Статья: Актуальные направления развития исследований по физике плазмы и управляемому термоядерному синтезу в России в 2021 году (2022)

1. XLIX Международная Звенигородская конференция по физике плазмы и управляемому термоядерному синтезу является единственным ежегодным крупномасштабным научным форумом ученых, работающих в области физики плазмы и управляемого термоядерного синтеза в России и странах СНГ. Она проходила уже в 49-й раз и собрала на свои заседания более 600 участников из научных центров России и других стран. Число российских (56) организаций, представивших доклады на конференцию, стабильно остается на высоком уровне. Были представлены доклады из 6 иностранных научных центров. Заметно снизилось число представленных на конференции работ, выполненных российскими учеными совместно с учеными ведущих иностранных научных центров, что обусловлено известными событиями в мире.

2. На конференции были представлены 16 приглашенных докладов (8 % от общего числа докладов), которые были посвящены актуальным проблемам физики плазмы и УТС.

3. Конференция способствовала решению научных проблем по направлениям: магнитное удержание высокотемпературной плазмы, инерциальный термоядерный синтез, физические процессы в низкотемпературной плазме, физические основы плазменных и лучевых технологий, реализация международного проекта ИТЭР. Ежегодно происходящий обмен информацией и опытом между учеными России, стран дальнего и ближнего зарубежья способствует установлению и поддержанию научных контактов между научными центрами, занимающимися близкими проблемами.

4. Доля представленных на конференции работ, связанных с научными задачами управляемого термоядерного синтеза на основе магнитного удержания высокотемпературной плазмы, составила около 33 %. Уровень экспериментальных исследований российских ученых на российских установках в области магнитного удержания горячей плазмы несколько отстает от работ, выполняемых в лидирующих мировых центрах. Это обусловлено физическим и концептуальным старением имеющегося экспериментального и диагностического оборудования. В течение ряда лет в России отсутствует стратегическая национальная программа по управляемому термоядерному синтезу, в рамках которой развивались бы исследования одновременно на нескольких крупных установках УТС с параметрами плазмы, сопоставимыми с параметрами термоядерного реактора, например, крупный токамак или крупный стелларатор с магнитными полями на основе сверхпроводящих материалов. Проекты таких установок имеются, но их реализация задержалась, по крайней мере, на 20 лет. Важным является также создание ряда установок с магнитным удержанием плазмы среднего масштаба в университетах для начального обучения студентов и аспирантов, а также для наработки экспериментального опыта и подготовки высококвалифицированных научных сотрудников для работы с высокотемпературной плазмой на технически современных установках УТС в России и Международной Организации ИТЭР. Отсутствие такой национальной программы уже привело к отставанию ряда российских научных центров, работающих в области управляемого термоядерного синтеза, от исследований, ведущихся в технологически лидирующих странах.

5. С 2021 года в России реализуется «Комплексная программа развития техники, технологий и научных исследований в области использования атомной энергии на пери-од до 2024 года». Эта программа, разработанная в ГК РОСАТОМ при участии ведущих российских научных центров, финансируется как государственной корпорацией, так и государственным бюджетом РФ. Программа в своей значительной части стимулирует развитие ядерной энергетики, ядерных технологий и их широкое применение в экономике России.

В Комплексную программу входит подпрограмма «Разработка технологий управляемого термоядерного синтеза и инновационных плазменных технологий». Эта подпрограмма является первым и верным шагом, направленным на сокращение отставания и последующего развития технологий, определяющих развитие работ по управляемому термоядерному синтезу. Необходимо, чтобы за этим шагом последовали следующие шаги, которые привели бы к формированию национальной программы исследований по управляемому термоядерному синтезу, а также по фундаментальным и прикладным направлениям физики плазмы. Важно иметь в виду, что в результате реализации с участием России международного проекта ИТЭР, разработанные новые технологии и результаты исследований должны быть освоены российскими учеными и инженерами для применения в российских промышленных термоядерных реакторах, что невозможно в отсутствие национальной про-граммы по физике плазмы и УТС.

6. Доля представленных на конференции докладов, посвященных проблемам инерциального термоядерного синтеза (ИТС), включая лазерный термоядерный синтез (ЛТС), составила около 10 %. В течение ряда лет на ежегодных конференциях снижается доля до-кладов, в которых представляются результаты экспериментальных исследований в этой области физики плазмы, в том числе и работы по лазерному термоядерному синтезу. России целесообразно было бы присоединиться к крупным международным программам, которые успешно развиваются, прежде всего, в Европейском союзе, что позволило бы участвовать российским ученым в исследованиях на современных научных установках с участием коллектива ведущих мировых ученых, и достаточно быстро преодолеть технический и научный отрыв от ведущих стран. Но в виду осложнившихся связей международных научных центров с Россией, такие исследования пока невозможны, и это приведет к дальнейшему отставанию наших научных исследований по ЛТС от уже достигнутого мирового уровня. Для преодоления отставания в России необходима также национальная программа строительства сети лазерных установок.

Для организации современных лазерно-плазменных исследований мирового уровня требуется создание в крупных научных центрах России, по крайней мере, двух сопоставимых мультипетаваттных лазерных систем с рекордными параметрами по мощности и энергии импульса лазерного излучения. Эти исследования должны иметь конечную цель – решение проблемы лазерного термоядерного синтеза (ЛТС) и смежных задач. Также целесообразно создать в ведущих университетах и научных центрах России несколько лазерных установок с энергетикой на порядок ниже ре-кордной, но с возможностями гибко варьировать параметры лазерного излучения. На этих установках было бы возможно проверять новые идеи и экспериментальные схемы взаимодействия лазерного излучения с веществом и плазмой, а также проводить отработку новых диагностик, которые будут необходимы для успешной работы крупных установок ЛТС. Именно так весьма эффективно работа-ют научные программы по ЛТС в технологически развитых странах Европы, Японии, США и Китая.

7. На конференции доля научных докладов, посвященных фундаментальным и прикладным исследованиям в области физики низкотемпературной плазмы, технике плазменных исследований и физическим основам плазменных технологий составила около 40 %. За последние несколько лет увеличился интерес к этим научным исследованиям среди молодежи, принявшей участие в работе конференции. Это связано с тем, что эти работы, часто выполняемые на небольших низкобюджетных установках в университетах и научных институтах, позволяют студентам, аспирантам и молодым научным сотрудникам проявлять инициативу и выполнять в короткий срок самостоятельные исследования по физике и технике плазмы. Такие работы, как правило, поддерживались с 1994 года в течение 26 лет Российским фондом фундаментальных исследований (РФФИ), статус которого и тематика поддерживаемых научных исследований были кардинально изменены в 2020 году. Созданный в 2013 году Российский научный фонд (РНФ) с другой структурой финансирования проектов пока не в состоянии широко поддерживать исследования по физике плазмы.

8. Доклады по работам, успешно выполняемым российскими учеными и инженерами по проектированию и изготовлению оборудования, а также по реализации диагностических комплексов для международного проекта ИТЭР в рамках ответственности России, составили около 9 % от общего числа представленных на конференции докладов.

Оргкомитетом конференции издана книга «XLIX Международная Звенигородская конференция по физике плазмы и управляемому термоядерному синтезу» Сборник тезисов докладов. М.: ЗАО НТЦ ПЛАЗМАИОФАН. 230 с. ISBN 978-5-6042115-6-4. Материалы конференции также размещены на сайте конференции http://www.fpl.gpi.ru/Zvenigorod/
XLIX/Zven_XLIX.html.