http://www.ras.ru/digest/showdnews.aspx?id=c3e65a4f-9770-4c4d-b396-8f3b6c00978e&print=1© 2024 Российская академия наук
Идей и энтузиазма у небольшого академического института достаточно, чтобы создавать разработки мирового уровня
“Где вы прячете людей? Эти колоссальные установки не могли быть созданы столь малым коллективом!” - Такие возгласы можно было услышать из уст американских ученых, недоверчиво, но с огромным любопытством осматривавших во время своего первого визита в Институт сильноточной электроники (ИСЭ) его лаборатории. В начале 1980-х годов иностранцы наконец-то получили возможность познакомиться с наукой в доселе запретном для них Томске. Слова удивления адресовались академику Геннадию Месяцу - основателю научного направления сильноточной электроники и самого ИСЭ.
Для неподдельного изумления американцев были причины. Дело в том, что в национальных лабораториях Сандия, базирующихся в штате Нью-Мексико, занимаются тем же, что и в ИСЭ, но там около 10 тысяч сотрудников. В томском же институте весь штат едва превышает 300 человек, из которых ученых - чуть больше сотни. Однако идей и энтузиазма маленького коллектива хватило на то, чтобы оказаться “впереди планеты всей”. Немаловажно, что ученые института, большинство которых имеют политехническое образование, умеют обращаться с “железом”. Все это и создало благодатную почву для дальнейшего международного сотрудничества. Список стран, с учреждениями которых у института были налажены взаимовыгодные контакты, широк: Франция, Германия, Великобритания, США, Япония, Китай, Канада, Бразилия, Аргентина...
- В трудные 1990-е, когда на зарплату ученого прожить было почти невозможно, только зарубежные контракты ежегодно приносили нам 2-3 миллиона долларов, - говорит директор ИСЭ член-корреспондент РАН Николай Ратахин. - Мы поставляли высокотехнологичное оборудование в зарубежные исследовательские лаборатории. Это помогло сохранить кадры, и институт в меньшей мере, чем другие, испытал снижение числа молодых сотрудников. В последнее время ситуация с финансированием изменилась. Если раньше международное сотрудничество обеспечивало нам до 80% всех финансовых поступлений, то сейчас его относительная доля уменьшилась до 40% при сохранившемся абсолютном объеме. Средняя зарплата научных работников у нас до сих пор одна из самых высоких не только в Сибирском отделении РАН, но и в России - 45 тысяч рублей, а у докторов наук доходит до 60 тысяч.
Два года назад Институт сильноточной электроники отметил тридцатилетие.
- Институт строился в значительной мере руками самих ученых, - вспоминает Николай Александрович. - Подобный путь создания “храмов науки” собственными силами проходили многие институты Томского научного центра. Это было суровое время.
Основные направления деятельности института с самого начала были связаны с физикой вакуумного пробоя (эту работу и сегодня курирует Геннадий Месяц), сверхмощной электроникой, сверхмощными генераторами электрических импульсов. В институте научились создавать в приборах давление до 100 миллионов атмосфер - это намного больше, чем в центре Земли. Естественное развитие получила и лазерная тематика: в ИСЭ для накачки газовых лазерных сред стали использовать сильноточные разряды и электронные пучки. Взаимодействие сильноточных электронных пучков с электромагнитными полями позволило получить сверхмощные импульсы СВЧ-излучения - прежде всего для дальней радиолокации высокого разрешения.
С начала 1980-х в институте занимаются еще и Z-пинчами. Образно их можно представить так. Известно, что если через два провода пропускать ток одного направления, то они притянутся друг к другу. Если же провода уложить в форме цилиндра, то они будут стянуты к его оси. Роль проводников может играть и ионизованный газ. Когда при токах в миллионы ампер система “схлопывается”, образуется высокотемпературная плазма, порождающая мощную вспышку “мягкого” рентгеновского излучения. Если в качестве газа использовать смесь дейтерия и трития, то можно получить поток нейтронов. Воздействуя потоками нейтронов и ускоренной плазмы на вещество, можно моделировать его состояние при работе в конструкциях ядерных и термоядерных установок, в космосе, испытывать новые виды материалов. Не за горами и создание термоядерных реакторов, работающих на импульсном принципе.
Сегодня ИСЭ участвует в международных проектах стоимостью в миллиарды долларов. Например, в создании мегаджоульного лазера во Франции и петаваттного импульсного генератора в США - обе эти установки предназначаются для реализации инерциального “термояда”. В институте создан компактный генератор сверхширокополосных электромагнитных импульсов. Идут работы по запуску двухсоттераваттного газового лазера. Хотя в России уже имеются твердотельные лазерные системы такой и даже большей мощности, сибирская установка работает на других принципах и стоит дешевле. В ближайшие два года планируется выход на уровень мощности двух-трех петаватт. (Сегодняшний потолок - однопетаваттный квантовый генератор в США, стоимость которого - миллиард в пересчете на рубли. Томский лазер обойдется в 50 миллионов).
Планы у ученых ИСЭ амбициозные. И работа идет не только на зарубежье. Уникальное научное и технологическое оборудование, основанное на сильноточных технологиях, все чаще закупают отечественные организации и предприятия. Достижения сильноточной электроники доступны и для студентов: на средства национального проекта поддержки образования в вузы Томска и Новосибирска институтом поставлено 11 учебно-исследовательских установок.