisest kuni tahkete ainete füüsika ja keemia uurimiseni. Tegelikult on see võimas röntgenikiirguse allikas, mida muidu ei saa, seega on kõik aine ehituse uurimisega seotud uuringud SI.

Elu on aga selline, et Venemaal on ainult kolm SR-i allikat, millest kaks on meie tehtud ja ühe aitasime käivitada (üks asub Moskvas, teine Zelenogradis). Ja ainult üks neist töötab pidevalt eksperimentaalses režiimis - see on "vana hea" VEPP-3, mis ehitati tuhat aastat tagasi. Fakt on see, et SI jaoks kiirendi ehitamisest ei piisa. Oluline on ka SR-jaamade seadmete ehitamine, kuid seda pole kusagil mujal. Seetõttu eelistavad paljud meie lääneregioonide teadlased saata esindaja "kõigele valmis", kui kulutada tohutuid rahasummasid SR-jaamade loomisele ja arendamisele kuskil Moskva oblastis.

55. VEPP-3 ringis

56. See on vaade VEPP-4 kompleksile linnulennult, õigemini poolkorruste kolmandale korrusele. Otse all on raadiokaitse betoonplokid, nende all POZITRON ja VEPP-3, siis on sinakas ruum - kompleksi juhtimisruum, kust juhitakse kompleksi ja katset.

57. VEPP-3 "juht", INP ja riigi üks vanimaid kiirendifüüsikuid - Mišnev Svjatoslav Igorevitš

INP-s on peaaegu 3000 teadlase kohta veidi üle 400, kui arvestada magistrante. Ja te kõik mõistate, et see ei seisa masina juures teadlasega, vaid uute kiirendusrõngaste jooniseid ei tee ka magistrandid koos tudengitega. INP-s on suur hulk inseneri-tehnilisi töötajaid, kuhu kuulub tohutu projekteerimisosakond ja tehnoloogid, elektrikud ja raadioinsenerid ja ... kümned muud erialad. Meil on suur hulk töölisi (umbes 600 inimest), mehaanikuid, laborante, raadiolaborante ja sadu muid erialasid, millest ma mõnikord isegi ei tea, sest see ei huvita eriti kedagi. Muide, INP on üks neist haruldastest ettevõtetest riigis, mis korraldab igal aastal noorte tööliste - treialide ja möldrite - konkurssi.

62. INP tootmine, üks töökodadest. Seadmed on valdavalt vananenud, moodsad masinad asuvad Keemias asuvates töökodades, kus me pole käinud (selline koht on Novosibirskis, nn süsteemide uurimisinstituudi kõrval). Selles töökojas on ka CNC-masinad, need lihtsalt ei sattunud kaadrisse (see on vastus mõnele ajaveebi märkusele.)

Oleme IAFiidid, me oleme üksik organism ja see on meie instituudis peamine. Kuigi on muidugi väga oluline, et nad juhiksid kogu füüsika tehnoloogilist protsessi. Nad ei saa alati aru materjalidega töötamise üksikasjadest ja peensustest, kuid nad teavad, kuidas kõik peaks lõppema ja pidage meeles, et väike rike kuskil masina töötaja juures viib selleni, et mitme miljoni dollari suurune installatsioon tõuseb kuskile siin või maailmas. Ja seetõttu ei pruugi mõni roheline üliõpilane isegi inseneri selgitustest aru saada, aga küsimusele “kas sellega võib nõustuda” raputab ta eitavalt pead, mäletades täpselt, et tuleb välja võtta ja panna alus täpsusega viis mikronit. meetrit, muidu tema paigaldamine ebaõnnestub. Ja siis on tehnoloogide ja inseneride ülesanne välja mõelda, kuidas tema, kurikael, suudab pakkuda oma mõeldamatuid nõudeid, mis on vastuolus kõigega, mida me tavaliselt teeme. Kuid nad mõtlevad välja ja pakuvad ning samal ajal investeerivad mõeldamatult palju mõistust ja leidlikkust.

63. Aleksander Ivanovitš Žmaka, hämmeldunud ja vastutav VEPP-4M kompleksi elektriseadmete eest.

64. See kurjakuulutav kaader on tehtud just ühes instituudi majas, samas kohas, kus asuvad VEPP-3, VEPP-4 ja VEPP-5 eelinjektor. Ja see tähendab lihtsalt seda, et gaasipedaal töötab ja on mingi oht.

67. Maailma esimene põrkur, mis ehitati 1963. aastal, et uurida nende kasutamise võimalusi elementaarosakeste füüsika katsetes. VEP-1 on ajaloos ainus põrkur, milles kiired ringlevad ja põrkuvad vertikaaltasandil.

68. Instituudi hoonetevahelised allkäigud

Aitäh Elena Põdrale pildistamise korraldamise ja installatsioonide üksikasjalike lugude eest.

Tuumafüüsika Instituut. G. I. Budker SB RAS on instituut, mis asutati 1958. aastal Novosibirski Akadeemias Aatomienergeetika Instituudi uute kiirendusmeetodite labori baasil, mille juhiks on I. V. Kurchatov. INP on Venemaa Teaduste Akadeemia suurim instituut. Instituudi töötajate koguarv on ligikaudu 2900 inimest. Instituudi teadlaste hulgas on 5 Venemaa Teaduste Akadeemia täisliiget, 6 Venemaa Teaduste Akadeemia korrespondentliiget, umbes 60 teadusdoktorit, 160 teaduste kandidaati. INP on CERNi suure hadronipõrgetise heaks teinud üsna muljetavaldava töö.

Kõik algas sellest: VEP-1 (kokkupõrked elektronkiired)
Maailma esimene põrkur, mis ehitati 1963. aastal, et uurida võimalust kasutada neid osakeste füüsikalistes katsetes. VEP-1 on ajaloos ainus põrkur, milles kiired ringlevad ja põrkuvad vertikaaltasandil.

Nüüd töötab INP SB RAS-is kaks kiirendit: VEPP-4 ja VEPP-2000.
VEPP-2000 elektron-positroni põrkur, mille väljatöötamist alustati samuti 2000. aastal, on saanud omamoodi Suure hadronipõrguti nooremaks vennaks. Kui Euroopa põrkur jõudis osakeste energiani 100 gigaelektronvolti kiirte kohta (koguenergia on 200 gigaelektronvolti), siis Siberi põrkaval on täpselt 100 korda nõrgem - 2000 megaelektronvolti või 2 gigaelektronvolti.

Uue põrkuri üks peamisi ülesandeid on mõõta võimalikult suure täpsusega elektron-positroni paari hadroniteks – mesoniteks ja barüoniteks – annihilatsiooni parameetreid. Positroon ja elektron – osake ja antiosake – võivad kokkupõrgete käigus annihileeruda, muutudes täielikult elektromagnetkiirguseks. Kuid teatud energiate korral võivad need kokkupõrked tekitada teisi osakesi, mis koosnevad kahest (meson) või kolmest kvargist (barüonid – prootonid ja neutronid).
Prootonite ja neutronite sisemine struktuur pole siiani täielikult mõistetav.

Kohene jahutus jalgadele lämmastikuga.

Mulle öeldi, et hetkel on see üks võimsamaid magneteid maailmas.

VEPP-2000 juhtimine

VEPP-4 kiirendikompleks on ainulaadne võimalus katsete läbiviimiseks suure energiaga elektron-positron põrkuvate kiirtega. VEPP-4 kompleks sisaldab pihustit (kiire energia kuni 350 MeV), salvestusrõngast VEPP-3 (kuni 2 GeV) ja elektron-positron põrkurit VEPP-4M (kuni 6 GeV).

VEPP-4M põrkur universaalse elementaarosakeste detektoriga KEDR on mõeldud suure energiaga füüsikakatseteks.

VEPP-4M juurutas süsteemi osakeste energia mõõtmiseks resonantsdepolarisatsiooni meetodil suhtelise veaga kuni 10-7, mida ei saavutata üheski teises laboris maailmas. See tehnika võimaldab mõõta elementaarosakeste masse ülimalt suure täpsusega.

Viimastel aastatel on enamiku katsete eesmärk olnud elementaarosakeste masside täpsusmõõtmine.

Lisaks suure energiaga füüsikale kasutatakse VEPP-4 kompleksi uuringutes, kus kasutatakse väljatõmmatud sünkrotronkiirguse kiirte abil. Peamised valdkonnad on materjaliteadus, plahvatusohtlike protsesside uurimine, arheoloogia, bioloogia ja meditsiin, nanotehnoloogia jne.

VEPP-4 kompleksi rajatistes viivad uurimistööd läbi üle 30 Venemaa ja välismaise organisatsiooni, sealhulgas Venemaa Teaduste Akadeemia instituudid Novosibirskist, Jekaterinburgist, Krasnojarskist, Tomskist, Peterburist, Moskvast jne, aga ka välisinstituudid. Saksamaalt, Prantsusmaalt, Itaaliast, Šveitsist, Hispaaniast, USA-st, Jaapanist ja Lõuna-Koreast.

VEPP-4m ümbermõõt on 366 meetrit.

Selle poolrõngad läbivad maa all

VEPP-3 säilitusringis tehakse tuumafüüsika katseid sisemise gaasisihtmärgiga, milleks on rekordiline gaasijuga (deuteerium või vesinik), mis süstitakse otse hoiurõnga vaakumkambrisse.

VEPP-3 salvestusrõnga pikkus on 74,4 m, sissepritseenergia 350 MeV ja maksimaalne energia 2000 MeV.

VEPP-3 peamised töövaldkonnad on praegu elektronide ja positronite akumuleerimine ja süstimine põrkurisse VEPP-4M, töö sünkrotronkiirguse allikana ning katsed sisemise gaasisihtmärgiga, elektronide hajutamisel polariseeritud deuteroonide poolt. .

Süstimiskompleksi akumulaator-jahuti.

GDT-rajatis (gaasi dünaamiline lõks) on statiiv oluliste füüsikaliste probleemide eksperimentaalseks uurimiseks, mis on seotud termotuumaplasma piiramisega pikkades avatud tüüpi magnetsüsteemides. Uuritavateks probleemideks on osakeste ja energia pikisuunaliste kadude füüsika, plasma tasakaal ja magnetohüdrodünaamiline stabiilsus ning mikroebastabiilsus.

GDL rajatises tehtud katsed andsid vastused mitmele kuuma plasmafüüsika klassikalisele küsimusele.

GDL üksust uuendatakse praegu. Moderniseerimise eesmärk on kasutada plasmakütteks uue põlvkonna võimsaid aatomipihusteid. Sellised pihustid võimaldavad arvutuste kohaselt saada rekordilisi kuuma plasma parameetreid, mis võimaldavad viia läbi mitmeid katseid plasma sulgemise ja kuumutamise füüsika üksikasjalikuks uurimiseks tulevastele termotuumasünteesi reaktoritele iseloomulike parameetritega.

Multipeegel plasmalõks GOL-3.
GOL-3 rajatises tehakse katseid plasma ja pinna vastasmõju uurimiseks. Nende katsete eesmärk on valida optimaalsed konstruktsioonimaterjalid termotuumareaktori elementide jaoks, mis puutuvad kokku kuuma plasmaga.

GOL-3 paigaldus on solenoid, millele on peale pandud palju pooli (110 tk), mis tekitavad toru sees võimsa magnetvälja. Enne paigaldise käivitamist pumpavad vaakumpumbad torust õhku välja, mille järel süstitakse sisse deuteeriumiaatomid. Seejärel tuleb toru sisu kuumutada kümnete miljonite kraadideni, läbides laetud osakeste kiire.

Kuumutamine toimub kahes etapis - elektrilaengu tõttu saavutatakse eelsoojendus kuni 20 tuhande kraadini ja seejärel kuumutamine kuni 50-60 miljoni kraadini toimub elektronkiire "sissepritsega". Selles olekus hoitakse plasmat vaid murdosa sekundist – selle aja jooksul võtavad instrumendid näidud edasiseks analüüsiks.

Kogu selle aja rakendatakse mähistele pinget, tekitades neis umbes viie Tesla suuruse magnetvälja.
Nii tugev füüsikaseadustele alluv väli kipub pooli lahti rebima ja selle vältimiseks kinnitatakse need tugevate teraskinnitustega.

Kokku tehakse päevas mitu "võtet", millest igaühe jaoks kulub umbes 30 MW elektrienergiat. See energia tuleb Novosibirski hüdroelektrijaamast eraldi võrgu kaudu.

FEL-i paigaldamine Keemilise kineetika ja põlemise instituuti, mis asub INP kõrval.
Vabaelektronlaserid koosnevad kahest sõlmest – undulaatorist ja optilisest resonaatorist.
Idee on järgmine – elektronkiir lendab läbi märke muutva magnetväljaga lõigu. Selle välja mõjul on elektronid sunnitud lendama mitte sirgjooneliselt, vaid mööda teatud sinusoidset lainelist trajektoori. Seda võnkuvat liikumist tehes kiirgavad relativistlikud elektronid valgust, mis sirgjooneliselt siseneb optilisse resonaatorisse, mille sees on meeletu vaakum (10–10 millimeetrit elavhõbedat).

Toru vastasotstes on kaks massiivset vasest peeglit. Teel peeglist peeglisse ja tagasi saab valgus korraliku võimsuse, millest osa väljastatakse tarbijale. Elektromagnetiliseks kiirguseks energiat eraldanud elektronid pöörduvad läbi painutusmagnetite süsteemi, pöörduvad tagasi RF-resonaatoritesse ja aeglustuvad seal.

Kasutajajaamad, mida täna on kuus, asuvad maja teisel korrusel väljaspool kiirendussaali, kus FEL-i töö ajal viibimine on võimatu. Kiirgus juhitakse ülespoole kuiva lämmastikuga täidetud torude kaudu.

Eelkõige on bioloogid kasutanud selle rajatise kiirgust keerukate molekulaarsüsteemide uurimiseks uue meetodi väljatöötamiseks.

Keemikute jaoks avaneb võimalus reaktsioone energia seisukohast väga säästlikult juhtida. Füüsikud tegelevad metamaterjalide uurimisega - tehismaterjalid, millel on teatud lainepikkuste vahemikus negatiivne murdumisnäitaja, muutudes täiesti nähtamatuks jne.

Nagu "uksest" näha, on hoonel tõenäoliselt 100-kordne kiirguskaitse ohutusvaru.

Kõigi fotode kasutamist puudutavate küsimuste korral kirjutage e-postile.

Tuumafüüsika instituudi teadlased. G. I. Budker Venemaa Teaduste Akadeemia Siberi filiaalist töötab koos Venemaa ja välismaiste kolleegidega maailma esimese termotuumareaktori ITER loomise kallal, mis on oluline samm tuleviku termotuumaenergia suunas. ITERi põhielement on tokamak, suletud magnetrajatis plasma piiramiseks. Täna töötab INP välja uut vormingut magnetpüüniste alternatiivse versiooni jaoks – avatud tüüpi installatsioonid. Uus SMOLA spiraalne lõks peaks teoreetiliselt olema plasmakinnituse poolest sama hea kui tipptasemel tokamakid. Katsed, mis peaksid teadlaste arvutusi kinnitama, algavad 2017. aasta lõpus.

Teadlased mõtlesid pärast esimese vesinikupommi katsetamist tõsiselt juhitavale termotuumasünteesile ja esimeseks ülesandeks oli kõrge temperatuuriga plasma "taltsutamine". Teisisõnu, teatud temperatuuri, tiheduse ja selle säilivusaja parameetrite saavutamiseks.

Kui Päikesel hoiab plasmat kinni gravitatsiooniväli, siis Maal otsustasid nad töötada magnetväljaga: Nõukogude füüsikud A.D. Sahharov ja I.E. Tamm esitas 1950. aastal idee luua termotuumareaktor, mis põhineks magnetkinnitusel ja pakkus välja suletud magnetlõksu kontseptsiooni. Nii ilmus tokamak- magnetpoolidega toroidkamber või lihtsal viisil vooluga "sõõrik". Tokamakide loomise tööd juhtis L.A. Artsimovitš, nõukogude juhitud termotuumasünteesi programmi juht alates 1951. aastast.

Töötati välja mitu "suletud" püüniste konfiguratsiooni, kuid Moskva Kurtšatovi Instituudi T-3 tokamakil saadi selle aja esimesed vapustavad tulemused - plasma temperatuuriga üle 10 miljoni kraadi Celsiuse järgi. Nendest tulemustest teatati Novosibirskis 1968. aastal toimunud rahvusvahelisel kontrollitud termotuumasünteesi konverentsil ja sellest ajast alates on tokamakid saanud maailma termotuumaprogrammi aluseks.

Siiski ei saa öelda, et just tokamakid “võitsid”, seni kuni pole tööstuslikke termotuumajaamu. Tänaseks aktiivselt uuritud ja käivitatud stellaatorid, mille pakkus välja juba 1951. aastal ameeriklane L. Spitzer, mis kuuluvad samuti suletud magnetpüüniste hulka, aga ka avatud tüüpi püünistesse.

Alternatiivne lahendus on avatud magnetilised plasmapüüdjad. Nendes geomeetriliselt lihtsates seadmetes hoitakse plasmat teatud “pikisuunalises” mahus ning selle mööda magnetvälja voolamise takistamiseks kasutatakse erinevaid meetodeid, nagu magneti “pistikud” ja spetsiaalsed ekspanderid. Avatud magnetlõksu kontseptsiooni pakkusid 1953. aastal iseseisvalt välja kaks teadlast G. I. Budker (NSVL) ja R. Post (USA). Kuus aastat hiljem kinnitas selle idee paikapidavust S.N. Sellest ajast alates on INP olnud avatud püüniste projekteerimise, ehitamise ja katsetamise eestvedaja.

Muidugi on Novosibirski teadlaste kaasaegsed installatsioonid eksperimentaalsed, s.t. väike, impulsiivne Kuid teoreetiliselt on seda tüüpi avatud lõksud tööstuslikus termotuumareaktoris kasutamiseks paljulubavad, kuna neil on suletud püünistega võrreldes mitmeid potentsiaalseid eeliseid: lihtsam insenertehniline lahendus, suurem magnetvälja energia kasutamise efektiivsus, s.t. suurem efektiivsus, pealegi võivad paljud neist seadmetest töötada statsionaarses režiimis.

Täna töötab rühm INP Plasma Laboratories füüsikuid värske idee kallal: kasutada spiraalse sümmeetriaga magnetvälja, et suruda maha plasma pikisuunalised kadud avatud lõksust, mis võimaldab kontrollida plasma pöörlemist. Selle kontseptsiooni testimiseks kasutati eksperimentaalset seadistust SMOLA ( Spiraalne magnetiline avatud lõks).

Selle kohta, mis on avatud spiraalne lõks, kuidas see erineb oma "eellastest" ja milliseid tulemusi ootavad teadlased tulevastelt katsetelt, ütles INP SB RASi teadur, Ph.D. Anton Sudnikov.

"Ülemaailmne idee on astuda järgmine samm plasma sulgemise uurimisel, avatud püüniste konfiguratsiooni parandamisel. Võib tunduda, et see on samm kõrvale – sest kogu maailm töötab tänapäeval suletud konfiguratsiooniga lõksudega. Kuid see on ikkagi sama suund - plasmafüüsika ja me tahame eksperimentaalselt tõestada avatud vormide eeliseid.

Avatud püünistes ei ole magnetvälja jooned suletud ja plasma hoitakse keskel. Ja paigaldiste otstes, mööda jõujooni, võib plasma välja voolata - meie ülesanne on seda voolu vähendada.

Kadude vähendamiseks paigaldatakse magnetpistikud, s.o. suurendage järsult magnetvälja tugevust seadme otstes. GDL gaasidünaamilises lõksus on niimoodi võimalik väga tugevalt kitsendada pudeli “kaelu”, kust plasma voolab, kuid kadusid täielikult vältida ei saa.

GOL-i gofreeritud lõksus pole mõlemal küljel mitte üks magnetpistik, nagu GDL-is, vaid mitu, sõltuvalt konfiguratsioonist (näiteks juba lahtivõetud GOL-3-s oli umbes 50 pistikut ja GOL- NB ehitusjärgus - 14 mõlemas otsas) , mille tõttu plasma ei voola lihtsalt läbi sileda toru, vaid justkui hõõrub vastu magnetvälja lainetust. Hõõrdejõu tõttu on voolukiirus väiksem kui ülehelikiirusel, mis tähendab, et kadusid on vähem. Kuna peeglite vaheline kaugus on rangelt ette nähtud, ei saa neid lõputult lähedale seada, kuid nende mitme peegli osade pikkust on võimalik suurendada, mis parandab plasma sulgemise parameetreid.

Plasma väljavoolu vähendamiseks tuleks selliseid mitme peegliga sektsioone selle sõna otseses mõttes tsentri poole nihutada. Sel juhul "seisab" plasma ise ja magnetpeeglid "lendavad" mööda seda, tekitades hõõrdejõu ja tõmmates ainet endaga kaasa. Pistikute liigutamise idee tekkis samaaegselt mitme pistikuga lõksu ideega. Kuid tol ajal peeti seda ülesannet võimatuks ja kahjutuks, sest sellise rändvälja loomiseks on vaja uskumatut jõudu.

Idee petta mateeriat, luua selline statsionaarse magnetvälja konfiguratsioon, nii et plasma "näib", et see liigub tsentri poole, tekkis 2012. aasta lõpus. Teatavasti pöörleb plasma avatud lõksus alati , ja probleeme tekib siis, kui seda on vaja sihipäraselt pöörata. Küsimus on ainult selles, kas seda pöörlemist saab millekski muuks kasutada.

Idee oli luua kruvi kujul magnetväli. Kujutage ette hakklihamasina tigu, mis keerutab hakkliha õiges suunas. Meie puhul luuakse samamoodi välja kruvikeere mõlemale poole kesksektsiooni plasmaga, kuid samas on see erinev - parem- ja vasakpoolse kruviga. Ühelt poolt tõmbab magnetväli plasmat vasakule, teiselt poolt paremale. Seega pumpavad mõlemad otsasektsioonid plasmat tagasi. Loomulikult on sellisel juhul võimatu kadudest täielikult vabaneda - kui plasmavool nõrgeneb, ei põrka osakesed isegi üksteisega kokku. Aga kui meil õnnestus voog nii haruldaseks muuta, siis võitsime retentsiooniparameetrite osas suurusjärgu või isegi kahega.

See kontseptsioon võimaldab luua installatsiooni, mida saab oma omaduste poolest võrrelda praeguste tipptasemel tokamakidega. Ainus raskus seisneb selles, et seni on see idee teoreetiline. Kuid juba 2017. aasta sügisel lõpetame SMOLA üksuse montaaži ja algab uus etapp - eksperimentaalne.

Meie ainulaadse katse jaoks pole vaja nii palju: ühte spiraalset magnetpistikut, sõlme, kus luuakse plasma ja selle vastuvõtja, samuti ekspanderit, mis tõmbab aine magnetvälja. Praegu tegeleme rangelt määratletud omadustega plasmaallika loomisega, et meie teoreetilisi arvutusi saaks katsega kinnitada.

Kui suudetakse tõestada, et vaatamata tehnilistele raskustele annab avatud magnetlõksu spiraalne vorm olulise kasu, siis ehitatakse meie spiraalsed lõigud sisse järgmise põlvkonna seadmetesse, mis on BINP-s. Juba praegu näeme teekonda, mida tahame minna, oma töö tegevuskava ja ka meie tehnoloogia praktilisi rakendusi.

Kruvilõksu saab kasutada neutronite allikatena plasmaga kokkupuutuvate materjalide käitumise uurimiseks, alakriitiliste (tuumareaktsiooni iseseisvalt toetama mittesobivate) reaktorite loomiseks, kuid eelkõige "tavaliste" tuumajaamade ehitamiseks. Mõned kruvilõksude konfiguratsioonid tõstavad plasma voolukiirust kuni 100 km/sek, mis on vajalik tingimus kosmoselaevade mootoritele, mis transpordivad satelliite geosünkroonselt orbiidilt näiteks Kuu orbiidile.

Pärast ühte või kahte põlvkonda avatud lõksu saab rääkida täisväärtuslike reaktorite loomisest, pealegi töötamisest triitiumivabade kütustega, kasutades näiteks deuteeriumi-deuteeriumi termotuumasünteesi reaktsiooni. Tokamaks seevastu töötavad deuteeriumi-triitiumi reaktsiooniga, mis kujutab endast tõsist probleemi radioaktiivse neutronite vooga. Seetõttu pööratakse ITERi projektis nii palju tähelepanu ülitugevate materjalide loomisele ja võimsale biokaitsele. Kahe deuteeriumi aatomi ühinemisreaktsioon tekitab vähem neutroneid, millega kaob energiat, ja sellega kaasneb vähem radioaktiivsust.

Termotuumadeuteeriumi-triitiumi fusioonireaktsiooni eeliseks on see, et inimkond saab juba selle abiga plasmat. Teise, energeetiliselt soodsama reaktsiooni võimalikuks muutmiseks on vaja palju kõrgemat temperatuuri, tihedust ja plasma sulgemisaega, kuid selliseid tehnoloogiaid pole veel loodud.

Samas ei tasu rääkida ka neutroniteta reaktoritest kui kaugest tulevikust. Täiustatud plasmakinnitusega avatud lõksu puhul on teoreetiliselt võimalik saavutada deuteeriumi-deuteeriumi reaktsiooni jaoks vajalikke parameetreid, samas on eksperimentaalselt tõestatud, et tokamakkide puhul on sellel tõsised piirangud.

Loomulikult vajab meie mudel veel testimist, optimeerimist ja palju arendustööd. Kuid juba praegu on selge, et see on huvitava teadusliku loo algus, mille lõpus ootame tulemusi, mis võivad olla tuleviku termotuumaenergia jaoks väga olulised.

Koostanud Tatjana Morozova, toimetaja L. Ovtšinnikova

Tööd toetas Venemaa Teadusfondi grant 14-50-00080 "INP SB RAS-i uurimis- ja tehnoloogilise potentsiaali arendamine kiirendifüüsika, elementaarosakeste füüsika ja juhitava termotuumasünteesi valdkonnas teaduse ja ühiskonna jaoks"

Üldiselt on INP-st mitmel põhjusel raske lühidalt rääkida. Esiteks sellepärast, et meie Instituut ei mahu tavapärastesse standarditesse. See ei ole päris fundamentaalteaduse nimel töötav akadeemiline instituut, sest seal on oma toodang, mis on üsna keskpärasele taimele lähedane ja nüüdisajal hea tehas. Ja selles tehases ei tehta naelu vaagnatega, vaid neil on tehnoloogiad, mida mujal Venemaal lihtsalt pole. Kaasaegsed tehnoloogiad selle sõna kõige täpsemas tähenduses, mitte "kaasaegne 80ndate Nõukogude Liidu jaoks". Ja see taim on meie oma, mitte selline, et omanikud on "kusagil seal" ja kogume tooteid lihtsalt hunnikusse.
Seega pole tegemist akadeemilise asutusega.

Kas see on siis multidistsiplinaarne institutsioon?
Jah. Ja palju, palju muud…

Niisiis, INP SB RAS neid. GI Budker või lihtsalt tuumafüüsika instituut.
Selle asutas 1958. aastal Gersh Itskovich Budker, kelle nimi instituudis oli Andrei Mihhailovitš, jumal teab miks. Ei, muidugi, ta oli juut, juudi nimed ei olnud NSV Liidus teretulnud – see on kõik selge. Kuid ma ei suutnud välja selgitada, miks just Andrei Mihhailovitš ja mitte Nikolai Semenovitš.
Muide, kui kuulete INP-s midagi sellist nagu "Andrei Mihhailovitš ütles ...", tähendab see, et Budker ütles.
Ta on instituudi asutaja ja ilmselt, kui mitte tema ja mitte Siber, poleks meil kunagi nii arenenud kiirendifüüsikat olnud. Fakt on see, et Budker töötas Kurchatovi heaks ja kuulujuttude järgi oli tal seal lihtsalt kitsas. Ja neil poleks kunagi lastud "kiikuda" nii, nagu juhtus Siberis, kus alles tekkisid uued institutsioonid ja avanesid uued suunad. Jah, ja nad poleks talle selles vanuses kohe Moskvasse instituuti andnud. Kõigepealt oleks lolliks läinud laborijuhataja, siis direktori asetäitja, üldiselt, näe, oleks ära vajunud ja läinud.

Budker läks Novosibirskisse ja sealt hakkas ta enda juurde kutsuma erinevaid silmapaistvaid ja mitte eriti füüsikuid. Silmapaistvad füüsikud ei tahtnud pagulusse minna, mistõttu pandi panus noorele koolile, mis kohe asutati. NSU ja FMS selle NSU all said koolideks. Muide, Akadeemias annavad tahvlid PMS-i autorsuse eranditult Lavrentjevile, kuid selle loo elavad tunnistajad, kes elavad praegu Ameerikas ja avaldavad oma memuaare, väidavad, et koolkonna autor oli Budker, kes "müüsis" Lavrentjevi ideed mõneks muuks haldussoodustuseks.
Teatavasti ei saanud kaks suurepärast inimest - Budker ja Lavrentjev omavahel pehmelt öeldes kuigi hästi läbi ja see ei kajastu siiani mitte ainult Akademgorodoki inimeste suhetes, vaid ka selle ajaloo kirjutamises. Vaadake ükskõik millist Teadlaste Majas (DU) peetavat akadeemilist näitust ja näete hõlpsalt, et INP tohutust arhiivist pole peaaegu üldse, näiteks fotosid, ja meie Teaduste Akadeemia suurimast instituudist räägitakse vähe ( umbes 3 tuhat töötajat) ja kolmas maksumaksja NSO-s. Pole väga aus, aga nii see on.
Ühesõnaga võlgneme Budkerile Instituudi, selle saavutuste ja atmosfääri. Muide, ja tootmine ka. Kunagi nimetati INP-d riigi kõigist institutsioonidest kõige kapitalistlikumaks – ta võis ise oma tooteid toota ja müüa. Nüüd nimetatakse teda kõige sotsialistimaks - lõppude lõpuks läheb kogu teenitud raha ühiskasutusse ja jagatakse sealt palkadeks, lepinguteks ja mis kõige tähtsam - teaduslikeks katseteks.
See on väga kulukas äri. Detektoriga kiirendi töö muutmine (12 tundi) võib maksta sadu tuhandeid rublasid ja suurema osa sellest rahast (92–75%) teenivad BINP töötajad. INP on ainus instituut maailmas, mis teenib üksinda raha fundamentaalsetele füüsikalistele uuringutele. Muudel juhtudel rahastab selliseid asutusi riik, aga meie riigis - saate aru - kui ootate riigilt abi, siis ei sure kauaks.

3. Fragment kiirendist, mida praegu valmistab INP Brookhaveni labori (USA) jaoks

Meie keskmine palk on naabrite omast madalam ja selle jaotus ei tundu alati õiglane, kuid enamik IAF-i inimesi kannatab seda, sest nad saavad aru, mille kallal nad töötavad ja miks keelduvad selle nimel palka tõstmast. Iga selles esitatud protsent tähendab, et on maha arvatud käitiste tööpäevad. Kõik on lihtne.
Jah, mõnikord tuleb need täielikult peatada ja selliseid juhtumeid oli ka. Kuid õnneks kestsid need vaid kuus kuud.
INP saab endale lubada kallite eliitmajade ehitamist, kui ainult osa korteritest läheb töötajatele, saata need töötajad pikkadele välislähetustele, säilitada riigi üht parimat suusabaasi, kus peetakse Venemaa suusarada. igal aastal (muide, nüüd ähvardab baasi sulgemine järjekordse naeruväärse ehitusprojekti tõttu), et säilitada oma puhkekeskus Burmistrovos ("Razliv"), üldiselt saab ta endale lubada palju asju. Ja kuigi igal aastal tuleb juttu, et see on liiga raiskav, hoiame ikka vastu.

Ja kuidas on lood INP teadusega?
Teadus on keerulisem. INP-l on neli peamist teaduslikku suunda:
1. elementaarosakeste füüsika – PEF (st millest meie maailm väga-väga mikrotasandil koosneb)
2. kiirendite füüsika (ehk seadmed, millega saab selle mikrotasemeni jõuda (või on tänapäeva moodi järgides parem öelda "nano? :)")
3. plasmafüüsika
4. sünkrotronkiirgusega seotud füüsika.

INP-s on ka mitmeid teisi valdkondi, eelkõige need, mis on seotud tuuma- ja fototuumafüüsika, meditsiiniliste rakenduste, radiofüüsika ja paljude muude väiksemate valdkondadega.

4. Installimine Dayton VEPP-3. Kui teile tundub, et see on täielik juhtmete kaos, siis üldiselt on see asjata. Esiteks on VEPP-3 installatsioon, kus lihtsalt pole ruumi ja teiseks pildistamine toimub kaablitrassi kõrvalt (see on peale pandud). Lõpuks, kolmandaks, Dayton on üks nendest installatsioonidest, mis mõnikord VEPP-3 struktuuri sisse ehitatakse, seejärel eemaldatakse, s.t. siin pole lihtsalt mõtet teha globaalseid "korra taastamise" süsteeme.

Meil on kaks püsivalt töötavat kiirendit: VEPP-2000 (lühend VEPP, mida sageli kohtab, tähendab "kokkupõrkeid elektron-positronkiirt"), mis töötab koguni kahel detektoril - CMD ja SND (krüogeenne magnetdetektor ja sfääriline neutraaldetektor ) ja VEPP -4M KEDR-detektoriga. VEPP-4M kompleks sisaldab veel ühte kiirendit - VEPP-3, kus tehakse SR-ga seotud katseid (SR on saadaval ka VEPP-4-s, aga need on uued jaamad, need on alles lapsekingades, kuigi on aktiivselt tegutsenud arenes hiljuti välja ja sellel suunal oli kaitstud üks viimaseid SIšnikovi kandidaadiväitekirju).

6. Punker SI VEPP-3, röntgenfluorestsentselementide analüüsijaam.

Lisaks on meil FEL, mis on otseselt loodud töötama terahertskiirgusega kõigile väljastpoolt tulevatele inimestele, kuna INP pole selle jaoks veel "otset" eesmärki välja mõelnud. Muide, pärast seda ekskursiooni sai teatavaks, et LSE juht Nikolai Aleksandrovitš Vinokurov valiti Venemaa Teaduste Akadeemia korrespondentliikmeks.

Venemaal pole muid FEL-seadmeid. Aga USAs on need olemas, sellist laserit ehitatakse ka Saksamaal (Prantsusmaa, Saksamaa ja meie instituudi ühisprojekt, maksumus ületab 1 miljard eurot.) Inglise keeles kõlab selline laser nagu FEL - free electronic laser.

8. Vaba elektronlaseri elektronpüstol

9. FEL-i jahutusresonaatorite veetaseme kontrollsüsteem

10. FEL-resonaatorid

11. Sellel ja kahel järgmisel raamil - FEL, vaade altpoolt (see on riputatud "lakke").

14. Ševtšenko Oleg Aleksandrovitš sulgeb FEL-i saali ukse. Pärast lõpplüliti käivitamist radarikaitse (paremal betoonplokk) tabava ukse poolt on võimalik laser käivitada.

15. Konsool FEL. Laual - kaitseprillid laserkiirguse eest

16. Üks FELi jaamadest. Paremal on näha optilised alused, millel on kõrbenud paberiga lehed (keskel tumedad laigud). See on FEL laserkiirguse jälg

17. Haruldane raam. Vana kiire ostsilloskoop juhtruumis FEL. Selliseid ostsilloskoope on INP-s vähe alles, aga kui vaatad, siis leiad. Lähedal (vasakul) on täiesti kaasaegne digitaalne Tektronix, aga mis selles huvitavat on?

18. Installatsioon AMBAL on ambipolaarne adiabaatiline lõks, mis hetkel ei tööta.

19. AMBAL

Mida kõigi nende installatsioonidega tehakse?

Kui me räägime FECh-st, siis on olukord keeruline. Kõik FEC-i viimaste aastate saavutused on seotud LHC-tüüpi kiirendus-põrgetitega (EL-H-C, nagu kogu maailm seda nimetab, ja LHC - suur hadronipõrgeti, nagu seda nimetatakse ainult siin). Need on kiirendid tohutu energia jaoks - umbes 7 TeV (1 tera- või 7 tuhat gigaelektronvolti). Nendega võrreldes on ligi pool sajandit töötanud VEPP-4 oma 4-5 GeV juures vana mees, kus saab piiratud ulatuses uuringuid teha. Ja veelgi enam VEPP-2000, mille energia on vaid umbes 1 GeV.

Pean siinkohal veidi peatuma ja selgitama, mis on GeV ja miks seda palju on. Kui võtame kaks elektroodi ja rakendame neile 1-voldise potentsiaalide erinevuse ning seejärel laseme nende elektroodide vahel laetud osakese, omandab see 1 elektronvoldi energia. Seda eraldab tuttavamast džaulist koguni 19 suurusjärku: 1 eV = 1,6 * 10 -19 J.
1 GeV energia saamiseks on vaja luua 1 gigavoltine kiirenduspinge üle elektroni ulatuse (giga on miljard volti, 10 ^ 9 või 1 000 000 000 volti). LHC energia saamiseks on vaja tekitada 7 teravoltsi kiirenduspinget, samal ajal kui kulutada umbes 180 MW elektrienergiat (see on arvestuslik tarbimine). Kujutage ette, mida selleks vaja on. Piisab, kui öelda, et LHC (LHC) toiteallikaks on üks läheduses asuvatest Prantsusmaa tuumaelektrijaamadest.

21. VEPP-2000 kiirendi on eelmise VEPP-2M kiirendi moderniseerimine. Erinevus eelmisest versioonist seisneb suuremas energias (kuni 1 GeV) ja nn ümmarguste talade teostatud idees (tavaliselt näeb tala rohkem välja nagu lint kui miski muu). Eelmisel aastal alustas kiirendi tööd pärast pikka rekonstrueerimist.

23. Konsool VEPP-2000.

24. Konsool VEPP-2000. Tabeli kohal on kiirendikompleksi skeem.

25. BEP elektronide ja positronite võimendus VEPP-2000 jaoks

Mida INP selles valdkonnas võtab? Nende uurimistöö kõrgeim täpsus. Fakt on see, et elu on korraldatud nii, et kõik kergemad osakesed aitavad kaasa raskemate sündimisele ja mida täpsemalt me teame nende massienergiat, seda paremini teame panust isegi Higgsi bosoni sünnisse. Seda INP teebki – saab ülitäpseid tulemusi ja uurib erinevaid haruldasi protsesse, mis ei nõua lihtsalt häälestust, vaid teadlastelt palju kavalust ja osavust, et neid "püüda". Ajud, lühidalt, võtab, mida veel? Ja selles mõttes paistavad kõik kolm INP-detektorit hästi silma - KMD, SND ja KEDR (sellel pole nime dekodeerimist)

26. SND on sfääriline neutraaldetektor, mis võimaldab registreerida osakesi, millel pole laengut. Pildil on lähedal lõplikule kokkupanekule ja töö algusele.

Meie suurim detektor on KEDR. Hiljuti viidi sellega lõpule katsetsükkel, mis võimaldas mõõta nn tau leptoni massi, mis on kõiges analoogne elektroniga, ainult palju raskem, ja J / Psi - osakeste, esimene neist. osakesed, kus "töötab" suuruselt neljas kvark. Ja ma seletan uuesti. Teatavasti on kvarke kokku kuus - neil on väga ilusad ja isegi eksootilised nimed, mille järgi nendesse sisenevaid osakesi nimetatakse (ütleme, et "võlutud" või "veidrad" osakesed tähendavad, et nende hulka kuuluvad vastavalt võlu ja kummalised kvargid) :

Kvarkide nimedel pole mingit pistmist erinevate asjade tegelike omadustega – teoreetikute meelevaldne fantaasia. Jutumärkides toodud nimetused on terminite aktsepteeritud venekeelsed tõlked. Ma mõtlen, et "ilusat" kvarki ei saa nimetada ilusaks ega ilusaks – terminoloogiline viga. Sellised on keelelised raskused, kuigi t-kvarki nimetatakse sageli lihtsalt tippkvarkiks :)

Niisiis koosnevad kõik meile tuttavad maailma osakesed kahest kõige kergemast kvargist, ülejäänud nelja olemasolu tõestuseks on põrkuvate kiirete kiirendite ja detektorite töö. S-kvargi olemasolu ei olnud lihtne tõestada, see tähendas korraga mitme hüpoteesi õigsust ja J / psi avastamine oli silmapaistev saavutus, mis näitas kohe kogu elementaarosakeste uurimismeetodi suurt lubadust. , ning ühtlasi avas meile võimaluse uurida protsesse, mis toimusid maailmas Suure Plahvatuse ajal ja toimuvad praegu. "JPS" massi pärast KEDR katset mõõdeti täpsusega, mida ületas ainult elektroni ja neutroniga prootoni masside mõõtmine, s.o. mikromaailma peamised osakesed. See on fantastiline tulemus, mille üle võivad nii detektor kui ka kiirendi veel kaua uhkust tunda.

28. See on KEDR detektor. Nagu näete, on see nüüd lahti võetud, see on harukordne võimalus näha, kuidas see seestpoolt välja näeb. Süsteeme remonditakse ja uuendatakse pärast pikka tööd, mida tavaliselt nimetatakse "eksperimentaalseks sisenemiseks" ja mis kestab tavaliselt mitu aastat.

29. See on KEDR-i detektor, pealtvaade.

31. KEDR-detektori krüogeenne süsteem, vedela lämmastikuga mahutid, mida kasutatakse KEDR-detektori ülijuhtiva magneti jahutamiseks (see jahutatakse vedela heeliumi temperatuurini, eeljahutatakse vedela lämmastiku temperatuurini).

32. VEPP-4M ringis

Kiirendifüüsika vallas on olukord parem. INP on üks põrkajate loojaid üldiselt, st. võime julgelt pidada end üheks kahest instituudist, kus see meetod sündis peaaegu üheaegselt (mõnekuulise vahega). Esmakordselt kohtusid meie riigis mateeria ja antiaine nii, et nendega oli võimalik teha katseid, mitte jälgida just seda antiainet kui midagi hämmastavat, millega on võimatu töötada. Jätkuvalt pakume välja ja püüame ellu viia kiirendiideid, mida maailmas veel ei ole ning meie spetsialistid ei tule mõnikord väliskeskustest välja valmis nende elluviimist enda peale võtma (meie jaoks on see kulukas ja aeganõudev). Pakume välja uued "tehaste" kujundused - võimsad kiirendid, mis suudavad "toota" ühe kiire pöörde kohta tohutul hulgal sündmusi. Ühesõnaga, siin, kiirendifüüsika vallas, võib INP julgelt väita, et on maailmatasemel instituut, mis pole kõik need aastad oma tähtsust kaotanud.

33. VEPP-5 rõnga tunnel on ilmselt BINP suurim seda tüüpi ehitis tänapäeval. See on piisavalt suur, et mahutada bussi. Rõngast ei ehitatud rahapuudusel kordagi.

34. Fragment Forinjector - VEPP-3 kanalist VEPP-5 tunnelis.

35. Need on möödaviigukanali Forinjector - VEPP2000 magnetelementide alused (kanalid on täna veel ehitamisel.)

36. VEPP-5 eelpihusti LINAC (lineaarne kiirendi) ruum

37. Sellel ja järgmisel raamil - Forinjectori magnetelemendid

39. Forinjector VEPP-5 lineaarne kiirendi.
Pildistamise lõppu ootavad kompleksis valvetöötaja ja külastajate eest vastutav isik

40. Forinjectori salvestusjahuti, kus LINAC-i elektronid ja positronid saavad veelgi kiirendada ja muuta mõningaid kiire parameetreid.

41. Säilitusjahuti magnetsüsteemi elemendid. Antud juhul neljapoolne objektiiv.

42. Paljud meie Instituudi külalised arvavad ekslikult, et 13. maja, kus asuvad VEPP3, 4, 5 kiirendid, on väga väike. Ainult kaks korrust. Ja nad eksivad. See on tee alla põrandatele, mis on maa all (nii on lihtsam radarikaitset teha)

Täna plaanib INP luua nn c-tau (ce-tau) tehast, millest võib saada viimaste aastakümnete suurim fundamentaalfüüsika projekt Venemaal (kui megaprojekti Venemaa valitsus toetab), tulemused jäävad kahtlemata maailma parimate tasemele. Küsimus on, nagu alati, rahas, mida instituut tõenäoliselt üksi teenida ei suuda. Üks asi on säilitada praeguseid rajatisi ja teha uusi väga aeglaselt, teine asi on konkureerida uurimislaboritega, mis saavad oma riikide või isegi ühenduste, näiteks EL-i täielikku toetust.

43. Kaks peamist plasmafüüsika installatsiooni - GOL-3 (pildil hoone kraanatala tasandilt) ja GDL (all)

44. Generaatorid GOL-3 (gofreeritud avatud lõks)

45. GOL-3 kiirendi struktuuri fragment, nn peegelrakk.

Miks plasma kiirendi? See on lihtne – termotuumaenergia saamise probleemis on kaks peamist probleemi: plasma hoidmine kavala struktuuriga magnetväljades (plasma on laetud osakeste pilv, mis püüavad üksteisest eemalduda ja erinevatesse suundadesse levida) ja selle kiire kuumenemine. termotuumatemperatuurid (kujutage ette - olete veekeetja kuni Kuumutate 100 kraadi mitu minutit, kuid siin on see vajalik mikrosekundites kuni miljonite kraadideni). Mõlemad probleemid püüti BINP-s lahendada kiirendustehnoloogiate meetoditega. Tulemus? Kaasaegses TOKAMAKSis on plasmarõhk kuni väljarõhuni, mida saab säilitada, maksimaalselt 10%, avatud lõksu korral INP-s kuni 60%. Mida see tähendab? Et deuteeriumi + deuteeriumi fusioonireaktsiooni TOKAMAKis läbi viia pole võimalik, seal saab kasutada ainult väga kallist triitiumi. GOL-tüüpi rajatises võiks deuteeriumist loobuda.

46. Pean ütlema, et GOL-3 näeb välja nagu midagi, mis on loodud kas kauges tulevikus või lihtsalt tulnukate poolt. Tavaliselt jätab see kõigile külastajatele täiesti futuristliku mulje.

48. GOL-3

50. GDL on üsna väike installatsioon, nii et see mahub täielikult ühte raami.

Plasmafüüsikal on ka omad unistused, tahetakse luua uus installatsioon - GDML (m - multi-peegel), selle arendus algas 2010. aastal, noh, keegi ei tea millal see lõpeb. Kriis mõjutab meid kõige olulisemalt – esimesena väheneb teadusmahukas tootmine ja koos sellega ka meie tellimused. Rahastuse olemasolul saab installatsiooni luua 4-6 aastaga.

Elu on aga selline, et Venemaal on ainult kolm SR-i allikat, millest kaks on meie tehtud ja ühe aitasime käivitada (üks asub Moskvas, teine Zelenogradis). Ja ainult üks neist töötab pidevalt katserežiimis - see on "vana hea" VEPP-3, mis ehitati tuhat aastat tagasi. Fakt on see, et SI jaoks kiirendi ehitamisest ei piisa. Oluline on ka SR-jaamade seadmete ehitamine, kuid seda pole kusagil mujal. Seetõttu eelistavad paljud meie lääneregioonide teadlased saata esindaja "kõigele valmis", kui kulutada tohutuid rahasummasid SR-jaamade loomisele ja arendamisele kuskil Moskva oblastis.

53. Injektorisaal VEPP-3 jaoks - POZITRON paigaldus - üks vanimaid seda tüüpi paigaldusi maailmas

54. Pihusti saal VEPP-3 jaoks - POZITRON, vasakul (sinine silinder) - lineaarne kiirendi (LINAC), paremal - B4 sünkrotron

55. VEPP-3 ringis

56. See on linnulennult vaade VEPP-4 kompleksile, õigemini poolkorruse kolmandale korrusele. Otse all on raadiokaitse betoonplokid, nende all POZITRON ja VEPP-3, siis on sinakas ruum - kompleksi juhtimisruum, kust juhitakse kompleksi ja katset.

57. VEPP-3 "juht", INP ja riigi üks vanimaid kiirendifüüsikuid - Mišnev Svjatoslav Igorevitš

58.

62. Tootmine INP, üks kauplustest. Seadmed on valdavalt vananenud, moodsad masinad asuvad Keemias asuvates töökodades, kus me pole käinud (selline koht on Novosibirskis, nn süsteemide uurimisinstituudi kõrval). Selles töökojas on ka CNC-masinad, need lihtsalt ei sattunud kaadrisse (see on vastus mõnele ajaveebi märkusele.)

Oleme IAFiidid, me oleme üksik organism ja see on meie instituudis peamine. Kuigi on muidugi väga oluline, et nad juhiksid kogu füüsika tehnoloogilist protsessi. Nad ei saa alati aru materjalidega töötamise üksikasjadest ja peensustest, kuid nad teavad, kuidas kõik peaks lõppema ja pidage meeles, et väike rike kuskil masina töötaja juures viib selleni, et mitme miljoni dollari suurune installatsioon tõuseb kuskile siin või maailmas. Ja seetõttu ei pruugi mõni roheline üliõpilane isegi inseneri selgitustest aru saada, kuid küsimusele “kas sellega saab nõustuda” raputab ta eitavalt pead, mäletades täpselt, et ta peab välja võtma ja panema viie mikroni täpsuse. meeter, muidu tema paigaldamine ebaõnnestub. Ja siis on tehnoloogide ja inseneride ülesanne välja mõelda, kuidas tema, kurikael, suudab pakkuda oma mõeldamatuid nõudeid, mis on vastuolus kõigega, mida me tavaliselt teeme. Kuid nad mõtlevad välja ja pakuvad ning samal ajal investeerivad mõeldamatult palju mõistust ja leidlikkust.

63. Hämmeldunud isik, kes vastutab VEPP-4M kompleksi Zhmaka elektriseadmete eest Aleksandr Ivanovitš.

64. See kurjakuulutav kaader on tehtud just ühes instituudi majas, samas kohas, kus asuvad VEPP-3, VEPP-4 ja VEPP-5 eelinjektor. Ja see tähendab lihtsalt seda, et gaasipedaal töötab ja on mingi oht.

65. Ja see üks – et meie töö ohutuse eest vastutav teenistus ei maga. Need on erinevat tüüpi individuaalsed kiledosimeetrid.

67. Maailma esimene põrkur, mis ehitati 1963. aastal, et uurida võimalust kasutada neid osakeste füüsikalistes katsetes. VEP-1 on ajaloos ainus põrkur, milles kiired ringlevad ja põrkuvad vertikaaltasandil.

68. Instituudi hoonete vahelised allkäigud

Aitäh Elena Põdrale pildistamise korraldamise ja installatsioonide üksikasjalike lugude eest.

tuumafüüsika instituudis. G.I. Budker SB RAS tõi turule võimsa vesiniku aatomikiire pihusti, mille osakeste projekteeritud energia on kuni miljon elektronvolti.

Selles injektoris moodustub aatomikiir, neutraliseerides soovitud energiani kiirendatud negatiivsete vesinikioonide kiir. See katserajatis projekteeriti ja toodeti Ameerika ettevõtte TAE Technologies tellimusel, mis tegeleb neutroniteta termotuumareaktori loomisega. Paigalduse abil plaanivad teadlased välja töötada plasmakuumutuse tehnoloogia TAE Technologies reaktoris ning demonstreerida injektori kõigi elementide töökindlust ja kõrget efektiivsust.

Video saidilt youtube.com/ https://www.youtube.com/embed/8C5XF2_NvgU

im8.kommersant.ru

Venemaa Teaduste Akadeemia Siberi filiaali tuumafüüsika instituudi (INP) teadlased moderniseerisid enda loodud sünkrotronkiirguse generaatorit: nad olid esimesed maailmas, kes peatasid vedela heeliumi aurustumise, mis jahutas seadet ja nõudis pidevat tööd. tankimine. Täiustatud generaator hakkab Itaalia laboris ELETTRA tööle 2018. aasta alguses, teatas INP SB RAS-i pressiteenistus neljapäeval. „SB RAS-i Tuumafüüsika Instituut lõi ELETTRA labori jaoks ülijuhtiva viguri - seadme sünkrotronkiirguse genereerimiseks - 2003. aastal, 2018. aasta jaanuaris viivad INP SB RAS-i töötajad selle seadme radikaalse moderniseerimise lõpule. mille abil on esimest korda võimalik vältida vedela heeliumi aurustumist krüogeenses süsteemis. Moderniseerimise maksumuseks on hinnanguliselt üle 500 000 dollari,” öeldakse aruandes. Wiggleris tekib tugev magnetväli ning seadet tuleb jahutada vedela heeliumiga. "Heelium aurustub ja tankimine maksab kümneid tuhandeid dollareid aastas. Oleme õppinud, kuidas luua spetsiaalsetel külmutusmasinatel põhinevaid krüostaate, mis suudavad aastaid usaldusväärselt töötada ilma vedela heeliumi aurustumiseta, mida pole maailmas veel keegi demonstreerinud,” vahendab INP SB RASi juhtivteaduri pressiteenistus.

Itaalias asuv ELETTRA laboratoorium on avatud ala spetsiaalse elektronkiirendiga – sünkrotronkiirguse allika – katsetamiseks. Selle kiirguse abil viiakse läbi erinevaid uuringuid: materjalide struktuuri ja uute ravimite uurimisest kuni vähirakkude teraapiani.

tass.ru

NOVOSIBIRSK, 25. detsember. /TASS/. Venemaa Teaduste Akadeemia Siberi filiaali Novosibirskis asuva tuumafüüsika instituudi (INP) teadlased on loonud ja käivitanud ainulaadse installatsiooni "Vaik" (spiraalne magnetiline avatud lõks), mis võimaldab tulevikus suurendada plasma kuumutamist. 10 miljonist kraadist mitu korda, ütles INP SB RAS-i asedirektor esmaspäeval ajakirjanikele teadustöö kohta Aleksandr Ivanov.

Tulevikus kasutatakse püünist keskkonnasõbralikus termotuumareaktoris, mis töötab ilma üliraske vesinikuta.

“Meil on GDT installatsioon (gaas dynamic trap - TASS märkus), millel oleme plasma juba 10 miljoni kraadini kuumutanud. Kui varustate seda selliste elementidega (nagu "Vaik" - umbes TASS), peaks plasma temperatuur tõusma mitu korda. See lineaarsete plasmaliikumissüsteemide arendamise idee esitati maailmas esimest korda,” rääkis Ivanov.

Maailma esimene vulkaaniliste protsesside moodustumise mudel loodi unikaalse elektronkiirkeevituse installatsiooni abil, mille viisid välja Venemaa Akadeemia Siberi filiaali Tuumafüüsika Instituudi (INP) ning Geoloogia ja Mineraloogia Instituudi (IGM) teadlased. Teadused. Sellest teatas meediale IGM SB RASi juhtivteadur Viktor Šarapov.

Tema sõnul õnnestus teadlastel nende installatsiooni abil sulatada kive, mis võeti Kamtšatka Avatšinski vulkaanist. Nüüd saavad Siberi teadlased maagimaardlaid uurides simuleerida seismilisi protsesse, mis toimuvad 40–70 kilomeetri sügavusel.

KEK-i kiirenduskeskuses (Tsukuba, Jaapan) on lõpetatud Belle II detektori paigaldamine SuperKEKB põrkekiirte kokkupuutepunkti.

Detektori kogumass ületab 1400 tonni. Üks selle võtmesüsteeme - tseesiumjodiidi kristallidel põhinev 40-tonnine elektromagnetiline kalorimeeter - loodi ja arendati tuumafüüsika instituudi otsustaval osalusel. G.I. Budker SB RAS (INP SB RAS) ja Novosibirski Riiklik Ülikool (NGU). Detektori ja kiirendi integreerimine on oluline samm sellel aastal andmete kogumise alustamise suunas.

Venemaa Teaduste Akadeemia Siberi Filiaali Tuumafüüsika Instituut on välja töötanud spetsiaalse seadme, millel on sihipärane toime isegi kõige resistentsemale kasvajale.

Siberi teadlased ei taha öelda, et see on läbimurre vähiravis, kuid nad ei vähenda nende teeneid selle loomisel. Teaduslikku oskusteavet nimetatakse "boori neutronite püüdmise teraapiaks onkoloogiliste haiguste korral". Kummaline, kuid leiutise olemus võib sisendada lootust kümnete tuhandete kaasmaalaste hinge, keda onkoloogid seni aidata ei saa... Seade on muidugi pehmelt öeldes. Tegelikult on see 60 ruutmeetri suurune erikaitseala. Instituudi juhtivteadur Sergei Taskaev rääkis installatsiooni tööpõhimõtetest ja selgitas, miks selle loojad kahtlesid.

Tuumafüüsika Instituut. G.I. Venemaa Teaduste Akadeemia Siberi filiaali Budkeri Instituut (INP) sõlmis Euroopa Ioonide ja Antiprootonite Uurimiskeskusega (FAIR, Saksamaa) 20 miljoni euro suuruse lepingu, mille kohaselt toodab kiirendile unikaalseid seadmeid, Venemaa Teaduste Akadeemia akadeemik Boriss Sharkov, FAIRi teadusdirektor, ütles ajakirjanikele.

FAIR on suurim kiirendikompleks kaasaegse tuuma- ja alltuumafüüsika uurimiseks, mis on loodud Saksamaal 15 maailma riigi osalusel. Projekt on mastaapselt võrreldav suure hadronite põrgatajaga (CERN), selle kogumaksumus on hinnanguliselt umbes miljard eurot. FAIRi katsete algus on kavandatud 2020. aastasse.

Tuumafüüsika instituudi teadlased. G.I. Budker SB RAS ja Üldfüüsika Instituut. OLEN. Prohhorovi Teaduste Akadeemia töötas Venemaa Teadusfondi toetuse toel välja uue põlvkonna kiired elektronoptilised seadmed osakeste kiirendite kiirte diagnoosimiseks - vöötkaameral põhineva dissektori. See seade võimaldab teil jälgida trombi pikkust reaalajas. Valmistatud seadmeid kasutatakse juba nii kiirendikomplekside peenhäälestamiseks kui ka relativistlike kiirte dünaamika uurimiseks. Töö tulemused avaldati ajakirjas Journal of Instrumentation.

NOVOSIBIRSK, 4. juuli. /TASS/. Saksamaal ehitatava FAIR-i uurimiskiirendi kompleksi jahutusrõnga, mida võrreldakse suure hadronipõrgutiga (LHC), kavandasid Venemaa Teaduste Akadeemia Siberi filiaali Novosibirski tuumafüüsika instituudi (INP) spetsialistid. . Sellest teatas TASS-ile instituudi uurimislabori juht Dmitri Schwartz.

„FAIRil on ioonide ja antiprootonkiirtega töötamisel palju väljakutseid. Antiprootonid tekivad, kui sihtmärgile kukutatakse prootonkiir energiaga 29 gigaelektronvolti (elektronvolt on elementaarosakese energia mõõtühik – TASS-i märkus). Kuid need antiprootonid tuleb rõngasse püüda ja jahutada - see on meie jahutusrõnga (kollektorirõnga) ülesanne, "ütles Schwartz.

Venemaa Teaduste Akadeemia Siberi haru tuumafüüsika instituudi (INP SB) teadlased on välja töötanud unikaalse varustuse USA-s projekteeritud keskkonnasõbraliku termotuumareaktori prototüübi jaoks.

Tööd tehti Siberi Instituudi ja Ameerika ettevõtte Tri Alpha Energy (TAE) vahel sõlmitud mitme miljoni dollari suuruse lepingu alusel, ütles RAS-i osakonna teadussekretär Aleksei Vassiljev TASSile, keeldudes nimetamast tarne kogumaksumust.