Пара слов о физике плазмы
13 постов
13 постов
3 поста
По мотивам одного обсуждения в комментах.
Доктора наук — это как мафиози. Или как масоны. Чтобы стать доктором наук, тебя должны короновать назвать достойным полтора десятка других докторов наук. Причём не каких придётся докторов в тёмном переулке, а специально подобранных докторов наук в ходе обряда посвящения открытой и гласной процедуры защиты диссертации.
Если считать точнее, то диссертации защищают перед диссертационным советом, в котором должно быть минимум 19 человек [1]. Из них один — секретарь — может быть кандидатом. Слушать защиту должно как минимум две трети совета — 12 докторов и секретарь. Больше половины из них должно согласиться, что диссертация — годнота, а соискатель жжот,
Кроме них есть доктор — научный консультант (он, конечно, всегда за) и трое докторов — официальных оппонентов (они разбирают диссертацию по косточкам, но если они будут всерьёз против — у соискателя проблемы).
Доктора мафиозных наук по версии Кандинского 2.1.
В этом месте @get.randomNick задал логичный вопрос: «А как появились самые первые доктора наук?»
И это потребовало гугления. В России сложилось так.
Сначала были академия и университеты. Там были академики и профессора, которых прямо назначили за то, что шибко умные и готовы работать.
Науки, которые в сей Академии могут учены быть, свободно бы в три класа розделить можно: в 1-м класе содержались бы все науки математические и которые от оных зависят; во 2[-м] — все части физики, в 3[-м] — гуманиора, гистория и права.
К первому класу четырех персон надобно <...>
Второй клас розделяется в четыре части <...>. И такожде четырех персон к тому иметь надлежало б.
Третей клас состоял бы из тех членов, которые в гуманиорах и протчем упражняются. И сие свободно бы трем персонам отправлять можно
<...>
Должность академиков:
1. Все, что в науках уже учинено — розискивать, что к изправлению или прирощению оных потребно есть — производить, что каждый в таком случае изобрел — сносить и тое секретарю вручать, которой тогда понужден будет оное, когда надлежит, описать
2. Каждый академик обязан в своей науке добрых авторов, которые в иных государствах издаются, читать.<...>
Доход на сие определяетца 24912 [Цифра 24912 написана рукой Петра I вместо зачеркнутой им цифры 24000. – Прим.] рублев, которые збираютца з городов Нарвы, Дерпта, Пернова и Аренсбурха, таможенных и лицентных.
(с) Пётр I, 1724 год [2]
Высочайше утверждённый проэкт об учреждении Московского университета
§ 1. На содержание сего университета и при оном гимназии довольно десяти тысяч рублев в год.
<...>
§ 5. Профессоров в Университете будет в трех факультетах десять.
(с) Елизавета Петровна [3]
Ещё Ломоносов пытался доказать, что надо бы начать присуждать учёные степени, как в Европе. [4] Но при нём такого не было. В конце XVIII и начале XIX века было несколько конкретных императорских указов в духе: «Вот этим — можно». Самым первым был указ Екатерины II «О предоставлении Московскому университету права давать докторскую степень обучившимся в оном врачебным наукам» (1791 год). Первым доктором стал Барсук-Моисеев, а первой диссертацией — «О дыхании».
Постепенно сложилась сначала двух- а потом трёхступенчатая система: «магистр–доктор» и «кандидат–магистр–доктор». [5] Причём за докторскую степень полагался чин коллежского асессора. На той же ступеньке был пехотный майор.
И до 1816 года профессура нескольких университетов (кто-то академик, кто-то с зарубежными степенями, кто-то просто всеми уважаемый человек) присуждала учёные степени, как им заблагорассудится.
В 1816 году министерство просвещения присмотрелось, увидело присуждение учёных степеней за солидные взятки, офигело, пожаловалось императору и приказало никаких степеней не присуждать, пока они не разберутся, что к чему.
в июле 1816 года на юридическом факультете Дерптского университета состоялось присуждение докторских степеней (без предшествующих магистерских степеней) двум немцам – неким Вальтеру и Веберу, которые никогда не учились в Дерптском университете <...>
Оба они хотели посредством получения степени доктора повысить свой социальный статус – приобрести чин коллежского асессора (8-й класс) и потомственное дворянство. <...>
Впоследствии называлась сумма якобы полученной ими взятки в 30 тысяч рублей. Сумма была явно завышена, а сам факт прямой покупки дипломов не был доказан и в дальнейшем в документах не фигурировал. Несомненным, однако, являлось вопиющее нарушение процедуры защиты, «состоявшейся» к тому же во время каникул, то есть без свидетелей. <...> Тем не менее, комиссия, расследовавшая это дело, признала наличие в нем коррупционной составляющей. В ноябре 1816 года Вальтер и Вебер были лишены ученых степеней, а Кёхи и Штельцер Указом
Александра I признаны главными виновниками. [6]
К 1819 они подготовили положение о регламенте присуждения степеней. Там уже было формально написано, кто, как и перед кем защищается, чтобы получить степень.
По ходу XIX века положение доделывали, переделывали и переписывали, но линия преемственности более-менее сохранялась.
Обложка диссертации, имеющая мало отношения к делу, но обнаруженная по ходу раскопок интернетаю
Потом была октябрьская революция. В 1918 учёные степени нафиг отменили как пережиток тёмного прошлого:
1. Ученые степени доктора, магистра, а также звание адъюнкта и все связанные с этими степенями и званиями права и преимущества отменяются. Право на занятие профессорской кафедры по всероссийскому конкурсу предоставляется всем лицам, известным своими учеными трудами или иными работами по своей специальности, либо своей научно-педагогической деятельностью.
(С) Покровский, Бонч-Бруевич [7]
В 1932 учёные степени решили завести заново. К 1934 написали новую инструкцию (отталкиваясь, впрочем, от старой, но причесав её в более-менее системный вид). Степень доктора присвоили всем, кто на тот момент был академиком, и ещё некоторому количеству людей, которые академиками не были, но науку двигали:
6. Для получения ученой степени доктора необходимо:
а) иметь ученую степень кандидата;
б) публично защитить докторскую диссертацию <...>
Примечание: 1. К публичной защите докторской диссертации могут быть допущены также и лица, не имеющие ученой степени кандидата, но известные своими учеными трудами, открытиями или изобретениями.
2. Степень доктора может быть присуждена без защиты диссертации лицам, известным выдающимися научными трудами, открытиями или изобретениями.
<...>
14. Действительным членам перечисленных выше академий степень доктора соответствующих наук присваивается автоматически с момента их избрания.
(с) Луначарский [8]
А дальше — защищайтесь.
Потом систему доделывали, переделывали, убирали и снова вводили возможность защиты без написания рукописи диссертации, но преемственность более-менее сохранилась до сегодняшнего дня.
Такие дела.
[1] https://www.garant.ru/products/ipo/prime/doc/71725906/
[2] https://arran.ru/data/pdf/projpol.pdf
[3] http://музейреформ.рф/node/13638
[4] Иванов А.Е. Ученые степени в Российской империи. XVIII В.-1917 г. // Книжное обозрение, 1996, том 66, стр. 268
[5] https://cyberleninka.ru/article/n/vozniknovenie-sistemy-ross...
[6] https://lk.msu.ru/uploads/attachments/attachment_1708_158513...
[7] http://pravo.gov.ru/proxy/ips/?docbody=&link_id=0&nd...
[8] https://ru.wikisource.org/wiki/Постановление_СНК_СССР_от_13.01.1934_г._№_79_"Об_ученых_степенях_и_званиях"
Глядя на всё происходящее, я не могу не написать о новостях науки. Сегодня нужно рассказать об одной технологии, которая может стать основой будущей энергетики. Речь, конечно, о термоядерном синтезе. Вовсю идёт работа над международным экспериментальным термоядерным реактором ИТЭР [1], который должен стать последним шагом перед демонстрационной термоядерной электростанцией. Над проектом работает сразу несколько стран — США, Япония, Россия и страны западной Европы. Схематично ИТЭР показан на этой картинке:
ИТЭР — термоядерный реактор на основе токамака. Это значит, что водородная плазма в нём удерживается магнитным полем в форме «бублика». Размер — больше, чем у всех экспериментальных установок, которые до сих пор строились. Большой радиус (расстояние от оси до серединки «теста в бублике») — больше восьми метров; малый радиус (радиус сечения бублика) — 2.8 метра. Чтобы нагреть плазму такого объёма до температуры выше ста миллионов градусов, понадобится 100 мегаватт дополнительного нагрева в пучках нейтральных атомов и электромагнитных волнах. По расчётам смесь дейтерия с тритием будет выдавать около полутора гигаватт термоядерной мощности; из них 20% — в альфа-частицах, а 80% — в быстрых нейтронах.
Такая серьёзная мощность нейтронного потока (около мегаватта на квадратный метр стенки!) потребует серьёзного охлаждения. Предварительный проект первой стенки тоже есть, вот он, можете оценить 720 охлаждающих трубочек:
Вот здесь вы можете оценить, насколько большой выходит машина:
Оптимизма добавляет недавний рекордный результат, полученный на токамаке TFTR — около 10 мегаватт мощности в термоядерной реакции [2]:
Если всё пойдёт по плану, через два с половиной года будет выбрано место для постройки токамака, а первую плазму в нём зажгут к концу 2008 года.
[1] https://inis.iaea.org/collection/NCLCollectionStore/_Public/...
[2] https://www.iter.org/fr/newsline/283/1672
Ps. @admoders и подписчики сообщества — надеюсь, это сойдёт за научный юмор. %)
Для начала надо было осознать, что любой рецепт будет выполнен вот так:
А значит, нужна точная инструкция. «Посолить по вкусу» — это что-то на инопланетном языке. «1 мерная ложка соли» — а какая из ложек для соли попадётся на глаза первой, и готовы ли вы к последствиям?
Решение для фанатов натуральных чисел — цифровые весы. Любой рецепт будет прост и понятен, если в нём написано, сколько вешать в граммах. Будьте готовы: если вы написали в рецепте «150 граммов гречки» — процесс взвешивания не остановится, пока на весах не будет 150 ровно. Не 149, не 151, не «и так сойдёт», а 150.
Граммовками дело не обходится. Можно, конечно, написать в рецепте: «Поставить на медленный огонь и варить до готовности», но, боюсь, на вашей электроплите случится что-нибудь такое (фото автора):
Или такое (фото, слава богам, не автора):
Поэтому и описание должно быть предельно однозначным. «Поставить кастрюлю в круг. Включить режим номер 6. Выключить через 13 минут. Положить в тарелку 100 граммов еды».
Сильно поможет делу мультиварка — на ней есть таймер и готовые режимы. А ещё она увлекательно пищит.
Рецепт и технология готовы.
Осталось добавить мотивацию. Конечно, неплохо работает принцип: «Хочешь гречку? Пойди, свари». Но на время обучения лучше добавить конфетку или монету на новый набор конструктора за правильные действия.
Вуаля! После некоторой тренировки сын может сварить всё, что записано в книге рецептов...
...впрочем, проголодавшись, всё равно берёт из холодильника огурец, потому что это быстрее и проще.
Этим летом я, отлично отдохнув со всей семьёй на Байкале, вернулся домой и узнал, что отдыхать на Байкале нельзя. Особенно с семьёй. Потому что приехав на отдых, ты не найдёшь ровной автодороги, телевизора в номере и шезлонга на пляже.
Что ж, подтверждаю: не найдёшь. И это прекрасно. Сейчас попробую показать, почему именно.
КДПВ: берег Байкала между Листвянкой и Большими Котами.
Итак, вы сели на самолёт и прилетели в Иркутск. После короткой поездки по городу вы окажетесь на вокзале, где сядете на электричку. В дороге прочитаете, как проехать на электричках через всю Россию, и через два часа с небольшим выйдете на станции Слюдянка. Если вас когда-то действительно туда занесёт, не пожалейте пять минут и спуститесь от вокзала к набережной. Она красива, как минимум, летом и осенью.
А ещё невдалеке от вокзала есть паровоз, Ленин с видом экскурсовода, показывающего: "посмотрите, чуваки, это паровоз", бетонный кубик Рубика и некоторые другие достопримечательности.
И это, конечно, не конечная точка маршрута. В Слюдянке можно переночевать (варианты от палатки на турбазе до номера в гостинице), и пойти по дороге наверх, к пику Черского. Тропа идёт вдоль реки Слюдянки, раз за разом перескакивая по деревянным мостикам с правого берега на левый и обратно. Вот она:
Дети, у которых нет бабушки в деревне, в опасности: вместо увлекательного сбора колорадского жука на жаре родители могут потащить их в горы.
Взрослый турист за день без проблем дойдёт до метеостанции (21 км от вокзала, набор высоты 1100 м). Если вы привыкли к хайкингу в европейском стиле, можно снять койку на турбазе и обойтись без палатки, одним лёгким спальником. А можно поставить палатку на соседней поляне, как вам больше понравится.
Если же среди вас есть туристы возрастом 5 и 8 лет, придётся переночевать где-то у реки. Палатка спасёт и здесь, но можно и без неё: в середине пути есть кафе, где можно попросить еду и ночлег.
От метеостанции можно пойти к отличным водопадам или к вершине. Если идти к вершине, главное — не забыть набрать воды сразу у метеостанции, дальше её взять негде. Тропа идёт по хребту. Метеостанция вон там, внизу:
Чтобы дойти до второго Гольца, последней горки перед пиком Черского, не понадобится ничего особенного: шагай себе по очереди обеими ногами, и придёшь вот к такому виду.
Тропа от второго Гольца к пику тоже вполне пригодна даже для собак и велосипедистов. Разве что, в одном месте их нужно поднять за ручку и переставить на высоту человеческого роста.
Туристов в возрасте пяти лет тоже приходится переставлять, а вот восьмилетние уже пробираются сами.
Вот здесь, в середине фотографии, видно скалу, которую нужно как-то обогнуть. С правой стороны, если смотреть от второго Гольца, брошены верёвочные перила. Там можно и развернуться, если нет уверенности; но можно пройти и дальше.
Ещё один вид на озеро Сердце:
Пик вон там, где торчит шест. Здесь и далее восьмилетний турист показан для масштаба.
А вот зачем стоит подниматься на вершину:
И вот за этим. Облака над Байкалом:
...потом ваша дорога вернётся обратно в Слюдянку, но обратно в Иркутск вы не поедете. В Слюдянке заканчивается ветка Кругобайкальской железной дороги — исторического отрезка Транссиба, под завязку набитого инженерными чудесами начала двадцатого века. Дорогу нужно было хоть как-то проложить по обрывистому берегу, поэтому тоннели и галереи здесь едва не на каждом километре. Сейчас она почти не используется, и всё это можно спокойно осмотреть. Можно — на натуральном экскурсионном паровозе за конские деньги, а можно вооружиться пачкой путеводителей и взять обычный билет на электричку рельсовый автобус.
(Здесь будет ещё одна ссылка на путешествие на электричках через всю Россию).
Где-нибудь в середине дороги можно выйти и пойти по шпалам. Скажем, у Киркирейского тоннеля — на него интересно посмотреть и изнутри, и снаружи.
Загар будет, правда, односторонним. Слева гора, справа солнце и вода.
Когда идти надоест, можно сесть на следующий поезд и поехать дальше — до порта Байкал. По дороге поезд сделает остановки в самых интересных местах:
Порт Байкал — на левом берегу истока Ангары. Тут можно переночевать, отсюда можно переправиться на правый берег, в Листвянку. Здесь, наконец, можно сесть на автобус и доехать до Иркутска.
Но мы этого делать не будем.
От Листвянки вдоль берега Байкала идёт Большая байкальская тропа. Для входа на территорию Прибайкальского национального парка нужно оформить пропуск (онлайн или в киоске у начала тропы). Тропа, которую регулярно ремонтируют волонтёры, и которую не разбивают конями и квадроциклами, весьма приятна для ног.
Первый отрезок — до села Большие Коты — взрослый человек с рюкзаком, в котором лежат термос и бутерброды, пройдёт за день. С детьми, опять же, дольше.
Для начала, шагая по лесу, нужно будет набрать 300 м. Наверху будет стол для привала и шикарный вид:
...а потом тропа спустится обратно к Байкалу. В устьях рек есть места для палаток, если вы выбираете такой стиль путешествий.
После чего отходить далеко от берега она уже не будет. Где-то нужно будет подняться повыше, где-то — спуститься к воде. В середине тропы есть короткий — метров сто — прижим, который нужно пройти аккуратно. В остальном — мечта пешехода:
Тропа уникальна тремя вещами: видами на Байкал,
...видами на Байкал,
...и обалденными видами на Байкал.
На тропе есть даже пляжи. Вода, как бы так помягче сказать, освежающая.
Карты утверждают, что в Котах даже есть гостиница, но мы этого не проверили. Большая байкальская тропа идёт дальше, до Большого Голоустного — этот отрезок тоже пока остался на будущее.
А ещё у этой тропы есть невероятный логистический бонус: теплоход, который за час (от Листвянки) или полтора (от Котов) доходит до Иркутска.
Вот на этом мы путешествие и закончим.
Какой вывод?
Спланировать трек возле Байкала так, чтобы палатка не понадобилась совсем, а в рюкзаке были только куртка и горелка, можно уже сейчас. Это будет не так комфортно, как в условных Доломитах, но и не потребует быть героем-первооткрывателем. А можно и плюнуть на комфорт, взять палатку и по старинке жечь вечером костёр. В любом случае, все пейзажи, все виды и все километры тропы будут ваши.
Ну, а телевизор и шезлонг у тёплого моря... Наверное, их надо искать где-то в другом месте.
Ps. Спасибо волонтёрам ББТ и сотрудникам турбаз и гостиниц на всех частях маршрута.
Проснувшись поутру, я наткнулся на вопрос, который не дал мне спокойно пить чай за завтраком. Процитируем его здесь, чтобы пустить мысль в полёт:
Итак, постановка задачи определяется ответами на выражения (1) и (2). И мы эти ответы таки знаем! В строгих научных терминах выражения формулируются следующим образом:
(1) Поток импульса в газ внутри колеса определяется вязкостью в газе;
(2) Воздух обладает массой, а следовательно, его движение инерционно.
То есть, в простых и ясных выражениях (1) и (2) уважаемый @Santus сообщил нам, что для решения задачи о вращении воздуха в колесе необходимо использовать уравнение Навье-Стокса. Вот оно, напишем его цветными карандашами:
Красным выделен градиент давления, он двигает воздух вместе с колесом вперёд, и мы его проигнорируем. Синее слагаемое вэ-градиент-вэ нам тоже не пригодится: оно равно нулю, если колесо плюс-минус круглое. Здесь мы, конечно, потеряем шанс рассчитать вот такое колесо:
Но, будем честны, с таким колесом надо задавать другие вопросы. Есть ещё последнее слагаемое, покрашенное зелёным. Оно описывает турбулентность и мы его пока заметём под коврик.
В итоге уравнение на скорость, с которой крутится воздух, оказывается довольно простым:
Во второй строчке мы решили, что колесо круглое, и его можно описывать в цилиндрических координатах. И вот, глядя на простой дифур в частных производных, можно уронить ностальгическую слезу по студенческим временам. Но мы пойдём дальше.
Для определённости будем считать, что мы разглядываем колесо автомобиля «Жигули» шестой модели 1978 года выпуска, жёлтого цвета, который за 20 секунд (водитель никуда не спешит!) разгоняется до 75 км/ч (куда нам торопиться, в кювет?)
За окном +20°, колёса накачаны до 1.8 избыточных атмосфер, плотность воздуха при этом \rho = 3.4 кг/м³, а вязкость \eta = 1.82×10^{-5} Па×с. Всё, осталось затолкать уравнение и две константы в написанную на коленке разностную схему. Из неё мы получаем очень красивый ответ:
...смысл которого в том, что мы наврали. По этому решению выходит, что воздух внутри колеса раскручивается несколько минут. Вот только число Рейнольдса к концу разгона жигулей зашкаливает за 400 тысяч, а значит, турбулентное слагаемое, заметённое под коврик, выглядит под ним примерно так:
Турбулентность приведёт к тому, что воздух раскрутится ещё быстрее. Не будем пытаться посчитать её аналитически, сразу нарисуем колесо в расчётном пакете, который умеет вычислять турбулентное течение газов:
И, при тех же условиях, воздух в колесе при разгоне крутится примерно на два-два с половиной метра в секунду медленнее, чем само колесо:
Вот, отставание лучше видно на картинке с угловой скоростью:
Тем самым, за время разгона Жигули проедут 208 метров, колесо сделает 115 оборотов, а воздух внутри него — около 65 оборотов.
А что, если колесо крутится, а воздух внутри него стоит? Раскрутится за несколько секунд, об этом на третьей гифке. Как будет вести себя в колёсах воздух под давлением 10 атмосфер или залитая вместо воздуха вода, автор не считал — здесь есть простор для дальнейших исследований.
Автор благодарит ОРВИ за любезно предоставленные время и упоротое состояние, использовавшиеся в данном расчёте.
Ps. В комментах к исходному посту упомянули один важный момент, который тут не учтён: деформацию колеса. Она будет насколько-то тормозить кручение воздуха в колесе, но расчёт того, насколько именно, будет ещё более упорот.
Прошу прощения у регулярных подписчиков — нет никаких сил для термоядерных постов. Но есть одна тема для аутистического сообщества, навеянная волной постов последнего месяца.
Иногда некоторым людям исполняется семь лет, и из-за этого они отправляются в школу. Обычно в начальной школе можно учиться на родном языке. Но ситуация становится слегка специфичной, если семилетке нужен то ли язык дельфинов, то ли язык программирования; в родах и склонениях русского языка он до сих пор путается, а местоимения считает чёрным колдунством.
Семилетку зовут Юра, у него расстройство аутистического спектра, и год назад в сообществе был пост о нём в ремонте. Теперь он отправился в школу — и здесь будет пара слов о том, как это выглядит.
Обычно в первом классе упор делают на письме, чтении и арифметике. Есть толпа учеников, есть учитель, учитель что-то объясняет, ученики слушают и, если они понимают материал — то проблемы нет...
Стоп, а если они могут понять материал, но им не интересно существование учителя; а в незнакомой среде могут уйти в себя и заварить дверь? Приходится учиться другим вещам.
Важнее всего первокласснику с аутизмом научиться списывать и подглядывать. Нет, у остальных учеников это как-то само получается, но герою поста Юре пришлось для начала разобраться — зачем вообще эти одноклассники нужны и какой с них толк. А толк в том, что в соседской тетради первым возникает не ответ, а вопрос. Если ты этот вопрос прослушал, соседская тетрадка становится крайне ценным ресурсом.
Второе — собственно, концентрировать внимание на учителе. Обычно это тоже само получается, а у кого не получается — тем раздают люлей порицания. Тупиковый путь, если само не получается, а порицания существуют где-то в альтернативной вселенной. Учебная программа при аутизме предполагает, что в начале рядом с учеником должен быть тьютор, который подскажет, куда слушать. Не задачу, не ответ — именно, куда нужно направить внимание, чтобы услышать вопрос. И будет подсказывать, пока у ученика не начнёт получаться. А чтобы получалось, выдаст в нужный момент подходящее поощрение.
(Это, конечно, вообще не сработает, если ставку тьютора приписали тому же учителю первого класса — раздвоиться, чтобы одновременно давать всему классу задачку и обращать на неё внимание отдельного ученика у него всё равно не выйдет. А выйдет Ѣ-ский цирк, когда и класс не занимается, и отдельный ученик с аутизмом не учится в классе работать).
Как сделать так, чтобы тьютор был в реальности и не помер с голода — отдельная история (в нашем случае, если коротко, есть маленький класс детей с аутистическими расстройствами, поддержанный фондом президентских грантов). Но если тьютор есть, дело двигается. Начинать приходилось с отдельных занятий в мелких группах, позже начали получаться и уроки вместе с большим классом.
...чертовски удобно, если поощрением работает возможность написать на доске порцию примеров или пересчитать после занятий лампы во всех кабинетах.
Обстановку тоже изучали заранее. Ещё летом построить маршрут (и ездить только по нему до декабря, пока велосипед не начал тонуть в сугробах); заранее осмотреть школу изнутри (всю, до чердака); выбрать удобную одежду (даже не надейтесь, что ваш ребёнок с аутизмом согласится сменить цвет однажды выбранной рубашки); написать расписание (главное не промазать со временем).
Если школа даёт отдельное место, где восемь первоклассников со своим аутизмом могут передохнуть (и перебеситься) от шума больших компаний и потренироваться работать небольшой группой, от этого будет польза всем.
Все эти сложности нужны, чтобы смочь учиться с обычным классом... Ну, и чтобы обычный класс привык к компании нескольких странных одноклассников.
А что же с арифметикой по программе? Да всё хорошо с арифметикой первого класса, все стены ею исписаны.
...И не только стены. И не только первого класса.
...Вот вам кошка и лампа, кошке на старости лет тоже приходится учиться.
Продавал ли кто-нибудь на Авито термоядерную установку? Куда, вообще, переставить её с балкона, если она занимает там слишком много места?
...вообще говоря, крупные экспериментальные установки в физике уж если где-то поставлены, то там они и остаются, пока их не разберут на металлолом и полезные запчасти. Но случаются исключения, и они выглядят... Необычно. За всю историю экспериментов по магнитному удержанию плазмы десяток токамаков (про них было в части 4) переехал с места на место. Какие-то машины ездили из Москвы в Ленинград или Душанбе, какие-то заносило в Иран или Ливию. Список всех существовавших машин с их судьбой можно посмотреть тут [1], а краткая подборка переехавших машин пробегала в новостях ИТЭРа [2]. Почему бы не собрать тут несколько фотографий, не добавляя в этот раз излишней сложности?
1100 км. Compass (-D) → Compass
На заглавной фотографии краном вытаскивают из зала в Калэме (Великобритания) именно этот токамак. С 1989 года на нём изучали влияние формы плазменного шнура на удержание. В 2000 закончили, переключившись на сферический токамак MAST. А в 2006 продали Чешской академии наук за что-то около 1 фунта, разобрали и увезли. В 2008 запустили заново, уже в Праге [3, 4].
В чешской программе он сменил токамак CASTOR. Тоже бывший в употреблении. Compass-U, уже новую, а не подержанную машину, чехи планируют запустить примерно через год.
Вот здесь британский учёный:
А это уже в Праге:
1700 км. ТМ-1 → TM-1-MH/CASTOR → GOLEM
Машина пережила целых два переезда. Токамак малый, номер первый, был построен в Курчатовском институте в 1962 году и был одной из установок, с которых и началась история токамачных исследований. В 1975 — когда токамаки в Курчатовском институте стали не такими маленькими — установка была подарена Чехословацкой академии наук и уехала в Институт физики плазмы в Праге. Там к ней сначала прикрутили СВЧ-нагрев, потом систему стабилизации обратными связями и изучали их, пока не переключились на Compass.
После этого, в 2006 году, токамак уехал в Чешский технический университет — тоже в Праге — и стал токамаком GOLEM, на котором учат студентов [5-7].
Вот здесь он ещё ТМ-1:
Тут он уже CASTOR:
А здесь — GOLEM:
1400 км. Т-4 → ТМР
3150 км. ТМ-4 → LIBTORВ одних источниках говорят, что токамак ТМ-4, работавший в Курчатовском институте в 1969-73 годах, уехал в Триполи, и там стал токамаком LIBTOR. Другие утверждают, что он уехал в Сухуми и стал токамаком ТМР. Судя по фотографиям, первая версия правильная, а в Сухуми уехал Т-4 [8].
ТМР, судя по данным, которые удаётся найти, прекратил работу в 90-х из-за гражданской войны и отсутствия специалистов.
Это магнитная система (малого) ТМ-4:
Это (большой) Т-4
Это ТМР в Сухуми
6500 км. Т-7 → HT-7
Ещё одна машина, которую строили в Москве в конце 70-х. Этот токамак уехал в Хефей (Китай) не целиком — в HT-7, работавшем с 1993 до 2013, были использованы только катушки.
7700 км. ASDEX → HL-2M
Токамак построили в Гархинге, Германия. Работал там с 1983 до 1990 года и изучал H-моду. В 1995 был подарен за самовывоз Китаю, разобран, упакован, перевезён и собран в Southwest Institute of Physics в Ченду (Сычуань). С конца 2002 года снова работал — уже под именем HL-2A. [9, 10]
Вообще говоря, его модернизацией должен был стать токамак HL-2M — его запустили меньше месяца назад, и об этом недавно была небольшая волна постов — но, пока проектировали, заменили в проекте все запчасти и место, в котором стоит токамак. Судя по обрывочным сведениям, со старой машины на новую планируют перетащить всяческий нагревной и диагностический обвес, а в остальном всё сделано с нуля.
Это ещё в Германии, сборка дивертора.
А эта фотография сделана в Китае, идёт чуть менее прецезионная работа по сборке камеры.
На этой фотографии аккуратно собирают внутренние системы уже на HL-2A.
6000 км. HT2B → IR-T1
Токамак, который работал с 1983 до 1992 года в Хефее, а потом уехал в Тегеран. Здесь уже Китай не принимал, а отправлял бывшую в употреблении машину.
В пост не попала и половина из того, что куда-то переезжало; но остановимся на этом и не будем дальше раздувать пост — а желающие могут пройтись по ссылкам [1, 2, 11], там есть и другие машины.
Источники иллюстраций:
[1] http://home.clara.net/balshaw/tokamak/conventional-large-tok...
[2] https://www.iter.org/newsline/-/3033
[3] http://www.ipp.cas.cz/vedecka_struktura_ufp/tokamak/tokamak_...
[4] https://www.fusionenergybase.com/project/compass-d
[5] http://elib.biblioatom.ru/text/yadernaya-industriya-rossii_1...
[6] http://www.ipp.cas.cz/vedecka_struktura_ufp/tokamak/tokamak_...
[7] http://golem.fjfi.cvut.cz/wiki/
[8] http://era-sfti.ru/plpychtexn.html
[9] https://www.ipp.mpg.de/3870124/asdex
[10] https://www.ipp.mpg.de/ippcms/eng/presse/archiv/11_02_pi
[11] https://alltheworldstokamaks.wordpress.com/gallery-of-extern...
...наука — штука хитрая. Чтобы получить результаты в экспериментальной физике, сначала нужно уйму лет выпиливать подходящий инструмент. Скажем, для инструмента под названием «Международный исследовательский термоядерный реактор ИТЭР» 13 лет назад начали расчищать площадку, лет через пять его включат в первый раз, а лет через пятнадцать раскочегарят на все катушки. На фотографии — макет первой версии одной из его диагностических систем, диверторного монитора нейтронного потока (разговорное — ДМНП или «этот ваш бинокль»). Если коротко — штука должна стоять невдалеке от дейтерий--дейтериевой или дейтерий-тритиевой плазмы и измерять, сколько же всего нейтронов получилось в термоядерной реакции. Эта запчасть для ИТЭРа будет делаться в ИЯФе, и фоточка сделана по просьбе разработчиков для отчётов и на память.
...В этом месте краткое описание, соответствующее правилам фотоконкурса, закончилось.
А теперь с подробностями. Дальше будет пара картинок, которые сделал не я.
Если вам привезли кубометр дров для печки, вы можете долго рассматривать их цвет и высоту поленницы; но волнует вас то, насколько жарко он сгорит. Если вы строите термоядерный реактор, вам чертовски полезно знать, насколько устойчива плазма в нём и как ведут себя быстрые ионы в ней; но важнее всего, сколько энергии выделится в реакции. Для этого нужно пересчитать получившиеся нейтроны. В штуках.
Нейтронных диагностик в ИТЭРе будет много. В том числе, три сборки ДМНП будут стоять за центральным куполом дивертора (в этом посте был рассказ про то, что это такое) и, собственно, считать прилетевшие нейтроны. Вот они, пара цилиндров на нижней стенке камеры [1]:
Сегодняшняя конструкция с виду не особо похожа на макет 2016-го года, но наполнение то же самое. Если натягивать сову на глобус, он ламповый.
Внутри стоят несколько камер, заполненных газом. В каждой — пара электродов. На поверхность камер напылён уран-235 или уран-238 (в других местах бывают и другие делящиеся изотопы, но в ИТЭРе — уран). Пролетающий нейтрон захватывается ураном, тот распадается — а осколки ионизируют газ. Электрическое поле выдёргивает электроны и отрицательные ионы к положительно заряденному электроду, положительные ионы — к отрицательно заряженному. Всё, как на этой картинке [2]:
Только ещё и с урановой отдушкой. Вот здесь схема другой нейтронной диагностики ИТЭРа, microfission chamber. Размер и расположение другое, а суть та же самая [3].
На (не моей!) фотографии MFC лучше видно, а как она, камера деления, вообще выглядит [4]:
Что-то похожее можно поставить в любом месте, где вы хотите посчитать нейтроны. Например, на ядерном реакторе (не забудьте проинструктировать медведя). А ещё можно запустить похожую штуку к Меркурию, об этом недавно был пост. Один из элементов в том приборе — пропорциональный детектор, похожий по принципу работы на всё описанное [5]. Только вместо урана нейтроны ловит гелий-3, в реакции с которым получаются продукты с известными энергиями. А значит, если работает закон сохранения энергии, по сумме энергий осколков можно узнать и энергию прилетевшего нейтрона.
...но это уже нейтронные спектрометры, и рассказ о них будет уже извращённым надругательством над краткостью описания.
[1] https://www.researchgate.net/publication/336575520_EVALUATIO...
[2] http://www.hep.by/2012/03/21/kak-rabotaet-ionizacionnaya-kam...
[3] https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S09203...