Заседание Президиума Российской академии наук 9 марта 2004 года

09.03.2004

9 марта 2004 года состоялось очередное заседание Президиума Российской академии наук. Президиум заслушал научное сообщение “Сильноточные релятивистские электронные пучки и их применение для генерации мощного СВЧ-излучения”. Докладчик – академик Коровин Сергей Дмитриевич (Институт сильноточной электроники СО РАН, Томск)

Президиум заслушал научное сообщение “Сильноточные релятивистские электронные пучки и их применение для генерации мощного СВЧ-излучения”. Докладчик – академик Коровин Сергей Дмитриевич (Институт сильноточной электроники СО РАН, Томск)

Одной из наиболее привлекательных особенностей использования сильноточных пучков для генерации мощного СВЧ-излучения является их высокая импульсная мощность, которая может достигать 1013 Вт и более. Первые попытки применения сильноточных ускорителей для генерации мощного СВЧ-излучения были предприняты сразу же после их создания, в конце 60-х годов прошлого столетия. Однако первые значительные результаты были получены лишь в 1973 году в совместном эксперименте Института прикладной физики и Института общей физики РАН. На длине волны ~3 см удалось достичь уровня мощности ~3*10^8 Вт при эффективности преобразования мощности электронного пучка в излучение ~10%. Несколько позже аналогичные результаты были получены в США, в Корнельском университете.

В настоящее время исследования в области релятивистской высокочастотной электроники в нашей стране проводятся в ИПФ РАН, ИОФ РАН, ИРЭ РАН, МРТИ, ИЭФ УрО РАН, ИЯФ СО РАН, ИСЭ СО РАН, МГУ, НИИЯФ при ТПУ и др. Большой интерес к исследованиям в этой области проявляется в США, Великобритании, Франции, Германии, Японии, Китае и других странах. По ряду направлений результаты, полученные в России, определяют мировой уровень этих исследований.

В данном сообщении дан краткий обзор результатов, полученных, в основном, в Институте сильноточной электроники СО РАН и Институте электрофизики УрО РАН по исследованию вынужденного черенковского излучения сильноточных электронных пучков наносекундной длительности и созданию на этой основе мощных релятивистских СВЧ-генераторов, способных работать с большой частотой следования импульсов. Эти работы были начаты в семидесятых годах, по инициативе академика Г.А. Месяца.
В течение ряда последних лет проведены исследования релятивистской ЛОВ в 3-см диапазоне длин волн на основе ускорителя «СИНУС-7». Показано, что ограничение длительности импульсов СВЧ-излучения в наносекундной области длительности может быть связано с взрывной эмиссией электронов с поверхности замедляющей системы. Экспериментально получены импульсы СВЧ-излучения с мощностью 3 ГВт и энергией около 100 Дж. В 10-см диапазоне длин волн предложено использование резонансной ЛОВ. Достигнута импульсная мощность 5 ГВт с энергией в импульсе до 250 Дж.
Экспериментально и теоретически исследованы нестационарные процессы вынужденного излучения сильноточных пучков в релятивистской ЛОВ. Показано, что мощность излучения может превосходить импульсную мощность электронного пучка при 20% эффективности преобразования энергии пучка в электромагнитное излучение. На этой основе разработаны субнаносекундные СВЧ-генераторы с частотой следования импульсов до 3,5 кГц и средней мощностью до 2,5 кВт.
Предложена физическая модель вынужденного излучения в виркаторах. Экспериментально показана возможность генерации СВЧ-излучения в виркаторах с эффективностью более 5% мощностью излучения 1 ГВт и энергией в импульсе до 100 Дж.
На основе проведенных исследований разработаны мощные источники СВЧ-излучения наносекундной длительности, способные работать с большой частотой следования импульсов. Совместно с ИПФ РАН, СКБ НП УрО РАН, ЦКБ «Алмаз» проведены первые эксперименты по наносекундной локации низколетящих объектов.

Научное сообщение вызвало большой интерес присутствующих.

Президиум РАН также рассмотрел вопрос о присуждении ряда премий имени выдающихся ученых. Президиум РАН постановил:

- присудить премию имени Л.А. Арцимовича 2004 года (представление Экспертной комиссии и Бюро Отделения физических наук) доктору физико-математических наук Стефановскому Анатолию Михайловичу (РНЦ “Курчатовский институт”) и кандидату физико-математических наук Щербаку Анатолию Федоровичу (Министерство промышленности, науки и технологий РФ) за цикл работ “Экспериментальные исследования плазмы в перстеньковых токамаках”.
Представленный цикл работ выполнен в 1972 – 1991 годах после публикации работы Л.А. Арцимовича и В.Д. Шафранова, в которой предсказывалось, что в токамаках с сильно вытянутым сечением плазмы можно ожидать улучшения удержания энергии ионной компоненты плазмы, увеличения мощности омического нагрева плазмы, а также создания специального приемника для выходящей из плазмы энергии – дивертора. Экспериментальная проверка этих предположений и явилась основной задачей работ, выполненных на установках Т-8, Т-9, Т-12 и ТВД. При этом были получены следующие результаты:

1. Проведено детальное сравнение результатов математического моделирования и экспериментальных измерений параметров магнитной конфигурации, создаваемых в системах с медным кожухом специальной формы и системой внешних, полоидальных витков с током. Получено хорошее согласование между результатами расчета и экспериментом.
2. На основе использования пассивных и активных элементов впервые в мире создана система стабилизации вертикальной неустойчивости плазмы и показана ее способность обеспечивать устойчивость плазмы при широком изменении ее параметров.
3. Получены и исследованы конфигурации плазмы с одно- и двухнулевым дивертором. Измерена эффективность экранирования плазмы дивертором.
4. Показана возможность получения разряда с вытянутым сечением плазмы с малыми значениями запаса устойчивости на границе.
5. Показано также, что общее время удержания энергии в плазме при одном и том же токе увеличивается с увеличением вытянутости плазмы.

Пионерские эксперименты на перстеньковых токамаках по существу изменили стратегию дальнейших инженерно-физических исследований в обосновании проекта термоядерного реактора. Уже в последующем поколении больших токамаков в мире три установки из пяти имели вытянутое сечение и были оснащены дивертором. Проект токамака-реактора ITER также предусматривает вытянутое сечение плазмы и использование дивертора. Это дает возможность рассматривать представленные работы как основополагающие в новом направлении исследований удержания плазмы в токамаках.

- присудить премию имени Н.В. Мельникова 2004 года (представление Экспертной комиссии и Бюро Отделения наук о Земле) члену-корреспонденту РАН Трубецкому Клименту Николаевичу и доктору технических наук Чаплыгину Николаю Николаевичу (Институт проблем комплексного освоения недр РАН) за серию работ “Развитие теоретических основ комплексного освоения и сохранения недр в системе наук о Земле” .
В представленной серии работ обоснован принципиально новый предмет наук – техногенно изменяемые недра Земли. В них впервые дано научно обоснованное, методически целостное и развернутое представление о комплексном освоении недр, одновременно как о понятии, об отрасли знаний и направлении практической горной деятельности. Впервые авторами показано, что комплексное освоение с достижением своей высшей формы – сохранения недр – представляет собой один из важнейших факторов устойчивого развития. Принципиально новым в горных науках является то, что формируется широкий фронт исследований на стыке с другими отраслями фундаментальных знаний о Земле.

- присудить премию имени Ф.П. Саваренского 2004 года (представление Экспертной комиссии и Бюро Отделения наук о Земле) члену-корреспонденту РАН Мироненко Валерию Александровичу (посмертно) и члену-корреспонденту РАН Румынину Вячеславу Гениевичу за монографию “Проблемы гидрогеоэкологии”.
В монографии обобщены многолетние исследования, проводившиеся авторами в области загрязнения подземных вод и обоснования водоохранных мероприятий. При этом особое внимание уделено проектированию, реализации и интерпретации полевых гидрогеологических изысканий и наблюдений во многих регионах бывшего СССР. Приведены решения широкого спектра практических проблем с фундаментальным теоретическим анализом. В работе реализован многодисциплинарный подход, что нашло свое отражение как в многообразии применяемых методов исследований, так и в привлечении к анализу широкого спектра отечественных и зарубежных публикаций разного плана.

- присудить премию имени Н.Д. Кондратьева 2004 года (представление Экспертной комиссии и Бюро Отделения общественных наук) академику Абалкину Леониду Ивановичу за монографию “Россия: поиск самоопределения”.
В книге обобщены основные исследовательские идеи академика Л.И. Абалкина по поводу долгосрочных тенденций социально-экономического развития России. Безусловным достоинством книги является попытка проследить эволюцию российской экономической мысли на протяжении последнего столетия и увязать в единое целое пространство экономических идей, посвященных России. Несомненно, это одно из первых исследований, связанных с развитием российской экономической мысли, в котором автор постарался избежать распространенных идеологических клише и осуществить спокойный объективный анализ того, как теория влияла на макроэкономическую практику нашей страны в разные периоды ее истории. Книга отличается характерной для Л.И. Абалкина глубиной теоретического анализа и исследовательской добросовестностью, выражающейся в использовании чрезвычайно широкого массива экономической, исторической и социологической информации. Кроме того, Л.И. Абалкин стал одним из пионеров в такой ранее табуированной сфере исследований, как профессиональный анализ отношений национальной экономической науки и верховной российской власти. Книга представляет большой интерес как для профессиональных экспертов в области макроэкономики, политологии, социологии и истории, так и для широкой интеллектуальной общественности.

Члены Президиума обсудили и приняли решения по ряду других научно-организационных вопросов.

Информация подготовлена главным специалистом Пресс-службы РАН - М.В. Колесниковой

©РАН 2019