Взрывная электронная эмиссия (обсуждение доклада)

Академик РАН Г.А. Месяц

Фото с сайта РАН

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.

Истоочник; polit.ru