Научная кооперация дала результат
В Институте сильноточной электроники СО РАН в экспериментах на мультитераваттном генераторе ГИТ-12 достигнуто значительное увеличение эффективности плазменного источника рентгеновского излучения в К-линиях аргона. Другой результат, принципиально важный для мощной импульсной СВЧ-электроники, достигнут совместными усилиями ученых четырех институтов.
Эксперименты на ГИТ-12 были выполнены сотрудниками отдела высоких плотностей энергии (руководитель – академик Н.А. Ратахин) и отдела импульсной техники (руководитель – кандидат технических наук А.А. Жерлицын). Для эффективной генерации такого излучения было необходимо одновременно решить три задачи: согласовать нагрузку с генератором, обеспечить стабильность сжатия лайнера и подобрать его оптимальную массу. Около десяти лет ( !) понадобилось исследователям из различных лабораторий мира только для того, чтобы найти нужную конфигурацию нагрузки. В работе ИСЭ СО РАН для создания плазмы Z-пинча использован газовый лайнер с внешней плазменной оболочкой. По сравнению с трехкаскадными газовыми лайнерами эффективность источника излучения возросла в два раза (до 70 процентов), а мощность излучения – на порядок. Однако ценность данного результата не только в получении источника мощного «рентгена» (например, для исследования воздействия на материалы). Возможно, он поможет лучше разобраться в процессах имплозии и применительно к прикладной задаче инерциального термоядерного синтеза.
Над другим результатом трудились ученые лаборатории электронных ускорителей Института электрофизики УрО РАН (руководитель член.-корреспондент РАН В.Г. Шпак), отдела физической электроники Физического института им. П.Н. Лебедева РАН (руководитель академик Г.А. Месяц), отдела высокочастотной релятивистской электроники ФИЦ «Институт прикладной физики РАН» (руководитель доктор физ-мат. наук Н.С. Гинзбург) и отдела физической электроники ИСЭ СО РАН (руководитель доктор физ.-мат.наук В.В. Ростов).
Впервые экспериментально продемонстрирована возможность генерации черенковского СВЧ-излучения диапазона миллиметровых волн с фиксированной фазовой структурой, которая задается внешним затравочным ультракоротким импульсом. При этом получена высокая корреляция между фазами импульсов, даже если мощность затравочного импульса на несколько порядков меньше, чем генерируемого. Это хорошо согласуется с результатами теоретической модели, учитывающей спонтанное излучение фронта импульса тока. Полученный результат открывает возможности для создания управляемых фазированных решеток релятивистских СВЧ-генераторов без жестких ограничений на время нарастания ускоряющего напряжения, например, для радиолокации или систем дистанционного воздействия на электронику, а, возможно, и для передачи информации. По материалам работы опубликована статья в высокорейтинговом журнале Physical Review Letters.
Вера ЖДАНОВА.
