Только уникальный российский материал выдерживает взрыв в 50 кг тротила
ЧТОБЫ выполнить АМБИЦИОЗНУЮ НАЦИОНАЛЬНУЮ ПРОГРАММУ по ДОСТИЖЕНИЮ СВЕРХМОЩНЫХ ИМПУЛЬСОВ, АМЕРИКАНЦАМ ПОСЛЕ НЕСКОЛЬКИХ ЛЕТ БЕСПЛОДНЫХ ПОПЫТОК ПРИШЛОСЬ ОБРАТИТЬСЯ К РОССИЙСКИМ УЧЕНЫМ.
Вот уже более 60 лет энтузиасты непознанного бьются над тайной американского корабля "Элдридж". В 1943 году на стоявшем у причала в Филадельфии судне испытывали принципиально новую антирадарную установку. По свидетельствам очевидцев, корабль вдруг исчез, а появился, лишь когда установку отключили. И хотя руководство ВМФ США все отрицало, их оппонентов это не убеждало.
Что могло вызвать подобный феномен, если он, конечно, был? Наиболее часто ссылаются на эксперименты знаменитого физика Николы Тесла. Он утверждал, что умеет создавать феноменальные по мощности магнитные поля, эквивалентные взрыву миллионов тонн тротила. И все благодаря тому, что "стреляет" энергией в очень малый промежуток времени. Однако как он это делает, выдающийся физик не раскрыл.
С тех пор прошло не одно десятилетие. Сегодня мощный магнитный импульс наряду с суперкомпьютерами и лазерами входит в джентльменский набор амбициозных приоритетов любой страны, претендующей на звание ведущей. Скажем, этим давно занимаются в знаменитой американской лаборатории в Лос-Аламосе и в не менее знаменитом российском ядерном центре ВНИИЭФ в Сарове. Причем каждый импульс порождался мощным взрывом, который разрушал и сам магнит, и исследуемый образец. Результаты исследований оставались засекреченными.
Но у мощного импульса множество дел и на "гражданке" - от изучения генома и создания новых лекарств и полупроводниковых материалов до импульсной штамповки, намного повышающей производительность изготовления изделий сложных форм.
А вообще это научное направление предполагает прорыв во многих направлениях науки и техники. Неудивительно, что в США принята специальная Национальная программа. Ее цель на редкость конкретна: достичь в неразрушающихся магнитах - то есть не используя силу взрыва - напряженности магнитного поля в 100 Тл (тесла). Для этого в Лос-Аламосе построена поистине циклопическая установка длиной около 100 м, шириной - 40 м, а высотой - 5м. Правда, время шло, а желаемый порог был далеко. Остановились всего на 65 тесла. Виной были токи в магнитах. Каждый "выстрел" порождал гигантские силы, эквивалентные взрыву 50 кг тротила, которые разрывали магнитные катушки в клочья. Преодолеть трудности американцы решили с помощью созданных в России уникальных высокопрочных материалов. - Наш композит выдерживает огромные токи, не разрываясь, - говорит заместитель генерального директора ВНИИ неорганических материалов им. академика А.А. Бочвара, доктор технических наук Александр Шиков. - Когда американцы достигли с помощью нашего композита сначала 70 Тл, а затем 75, они сразу же оповестили об этом весь научный мир. А к осени намерены замахнуться на 80 Тл, а затем достичь 100!
Сегодня можно говорить, что композит, созданный российскими учеными, лучший в мире. Это подтверждено не только выводами самых престижных в мире международных конференций. Материал приобретают США, Бельгия, Англия, Германия.
Чем они превосходят все зарубежные аналоги? В них сочетаются два качества, которым трудно ужиться друг с другом: электропроводность - почти как у меди, а прочность - как у стали. Можно без преувеличения сказать, что электрический провод, с помощью которого и создаются мощные импульсы, - настоящее инженерное сооружение. В сечении 6 мм2 находится 450 (! ) миллионов медных жил толщиной 40 нанометров (10/-9 м). И каждая окружена оболочкой из ниобия (он и придает прочность) толщиной в 6 нанометров. Вся эта видимая только под электронным микроскопом миниатюрность загнана в провод длиной до километра!
- "Изюминка" - в уникальных процессах и режимах получения композита, - объясняет заместитель директора отделения перспективных материалов, доктор технических наук Виктор Панцырный. - Это позволило в, казалось бы, обычных электротехнических материалах получить наноструктурные размеры меди и ниобия, сохранив пластичность композита. И еще важно, что ниобий размером всего в 10/-9 м равномерно распределяется и по диаметру провода, и по всей его длине. Это и делает материал исключительно прочным.
Провод изготовлен не в тепличных условиях лаборатории, а в цехах завода. По сути, это и есть пример тех самых высоких технологий, освоив которые Россия должна встать вровень с передовыми странами мира.
Российские композиты найдут применение не только в мощных магнитах. Они могут использоваться в мобильных телефонах, заменив медь и в десять раз увеличив срок службы аппаратов. Еще одна сфера - контактные провода для высокоскоростного железнодорожного транспорта. Дело в том, что при больших скоростях движения обычные контактные сети из меди лопаются. Их замена на композит существенно увеличит ресурс. Наконец, эти материалы могут применяться для изготовления более прочных сверхпроводников в термоядерном реакторе, который начнет строиться во Франции.
Но есть ли шанс, что и у России появится престижный магнитный импульс в 100 Тл? По словам Виктора Панцырного, пока таких установок, как в США, у нас нет. Правда, во Вроцлаве, в Международной лаборатории высоких магнитных полей, созданной национальными академиями наук России, Польши, Болгарии и Украины, недавно запущена новая импульсная установка на 55 Тл с обмотками из российского материала.