Полiт.ua Государственная сеть Государственные люди Войти
7 декабря 2016, среда, 21:22
Facebook Twitter LiveJournal VK.com RSS

НОВОСТИ

СТАТЬИ

АВТОРЫ

ЛЕКЦИИ

PRO SCIENCE

ТЕАТР

РЕГИОНЫ

Взрывная электронная эмиссия

Академик РАН Г.А. Месяц
Академик РАН Г.А. Месяц
Фото с сайта РАН

Мы публикуем текст доклада академика РАН, директора Физического института им. П.Н. Лебедева РАН (ФИАН) Геннадия Андреевича Месяца на тему "Взрывная электронная эмиссия: Порционная концепция электрической дуги" , с которым он выступил на Президиуме РАН 15 октября 2013 года. 

В настоящее время во многих учебниках, научных книгах и энциклопедиях утверждается, что электрическая дуга  это один из стационарных электрических разрядов. Электрические дуги  явление очень распространённое. Мы говорим о дуге, которая горит сколько угодно долго при изначально холодных электродах. В этом явлении есть много фактов, которые очень трудно объяснить с точки зрения классической физики электрических разрядов.

Катодное падение низкое и находится на уровне первого потенциала ионизации паров катода. Положительные ионы с катода движутся против электрического поля. Катод испускает струю плазмы с такой скоростью, как будто он нагрет до миллиона градусов, а реальная температура катодного пятна равна только нескольким тысячам градусов. Плазменный столб дугового разряда в магнитном поле движется в сторону обратную, чем предсказывает правило Ампера и т.д. 

Физическое явление считается одним из нераскрытыхнаучных символов XX-го века. Над ним работали многие выдающиеся ученые: Комптон, Вуд, Штарк, Холл, Лэнгмюр, Фаулер, Милликен, Дайк, Оппенгеймер, Штенбек, Ромпе и др. Среди российских ученых следует назвать имена Арцимовича, Кесаева, Грановского, Елинсона, Мандельштама и др. 

Первый ключ к разгадке этого явления был получен в 1966 г. благодаря открытию нами в Томском политехническом институте явления взрывной эмиссии электронов (далее – ВЭЭ). Это было сделано благодаря разработке техники мощных наносекундных импульсов. 

На основе разработок и открытия была создана сильноточная наносекундная импульсная энергетика и электроника, оказавшая огромное влияние на создание техники мощных импульсных генераторов электрической энергии, ускорителей электронов, мощных газовых лазеров, сверхвысокочастотных устройств, импульсных рентгеновских устройств большой мощности и т.д. Используя высоковольтную наносекундную технику, было показано, что ВЭЭ является порционным процессом.

Опираясь на многолетние исследования ВЭЭ, нами была найдена аналогия с процессами в дуге. Было показано, что на катоде дуги происходят самоподдерживающиеся электрические взрывы струй жидкого металла из-за большой концентрации энергии в них. При каждом таком взрыве испускается порция плазмы, получившая название «эктон».

В одном эктоне, в среднем, содержится триллион электронов и сто миллиардов ионов. Зона, где разыгрывается это явление, имеет размер порядка микрон. При таком микроскопическом взрыве давление на катодное пятно превышает десять тысяч атмосфер. Плотность тока  сто миллионов ампер на квадратный сантиметр. Длится этот взрывной процесс примерно 10 наносекунд и далее постоянно возобновляется. Пространство, где образуется эктон, называется ячейкой. Процессы в ней обусловливают все свойства дуги.

Последние новые результаты в этой области были получены нами в конце прошлого года и в этом году. Во-первых, проведена работа по измерению зависимости скорости ионов в дуге от тока. Было показано, что одно-, двух-, трех- и четырехзарядные ионы меди, несмотря на разные заряды, движутся с одной и той же скоростью, а средний заряд ионов не зависит от тока. Во-вторых, пороговый ток дуги можно объяснить критерием брызгообразования в жидком металле из-за взаимодействия их с плазмой.

Таким образом, дуги горят не на твёрдом катоде, а на жидком. В-третьих, при очень большом увеличении в электронном микроскопе отдельных струй жидкого металла, мы обнаружили, что их средняя масса равна массе ионов в эктоне. Всё это стало окончательным доказательством того, что электрическая дуга – это процесс порционный, обусловленный взрывами струй жидкого металла.

Эта модель была предложена и разработана нами в ходе совместной многолетней работы Томского политехнического университета, а также Института сильноточной электроники СО РАН и Института электрофизики УрО РАН, которые были основаны мной в Томске и Екатеринбурге в 1970-х и 1980-х годах.

 

Явление электрической дуги широко известно. Это явление мы наблюдаем в обычных выключателях, резке, плавке и сварке металлов, в напылении, в электроискровой обработке металлов, в вакуумных выключателях и т.д. Оно было открыто ещё в 1802 г. русским ученым, профессором Медико-хирургической академии Санкт-Петербурга В.В. Петровым, который впоследствии стал академиком. Он испытывал вольтов столб, у него произошло короткое замыкание, он увидел мощную вспышку и описал ее в своей книге. Так как она была написана на русском языке, то об этом не знали в Европе. В 1808 г. англичанин Дэви также наблюдал это явление и опубликовал сообщение о нем.

Исследовать физику этого процесса начали более сто лет назад, в конце 90-ых гг. XIX века. Объяснения этого явления, которые приводятся во всех научных книгах такое: за счет автоэлектронной эмиссии происходит нагрев микроучастков катода, потом начинается испарение, ионизация этого пара, ионы пара идут на катод, усиливают электронную эмиссию, происходит процесс самоподдержания дуги. Таким образом, считалось, что дуга – процесс стационарный.

На этом слайде я показал компактные импульсные наносекундные генераторы, разработанные членами-корреспондентами РАН В.Г. Шпаком и М.И. Яландиным в Институте сильноточной электроники СО РАН и Институте электрофизики УрО РАН, которые до сих пор пользуются большим спросом, в частности, для исследования вакуумных и газовых разрядов.

Решить эту проблему оказалось возможным только разработав технику мощных наносекундных импульсов и методы сверхскоростной регистрации электрических и оптических процессов. Разработка наносекундной мощной импульсной техники позволила выяснить это. Фактически в этих установках были проведены основные эксперименты, которые привели к открытию порционности дуги. 

Этот генератор позволяет получить более миллиона ампер электрического тока и первоначально использовался для нагрева мишеней и получения плотной горячей плазмы.

  

Это огромная установка на принципах наносекундной техники, сделанная в Томске академиком Б.М. Ковальчуком. 

 

Это еще один наносекундный генератор с напряжением до миллиона вольт, с частотой следования импульсов до килогерц. Видна шестиметровая плазменная корона на проводе.

 

Это полупроводниковые SOS-диоды, которые работают на эффекте быстрого обрыва тока при плотностях до 104 ампер на квадратный сантиметр. При этих плотностях тока происходит резкий обрыв тока. Этот эффект был открыт доктором наук С.Н. Рукиным в Институте электрофизики УрО РАН. На этом была построена фактически целая индустрия полупроводниковых импульсивных генераторов большой мощности.

Взрывная электронная эмиссия позволила получать огромные электронные токи. Возникло совершенно новое направление в технике ускорителей электронов. Токи, которые получаем мы, например, в Томске, составляют многие миллионов ампер. Можно привести три важных примера приложения этих мощных пучков для получения мощных электромагнитных импульсов. 

Во-первых, это мощная импульсная рентгеновская техника. Здесь на схеме показано как всё это происходит.  

Это пример установки, которая была сделана в Институте сильноточной электроники. Здесь присутствует член-корреспондент Н.А. Ратахин, который является у нас главным специалистом в этом деле.

Для получения мощного СВЧ-излучения эти электронные пучки пропускают через резонатор. В 1973 году на ускорителях, которые были сделаны в Томске, в ФИАНе, был поставлен эксперимент с участием Института прикладной физики РАН. Было получено излучение 300 мегаватт. Это было выдающееся событие – 300 мегаватт в импульсе длительностью 50 наносекунд. Эта идеология получила очень широкое приложение. Эта идеология получила очень широкое приложение.

Это крупнейшая в мире импульснопериодическая установка «Синус-7» с импульсами СВЧ-излучения длительностью порядка 50 наносекунд, с мощностью в импульсе до 6 гигаватт. 

Это самая мощная в мире установка – 5-1010 Ватт. Она называется «Гамма». В свое время она наделала много шума, но, к сожалению, финансирование прекратилось. 

Физические исследования этих СВЧ-генераторов проводятся также на настольных установках на базе «Радан», которые я показывал выше. Такие работы сейчас у проводятся у нас на Урале. 

Техника мощных наносекундных импульсов и взрывная эмиссия электронов оказали огромное влияние на развитие работ по мощным газовым лазерам. Я покажу только последнюю разработку ИСЭ и ФИАН – это комбинированный лазер, в котором электронный пучок до полмиллиона ампер цилиндрическим образом накачивает газовую смесь и получается 15 тераватт лазерной энергии в видимом диапазоне света при 50 фемтосекунд. 

Здесь показано, как на базе наносекундной техники было открыто явление взрывной электронной эмиссии, которое было официально признано открытием. И открытием была признана закономерность протекания тока в газах высокого давления при интенсивной ионизации газа. Это, по существу, и послужило основой разработки мощных газовых лазеров. 

С чего начинался у нас интерес к электрической дуге? Разрабатывая высоковольтную наносекундную технику в рамках моей докторской диссертации, возникла проблема вакуумного ключа. Нам нужно было быстро включать электрический ток. Но быстро не получилось.

Решая эту, абсолютно прикладную задачу, в 1965 году в Новосибирске, в Институте ядерной физике СО РАН, я и два моих аспиранта С.П. Бугаев и Д.И. Проскуровский провели эксперименты, чтобы понять, что происходит в вакууме между катодом и анодом, как ускорить процесс замыкания тока. Позже один из них стал академиком (С.П. Бугаев), а другой профессором (Д.И. Проскуровский). 

Оказалось, что получить короткое время ~10-9 с включения тока в вакууме нельзя. Для ускорения включения нужно между катодом и анодом вставить диэлектрик. Однако само явление пробоя оказалось очень интересным.

Здесь показано нарастание тока в вакууме и представлены несколько фотографий свечения с экспозицией 3 наносекунды каждая. В начале там нет плазмы. Это время называется пробоем, то есть подготовкой. Потом на катоде появляется плазма, которая двигается в сторону анода со скоростью 10см/с. Через некоторое время она появляется и на аноде, и происходит замыкание промежутка.

Показаны, по существу, три фазы электрического разряда в вакууме. Первая — пробой, вторая — искра, и окончательная — дуга. В стадии искры и происходит взрывная электронная эмиссия, т.к. в этой стадии между катодной плазмой и анодом течет ток, который оказался электронным.

Вывод из этого следовал такой. На поверхности катода имеются микронеоднородности. За счет тока автоэлектронной эмиссии они взрываются, и на катоде образуется плазма. Между катодной плазмой и анодом протекает электронный ток. Таким образом, была открыта взрывная электронная эмиссия, которая в дальнейшем сыграла огромную роль в становлении того, что мы называем сильноточной электроникой.

На очищенных электродах видны микровыступы, на кончиках которых электрическое поле может усиливаться до сотни раз. 

 

Здесь показаны коэффициенты усиления поля на микроостриях в зависимости от геометрии. Фактически они могут быть стократные и более.

 

Здесь показан взрыв специально подготовленного острия, а также появление плазмы на нем и тока ВЭЭ. Показана формула Фаулера-Нордгейма, из которой следует, что при больших электрических полях F=108 вольт на сантиметр, ток может достигать 109 ампер на квадратный сантиметр. Такие условия приводят к взрыву острий на катоде за время ~10-9 секунд.

 

Здесь показана зависимость времени задержки взрыва острия t от электрического поля Е (кривая 1) и плотности тока j (кривая 2).

 

Как возникает взрывная электронная эмиссия? В стадии пробоя течет ток автоэлектронной эмиссии.

Затем начинается взрывная электронная эмиссия из-за большого усиления поля на микронеоднородностях. Возникают электрические взрывы металла за счет колоссальной плотности тока на остриях.

Плотность энергии по оценкам скорости ионов, которые оттуда идут, составляет примерно до 105 джоулей в грамме.

На этой фотографии показан рост свечения на катоде (а) и на аноде (б) со временем.

 

В рамках джоулевой модели нагрева катода ток электронов взрывной эмиссии прекращается из-за охлаждения зоны эмиссии за счет теплопроводности. 

Ток взрывной эмиссии течет в виде порций – эктонов. Доказывается это так. Если в центре анода сделать отверстие, то видно, что электронный ток из нее течет отдельными порциями. Этот факт натолкнул нас на мысль, что реально рост тока в искре носит циклический характер и что именно такая же цикличность может быть в электрической дуге. Когда мы стали сравнивать свойства плазмы при ВЭЭ со свойствами плазмы в дуге, то оказалось, что они очень близки. Речь идет о скорости движения плазмы, удельном уносе массы с катода, плотности тока, пороговом токе, составе плазмы и т.д.

Стали внимательно выяснять, что происходит на катоде. На катоде происходит обычный взрыв, примерно такой, как мы видим на поверхности Земли, Луны или Марса из-за падения на них метеоритов. Но все это микронные размеры. 

Здесь видны кратеры от взрывов на катоде, струи металла и капли. Это кратеры на плоском катоде при различных длительностях взаимодействующего импульса напряжения.

Это типичный кратер, полученный при длительности импульса тока 10 нс, микронный размер, где мы видим струю металла, которая застыла. А это капля, которая от нее оторвалась. То есть, это цикл, где четко показано, что это взрыв, что существуют струи жидкого металла и летят капли.

Все это навело на нас на мысль о том, что электрическая дуга и все непонятные явления, которые, на первый взгляд, противоречат современной физике, можно объяснить, если считать, что в электрической дуге происходят постоянные взрывы, погасание этих взрывов, а дальше предыдущий взрыв оказывает такое влияние на рядом стоящие струи металла, что они взрываются тоже. Физика таких взрывов частично известна из исследований электрического взрыва проводников.

 

Условия эксперимента очень важны, потому что вакуум должен быть 10-8 мм ртутного столба, ток – меньше 100 ампер, параметры электрических цепей L и С должны быть такие, чтобы не влияли на временной процесс. Цикл, в течение которого происходит взрыв, равен примерно 10-8 секунд. Должна быть очень глубокая очистка поверхности катода.

 

Здесь показано распределение потенциала между катодом и анодом в электрической дуге и анодной зоне. У анода наибольшее падение потенциала. Один из самых непонятных эффектов – то, что катодное падение имеет очень низкое значение и величину порядка первого потенциала ионизации атомов катода, то есть порядка 10 вольт, в то время как в газе это падение – 100-200 вольт.

В 1930-ых гг. выдающийся физики Комптон, который занимался этой проблемой, дал такое определение электрической дуги. Он сказал, что дуга – это разряд, при котором наблюдается очень низкое катодное падение потенциала, сравнимое с потенциалом ионизации атомов металла катода.

Видно, как при горении дуги разлетаются нагретые капли металла. Эта фотография была сделана обычным фотоаппаратом.

Здесь показаны кратеры на катоде при наличии диэлектрических загрязнений на его поверхности. Видно, что если катод загрязнен, образуется очень много кратеров. Поэтому физику дуги с таким катодом изучить нельзя.

При чистом катоде и условиях, о которых я говорил выше, кратеры выстраиваются по-другому. Они возникают на местах, где дуга уже горела.

Как видно, образуется очень много ячеек. Они привязаны друг к другу. Это значит, что одна ячейка образуется на том месте, где образовались струи жидкого металла от предыдущей ячейки. 

Эти фотографии получены недавно. Мы тщательно рассмотрели и статистически обработали эти струи. Оказалось, что одна струя имеет примерно ту же массу, что ионы в эктоне, которые покидают эту ячейку за одним цикл. Это доказывает, что ионный ток образуется за счет электрического взрыва этих струй. Эти струи были получены в дуге с вольфрамовыми электродами.

Здесь видны струи и капля вольфрама, которая не успела оторваться от струи. Долго шел спор, почему происходит самоподдержание дугового процесса, отчего происходят новые взрывы.

Для термоэмиссий не хватает температуры. Автоэлектронной эмиссией –тоже трудно объяснить, так как мало электрическое поле, всего 105 вольт/см, а нужно 108.

Возможно, что в узком перешейке при отрыве капли весь ток проходит через перешеек капля-струя и взрывается. В этом перешейке будет очень высокая плотность тока (~109 А/см2). Это подтверждает мою идею о том, что для того, чтобы произошло самоподдержание дуги и появился новый электрический взрыв, не обязательно наличие большого электрического поля. Это может произойти от взрыва перешейка.

Это катодные пятна дуги на катоде. В качестве катода используется медная проволока, на которой течет ток. За счет магнитного поля тока в проводнике, пятно движется против направления АмпераЭто еще одно противоречие, которое никто не мог объяснить, почему здесь не работает обычная электродинамика.

Это видно внизу. Для дуги это примерно 15 вольт.

Здесь показано, как на катодном падении потенциала возникают колебания. Эти колебания возникают от того, что в каждой ячейке, когда происходит взрыв и образуется неидеальная плазма, падение потенциала на этой неидеальной плазме дает, так называемое, катодное падение. Но как только этот взрыв прекращается, то, как и при всяком обрыве тока в электрической цепи, потенциал подскакивает.

Цикл имеет две части – электронную, когда работает ВЭЭ, и ионную, когда электронная эмиссия прекращается и готовится новый микровзрыв. Короче говоря, мы имеем цикл. Мы имеем ячейку, в которой происходят циклические процессы.

Было сделано очень много исследований, связанных с математическим моделированием. В одной этой маленькой ячейке микронного размера происходит электрический взрыв. Образуется плазма. Сразу несколько состояний вещества: твердое, жидкое, газообразное и плазменное. Эта область научных интересов академика В.Е. Фортова, совместно с которым у нас было выполнен ряд работ.

Здесь одновременно работает несколько физических процессов: эмиссионная электроника, физика плазмы, гидродинамика, физика взрыва и т.д. Это исключительно сложный процесс в металле в объемах микронных размеров. Выводы, к которым мы пришли, состоят в том, что вся физика катодного пятна находится и делается в одной ячейке и проходит за один цикл. В этой ячейке происходит взрыв. Из нее испускаются ионы, которые со скоростью 106 см в секунду летят в сторону анода.

Там же заложена возможность погасания дуги, потому что, как я говорил, в цикле имеется две части: одна – когда идет взрыв, другая – когда взрыв прекращается, и напряжение на катодной зоне резко увеличивается. Однако предыдущий взрыв должен создать возможность для следующего. Вот так и происходит самоподдержание электрической дуги.

Не продолжая дальше, я покажу, как мы на основании наших экспериментов и экспериментов других ученых расшифровали параметры эктонного цикла и параметров процессов в ячейке на медном катоде при тех условиях эксперимента, о которых я говорил выше.

Вот некоторые параметры эктонного цикла в ячейке: 

  1. Ток ячейки iя = 3.2 А

  2. Плотность тока в ячейке ~108 А/см2

  3. Длительность цикла в ячейке ~30 нс

  4. Электронная доля цикла ~25 нс

  5. Ионная доля цикла ~5 нс

  6. Зарядность ионов: +1 (16%); +2 (63%); +3 (20%); +4 (1%)

  7. Средний заряд ионов 2.1

  8. Среднее число ионов с таким зарядом ~1010 штук

  9. Удельная масса ионов ~40.10-6 г/кул

  10. Скорость ионов не зависит от их заряда и составляет 1.3.106 см/с

  11. Давление плазмы на катод в зоне ячейки ~104 атм.

Для оценки этих параметров мы использовали как экспериментальные результаты наших институтов ИСЭ СО РАН и ИЭФ УрО РАН, так и некоторые данные других ученых: Даалдера (Голландия), Кимблина (США), Ютнера (ФРГ), Кесаева (СССР), Танберга (США).

Для достижения поставленной цели мы использовали все лучшие приборы,  которые в то время существовали в мире. Эксперименты проводились не только в России, но и в Великобритании, Германии, США, Франции и Японии. Это позволило нам провести идентификацию процессов в ячейке. Ячейка – это некий ген электрической дуги, от которого зависят все ее свойства.

Таким образом, мы доказали, что дуга – это не стационарный процесс, а порционный, и что происходит он на жидком металле. Подтверждением этому служат также три линейных закона вакуумной дуги, которые не нашли однозначного подтверждения в существующих теориях.

Танбергом (1930) было показано, что в процессе функционирования дуги на катод действует сила пропорциональная току дуги, т.е. F=KT.i.

Кимблин (1971) показал, что ток ионов в дуге определяется зависимостью ii=KK.i.

Даалдер (1976) показал, что энергия, которая не передается катоду при фиксированном времени функционирования дуги t составляет W=KD.i.

Здесь KT, KK и KD – коэффициенты Танберга, Кимблина и Даалдера.

Эти три линейные зависимости величин F, ii и W от тока i очень просто объединяются в рамках порционной модели дуги, т.к. ток дуги растет пропорционально числу ячеек на катоде и эктонов, которые они испускают.

Кроме того, что взрывная электронная эмиссия объясняет вакуумный разряд в целом (пробой, искра, дуга), она еще является вторичным процессом во многих разрядах наравне с автоэлектронной, термоэлектронной, электронно-ионной, фотоэлектронной эмиссиями, которые широко используются в физике плазмы и электрических разрядов. В частности, она имеет место в электрических разрядах в газах в правой и левой ветвях Пашена, при переходе тлеющего разряда в дуговой, в униполярных дугах, и электрических контактах в газах при высоких электрических полях.

А сейчас я дам перечень некоторых книг, которые были написаны мной лично и совместно с моими коллегами. Всего их 22, а здесь только те, которые имеют отношение к теме.

  1. Г.А. Воробьев, Г.А. Месяц. Техника формирования высоковольтных наносекундных импульсов. Госиздат, 1963.

  2. Г.А. Месяц, Д.И. Проскуровский. Импульсный электрический разряд в вакууме. Наука, 1976.

  3. Ю.Д. Королев, Г.А. Месяц. Автоэлектронные и взрывные процессы в газовом разряде. Наука, 1973.

  4. Г.А. Месяц. Генерирование мощных наносекундных импульсов. Советское радио, 1974.

  5. Г.А. Месяц. Эктоны (в трех томах). Екатеринбург, 1993.

  6. Г.А. Месяц. Импульсная энергетика и электроника. Наука, 2004.

  7. Г.А. Месяц. Эктоны в вакуумном разряде. Наука, 2000.

  8. Г.А. Месяц. Взрывная электронная эмиссия. Физматлит, 2011.

Пять из этих книг и ряд других переведены на английский и китайский языки. Кроме того, мы с профессором И.В. Пегелем написали учебник «Введение в наносекундную импульсную энергетику и электронику». Он используется на наших кафедрах «Физика плазмы» в Томском университете, кафедре «Сильноточная электроника» в Томском политехническом университете, кафедре «Электрофизика» в Уральском политехническом университете, а также на кафедре «Электрофизика» в МФТИ.

Спасибо за внимание!

 

Вопросы к докладу на Президиуме РАН

В.В. Костюк: Спасибо, Геннадий Андреевич. Пожалуйста, вопросы.

А.Н. Лагарьков: Геннадий Андреевич, очень красивые картинки, когда разбрыгиваются капли. Там есть перетяжка, где плотность тока достигает огромных значений. С Вашей точки зрения, подтверждается квазинейтральность капли, которая открывается?

Г.А. Месяц: Капли мы изучали еще при исследовании взрывной эмиссии. Капли нейтральные, капли не заряженные. У нас нет сведений, что капли были заряженные, улетая с катода. Они заряжаются в столбе, когда проходят плазму. Некоторые из них превращаются в плазму. Их даже назвали «капельные катодные пятна».

А.Н. Лагарьков: Еще один вопрос. Геннадий Андреевич, что касается устройств для генерации электромагнитного излучения в миллиметровом диапазоне, это одноразовые или многоразовые импульсы?

Г.А. Месяц: Изначально, когда мы в 1967 г. сделали первый в Советском Союзе ускоритель электронов, то он был частотный, а в США были разовые импульсы. Сейчас есть генераторы, которые позволяют иметь частоту следования импульсов килогерцы. Они работают с использованием полупроводниковых SOS-диодов. Если на газовых коммутаторах, то имеем порядка 100 герц. Те машины, которые я показывал, – 100-герцовые машины, которые использовались для разработки локаторов. Мощности СВЧ-импульсов большие. На машине «Синус-7» с частотой 100 герц, это в среднем 109 – 1010 Ватт.

В этом докладе даны результаты трех работ, выполненных недавно, в течение последнего года. Сами понимаете, какое это было время. Первое, мы показали, что средний заряд ионов не меняется с ростом тока. Второе, что мы доказали, что ионы идут от взрыва струи. Третье. Мы показали, что дуга это не процесс на твердом катоде. Дуга – это процесс на жидком катоде, потому что пороговый ток мы наши из условий брызгообразования жидкого металла.

Почему ни у кого ничего не получалось? Все работали в классическом стиле: термоэмиссия, автоэмиссия, испарение твердого тела А там нет твердого тела, там жидкое тело, жидкий металл.

Е.Н. Каблов: Геннадий Андреевич, спасибо за очень интересное сообщение. У меня следующий вопрос. Если нам необходимо переместить определенный химический состав на поверхность металла в достаточно сложных условиях, все эти закономерности, о которых Вы рассказывали, применимы к катоду, который по химическому составу будет отличаться? Например, не медный катод, а сплав.

Г.А. Месяц: Конечно будет! Это же взрыв при большой плотности энергии. При удельной энергии взрыва 105 джоулей в грамме металла не только испаряется, но и ионизируется, т.к. в ячейке будут гигантское давление и огромные температуры.

Всё это дело используется активнейшим образом для нанесения покрытий. Это называется имплатационная металлургия. Ионы, о которых я говорил, имеют до 100 энергию 50 – 100 электронвольт. Если вы поставите сплав, какие-то химические элементы, они безусловно, попадая в ячейку, создают плазму. 

Все, что вы говорите, возможно. Весь мир сейчас делает плазменные покрытия с использованием электрических дуг, но никто не понимал, откуда берется ионы.

Е.Н. Каблов: Большая благодарность Вам, Вашим ученикам, Вашему институту, потому что ваши работы позволили нам создать установку МАХ-1, МАХ-3, где реализован этот принцип. Мы получили самые современные технологии и результаты, которые в мире никто не смог получить.

Второй вопрос. В зависимости от энергии поток ионов может и травить поверхность, и очищать поверхность, и может обеспечивать на поверхности получение того типа, который нужен материаловедам?

Г.А. Месяц: Совершенно верно. Еще одна вещь: для фирмы Philips мы в свое время усовершенствовали катод рентгеновского аппарата, так как время от времени аппарат почему-то срабатывал. 

Мы считали, что у них на катоде есть загрязнение или микронеоднородности. В свое Ещё в советское время мы обнаружили т.н. эффект электрополировки: если подаешь импульс существенно короче, чем длительность цикла в ячейке, т.е. 10-9 с, то в ячейке жидких струй не возникает, и мы получаем абсолютно гладкую поверхность.

Е.Н. Каблов: И последний вопрос. Для нас нежелательно, чтобы капля образовывалась. Нам надо обеспечить равномерное, спокойное распределение ионов, чтобы этот поток ионов попадал без капель. 

Г.А. Месяц: Там следующая ситуация. Это все делается просто. Ионы выводятся в изогнутую трубу, и ставится магнитное поле. Магнитное поле ионы проводят, а капля упирается в стенку. Эта методика хорошо отработана. 

Е.Н. Каблов: Геннадий Андреевич, у меня есть предложение. Мы сейчас будем делать новое топливо. Хотелось бы объединить усилия.

Г.А. Месяц: У нас сейчас такая жизнь, что готовы взяться за любую работу, чтобы сохранить эти выдающиеся коллективы, которые мы создали в Сибири, на Урале и в Москве. Тем более, если эта работа в русле наших научных интересов.

В.В. Костюк: Спасибо, Евгений Николаевич! Есть ли еще вопросы? Больше вопросов нет. Спасибо, Геннадий Андреевич!

 

Обсуждение доклада

В.В. Костюк: Уважаемые коллеги, есть список выступающих. Чтобы мы их заслушали, прошу соблюдать регламент — 5 минут.

Первым выступает Баренгольц Сергей Александрович, доктор физико-математических наук, Институт общей физики им. А.М. Прохорова 

С.А. Баренгольц: Глубокоуважаемые коллеги! Я хочу несколько слов сказать о лаборатории электрофизических исследований Института общей физики. Она была создана по инициативе Г.А. Месяца при поддержке Александра Михайловича Прохорова в 1998 году. С 2005 года я ее возглавляю.

Основное направление работ этой лаборатории – создание полномасштабной математической модели ячейки катодного пятна вакуумного разряда, о чем говорил Геннадий Андреевич. Процессы в катодном пятне происходят за время порядка десятков наносекунд, причем пространственный масштаб этих процессов – микронный. При этом пятно движется на поверхности катода со скоростью до километра в секунду.

Об основных результатах, полученных в результате математического моделирования, Геннадий Андреевич уже рассказал. Я хотел бы несколько слов сказать о применении этой модели.

Первое применение, и Геннадий Андреевич уже пару слов сказал, это униполярные дуги. Это дуги, которые возникают при контакте металлической пластины с плазмой. Если температура плазмы достаточно высокая, то зажигается дуговой разряд. Это явление, прежде всего, характерно для установок с термоядерным удержанием.

Сейчас ведутся совместные исследования с японскими учеными из университета города Нагоя, где они имеют доступ ко всем крупным термоядерным установкам Японии. Мы показали, что в основе процессов униполярной дуги лежат именно эктонные процессы.

Цель этих совместных работ – Philips исследование механизмов возникновения униполярных дуг и разработка по возможности процессов подавления их, поскольку они являются крайне нежелательным процессом для термоядерных установок, т.к. охлаждают основную плазму.

Другое направление – по заказу «Росатома» проходят исследований нейтронных дуговых искр трубок.

Дело в том, что эти нейтронные источники выпускаются с середины 50-х годов в неизменном виде. И причина того, что только сейчас можно перейти к созданию полномасштабных моделей работы этих трубок такова, что процессы были не известны. Благодаря исследованиям электродных процессов стало возможным создание сквозной модели этой трубки и выработать рекомендации для повышения ресурсных характеристик и собственно выхода нейтронов.

Третье направление, которым занимается лаборатория, – это разработка коллективных методов ускорения ионов.

Суть коллективных методов ускорения ионов состоит в том, что ионы ускоряются не симметрическим полем, а полем, возникающим в результате разделения зарядов, то есть электронов и ионов. Хорошо известно, что это разделение даже на микроскопическом уровне приводит к появлению гигантских электрических полей, которые можно использовать для коллективного ускорения.

Нами предложен метод коллективного ускорения с использованием разработанных в Томске и на Урале пикосекундных электронных пучков. Это установки типа «Радан», которые Геннадий Андреевич показывал. Этот метод запатентован. Эти работы позволяют нам двигаться вперед.

Многие результаты, о которых говорил Геннадий Андреевич, были получены, благодаря финансированию со стороны программ фундаментальных исследований Президиума Академии наук.

Понятно, что та техника, о которой говорил Геннадий Андреевич, диагностическая аппаратура стоит больших денег, и никакие гранты РФФИ в этом не помогут. Поэтому очень не хотелось бы, чтобы в результате этой реформы РАН мы потеряли бы эти программы, которые действительно позволяют нам двигаться вперед.

Спасибо за внимание.

В.В. Костюк: Спасибо, Сергей Александрович! Слово предоставляется члену-корреспонденту Иванову Виктору Владимировичу.

В.В. Иванов: Добрый день, уважаемые коллеги! Я выступаю, как представитель Института электрофизики Екатеринбурга. Я проработал там более двадцати лет. В настоящее время являюсь деканом факультета физической квантовой электроники Московского физико-технического института. Мне ближе разные технологические приложения тех эффектов, о которых сейчас замечательно рассказал Геннадий Андреевич.

Физические основы разрядов и разрядных процессов между электродами явились основой создания не только многообразных устройств для генерирования лазерного излучения, для генерирования электронных потоков, для создания вакуумных устройств, дуговых размыкателей и т.д., но в настоящее время они активно развиваются для технологических аспектов, для получения наночастиц.

Пятьдесят лет назад, когда начались эти работы, еще не было достаточно сильных инструментов для изучения наночастиц улавливаемых и, тем более, наночастиц в потоках.

Развитие электронной микроскопии позволило начать рассматривать эти частицы сорок-тридцать лет назад. А несколько лет назад были созданы измерительные инструменты, которые позволяют контролировать размеры и концентрации наночастиц именно в потоках и ловить эти частицы непосредственно в близости от места их происхождения.

Мы создали совместную научную группу, в которую входят исследователи из Института электрофизики УрО РАН и Московского Физтеха. И в настоящее время активно занимаемся изучением этого процесса.

Сначала мы озадачились и понимали, как исследователи, которые создают мощное импульсное устройство, где используются многозазорные разрядники, коммутирующие большие токи, как они избавляются от запыленности изоляторов. Изоляторы периодически необходимо очищать: между разрядами в электродами возникает проводящая пыль. Она запыляет разрядники, запыляет изоляторы. Обычно используется прокачка мощными газовыми потоками для того, чтобы изоляторы очистить.

Частицы, возникающие в разрядных промежутках, – на пользу, то есть, получая таким образомнаночастицы, накапливать их в нанопорошки; накапливая в жидкости, получать наносуспензии, нанодисперсии.

Суть начатого исследования состоит в том, что после первых исследований структуры получаемых частиц в разрядных промежутках было выяснено, что первичные частицы имеют очень маленькие размеры. Частицы, которые излучаются, вылетают из катода и анода, имеют размеры единицы нанометров.

В процессе движения они могут коагулировать, агломерировать, укрупняться, и важно изучить их в процессе непосредственно получения и важно их сохранить.

Параллельно с нашими работами в мире идет очень серьезное состязание для практического использования этого эффекта получения частиц на электродах с целью разработки высокоинтенсивных методов наработки нанопорошков очень мелких размеров, которые являются серьезной проблемой, это размеры от 2-3 нм до 20 нм.

Эти исследования ведутся во многих индустриально развитых странах. В частности, в Европейском союзе создан большой проект под амбициозным названием «Бонапарт-Е».В проект включены более двух десятков организаций, которые ставят своей целью в подобного рода устройствах создавать машины для генерирования нанопорошков производительностью десятки кг/час, с размером до 20 нм.

Причем, метод является уникальным в том отношении, что он позволяет получать не только частицы металлов, не только частицы оксидов. То есть, если металлическая частица транспортируется, в окислительной среде она превращается в оксидную частицу, но появляется возможность благодаря большому сечению электродов получать частицы из легированных полупроводников.

Это очень интересно, поскольку есть возможность таким методом целенаправленного транспортирования этих частиц формировать электронные структуры – полупроводниковые, проводящие, диэлектрические.

Свое выступление я хотел бы закончить тем, что обратить внимание на то, что этот доклад приложим к нанотехнологиям, к созданию наночастиц, формированию потоков наночастиц в настоящее время в мире очень бурно развивается, и важно объединять усилия и двигаться в направлении активного применения этого эффекта. Спасибо большое, Геннадий Андреевич.

В.В. Костюк: Спасибо.Следующий выступающий – член-корреспондент РАН Н.А. Ратахин.

Н.А. Ратахин: Уважаемые коллеги! Я хотел бы сказать о следующем. Я являюсь директором Института сильноточной электроники СО РАН, о котором говорил который был создан Геннадием Андреевичем в Томске в 1976 году.

Десять лет он был его директором и до сих пор остается приверженцем этих исследований – именно диодов и плазмы в них при электродных процессах, – а также был инициатором создания в Томске мощных наносекундных генераторов, которые использовались для различных целей. Прошло столько времени (он называл 60-ые гг., а уехал на Урал в 1986 г. из Томска), но все это имеет продолжение.

Я хочу просто перечислить некоторые вещи. У нас в Институте самые мощные в России и в мире источники жесткого, сверхжесткого и гамма-излучения. Мы участвуем в работах, помогая коллегам из Росатома. В частности, в Арзамасе они собираются строить ускоритель электронов на 15-16 мегаампер в электронном пучке. Мы помогали с выходными устройствами, с транспортом энергии, доводки до электронного пучка.

Теперь о Z-пинчовой программе, в которой мы принимаем участие. Этот проект до сих пор серьезно рассматривается как импульсный терминал с учетом того, что в Ливерморе, как известно, не совсем успешно происходит работа на лазерной термоядерной программе. Программа Z-пинчей, видимо, будет реанимироваться. Сейчас в этом направлении в Америке идет движение. 

Я не говорю о том, что выросла на идеях Геннадия Андреевича и развивалась его учениками поставка ускорителей, разного типа установок в Россию и за рубеж. Мы поставили порядка сотни различных устройств, которые инициированы идеями Геннадия Андреевича.

И последнее по Z-пинчам. Наше место – не термояд, а мягкие рентгеновские источники, которые являются самыми большими после Сандии – крупнейшей лаборатории США, работающей в этом направлении. Но вместе с тем, мягкие рентгеновские источники у нас самые большие по выходу излучения.

Об эффективности Z-пинчей. Мы оптимизировали ряд систем, стабилизировали лайнеры, первыми предложили 2-3-лайнеровые системы для стабилизации, для получения высоких параметров. И здесь выход разных участков спектра, которые получены в наших институтах, самый эффективный.

В частности, мы первыми получили умощнение. У вас есть генератор электрической энергии с мощностью 1 терраватт, в котором в мягком рентгеновском излучении мы получаем больше, чем 1 терраватт и за счет компрессии и за счет укорочения импульса, но КПД очень высокий.

И последнее. В последнее время с чешскими коллегами мы начали более детально исследовать получение нейтронов на таких системах. Казалось бы, Z-пинчи 50-х годов давали определенные перспективы, и был ажиотаж по поводу близости УТС на этих системах, но после модификации создания таких изощренных систем, как плазменный фокус, всё уперлось в некую цифру, что термоядерный скейлинг не продолжался по нейтронам.

В последние полтора года нам удалось вернуть скейлинг, и получить 4*1012 нейтронов за импульс на машине 2,8 мегаампер с микросекундной длительностью.

На сандийских установках, на «Сатурне» при 7-8 мегаамперах при 100-нановом импульсе было получено 4*1013

Спасибо за внимание. А Геннадию Андреевичу спасибо особое, потому что он у нас, во-первых, научный руководитель. Во-вторых, мы стоим на позициях, которые он развивал ранее, и сами что-то делаем. И спасибо за то, что он нас часто посещает.

В.В. Костюк: Спасибо. Слово имеет член-корреспондент Валерий Григорьевич Шпак.

В.Г. Шпак: Институт электрофизики Екатеринбурга, директором которого я являюсь, основан двадцать семь лет назад Геннадием Андреевичем Месяцем. Он взял эстафету всех этих работ, о которых тут говорилось.

За последние годы эти работы выросли в новые направления. Тут коллеги упоминали о нанотехнологиях, я добавлю – водородную энергетику. Наверное, это один из немногих, а, может быть, единственный в России институт, где есть полный цикл нанотехнологии – от получения порошка до изготовления готовых изделий или работающих элементов водородной энергетики, вплоть до двигателей малой тяги ракет – это двигатели будущего.

Я хотел бы остановиться на том, о чем не упоминали и чем мы гордимся. Мы гордимся тем, что показали, что на малогабаритной сильноточной наносекундной аппаратуре, которую мы создали, можно делать очень серьезные работы. А преимущество малогабаритной аппаратуры в том, что она работает от розетки, не требует специальных помещений, и небольшие группы могут делать очень серьезные работы. К сожалению, почему-то это не поняли за рубежом. И в 90-ые и 2000-ые годы мы обеспечили этой аппаратурой многие научные центры мира.

Четырнадцать стран используют эту высоковольтную аппаратуру и нашу измерительную технику. То есть наплодили мы себе конкурентов, и приходится нам держать дистанцию, бежать впереди, чтобы они нас на нашей же технике не обогнали.

В чем наша фора состоит? Она состоит в том, что для исследования таких процессов нужны генераторы, специалисты и измерительная аппаратура.

Чем интересны эти исследования? Как все вещества состоят из атомов и молекул, так и все процессы состоят из мгновений (грубо говоря). Поэтому, если оптики сейчас штурмуют уже фемтосекундные диапазоны, электрики пока дошли только до пикосекундного. Дело в том, что измерительная аппаратура пока не позволяет разрешать на единицах пикосекунд(в лучшем случае десятки). Это ведущие американские фирмы, которые делают сверхскоростные осциллографы.

Мы с ними работаем и довольно успешно. Они нас давно заметили, поскольку наша аппаратура работает в разных странах. Ежегодно они устраивают презентацию в нашем институте. Для нас самое ценное, что они временно оставляют нам для тестирования свои самые последние образцы скоростных осциллографов бесплатно. То есть наш отзыв для них очень ценный, отзыв практиков. Они не боятся давать осциллографы, которые измеряют максимум 5 вольт тем, кто измеряет процессы с напряжением амплитуды 200 тысяч вольт. Ни один прибор мы им не повредили.

При длительности импульса 5 наносекунд и менее, вся изоляция – и твердая, и жидкая, и газообразная начинает менять свойства – резко растет ее электрическая прочность. Это явление пока не очень хорошо объяснено, но мы его широко используем. Субнаносекундные и пикосекундные генераторы нашего института эффективно используются для таких интересных исследований.

Собственно говоря, эта малогабаритная аппаратура постоянно развивается, и даже небольшая группа может делать серьезные работы. В качестве примера можно назвать электромагнитную СВЧ-установку, которая размещается на столе с импульсом мощности гиговатт. На двух столах размещаются коллайдер, где встречается мощный электронный пучок и мощный импульс электромагнитного излучения и получаются очень интересные эффекты.

В этих генераторах важно не только получить короткий импульс, но их еще нужно синхронизировать. Фактически начало этим работам было положено в Томске. Они всегда вызывали интерес у Геннадия Андреевича, который дал нам много идей в этом направлении, и поддерживались им. Итоги публикуются в различных зарубежных журналах. Но, к сожалению, финансирование – как везде финансирование. Спасибо за внимание.

В.В. Костюк: Спасибо, Валерий Григорьевич. Выступает академик Валерий Николаевич Чарушин.

В.Н. Чарушин: Уважаемые коллеги! Мне кажется, что даже не специалистам ясно, что мы с вами прослушали доклад очень высокого научного уровня. И не покидает ощущение, что этот доклад сегодня прозвучал в этих стенах, как в свое время симфония Шостаковича в осажденном Ленинграде.

Мы действительно находимся в сложном положении – Академия наук фактически находится в состоянии информационного и другого противостояния. И возникает вопрос – нужно ли сегодня слушать на Президиуме вообще научные доклады?

Мне кажется, что такие доклады важны. Они должны демонстрировать несгибаемый дух Академии и выбивать почву всех оппонентов, которые говорят о том, что не эффективна форма управления наукой, которая сложилась в Академии, не современна, архаична и т.д.

Мы сегодня прослушали доклад, который убедительно показывает и мировой уровень исследований, и все возможные формы научного сотрудничества, которые только можно представить. Здесь и сотрудничество между академическими институтами разных регионов. Кстати, этот доклад показывает, что высокие научные результаты могут рождаться не только в Москве, но и в самых отдаленных местах Сибири и Урала.

Этот доклад показывает, что у Академии сложились очень прочные связи с вузами и в Томске, на Урале, и в Москве. Здесь уже говорилось  о том, что уральский Институт электрофизики является фактически ровесником Уральского отделения. В прошлом году мы отмечали 25-летний юбилей.

На протяжении всех лет каждый год, когда мы подводим научные итоги, то достижения Института электрофизики обязательно звучат. Они звучат каждый год как рекордные характеристики. Каждый год какие-то новые рекорды: то рекорд по мощности, то рекорд по когерентности, то рекорд по длительности пучков и т.д.

Причем, это пример очень гармоничного сочетания академической науки и прикладной. Например, есть завод гражданской авиации в Екатеринбурге, который использует достижения фундаментальных исследований Института электрофизики. И не только этот завод. На Урале мы знаем много предприятий, которые реализуют достижения.

Мне кажется, что Геннадий Андреевич сегодня убедительно продемонстрировал, что та форма организации наука, которая у нас сформировалась, жизнеспособна.

И, конечно, наша задача – сохранить ее хотя бы в тех формах, которые позволительно в рамках проекта реформированной Академии, то есть сохранить программы Президиума, сохранить координацию работ по важнейшим направлениям. Я думаю, что все это понимают.

Я еще раз хотел бы поблагодарить Геннадия Андреевича за то, что в это время он вышел на трибуну с научным докладом. Спасибо.

В.В. Костюк: Спасибо, Валерий Николаевич. Слово имеет Н.Ф. Ковалев, доктор физико-математических наук, Институт прикладной физики.

Н.Ф. Ковалев: Глубокоуважаемые члены Президиума! Мне тоже хотелось бы добавить несколько слов и цифр к докладу Геннадия Андреевича.

Прежде всего, я обязан сказать, что идеи использования взрывэмиссионных электронных пучков для генерации сверхмощного электромагнитного излучения сантиметрового диапазона и даже миллиметрового диапазона длин волн вполне себя оправдала, и уже сформировалось самостоятельное направление со своими специфическими задачами и методами.

Сейчас с высокой степенью надежности получают импульсную высокочастотную мощность порядка 1-2 гигаВатт, длительностью импульса 20-30 нс. Частота следования импульсов уже достигла 300-500 герц, длительность- 2-3 нс, с КПД более 30 процентов во всем сантиметровом и частично миллиметровом диапазоне длин волн.

Уместно напомнить, что в начальном периоде становления этого направления было множество причин, которые пугали исследователей. Им необычно было все: огромный релятивизм, малая длительность импульса тока, огромная мощность электронных пучков, отсутствие надежной диагностики и т.д.

Все эти проблемы в той или иной степени полноты были решены и экспериментально апробированы.

В тот же период становления были проделаны яркие, впечатляющие эксперименты по тем или иным параметрам, существенно превышающим показатели, о которых я только что сказал.

Эти эксперименты имеют очень важную нагрузку. Они являются ориентиром дальнейших исследований и наглядно демонстрируют практически неисчерпаемые возможности этого интересного, перспективного и важного направления науки.

Новые уникальные генераторы прошли практическую проверку. На их основе был создан целый ряд физических макетов, в том числе мобильных наносекундных радаров и систем радиоподавления. На этих макетах было получено множество интересных и уникальных результатов.

В частности, было показано, что гигаВаттные наносекундные радары могут эффективно обнаружить малоразмерные летящие объекты. То есть, с их помощью возможно устранение слабых мест в системе обычных радаров. Весьма важное и весьма перспективное свойство!

Основными направлениями, решаемыми в настоящее время, являются:

- увеличение длительности импульс генерации и, соответственно, увеличение энергетического КПД;

- исследование электропрочности;

- исследование процессов конкуренции в селекции мод;

- обеспечение перечня когерентности;

- исследование режима диссоциарной генерации;

- исследование процессов фазировки внешними сигналами и взаимной фазировки нескольких генераторов и т.д.

- исследование ресурсных возможностей.

Несмотря на потребительскую направленность перечисленных мною проблем, кроме инженерных, в них присутствует значительная фундаментальная составляющая, без решения которой трудно рассчитывать на дальнейшее успешное развитие.

Для решения всех этих проблем, очевидно, нужны специальные экспериментальные комплексы, оснащенные специальным оборудованием. Причем, эти комплексы могли бы быть центрами коллективного пользования.

Сейчас уместно напомнить и о том, что активно релятивистской высокочастотной электроникой, которая оформилась в самостоятельное направление, занимается группа из многих институтов в городах Томске, Екатеринбурге, Нижний Новгород, Саров, Москва, но, к сожалению, активность их монотонно падает из-за отсутствия должной финансовой поддержки.

Наконец в заключение отмечу, что шансы быть лидером в мире по этому многообещающему направлению еще не нулевые, но быстро снижаются, и мы опять окажемся в неприятной роли догоняющих, а начали первыми. Спасибо за внимание.

В.В. Костюк: Спасибо. Слово имеет академик Ю.В. Гуляев.

Ю.В. Гуляев: Очень кратко я хочу напомнить историю. Как вы знаете, после открытия Флемингом или Дефорестом вакуумных ламп, началась эра вакуумной электроники. Она длилась примерно до начала 50-ых гг.(даже первые ЭВМ были на вакуумных лампах), но потом после открытия транзисторов и возможности минитюаризации всей электронной аппаратуры началась эра твердотельной электроники сначала кремниевой, а после открытия Жоресом Ивановичем Алферовым и его коллег – гетероструктурной полупроводниковой электроники. Но вакуумная электроника оставалась, она не погибла. Вакуумные приборы до сих пор не используются везде, у них есть своя ниша даже в микроэлектронике.

За эти годы после 50-ых гг. были сделаны крупнейшие открытия в этой области. Одно из них – получение в «Истоке» металлосплавных катодов, потому что главное здесь – катод. 

Все мы знаем, что температура плавления сплава может быть ниже температуры плавления компонент. Точно также работа выхода из сплава может оказаться ниже работы выхода из компонент. Поэтому сегодня вольфрам-гафниевые катоды работают во всех мощных радиолокаторах мира.

Другое крупнейшее открытие – это открытие Г.А. Месяцем взрывной эмиссии электронов. Я не буду вдаваться в физику, здесь все подробно было рассказано.Это явление тоже получает колоссальное приложение.

Могу сказать, что на основе теории волнового взаимодействия, разработанной членом-корреспондентом РАН В.А. Черепениным, нами вместе с институтом Геннадия Андреевича был получен мировой рекорд на длине волны 3 см 20 гигаВатт мощности в импульсе 60 нс. Насколько я понимаю, этот мировой рекорд до сих пор еще не побит.Так что начинается некая новая эра после каждого такого открытия.

Могу сказать, что мы продолжаем этим заниматься. В 1993 г. мне с моей группой в Саратове удалось открыть эмиссию из углеродных нанотрубок.Это маломощные приборы, но сегодня мы уже демонстрируем первые маленькие телевизоры размером 18 см по диагонали.

«Самсунг» уже сделал свой телевизор 36 дюймов и недавно представил его на выставку. Но эти телевизоры пока не идут, потому что они очень дороги. Маленькие дисплеи для сотового телефона и для видеокамер, где яркость в четыре раза больше, чем жидкий кристалл, а энергопотребление в два раза меньше, будут востребованы. Вакуумная электроника развивается и будет развиваться.

Самое крупное открытие за последнее десятилетие — это открытие взрывной эмиссии — то, о чем нам сегодня рассказал Геннадий Андреевич. Спасибо за внимание.

В.В. Костюк: Большое спасибо. Слово имеет Иван Александрович Щербаков.

И.А. Щебаков: Мне врезались в память события 1973 года. К этому времени сложилась очень тесная коллаборация между тремя коллективами — Институтом сильноточной электроники, Институтом прикладной физики и отделением Физического института, которое сейчас является Институтом общей физики им. Прохорова А.М.

В 1973 году были получены совершенно феноменальные результаты — 300 мегаватт за 50 наносекунд на длине волны 3 см. Тогда это был мировой рекорд. Он, по-моему, до сих пор остается, и важность этих событий сохраняется и сегодня и, может быть, даже выросла, потому что пришло понимание того, насколько это все важно.

Какие последствия этого открытия? Во-первых, тесная коллаборация этих трех институтов и сейчас есть, она в какой-то степени окрепла, и эта деятельность продолжается, как говорится, несмотря на все трудности.

В чем еще важность этих результатов? Коротко Геннадий Андреевич заметил, что «звездные войны» тут играли некую роль. Сейчас «звездных войн» нет, но забота об обороноспособности нашей страны осталась. И с этой точки зрения результаты, о которых говорил Геннадий Андреевич, очень и очень важны и сегодня.

Спасибо за внимание.

В.В. Костюк: Спасибо, Иван Александрович! Мне тоже хочется поблагодарить Геннадий Андреевича за очень интересный доклад. Мы все знаем его работы, знаем мировое признание его работ.

Хотелось бы отметить, что не каждому ученому удается создать даже одну научную школу. А академик Месяц, по существу, создал три научных школы, из которых организовал два института в Екатеринбурге и Томске. Остается только порадоваться за него и поблагодарить за то, что у нас есть еще такие ученые. Спасибо. (Аплодисменты).

Рассмотрение вопроса закончено.

Обсудите в соцсетях

Система Orphus

Главные новости

21:10 Женщины-депутаты попросили отпустить их из Госдумы к мужьям
20:59 Госдума приняла закон о блокировке сайтов с описанием спайсов
20:53 Третьяковка закрыла живую очередь к шедеврам Ватикана из-за перекупщиков
20:39 В Киеве предложили обменять пленных до Нового года
20:23 Ходорковский запустил пять медиапроектов
20:17 Forbes второй раз признал Джонни Деппа самым переоцененным актером
20:06 Суд в Москве арестовал 12 предполагаемых участников «Хизб ут-Тахрир»
19:57 Минобороны РФ сообщило о контроле сирийских войск над 70% Алеппо
19:51 Мосгорсуд не выявил нарушений прав Улюкаева во время задержания
19:34 Дерипаска решил судиться с Кипром за потерянные инвестиции
19:31 Кадыров сообщил о самочувствии после операции
19:26 МОК продлил санкции против России
19:01 В Новосибирске пройдет митинг против роста тарифов ЖКХ
18:58 Госдума увеличила МРОТ до 7800 рублей
18:49 США и союзники подготовились к новым санкциям против сторонников Асада
18:17 Задержан начальник центра «Э» МВД Ингушетии
17:59 Премьер Италии уйдет отставку вечером 7 декабря
17:57 СМИ нашли возможную причину падения самолета в Пакистане
17:44 В Иране валюту поменяли на туман
17:34 Израиль нанес удар по аэродрому под Дамаском
17:17 Исинбаева возглавила набсовет РУСАДА
17:15 Обвинение потребовало вынести пожизненный приговор Ратко Младичу
17:05 Для борьбы с вредителем пальм использовали следящие устройства
16:59 Очевидцы предположили гибель всех пассажиров упавшего пакистанского лайнера
16:57 «Антонов» предложил Трампу свой президентский самолет
16:36 Суд оштрафовал «Мемориал» на 300 тысяч рублей
16:30 Глава Минздрава пообещала закупать уникальное медоборудование за рубежом
16:16 В Ирландии разморозили 100 млн евро Ходорковского
16:00 Time выбрал Трампа человеком года
15:56 Еврокомиссия оштрафовала участников банковского картеля почти на полмиллиарда евро
15:47 Пропавший в Пакистане пассажирский самолет разбился
15:44 Путин напомнил офицерам ФСИН о человеческой стороне заключенных
15:26 Экспертиза «Полит.ру»: Обвинять в госизмене за СМС нельзя, если оно адресовалось частному лицу
15:24 Путин призвал заранее избегать экономических рисков безопасности РФ
15:16 Пакистанский самолет с 40 пассажирами пропал с радаров
14:58 Черногория объявила в розыск подозреваемых в подготовке путча россиян
14:46 Милонов потребовал проверить «Медузу» на экстремизм
14:36 В Казахстане арестована группа причастных к хищению нефти исламистов
14:34 В Москве задержали еще 12 предполагаемых экстремистов
14:28 Медведев пообщается с журналистами 15 декабря
14:23 Путин поручил посмертно наградить погибших в Алеппо военных
14:14 Захарова пообещала аналогичный ответ на ограничение поездок дипломатов по США
14:08 Баста заплатит Децлу 50 тысяч рублей за «лохматое чмо»
13:56 Экс-сотрудник СКР проиграл иск к ФСБ по поводу командировки в Южную Осетию
13:47 Треть шампанского из российских магазинов признано некачественным
13:34 В Кремле не нашли мирных жителей в восточном Алеппо
13:24 Реставраторы спасли редкую карту XVII века
13:22 Украина призвала государства признать голодомор геноцидом
13:14 Власти Таиланда заподозрили BBC в оскорблении нового короля
13:13 В Израиле из-за подаренного Медведеву дрона начнут служебное разбирательство
Apple Boeing Facebook Google NATO PRO SCIENCE видео ProScience Театр Pussy Riot Twitter аварии на железной дороге авиакатастрофа Австралия автопром Азербайджан Александр Лукашенко Алексей Навальный алкоголь амнистия Анатолий Сердюков Ангела Меркель Антимайдан Армения армия Арсений Яценюк археология астрономия атомная энергия Афганистан Аэрофлот банковский сектор Барак Обама Башар Асад беженцы Белоруссия беспорядки бизнес биология ближневосточный конфликт болельщики «болотное дело» Борис Немцов Бразилия Великая Отечественная война Великобритания Венесуэла Верховная Рада взрыв взятка видеозаписи публичных лекций «Полит.ру» видео «Полит.ру» визовый режим Виктор Янукович «ВКонтакте» ВКС Владимир Жириновский Владимир Путин ВМФ военная авиация Вторая мировая война вузы выборы выборы губернаторов выборы мэра Москвы газовая промышленность «Газпром» генетика Генпрокуратура Германия ГИБДД гомосексуализм госбюджет Госдеп Госдума гражданская авиация Греция Гринпис Грузия гуманитарная помощь гуманитарные и социальные науки Дагестан Дальний Восток День Победы дети Дмитрий Медведев Дмитрий Песков Дмитрий Рогозин доллар Домодедово Донецк драка ДТП Евгения Васильева евро Евромайдан Евросоюз Египет ЕГЭ «Единая Россия» Екатеринбург естественные и точные науки ЖКХ журналисты закон об «иностранных агентах» законотворчество здравоохранение в России землетрясение «Зенит» Израиль Индия Индонезия инновации Интервью ученых интернет инфляция Ирак Ирак после войны Иран Иркутская область ислам «Исламское государство» Испания история История человечества Италия Йемен Казань Казахстан Канада Киев кино Китай Климат Земли, атмосферные явления КНДР Книга. Знание кораблекрушение коррупция космос КПРФ кража Краснодарский край кредиты Кремль крушение вертолета Крым крымский кризис культура Латвия ЛГБТ ЛДПР лесные пожары Ливия Литва литература Луганск Малайзия МВД МВФ медиа медицина междисциплинарные исследования Мексика Мемория метро мигранты МИД России Минздрав Минкульт Минобороны Минобрнауки Минфин Минэкономразвития Минюст мировой экономический кризис «Мистраль» Михаил Саакашвили Михаил Ходорковский МКС Молдавия Мосгорсуд Москва Московская область мошенничество музыка МЧС наводнение налоги нанотехнологии наркотики НАСА наука Наука в современной России «Нафтогаз Украины» некролог Нерусский бунт нефть Нигерия Нидерланды Нобелевская премия Новосибирск Новые технологии, инновации Нью-Йорк «Оборонсервис» образование ОБСЕ общественный транспорт общество ограбление Одесса Олимпийские игры ООН оппозиция опросы оружие отставки-назначения Пакистан Палестинская автономия пенсионная реформа Пентагон Петр Порошенко погранвойска пожар полиция Польша правительство Право «Правый сектор» преступления полицейских преступность происшествия публичные лекции Рамзан Кадыров РАН Революция в Киргизии рейтинги религия Реформа армии РЖД Роскомнадзор Роскосмос Роспотребнадзор Россельхознадзор Российская академия наук Россия Ростовская область РПЦ рубль русские националисты Санкт-Петербург санкции Саудовская Аравия Сбербанк связь связь и телекоммуникации Севастополь сельское хозяйство сепаратизм Сергей Лавров Сергей Собянин Сергей Шойгу Сирия Сколково Славянск Следственный комитет следствие Совет Федерации социальные сети Социология в России Сочи Сочи 2014 «Спартак» «Справедливая Россия» спутники СССР стихийные бедствия Стихотворения на случай стрельба суды суицид США Таиланд Татарстан театр телевидение теракт терроризм технологии транспорт туризм Турция тюрьмы и колонии убийство Украина Федеральная миграционная служба физика Финляндия ФИФА фондовая биржа Фоторепортаж Франсуа Олланд Франция ФСБ ФСИН ФСКН футбол Хабаровский край хакеры Харьков химическое оружие хоккей Центробанк Цикл бесед "Взрослые люди" Челябинская область Чечня шахты Швейцария Швеция школа шпионаж Эбола Эдвард Сноуден экология экономика экономический кризис экстремизм Южная Корея ЮКОС Юлия Тимошенко ядерное оружие Япония

Редакция

Электронная почта: politru.edit1@gmail.com
Адрес: 129343, Москва, проезд Серебрякова, д.2, корп.1, 9 этаж.
Телефоны: +7 495 980 1893, +7 495 980 1894.
Стоимость услуг Полит.ру
Свидетельство о регистрации средства массовой информации
Эл. № 77-8425 от 1 декабря 2003г. Выдано министерством
Российской Федерации по делам печати, телерадиовещания и
средств массовой информации. Выходит с 21 февраля 1998 года.
При любом использовании материалов веб-сайта ссылка на Полит.ру обязательна.
При перепечатке в Интернете обязательна гиперссылка polit.ru.
Все права защищены и охраняются законом.
© Полит.ру, 1998–2014.