В последнее время чаще всего Институт ядерной физики СО РАН светится в новостях в связи с проектом строительства Сибирского кольцевого источника фотонов (СКИФ). И это вполне естественно, научных объектов такого масштаба в постсоветский период фактически не возводилось (ближайший пример - Национальный гелиогеофизический комплекс РАН – уступает СКИФ и по цене, и по ожидаемым результатам). Но ИЯФ не зря считается одним из крупнейших научных институтов страны. И его ученые реализуют еще ряд, пусть и не столь масштабных, но крайне важных и перспективных научных проектов. 

Некоторые из них были представлены журналистам во время недавнего пресс-тура по производственной площадке и лабораториям института. В их числе – новая установка ГОЛ-NB, предназначенная для изучения физики плазмы.

Участникам пресс-тура напомнили, что поиск способов получения энергии из термоядерной реакции вот уже полвека остается одной из главных целей физиков-ядерщиков всего мира. «Магистральным направлением» в этой области остаются эксперименты с токамаками, тороидальными установками для магнитного удержания плазмы, изобретенными, кстати, в СССР. Самый мощный сейчас строится во Франции и к 2035 году он должен выйти на проектную мощность.
«Токамаки не являются единственным способом решения задачи термоядерной реакции, есть более трех десятков различных подходов, и один из них применяется в устройстве, которое мы вам сегодня демонстрируем», - подчеркнул старший научный сотрудник ИЯФ СО РАН, к.ф.-м.н. Владимир Поступаев.
Речь о гофрированной открытой ловушке ГОЛ-NB, работы над которой начались в Институте после 2014 года, благодаря получению гранта на такие исследования. Эта установка объединяет центральную газодинамическую ловушку и секции с многопробочным магнитным полем, уменьшающие потери плазмы.

Как известно, плазма представляет собой нагретое до очень высокой температуры вещество, в данном случае – водород. Под температурным воздействием молекулы водорода распадаются на «элементарные кирпичики» - протоны, электроны и нейтроны. И поскольку эти частицы имеют заряд, они могут удерживаться в магнитном поле, которое и используют в большинстве установок по удержанию плазмы. Но магнитное поле, удерживая частицы, замедляет их и тем самым стабилизирует их температуру.

«Но каким-то образом плазму надо удержать в магнитном поле, оставив её достаточно горячей для осуществления термоядерной реакции. Для этого мы и создали нашу новую установку», – рассказал Владимир Поступаев.

Путь, который ученые выбрали для решения этой нетривиальной задачи, отражен словом «гофрированнный» в названии установки. Как известно еще из школьного курса физики, силовые линии магнитного поля являются прямыми. А в этой установке параметры магнитного поля меняются, и линии, вдоль которых концентрируется плазма, напонимают трубу переменного диаметра (гофру).

По мнению ученых, это должно уменьшить потери плазмы. Но пока это лишь результат вычислений в рамках теоретических моделей. На практике никому еще не удалось подтвердить или опровергнуть данную теорию. И новосибирские физики вполне могут оказаться в числе первопроходцев.
«Созданная нами установка является первой и пока единственной в своём роде системой, при помощи которой мы надеемся получить необходимые практические результаты», – подчеркнул Владимир Поступаев.
В Институте подчеркивают, это исключительно научный объект, и никто не может сейчас даже предполагать, дадут ли в перспективе проводимые на нем эксперименты какую-то коммерческую прибыль или очевидный прикладной результат. Задача, которая стоит перед исследователями при работе с установкой: точно попасть в область определённых параметров: температуры (от 300 тысяч до 2 миллионов градусов) и концентрации частиц в плазме (3х1019 частиц в кубометре). Достигнув требуемых параметров, ученые планируют получить тот самый эффект, который предсказывает теория. И в этом случае, человечество станет на один шаг ближе к управляемой термоядерной реакции.

Помимо ГОЛ-NB, участникам пресс-тура представили и другие проекты ученых Института ядерной физики: высоковольтный инжектор с энергией до 1 миллиона электронвольт, предназначенный для нагрева плазмы в термоядерных установках и участие в международном исследовательском проекте по измерению аномального магнитного момента мюона.

Сергей Исаев

Источники

Не только СКИФ
Академгородок (academcity.org), 09/07/2021

Похожие новости

  • 15/01/2021

    Академику Александру Скринскому 85 лет

    Александр Николаевич Скринский родился 15 января 1936 года в Оренбурге.  В 1959 году окончил Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова — красный диплом получил из рук Н.С. Хрущева, посетившего выпускной вечер в Университете.
    779
  • 15/01/2020

    В Новосибирске отремонтируют Криогенную станцию Института ядерной физики

    ​Эксперты Омского филиала Главгосэкспертизы России провели проверку достоверности определения сметной стоимости капитального ремонта фасада и перекрытий здания станции. По итогам рассмотрения выдано положительное заключение.
    651
  • 16/04/2021

    Разработки самого высокого полета

     Каждый восьмой грант, получаемый учеными региона, посвящен аэрокосмическим исследованиям. Новосибирские ученые вносят большой вклад в освоение космоса: тренажер для стыковки космических аппаратов, технология для изготовления солнечных батарей на орбите и на Луне, катализаторы орто-пара-конверсии водорода, аэродинамические исследования перспективного российского многоразового космического корабля «Орел» — вот далеко не полный перечень разработок, рожденных в Сибири.
    706
  • 06/05/2017

    Победы Сибирского отделения РАН: от сканеров таможенного досмотра до создания новых материалов

    В преддверие Дня Победы ученые представили разработки институтов Сибирского отделения Российской академии науки и промышленных корпораций в сфере оборонного и гражданского назначения. Председатель Сибирского отделения РАН, академик Александр Асеев подчеркнул, что «решение сложных проблем оборонно-промышленного комплекса, его диверсификация — то есть производство гражданской продукции, — невозможно без опоры на достижения фундаментальной науки.
    3034
  • 09/07/2021

    Год науки и технологий/Наука и университеты: Специализированные учебные научные центры погружают детей в прикладную науку

     В Год науки и технологий Правительство РФ внесло на рассмотрение Государственной Думы законопроект о финансировании специализированных учебных научных центров (СУНЦ) из федерального бюджета, а не через систему грантов, как это было раньше.
    608
  • 02/02/2021

    Президент РАН в Новосибирске: новые материалы для нужд СКИФа

    ​​​В рамках визита в Новосибирск глава Российской академии наук Александр Сергеев посетил Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН. На встрече представили результаты проекта "Создание теоретической  и экспериментальной  платформы для изучения физико-химической механики материалов со сложными условиями нагружения".
    437
  • 30/12/2020

    Топ-30 разработок сибирских ученых в 2020 году

    ​На портале «Новости сибирской науки» можно познакомиться с инновациями и последними достижениями сибирских ученых. Сегодня мы предлагаем вашему вниманию Топ-30 сообщений о наиболее значимых и интересных научных разработках 2020 года, размещенных на нашем сайте.
    5271
  • 21/06/2021

    Российская разработка: как отказаться от клепок на фюзеляжах самолетов

    ​В новосибирском Академгородке более чем в 2 раза увеличили прочность лазерного сварного соединения алюминия и титана, применяемых в авиастроительной промышленности.  В 2020 году сотрудники Сибирского отделения Российской академии наук (СО РАН) применили синхротронное излучение для анализа характеристик сварного соединения алюминия и титана и, благодаря полученным данным, усовершенствовали процесс лазерной сварки.
    290
  • 27/01/2021

    О нереализованных проектах

    У нас обычно принято в конце каждого года или в начале нового подводить итоги. Учитывая, что прошедший год стал богатым на неприятные сюрпризы (взять хотя бы пандемию), такое осмысление прошедшего напрашивается сейчас как никогда.
    375
  • 29/07/2020

    Российские учёные рассказали о своём участии в проекте ITER

    ​​Надежный, экологически чистый и мощный источник энергии – одна из главных потребностей человечества сегодня. В числе наиболее перспективных кандидатов на решение этой задачи рассматривают термоядерный синтез.
    971