Но первоначальные наши шаги встретили большие трудности. Это было связано с недопустимо большими потерями энергии в известных в то время схемах ВМГ. Взрывомагнитные генераторы основаны на сжатии магнитного поля проводниками, разгоняемыми с помощью ВВ. Для наших задач ВМГ должен обеспечивать получение большой энергии магнитного поля. При сравнительно низкой скорости движения проводников, которую может обеспечить ВВ, нужную нам магнитную энергию удавалось в расчетах достигать только при больших поверхностях проводников, а, следовательно, и при больших потерях магнитного поля, диффундирующего в стенки проводников. Решением указанных трудностей явилось предложение В.К. Чернышева и его сотрудников использовать новую физическую схему ВМГ, которая получила название дисковых взрывомагнитных генераторов – ДВМГ. Это было важнейшим шагом по преодолению указанных трудностей. Создание ДВМГ потребовало высочайшей изобретательности и искусства проведения взрывных газодинамических экспериментов и их расчетов. Для обеспечения работоспособности отдельных узлов в коллективе, руководимом Владимиром Константиновичем, были найдены такие решения, которые до сих пор не могут быть осуществлены в других странах и охраняются у нас, как важнейшие ноу-хау.
В процессе работ по ДВМГ и по их применению к решению ряда задач была создана технология изготовления таких генераторов разного типа, развита диагностическая аппаратура и численные методы расчета газодинамических систем с магнитными и электрическими полями. Использование ВМГ и ДВМГ различного типа позволяло в лабораторных условиях (без ядерного взрыва) осуществлять физические процессы при высоких плотностях энергии, которые имеют место при работе ядерных и термоядерных зарядов. Реально достигнуты в экспериментах скорости лайнеров до 50 км/сек (это во много раз больше космической скорости) давления в миллионы атмосфер, температуры веществ до миллионов градусов (это в сотни раз выше температуры Солнца) и плотностей веществ, превышающих нормальную плотность.
Эти работы приобрели особенно большой интерес в связи с запрещением ядерных испытаний (договор о всеобщем и полном запрещении ядерных взрывов – ДВЗЯИ). До этого значительная доля экспериментальной информации по процессам, происходящим при высоких плотностях энергии, могла быть получена только при ядерных взрывах. Для достижений таких условий в лабораторных экспериментах (без ядерного взрыва) в США создавались дорогостоящие стационарные электрофизические установки (в национальной лаборатории САНДИЯ – установка «Z» на 15 МДж, в Лос-Аламосе – установка «Атлас» на ~20 МДж и др.). Эти установки позволяли систематически проводить эксперименты по изучению физики высоких плотностей энергии в условиях ДВЗЯИ. В нашей стране с помощью указанных выше ДВМГ мы могли получать большие величины нужных параметров (токи, энергия, давления и т.д.), чем на стационарных установках США. Стоимость одного эксперимента была в сотни раз меньше, чем стоимость создания стационарной установки США. Но установки с ДВМГ были разовыми (система в эксперименте взрывается), т.е. позволяли проводить только один эксперимент, а стационарные установки США позволяли проводить десятки и сотни экспериментов. Поэтому, когда произошла встреча и обсуждения наших ученых с учеными США, оказалось, что мы не дублируем друг друга, не заменяем, а дополняем. Проведение совместных экспериментов расширило наши возможности и повысило эффективность работ. В каких-то случаях эксперимент было целесообразнее проводить на стационарной установке США, а в каких-то случаях это можно было делать только с нашей установкой при использовании ВМГ или ДВМГ. Были выполнены большие серии совместных исследований нашей страной и США в области физики высоких плотностей энергии. Результаты работ докладывались на международных конференциях и публиковались.
Приведем только краткий перечень направлений совместных работ ученых ВНИИЭФ и LANL в этой области. Во всех указанных работах В.К. Чернышев был не только руководителем экспериментальных работ, но и активнейшим участником – плодотворным ученым.
- Работы по термоядерному синтезу с целью решения задачи по получению термоядерной энергии.
1-ое направление. Это в основном ТОКАМАКи (предложение А.Д. Сахарова). Ведутся исследования по стационарным системам с магнитным удержанием тепла и плотности.
2-ое направление. Это в основном ЛТС, ИТС. Ведутся исследования по системам с инерциальным удержанием горячей ДТ-плазмы. Тепло и плотность удерживаются инерцией вещества при разлете (при взрыве).
3-е направление. Это в основном МАГО/MTF. Тепло удерживается магнитным полем, плотность удерживается инерцией вещества при разлете.
Все экспериментальные работы по третьему направлению МАГО/MTF выполнялись в подразделении, руководимом В.К. Чернышевым. Получено много интересных перспективных результатов (это изложено в других статьях этой книги). Работы продолжаются.
- Создание мощных источников проникающих излучений (нейтронов, гамма-квантов, рентгена).
Группой под руководством В.К. Чернышева проведены эксперименты с максимальной величиной тока в плазменном фокусе, запитываемом от ВМГ. Получен максимальный нейтронный импульс.
В системе МАГО/MTF получен нейтронный выход на уровне мирового рекорда. Работы продолжаются.
- Измерение газодинамических свойств веществ при экстремальных параметрах.
Запланированы и готовились совместные (ВНИИЭФ – подразделение, руководимое В.К. Чернышевым, и LANL) эксперименты по измерению ударных адиабат и изэнтроп различных веществ. Работы продолжаются.
- Измерение динамической прочности веществ.
В проведенных совместных экспериментах (ВНИИЭФ – подразделение, руководимое В.К. Чернышевым, и LANL) получены данные по динамической прочности алюминия, меди, полиэтилена.
Получены очень интересные и важные результаты. Например, замеренная динамическая прочность меди может превышать прочность стали при нормальных условиях, а замеренная прочность полиэтилена может быть такой же, как у стали в нормальных условиях.
- Физика быстрых лайнеров.
В подразделении, руководимым В.К. Чернышевым, проведены многие эксперименты по разгону магнитным полем лайнеров до различных скоростей, исследовалось плавление, испарение и разлет вещества лайнера, исследовалась устойчивость полета лайнера и меры стабилизации. Работы продолжаются.
- Моделирование работы различных устройств при высоких плотностях энергии.
Многие физические процессы трудно рассчитываемы (турбулентное перемешивание в слоистых системах, образование кумулятивных струй при косых столкновениях лайнеров, нелинейный рост локальных возмущений и т.д.). Поэтому работу многих устройств целесообразно моделировать в экспериментах для получения нужной информации. Такие экспериментальные работы проводились и планировались в подразделении, руководимом В.К. Чернышевым. Работы продолжаются.
- Физика плазмы при высоких плотностях энергии.
Ряд экспериментов, проведенных в подразделении, которым руководил В.К. Чернышев, использовались для построения методик расчета нагретой плазмы с диффузией магнитного поля (испаряющийся изолятор, движение плазмы, ее остывание, влияние эффекта Холла и т.д.). Работы продолжаются.
Взаимодействие группы экспериментаторов (во главе с Владимиром Константиновичем) и нашей группы теоретиков можно было бы отнести к классическому случаю сотрудничества экспериментаторов и теоретиков (каждый занимается своим делом), если бы не одна особенность физиков ВНИИЭФ того времени. С легкой руки Я.Б. Зельдовича нас, физиков-теоретиков ВНИИЭФ, занимающихся, в основном, прикладными работами, часто называли экспериментаторами в области работ с ядерным взрывом, когда значительная доля нагрузки по постановке экспериментов с ядерными зарядами ложилась на теоретиков. Поэтому теоретики постоянно работали в теснейшей связи с экспериментаторами, присутствовали на сборках экспериментального устройства и на экспериментах с ядерным взрывом. Совсем по-другому складываются отношения между теоретиками и экспериментаторами, когда дело касалось физических экспериментов без взрыва. Здесь роль теоретиков в непосредственных работах по проведению опытов значительно падала, в таких случаях редко бывало тесное взаимодействие этих людей во время проведения опыта. Но в экспериментах со взрывами больших количеств химического ВВ (без ядерного взрыва) много общего с первым случаем. Экспериментов с большим количеством ВВ также нельзя производить очень много. После опыта также ничего не остается (все разлетается). Психологическая нагрузка на исполнителей тоже велика, так как за долю секунды (в момент взрыва) получается ответ на результаты длительных работ и т.д.
