Сначала думали, что это просто пар, а потом наш учен
ый Плютто в Сухумском физико-техническом институте обнаружил, что это н
е пар, а ионы. А сейчас мы понимаем, откуда эти ионы происходят.
Во всяком случае, по моим оценкам, было 15 абсолютно непонятных, разрозненн
ых фактов, которые никто не мог объединить в единой теории. Принятие идео
логии порционности, эктонности этого процесса привело к тому, что я смог
объединить все 15 фактов в единое целое. Ведь квантовая механика тоже не ср
азу была признана, и, кстати, человек, который получил Нобелевскую премию
за теоретическое доказательство квантовой природы света Ц Эйнштейн
Ц до конца жизни сомневался в том, что кванты Ц это реальность. И сейчас
есть люди, которые сомневаются. Но я опираюсь на факты, причем, на факты, по
лученные самыми современными методами.
А.Г. Квантовая механика, как бы её ни объясняли и какие бы ни при
водили логики для внушения принципов квантовой механики всему человеч
еству, это всё-таки уже инженерная наука, она работает, с её помощью исчис
ляются вещи, которые заставляют работать приборы и целые технологии. Вы
сказали, что на основе ваших открытий тоже возникает новая технология. А
нельзя ли сказать подробнее о перспективах ее развития, что, грубо говор
я, наш колхоз может получить от этого явления?
Г.М. Во-первых, из-за того что все приборы работают в импульсном
режиме за очень короткие времена, то все приборы Ц очень компактны. Я мог
у сказать, что при импульсе напряжения в 200 киловольт требуется обычная вы
соковольтная линия передачи, огромная, вы знаете, стоят железные столбы
и так далее. Так вот, в наносекундном диапазоне такой импульс можно подав
ать по кабелю в 5 миллиметров, и кабель не будет пробиваться. То есть все пр
иборы становятся очень компактными. Прибор в миллион вольт напряжения и
меет размер с этот стул. Это означает, что все высоковольтные технологии,
которые известны при постоянных напряжениях, становятся простыми, комп
актными и дешевыми. При постоянном напряжении для миллиона вольт нужна о
громная высоковольтная система размером с эту студию. То есть, фактическ
и, все обычные высоковольтные технологии становятся очень простыми и до
ступными. Это колоссально, это очень важно.
Второе, это то, что есть параметры, например, электронных пучков, которые д
ругими способами принципиально не достижимы. Какие способы извлечения
электронов существуют? Термоэлектронная эмиссия Ц в лучшем случае мож
но получить амперы на квадратный сантиметр. Автоэлектронная эмиссия, ко
торая очень устойчива из-за того, что при ней ток сильно зависит от напряж
енности электрического поля. И существует ещё вторичная электронная эм
иссия, это побочный эффект, который мешает.
А здесь Ц эффект, который позволяет получать огромные, я повторяю, до мил
лионов ампер, электронные токи, превращать их в энергию высокочастотног
о излучения, в энергию лазерного излучения, в энергию рентгеновского изл
учения Ц фактически, во всех направлениях произошел переворот. Если мы
получали раньше рентгеновский импульс для того, чтобы просветить челов
ека, сейчас мы получаем рентгеновский импульс, при помощи которого можем
просвечивать, положим, стены толщиной во много метров и рассматривать, ч
то там происходит. То есть, просто трудно переоценить всё это.
Я не говорю уже о лазерах, потому что появление так называемых газовых ла
зеров с электронной накачкой позволило в миллион раз поднять мощности л
азеров. Потому что если раньше лазеры работали при очень маленьких давле
ниях, порядка несколько миллиметров ртутного столба, то сейчас они работ
ают при десятках атмосфер. А мощность примерно пропорциональна квадрат
у давления. Это настолько уже всё широко продвинулось, что за это уже стал
и и премии давать, и ежегодные международные конференции организовываю
т, и прочее, и прочее.
И надо сказать, что в этой области нам удалось сохранить лидирующие пози
ции, потому что мы этим стали заниматься в 50-х годах. Это моя студенческая р
абота была, когда я начал заниматься этой наносекундной техникой. В 63 году
, 40 лет назад, была опубликована первая в мире книжка. И у нас сохранилась шк
ола, которая идет от наших физиков, которые работали когда-то в Сибири, в Т
омске. Многому мы учились у академика Будкера, выдающегося физика, котор
ый основал ядерный институт в Новосибирске в 50-х годах.
А.Г. Вы упоминали о том, что это используется и в военных техноло
гиях. Не открывая государственных тайн, вы могли бы привести примеры…
Г.М. Над этим во всём мире работают. Например, все попытки реализ
ации так называемых «звездных войн», по существу, основывались на том, чт
обы использовать мощное лазерное излучение. Первоначально предполагал
ось, что мощное лазерное излучение будут получать от мощных газовых лазе
ров высокого давления. Это уже проехали Ц проехали в том смысле, что пока
зано, что напрямую это использовать нельзя. Но сейчас такие лазеры испол
ьзуют для других технологий.
Но, кроме того, используются мощные кольцевые пучки в диодах с магнитной
изоляцией, это тоже открытие наше, отечественное. В 1973 году это была работа
академика Гапонова-Грехова и академика Прохорова. Они показали, что так
ие пучки можно использовать для генерации очень мощного источника излу
чения Ц в сотни тысяч раз по мощности, превосходящие то, что было, наприме
р, в радиолокационных станциях, но тоже за очень короткое время. И такие мо
щные пучки электромагнитного излучения используются для того, чтобы ра
зрушать радиоэлектронное оборудование, выводить его из строя. Эти работ
ы ведутся; детали, тонкости, конечно, никто не разглашает, потому что огром
ная проблема, как провести эти потоки, как сфокусировать. А сама идеологи
я, в общем, она очевидна.
А.Г. После всех ваших объяснений я всё равно гадаю над тем, что м
огло бы означать ваше высказывание «эктон является первопричиной всяк
ой порционности». То есть, здесь есть попытка обобщения, которая выходит
за рамки…
Г.М. Нет, нет, это вырвано из контекста. Я, конечно, имею в виду кон
кретные процессы. Я вообще не принадлежу к числу людей, которые пытаются
делать такие мировые обобщения и сказать, что процесс в колодце и процес
с во вселенной Ц это одно и то же. Нет, я совершенно здравый человек.
А.Г. Еще вопрос о технологии. Наверное, просто в самой природе ма
териала есть ограничения на эмиссию электронов. Какой материал являетс
я, с этой точки зрения, наиболее подходящим?
Г.М. Понимаете, ограничения по самой эмиссии в природе имеется,
но оно связано не столько с материалом, сколько с самим электронным пучк
ом. Есть так называемая формула Чайльд-Ленгмюра, которая показывает, что
плотность тока пропорциональна приложенному напряжению в степени три
вторых Ц «закон трёх вторых». Когда электроны идут, собственный объемны
й заряд мешает тому, чтобы была большая эмиссия. Но дело всё в том, что, во-п
ервых, этот барьер можно преодолевать нейтрализацией пучка, положим, ион
ными потоками, плазмой и так далее.
С другой стороны, если говорить о величине тока, то сейчас можно получать
электронные пучки размером 6 метров на 1 метр. С таких площадей можно получ
ать сплошной электронный пучок. Для какой цели такая установка разработ
ана? Она разработана американцами в Лос-Аламосе для того, чтобы в огромны
х объемах накачивать и получать очень мощные лазерные излучения.
Поэтому можно говорить о плотности тока. По плотности тока есть совершен
но фантастическая вещь, состоящая в том, что когда мы получаем большой то
к, то собственное магнитное поле пучка этот пучок пережимает. То есть, кул
оновская сила расталкивания электронов становится меньше, чем магнитн
ая сила сжатия, и пучок начинает сам фокусироваться. И вот как раз на этом
были основаны идеи использования таких пучков в термоядерном синтезе. Э
ти очень интересные эксперименты начинались академиком Завойским, про
водились в Курчатовском институте, потом их продолжала группа академик
а Велехова, профессора Рудакова и так далее.
Но оказалось, что электронный пучок не может нагревать, то есть он переда
ет мишени не эффективную энергию, электроны проходят как бы на просвист,
мало оставляя энергии. Поэтому перешли на ионные пучки, тоже мощные, в мил
лионы ампер. Электронным пучком нагревают анод, образуется плазма, и эта
плазма уже испускает ионы. То есть, фактически, при помощи электронного п
учка можно получать ионные пучки. Тоже много лет существовала эта програ
мма, были затрачены огромные деньги, и получены очень мощные пучки, вплот
ь до, по-моему, 30 миллионов ампер. Ионов разных металлов, типа талия, водоро
да и так далее. Оказалось, что это тоже не эффективно Ц это тоже недостато
чно, чтобы нагреть мишень до ста миллионов градусов, которые привели бы у
же к импульсному термоядерному синтезу.
Сейчас используют ту же наносекундную мощную технику, но для нагрева исп
ользуют взрыв цилиндрических плазменных образований, цилиндрических л
айнеров, образованных из микроскопических проволочек. И получили очень
мощное и мягкое рентгеновское излучение.
Сейчас, фактически, новое направление в термоядерном синтезе с использо
ванием этих сверхбыстрых процессов Ц это так называемые зет-пиньч. Ско
ро будет международная конференция в Санкт-Петербурге, мы там как раз бу
дем рассматривать процессы сильноточной электроники, электронные пучк
и, СВЧ-излучение и так далее, и параллельно с нами же будут проводить конф
еренцию по зет-пиньчам, потому что в этом направлении очень-очень много и
нтересного в физике появилось. То есть, нагретая до фантастических темпе
ратур, плазма излучает мягкое рентгеновское излучение в диапазоне до не
скольких килоэлектрон-вольт, и это мягкое рентгеновское излучение можн
о использовать для нагрева, делать рентгеновскую баню для нагрева мишен
ей.
А.Г. Вы сказали, что мы сохранили приоритет. Мы сохранили приори
тет только в теории или и в технологии тоже?
Г.М. Я бы так сказал, что в идейном отношении мы сохранили, бессп
орно, приоритет. В частности, в области пикосекундной электроники Ц это
совершенно точно, тут не только теоретический и экспериментальный прио
ритет, но и просто уникальные пикосекундные приборы делаем только мы, их
никто больше не делает. Это работы, которые ведутся в институте, где я явля
юсь директором, в Екатеринбурге, в Институте электрофизики.
А что касается очень больших машин, когда можно получать десятки миллион
ов электрон-вольт ускоренных электронных пучков, со многими миллионами
ампер электронного тока… Это установки, которые нужны для того, чтобы мо
делировать эффекты, связанные со взрывом атомного оружия, там нужны уже
сотни миллионов долларов. Так вот, у нас есть такие установки, вне всякого
сомнения, но не такое большое количество, как, скажем, в такой богатой стра
не, как Соединенные Штаты Америки. Они позволяют себе потратить сотни ми
ллионов долларов на то, чтобы сделать такую установку.
В Томске, в том институте, который я создал в свое время, специальном Инсти
туте сильноточной электроники, созданном для исследования этих всех эф
фектов (он был создан в 76-ом году, я там работал 10 лет директором, потом перее
хал на Урал) сейчас ведутся работы в этом направлении. Ведет их академик К
овальчук, он, фактически, разработал новую идеологию получения очень мощ
ных высоковольтных импульсов. Если раньше их получали при помощи конден
саторов, собранных по схеме Эрвина Маркса, то он перешел на так называемы
е линейные трансформаторы. Это очень интересная технология, которая поз
воляет все эти огромные установки, просто циклопических размеров устан
овки, делать существенно более компактными, простыми. И сейчас, например,
при разработке многих установок эти работы используются широко.
То есть, я считаю, что даже в таком конкретном конструкторском приложени
и у нас тоже имеются очень хорошие приоритеты в этой области. Но вы сами по
нимаете, сейчас такая ситуация, что делается только то, что кому-то надо. Т
ак же, как, например, скульптор не может делать огромную скульптуру тольк
о для того, чтобы удовлетворить свое любопытство, обязательно кто-то дол
жен заплатить. Такая ситуация и у нас. Если есть потребность, то, естествен
но, мы их разрабатываем. Но, разрабатывая их, мы не делаем их, как подмастер
ья, это всегда делается с какими-то новыми идеями, с попыткой использоват
ь новое предложение.
Сейчас, например, очень активно используется идея, связанная с применени
ем полупроводниковых ключей. Если обычно использовали газовые ключи, га
зовый разряд, то сейчас открыто явление так называемого SOS-эффекта (это то
же открыли в моем институте в Екатеринбурге), когда полупроводниковый пр
ибор может обрывать ток при напряжении в миллионы вольт, при плотности т
ока до сотни килоампер на квадратный сантиметр (это времена в наносекунд
ы). Не включать, а обрывать кратковременный ток. Это позволило создать сов
ершенно новые приборы. Если те приборы, о которых я говорил, обычно работа
ли в одиночном режиме, потому что в качестве коммутаторов использовалис
ь газовые разрядники и уходило время на деионизацию плазмы, то полупрово
дниковые приборы могут работать в режиме десятков тысяч импульсов в сек
унду, сейчас у нас даже килогерцы есть. И в этом направлении Ц наш полный
приоритет, не только идеологический приоритет, но и технологический. Мы
просто являемся единственными производителями таких приборов во всем
мире, и фактически, благодаря этому институту.
А .Г. А эти приборы, поясните мне, пожалуйста, для чего они исполь
зуются?
Г.М. Во-первых, мы только что, в течение последних двух лет, созда
ли абсолютно, принципиально новые рентгеновские аппараты для медицины.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30