სოხუმის ილია ვეკუას სახელობის ფიზიკა–ტექნიკის ინსტიტუტი

მოკლე ცნობები ინსტიტუტის შესახებ

სოხუმის ფიზიკა-ტექნიკის ინსტიტუტი (სფტი) შეიქმნა 1950 წელს ორი გასაიდუმლოებული სამეცნიერო-კვლევითი ცენტრის შერწყმით. ამ ორი ცენტრის საქმიანობა 1945-49 წლებში, დაკავშირებული იყო ყოფილი სსრკ-ს მიერ ატომური ბომბის შექმნის ტექნოლოგიებთან. აღნიშნული ცენტრების ხელმძღვანელები იყვნენ მსოფლიოში ცნობილი გერმანელი მეცნიერები პროფესორი მანფრედ ფონ არდენე და ნობელის პრემიის ლაურეატი პროფესორი გუსტავ ჰერცი. მათთან ერთად მუშაობდნენ მსოფლიოში ცნობილი მეცნიერები: მ. სტეინბეკი, პ. ტისენი, ჰ. ბარვიხი, მ. ფოლმერი, ვ. შუტცე, ნ. რილი, რ. დოეპელი და სხვები.
ინსტიტუტის საქმიანობის სფერო მოიცავდა როგორც ბირთვული და თერმობირთვული იარაღის შექმნის ტექნოლოგიებს, ასევე სამეცნიერო კვლევებს პლაზმის, მყარი ტანის ფიზიკაში, არატრადიციულ ენერგეტიკაში, ფიზიკურ ელექტრონიკაში და სხვა დარგებში.
მრავალწლიანი წარმატებული მუშაობის შედეგად ინსტიტუტის საქმიანობაში გამოიკვეთა შემდეგი ძირითადი მიმართულებები:

1. პლაზმის ფიზიკა
1.1. კვაზისტაციონარული პროცესები
გასული საუკუნის 50-იან წლებში თერმობირთვული იარაღის შექმნასთან დაკავშირებით, სფტი-ში დაიწყო ტოროიდული პლაზმის ინტენსიური შესწავლა. კვლევის ამოცანას წარმოადგენდა დამაგნიტებული პლაზმისა და მაღალი სიხშირის ელექტრომაგნიტური ველის ურთიერთქმედება. დიდი მოცულობის ექსპერიმენტული კვლევის საფუძველზე გაკეთდა მეცნიერულად დასაბუთებული დასკვნები:
–    დამაგნიტებულ პლაზმაში მაღალი სიხშირის ელექტრომაგნიტური ველის საშუალებით დამატებითი ენერგიის შეყვანის ხარჯზე პლაზმის ზონრის გაცხელება და სტაბილიზაცია;
–   დადგინდა დამაგნიტებულ პლაზმაში პროტონებისა და მძიმე იონების ურთიერთქმედების კოლექტიური ხასიათი;
–   1961 წელს განხორციელდა პლაზმური დიოდში მძიმე იონების აჩქარება ელექტრონების ნაკადით.

1.2. იმპულსური პროცესები
ამ მიმართულებით ინსტიტუტში სამუშაოები დაიწყო ელექტროგამტარების აფეთქებების შესწავლით. აირად პლაზმაში თეტა- და ზეტ-პინჩების შესწავლისას, ჯერ კიდევ მცირე სიმძლავრის დანადგარებზე, პირველად იქნა დადგენილი, რომ პლაზმაში წარმოიქმნება მოწესრიგებული სივრცულ-პერიოდული სტრუქტურები, ხოლო ზეტ-პინჩში დამზერილი იქნა პლაზმონების დისკრეტული აჩქარება. ეს მოვლენა დაადასტურა ამერიკელმა მეცნიერმა გ. მაკმილანმა და მას შემდგომში ქვარცხავა-მაკმილანის ელექტრო-დინამიკური აჩქარების ეფექტი ეწოდა.
ფუნდამეტური გამოკლევების შედეგად და შემდგომში ინსტიტუტში არსებულ დანადგარებზე მიღებულ იქნა მკვრივი n= (2÷4)10¹⁶ სმ^-3 მაღალტემპერატურული პლაზმა (T_E= 350000 K, T_i=1,6.106 K), რომლის სიცოცხლის ხანგრძლივობამ შეადგინა (10÷100) მკწმ.

1.3. ღია ჩამჭერი
კომბინირებული პინჩის დანადგარის ბაზაზე სფტი-ში შეიქმნა ღია აეროდინამიკური ჩამჭერი GGDLKP-2M, რომლის პარამეტრებია: ენერგია – 10 მჯ, პინჩის სიგრძე-50 სმ და მაგნიტურ სარკეთა არეკვლის კოეფიციენტების ფარდობა – ≤100, მაგნიტური ინდუქცია – 15 ტესლა. კვლევის პროგრამა გათვალისწინებულია მძლავრი ნეიტრონული გენერატორის შესაქმნელად და რადიაციული მასალათმდგრადობის პრობლემების შესასწავლად.

    1.4. პლაზმური ფოკუსი
სფტი-ში შექმნილ პლაზმაფოკუსურ დანადგარებზე KPF-1 და KPF-3 მიღებული იქნა საინტერესო შედეგები:
–    ენერგიადამაგროვებელში 100 კჯ ენერგიის დროს დეიტრონ-დეიტრონის (D-D) პლაზმაში ნეიტრონების გამოსვლამ შეადგინა N~10¹¹ n-განმუხტვაზე;
–    ნეიტრონების გამოსვლის ენერგეტიკულ დამოკიდებულებას N~E²~J⁴ აქვს სკეილინგური ხასიათი;
–    D-D პლაზმაში ლითიუმის ორთქლის შერევისას ნეიტრონების გამოსვლა 5÷6 -ჯერ იზრდება;
–    მიღებული (20÷150) გევ-ი ენერგიის ხისტი რენტგენის გამოსხივების დოზა იმპულსში შეადგენს ~10¹² რენტგენს წამში და მისი ხანგრძლივობა ~50 მკწმ-ს აღწევს.
1991-1992 წლებში შეიქმნა ახალი დანადგარი KPF-4, რომლის ენერგია 0,2÷1,5 მჯ-ს აღწევდა.

2. მაღალდენიანი ელექტრონებისა და იონების ინჟექტორებისა და ამაჩქარებლების ფიზიკა და ტექნიკა
პირველი მაღალდენიანი ინჟექტორი შეიქმნა მ. ფონ არდენესა და მ. სტეინბეკის მიერ ჯერ კიდევ 1945-1949 წლებში, როდესაც მუშავდებოდა ურანის იზოტოპების განცალების ელექტრომაგნიტური მეთოდი პროფესორების ამ სამუშაოებით საფუძველი ჩაეყარა ამაჩქარებლების ფიზიკასა და ტექნიკას.
მძლავრი ელექტრონული ინჟექტორების ბაზაზე შეიქმნა პირდაპირი მოქმედებისა და რეზონანსული მაღალდენიანი ელექტრონული ამაჩქარებლები.

3. მყარი ტანის ფიზიკა
სამუშაოები ამ მიმართულებით მრავალმხრივი იყო და შეისწავლებოდა ლითონების, ნახევარგამტარებისა და დიელექტრიკების თვისებები. კვლევის ძირითადი შედეგებია:
–   გერმანიუმისა და სილიციუმის მონოკრისტალების გაზრდა, რომელიც პირველად სსრკ-ში განახორციელა სფტი-მ;
–    აღმოჩენა ლითონის გამდნარი მასის მთლიანი მოცულობის მყისიერი კრისტალიზაციის მოვლენისა, რომელიც განმეორებული იქნა მხოლოდ უშუალოდ კოსმოსში ჩატარებულ ცდებზე კოდური სახელწოდებით „დნობა“.

4. თერმოელექტროობა
1962 წელს „კურჩატოვის“ და სხვა ინსტიტუტებთან ერთად შეიქმნა მსოფლიოში პირველი თერმოელექტრული რეაქტორ-გარდამქმნელი „რომაშკა“(0,5 კვტ).
ისტიტუტში თერმოელექტრული ხელსაწყოთმშენებლობა განვითარდა ძირითადად ორი მიმართულებით:
ა)    დიდი სიმძლავრის კოსმოსური დანიშნულების ბირთვული თერმოელექტროგენერატორის დამუშავება და სერიული წარმოება.
ბ)    რადიოიზოტოპურ საწვავზე მომუშავე თერმოელექტროგენერატორების (თეგ) შექმნა სამოქალაქო და სამხედრო სფეროში გამოსაყენებლად.

5. თერმოემისია
დამუშავდა მაღალტემპერატურული ცეზიუმპლაზმიანი თერმოემისიური გენერატორი, რომელიც გახდა კოსმოსური დანიშნულების თერმოემისიური რეაქტორ-გარდამქმნელის ძირითადი კვანძი.
დამუშავდა ელექტრომაგენერირებელი არხების ორი ტიპი: ერთელემენტიანი და მრავალელემენტიანი. შესაბამისად შეიქმნა კოსმოსური დანიშნულების მძლავრი თერმოემისისური ბირთვული ენერგეტიკული დანადგარები „ტოპაზი“ და „ენისეი“.

6. ხელსაწყოთმშენებლობა
სამუშაოების ფართე პროგრამის გათვალისწინებით, სფტი-ში მიმდინარეობს სამუშაოები ფიზიკური ხელსაწყოების, საზომი, საკონტროლო, ანალიზური და მართვის რადიოელექტრონული აპარატურის შესაქმნელად როგორც საკუთარი საჭიროებებისათვის, ასევე დამკვეთებისათვის მისაწოდებლად.
გარდა მას-სპექტრომეტრის, ბეტა-სპექტრომეტრის, ოჟე-სპექტროსკოპისა და მიკროსკოპისა, ინსტიტუტში შეიქმნა დიაგნოსტიკური აპარატურა ცხელი პლაზმის პარამეტრების გასაზომად. დამზადდა ელექტრონული მართვის სისტემა კოსმოსური რეაქტორებისათვის, რომელიც დღესაც ფუნქციონირებს ქ. ალბუკერკში „ტოპაზის“ სტენდზე.

პრიორიტებები:

• ნახევარგამტარიანი Si Ge პოლის და მონოკრისტალური ერთობლივი ნიმუშების მიღება–დამუშავება; მათი თვისებების გამოკვლევა ოპტოელექტრონული მოწყობილობის შესაქმნელად;
• ფოტოდეტექტორის შექმნისთვის საჭირო ნანომასშტაბური სტრუქტურების შემუშავება;
• შექმნილი მასალების ელექტრო–ფიზიკური და სტრუქტურულ სენსიტიური მექანიკური თვისებების გამოკვლევა განხორციელდება თანამედროვე მოწყობილობით;
• ინფრაწითელი დიაპაზონის ფოტოდეტექტორის ბაზაზე სილიციუმ–გერმანიუმის (Si/Ge/Si) ჰეტეროსტრუქტურების მიღებისთვის საჭირო ტექნოლოგიის განვითარება და ექსპერიმენტალური ნიმუშების დამზადება (მიკრო და ნანოელექტრონიკის ინსტიტუტთან ერთად);
• სხვადასხვა დაბალტემპერატურიანი თერმოელექტრო მინი მაცივრების და მინი გენერატორების განვითარება და დამზადება.

მიმდინარე და განხორციელებული პროექტები

სოხუმის ილია ვეკუას ფიზიკა-ტექნიკის ინსტიტუტი აქტიურად თანამშრომლობს მრავალ სამეცნიერო ორგანიზაციასთან, როგორიცაა, მეცნიერებისა და ტექნოლოგიების საერთაშორისო ცენტრი (ISTC), მეცნიერებისა და ტექნოლოგიების ცენტრი უკრაინაში (STCU). აღნიშნული ორივე ორგანიზაცია შეიქმნა ამერიკის, ევროკავშირის და იაპონიის ურთიერთ შეთანხმებით მსოფლიოში ბირთვული იარაღის და ტექნოლოგიების გავრცელების შესაჩერებლად.
ინსტიტუტის პროექტები ფინანსდება აგრეთვე საქართველოს მეცნიერებათა აკადემიის და საქართველოს ეროვნული სამეცნიერო ფონდის გრანტებით.

ინსტიტუტის ოფიციალური ვებ გვერდი

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.