ЭЛЕКТРОФИЗИКА ИЗНУТРИ

Ночь музеев в Институте электрофизики УрО РАН подготовила креативная команда сотрудников. Были выбраны четыре лаборатории, экскурсии отправлялись каждые 15 минут. В фойе для ожидающих своей очереди младший научный сотрудник лаборатории физической электроники Юрий Земсков показывал опыты с жидким азотом. Затем каждую новую группу встречал Антон Кайгородов, заместитель директора по научной работе, кандидат физико-математических наук. От лица администрации он приветствовал посетителей и рассказывал им, чем занимается институт, прежде всего о мощной, а в области твердотельных генераторов — рекордно мощной импульсной технике.  

Первой точкой маршрута была лаборатория прикладной электродинамики. Здесь занимаются материаловедением — с помощью сильноточной электроники изменяют свойства материалов, в частности методом магнитно-импульсного прессования нанопорошков. Вот как младший научный сотрудник лаборатории Сергей Заяц объяснял школьникам задачи этой работы:

— Все когда-то играли в «Цепи кованые». Помните, в чем там смысл? Разорвать цепь взявшихся за руки людей из одной команды человеком из другой команды. А теперь сравните, что прочнее: цепь в один ряд, образованная людьми обычного роста, либо цепь, которую образуют очень маленькие, зато во много рядов? Так и материалы, получаемые прессованием нанопорошков, обладают огромной прочностью.

В подтверждение экскурсантам показывали образцы изделий из материалов, полученных таким способом, и попытки сломать их к успеху не приводили.

В лаборатории квантовой электроники аспирантка и сотрудница института Анна Макарова рассказывала о явлении люминесценции — нетепловом свечении вещества, возникающем после поглощения энергии внешнего источника возбуждения. В лаборатории изучают люминесценцию различных веществ, в частности, минералов. Показав, как светятся флюорит и кальцит под разным облучением, она пояснила:

— Мы исследуем преимущественно импульсную катодолюминесценцию, возбуждаемую импульсным электронным пучком. Этим методом можно определять, какие дефекты и примеси присутствуют в материалах и в каком количестве. В случае с минералами и драгоценными камнями мы можем их идентифицировать, отделять природные образцы от синтетических и даже определять регионы происхождения камней.

Затем экскурсанты переходили в бункер группы электрофизических технологий, где ее руководитель доктор технических наук Сергей Соковнин показывал созданный в институте ускоритель электронов и рассказывал о различных технологиях, разработанных на его основе:

— Принцип действия ускорителя очень простой: мы формируем импульсы высокого напряжения с длительностью примерно 50 наносекунд и амплитудой порядка 1 млн вольт. Чтобы было понятно: за 50 нс луч света проходит 15 метров, длина бункера — 22 метра. При прохождении импульса через вакуумный диод образуется плазма, из нее «вытягиваются» электроны, ускоряются нашим импульсом и через алюминиевую фольгу выводятся в атмосферу. Выведенные электроны можно применять в различных сферах. Самое простое — это стерилизация. Так можно стерилизовать одноразовые медицинские изделия, не разрушая структуру материалов, из которых они сделаны.

Самая популярная разработка лаборатории — технология стерилизации скорлупы куриных яиц, которая никак не воздействует на зародыш. Вылупившиеся цыплята не заболеют инфекциями, возбудители которых находятся на скорлупе, следовательно, им не нужно будет давать антибиотики. Технология успешно прошла опытно-промышленную проверку на птицефабрике под Великим Новгородом.

Последней точкой маршрута был экспериментальный зал (он же «бункер») лаборатории импульсной техники, где младший научный сотрудник Максим Педос объяснял, почему там такие толстые, обшитые листами металла стены — для защиты от различных излучений, которые могут возникать при работе установок.

В этой лаборатории развивается новое научно-техническое направление — сверхмощная наносекундная полупроводниковая электроника. В зале ведутся исследования на твердотельном импульсном генераторе, пиковая мощность которого (80 ГВт) превосходит мощность самой крупной электростанции мира (22,5 ГВт), но в отличие от нее вырабатывает эту мощность в ультракороткий промежуток времени. Для понимания, насколько он короток (длительность импульса порядка 100 пикасекунд) — свет за это время проходит расстояние всего в 3 см. Такие мощные короткие импульсы нужны в первую очередь для фундаментальных научных исследований.

В один прекрасный момент в бункере гасили свет и показывали экскурсантам управляемую «молнию» — так называемые коронный и искровой разряды. Яркие вспышки в полной темноте неизменно восхищали гостей и были лучшим завершением знакомства с ИЭФ изнутри.

Несмотря на очень холодную и дождливую погоду, на экскурсии в ИЭФ 21 мая пришли 325 человек. Великолепная организация, интересная подача материала, гостеприимство хозяев, несомненно, добавляли очков к изначальному интересу, который вызывает у людей мир науки. Добавим, что ИЭФ всегда открыт для «внешнего мира», и его сотрудники время от времени проводят экскурсии для дошкольников, школьников и студентов. Поэтому у каждого есть шанс увидеть то, что увидели участники Ночи музеев.