Токамак Т-1: плазма внутри магнитного кольца
В 1958 году в Институте атомной энергии в Москве создали экспериментальную установку Т-1 для исследования удержания горячей плазмы магнитным полем. В становлении этого направления участвовал физик Игорь Головин; работу над ранними токамаками он вёл вместе с Натаном Явлинским и другими специалистами института.
Как это было
В начале 1950-х годов советские исследователи искали способ удерживать сильно нагретый газ, не давая ему соприкасаться со стенками сосуда. При таких температурах газ превращается в плазму — смесь заряженных частиц. Обычная камера не могла служить для неё простой механической преградой: контакт со стенками охлаждал плазму и мешал эксперименту.
Игорь Тамм и Андрей Сахаров предложили принципы магнитного удержания. В Курчатовском институте начались опыты с кольцевыми устройствами. До Т-1 здесь существовала установка ТМП, созданная в 1955 году. Т-1 стала следующим шагом в исследовании этой схемы; сам термин «токамак» предложил Игорь Головин.
Как это работало
В основе токамака — вакуумная камера в форме тора, похожего на кольцо. Внутри создают плазму, а магнитные катушки формируют поле вдоль кольца. По самой плазме пропускают электрический ток: его магнитное поле дополняет внешнее и помогает удерживать заряженные частицы вдали от стенок.
Исследователи наблюдали поведение плазменного шнура, его устойчивость и потери частиц. Т-1 была исследовательской установкой, а не электростанцией: задача состояла в проверке физического принципа, необходимого для будущего управляемого термоядерного синтеза.
Что было дальше
В Курчатовском институте создавали новые токамаки, совершенствуя магнитные системы и конструкцию камер. Эксперименты на более поздних установках помогли разобраться, как нагревать и удерживать плазму. В дальнейшем токамак стал одной из основных схем исследований управляемого термоядерного синтеза в разных странах.
Идея Т-1 сохранилась в современных устройствах: плазма находится в кольцевой камере, а её движение контролируют магнитные поля. При этом технические возможности и масштаб нынешних экспериментов существенно отличаются от установки 1958 года.
В те же годы
ИС-2: тяжёлый танк со 122-мм пушкой
В 1943 году в Челябинске создали тяжёлый танк ИС-2, вооружённый 122-мм пушкой. Над машинами серии ИС работали конструкторские коллективы под руководством Жозефа Котина и Николая Духова.
1944приборы и измеренияАвтофазировка: как удержать частицы в ритме ускорителя
В 1944 году физик Владимир Векслер предложил принцип автофазировки — способ сохранять согласованность движения заряженных частиц с ускоряющим электрическим полем. Это позволило создавать циклические ускорители с гораздо более высокими энергиями пучка.
1944приборы и измеренияЭлектронный парамагнитный резонанс: сигнал от электронов
В 1944 году физик Евгений Завойский в Казани наблюдал электронный парамагнитный резонанс (ЭПР) — особое поглощение электромагнитного излучения веществом в магнитном поле. Это явление стало основой метода исследования материалов.
1946транспортГАЗ-М-20 «Победа»: новый облик послевоенного автомобиля
В 1946 году Горьковский автомобильный завод начал выпуск легкового автомобиля ГАЗ-М-20 «Победа». Разработкой руководил главный конструктор предприятия Андрей Липгарт; машина получила несущий кузов и характерные плавные боковые поверхности без отдельных выступающих крыльев.
1946медицина и фармакологияСердце и лёгкие как единый трансплантат: опыты Демихова
В 1946 году Владимир Демихов начал серию опытов по пересадке сердца и лёгких у собак и разработал методику переноса сердечно-лёгочного комплекса. Эти эксперименты изучали, как сохранить работу органов после перемещения в другой организм.
1946энергетикаРеактор Ф-1: управляемая цепная реакция в Москве
25 декабря 1946 года в московской Лаборатории № 2 Академии наук СССР запустили экспериментальный ядерный реактор Ф-1 под руководством Игоря Курчатова. В нём впервые в СССР удалось поддерживать управляемую цепную реакцию деления урана.