Galeria

W dniach 18-27 września w Warszawie odbył się 24. Festiwal Nauki. Jak co roku w programie wydarzenia można było znaleźć kilkaset spotkań z nauką. Wśród nich były debaty główne, wieczory z nauką, spotkania dla dzieci i młodzieży, wystawy oraz lekcje festiwalowe dla szkół. Z powodu pandemii koronawirusa część wykładów i pokazów była dostępna wyłącznie przez internet na żywo, niektóre zostały nagrane wcześniej i udostępnione na platformie YouTube.

Tak jak w latach poprzednich Instytut Fizyki Plazmy i Laserowej Mikrosyntezy również uczestniczył w tym wydarzeniu.

Dr Paweł Gąsior przeprowadził w jednej z warszawskich szkół lekcję pt. „Lasery: muzyka światła”. Uczniowie ósmych klas dowiedzieli się między innymi, jaka jest różnica między światłem „zwykłym” a laserowym, poznali możliwości i zastosowania różnych rodzajów laserów, a na koniec zostały omówione zasady bezpieczeństwa ich używania.

Lekcję na temat laserów dr. Pawła Gąsiora nagraną w Pracowni Spektroskopii Plazmy Wzbudzonej Laserem w IFPiLM można także obejrzeć na stronie Festiwalu Nauki.

Kolejną lekcję – tym razem w wersji online – przeprowadził mgr Tomasz Fornal. Uczniowie w czasie wykładu pt. „Fuzja jądrowa, czyli krótka historia o tym, jak sprowadzić Słońce na Ziemię” poznali kilka głównych sposobów pozyskiwania energii elektrycznej, dowiedzieli się, na czym polega reakcja syntezy termojądrowej oraz jakie warunki muszą zostać spełnione, aby można ją było przeprowadzać w warunkach laboratoryjnych. Poznali też najważniejsze projekty dotyczące syntezy jądrowej prowadzone w Polsce i na świecie.

Festiwal Nauki w Warszawie powołany został z inicjatywy środowisk naukowych Uniwersytetu Warszawskiego, Politechniki Warszawskiej oraz Polskiej Akademii Nauk w 1996 roku. Pierwsza edycja odbyła się w 1997 roku. W ramach Festiwalu swoje spotkania przygotowuje ponad sto instytucji naukowych, edukacyjnych, upowszechniających kulturę, stowarzyszeń i towarzystw naukowych.

Zdjęcie: © IFPiLM

29 września 2020 roku gośćmi Instytutu Fizyki Plazmy i Laserowej Mikrosyntezy byli Tomasz Nowacki, dyrektor Departamentu Energii Jądrowej w Ministerstwie Klimatu, oraz Arlena Kubiak, starszy specjalista w Departamencie Energii Jądrowej.

Wizyta rozpoczęła się od spotkania z dyrekcją IFPiLM i przewodniczącym Rady Naukowej. Dyrektor Andrzej Gałkowski przedstawił główne kierunki badań w zakresie fizyki plazmy i fuzji jądrowej prowadzonych w Instytucie. Goście obejrzeli także najnowszy film dotyczący działalności IFPiLM.

Ostatnim punktem spotkania było zaprezentowanie infrastruktury i aparatury naukowo-badawczej. Goście zobaczyli m.in. układ PF-1000U, jedno z największych na świecie urządzeń typu plasma focus, a także zwiedzili Laboratorium Plazmowych Napędów Satelitarnych, Laboratorium Laserów Wielkiej Mocy i Laboratorium Detektorów GEM.

Zdjęcia: © IFPiLM

Ministerstwo Klimatu wspólnie z Instytutem Ochrony Środowiska – Państwowym Instytutem Badawczym oraz Narodowym Funduszem Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej zapraszają studentów i absolwentów uczelni technicznych i rolniczych do udziału w I edycji programu stażowego „Klimat dla Przyszłości”.

Instytut Fizyki Plazmy i Laserowej Mikrosyntezy jest partnerem programu.

Terminy:
Zgłoszenia są przyjmowane do 28 września 2020 r.
Staż będzie trwać 12 miesięcy – od listopada 2020 r. do października 2021 r.

Zasady wyboru kandydatów:
W procesie rekrutacji zostanie wyłonionych maksymalnie 30 kandydatów, którzy uzyskają najwyższą punktację. Podstawą decyzji o przyjęciu na staż będą formalne i merytoryczne kryteria wyboru kandydatów.

Więcej informacji na stronie: https://www.gov.pl

Źródło: Ministerstwo Klimatu

Z głębokim żalem i ogromnym smutkiem przyjęliśmy wiadomość o śmierci dr. Andrzeja Kasperczuka (1942-2020), wieloletniego pracownika Instytutu Fizyki Plazmy i Laserowej Mikrosyntezy.

Dr Kasperczuk ukończył Wojskową Akademię Techniczną w 1974 r., a następnie rozpoczął pracę na stanowisku asystenta na Wydziale Chemii i Fizyki Technicznej w WAT. Zajmował się badaniami plazmy generowanej w urządzeniach typu plasma focus. Jego pierwszym zadaniem było opracowanie i uruchomienie wielokadrowej interferometrii laserowej oraz pomocniczych diagnostyk optycznych do badania plazmy. Zajmował się również metodami numerycznymi niezbędnymi do obróbki interferogramów. Przeprowadził wiele eksperymentów, których efektem były liczne publikacje, a uwieńczeniem rozprawa doktorska zatytułowana „Badania interferometryczne procesów powstania i rozpadu sznura plazmowego w urządzeniu plasma focus PF-150” obroniona w 1984 r. Prace zespołu, w którym uczestniczył, dotyczące badania struktury i dynamiki warstwy plazmowej, zostały w 1989 r. uhonorowane Nagrodą Ministra Nauki i Szkolnictwa Wyższego.

Widząc wielkie doświadczenie i sprawność w realizacji badań, dyrekcja Instytutu powierzyła Andrzejowi Kasperczukowi nowe ważne zadanie, którym było kierowanie budową interferometrii laserowej dla dużego tokamaka T-15, powstającego w dawnym ZSRR. Zespół realizujący to zadanie składał się z pracowników IFPiLM oraz grupy pracowników Instytutu Konstrukcji Przyrządów Precyzyjnych i Optycznych Politechniki Warszawskiej. Niestety projekt nie został ukończony, ponieważ zamknięto program budowy tokamaka T-15. Nowatorskie pomysły rozwiązań proponowane dla tego interferometru zostały wykorzystane na innych układach.

Po 1990 r. działalność naukowa dr. Kasperczuka koncentrowała się na badaniach plazmy laserowej, a przede wszystkim plazmy laserowej w zewnętrznym polu magnetycznym.

Podstawową diagnostyką wykorzystywaną w tych badaniach był unikalny 3-kadrowy układ interferometryczny, którego współautorem był dr Kasperczuk. Układ umożliwił uzyskanie czasowo-przestrzennych rozkładów koncentracji plazmy, pozwalających badać wpływ zewnętrznego pola magnetycznego na dynamikę plazmy laserowej. Dr Kasperczuk odegrał znaczącą rolę w interpretacji i analizie wyników tych badań, dzięki niemu powstało wiele prac opublikowanych w prestiżowych czasopismach, na które wciąż powołują się badacze plazmy laserowej.

Od 2001 r. pojawiły się możliwości prowadzenia badań interferometrycznych na układzie laserowym PALS (Prague Asterix Laser System) w Pradze w ramach projektów Laserlab, w których dr Kasperczuk uczestniczył jako główny wykonawca. Z jego znaczącym udziałem został zainstalowany i uruchomiony na PALS wielokadrowy układ interferometryczny, który stworzył zespołowi z IFPiLM duże możliwości w podjęciu efektywnych badań związanych z różnymi obszarami zastosowań plazmy laserowej, a w szczególności badań dotyczących realizacji fuzji inercyjnej (ICF – Inertial Confinement Fusion) oraz badań związanych z tzw. astrofizyką laboratoryjną.

Dużym sukcesem badań interferometrycznych na PALS okazała się nowa metoda wytwarzania strumieni plazmowych zaproponowana przez dr. Kasperczuka. Zastosowanie masywnej tarczy wykonanej z materiału o stosunkowo dużej liczbie atomowej (Z>29, Cu) pozwoliło w wyniku oddziaływania pojedynczej wiązki laserowej uzyskać:
• naddźwiękowe strumienie plazmy o prędkościach powyżej 500 km/s,
• maksymalną koncentrację elektronową w strumieniu powyżej 10¹⁹ cm^-3,
• czas życia strumienia plazmy ponad 2 rzędy wielkości przekraczający długość trwania impulsu promieniowania laserowego.
Metoda ta okazała się konkurencyjna w stosunku do bardzo skomplikowanych metod wytwarzania strumieni plazmowych poprzez wielowiązkowe oświetlenie tarcz stożkowych, które zrealizowane były tylko na największych systemach laserowych na świecie: Nova w Livermore oraz GEKKO XII w Osace.

Oczekiwania związane z wykorzystaniem tej metody, zarówno w badaniach nad realizacją inercyjnej syntezy laserowej (ICF), jak i w badaniach astrofizycznych, stały się motywacją do podjęcia intensywnych badań eksperymentalnych na układzie PALS, w których ważną rolę odegrał Andrzej Kasperczuk.

Dzięki tej metodzie uzyskano przestrzenno-czasowe rozkłady gęstości elektronów (pierwsze publikowane w literaturze światowej) ilustrujące procesy tworzenia i przemieszczania się fali uderzeniowej wywołanej ruchem strumienia plazmy w gazie, których analiza pokazała możliwość skalowania ich do rzeczywistych obiektów astrofizycznych.

Ostatnie badania realizowane na PALS z udziałem dr. Kasperczuka dotyczyły najbardziej obiecującej koncepcji realizacji fuzji inercyjnej, jaką jest shock ignition. W badaniach tych wykorzystywany był 3-kanałowy polaro-interferometr oświetlany laserem femtosekundowym, umożliwiający uzyskanie informacji o rozkładzie pola magnetycznego i koncentracji elektronowej z bardzo wysoką rozdzielczością czasową. Umożliwiło to poznanie procesów anomalnych odpowiedzialnych za generację gorących elektronów transportujących energię promieniowania laserowego do fali inicjującej zapłon termojądrowy.

Za badania interferometryczne zrealizowane na układzie PALS dr Kasperczuk został dwukrotnie wyróżniony Nagrodą Dyrektora – w tym pierwszego stopnia w 2013 r.

Osiągnięcia naukowe dr. Kasperczuka to ponad 120 publikacji, głównie z listy filadelfijskiej, w tym duża liczba publikacji, w których jest pierwszym autorem.

Działalność doktora nie ograniczała się tylko do badań naukowych. Aktywnie uczestniczył także w pracach organizacyjnych. Przez dwa lata pełnił funkcję zastępcy dyrektora utworzonego przy IFPiLM Zakładu Doświadczalnego, tworząc podwaliny pod zaplecze technologiczne dla Instytutu.

Zapamiętamy dr. Andrzeja Kasperczuka jako człowieka prawego i szlachetnego o nieocenionych zaletach charakteru. Cechowały go łagodność, spokój i dobroć. Ceniliśmy jego zaangażowanie w życie instytutowe niezależnie od tego, jakiej sfery dotyczyło. Współpraca z nim była zawsze bardzo owocna, a jej wyniki wzbogacały rozwój podejmowanej tematyki.

Pozostanie w naszej pamięci na zawsze.

Zdjęcie: © IFPiLM

Pod koniec lipca 2020 r. we Francji odbyła się oficjalna uroczystość, podczas której zainaugurowano montaż tokamaka ITER. Po 14 latach od podpisania w Paryżu porozumienia dotyczącego budowy i eksploatacji eksperymentalnego reaktora termojądrowego kolejnej generacji – projekt ITER wszedł w decydującą fazę.

Wydarzenie, które jest ważnym krokiem w kierunku opanowania fuzji jako źródła energii, było szeroko komentowane w mediach na całym świecie.

Dyrektor Instytutu Fizyki Plazmy i Laserowej Mikrosyntezy prof. Andrzej Gałkowski i prof. Monika Kubkowska, kierownik krajowego konsorcjum zajmującego się fuzją, wystąpili w audycji „Eureka” w radiowej Jedynce. Goście wyjaśnili słuchaczom między innymi, jakie trudności wiążą się z odtworzeniem w warunkach ziemskich reakcji zachodzących wewnątrz Słońca oraz dlaczego spośród wszystkich możliwych reakcji synteza deuteru i trytu – dwóch izotopów wodoru – została wybrana jako źródło energii dla przyszłych elektrowni termojądrowych.

Instytut Fizyki Plazmy i Laserowej Mikrosyntezy, który jest koordynatorem badań fuzyjnych w Polsce, w ramach krajowego Centrum naukowo-przemysłowego Nowe Technologie Energetyczne (CeNTE), prowadzi badania naukowe związane z projektem ITER.

Link do audycji: www.polskieradio.pl

Udziałowcami projektu ITER są: Unia Europejska, Japonia, USA, Rosja, Chiny, Indie i Korea Południowa. Siedmiu partnerów zdecydowało, że ITER zlokalizowany będzie w Cadarache, małej miejscowości na południu Francji, w pobliżu Aix-en-Provence.

ITER będzie kolejnym krokiem na drodze do opanowania nowego źródła uwolnionej energii syntezy lekkich jąder. Reaktor ma wytwarzać ponad 500 MW energii pochodzącej z fuzji, a jego głównym celem jest ostateczna prezentacja możliwości wytwarzania elektryczności za pomocą reakcji fuzji. Celem projektu jest zademonstrowanie naukowej i technicznej realności fuzji jądrowej jako podstawy energetyki termojądrowej.

Podstawowe parametry ITER-a:
• duży promień – 6,2 m;
• mały promień – 2 m;
• objętość komory – 840 m³;
• natężenie prądu w plazmie – 15 MA;
• indukcja magnetyczna – 5,3 T;
• koncentracja plazmy – 10²⁰ m⁻³;
• czas trwania wyładowania – 500 s w trybie impulsowym i 1000 s w trybie quasi-ciągłym;
• moc urządzeń nagrzewających plazmę (falami elektromagnetycznymi o częstości 50 MHz i 170 GHz oraz wiązkami cząstek) – 75 MW;
• temperatura plazmy – 120 MK;
• moc wytwarzana (w reakcji syntezy) – 500÷700 MW;
• współczynnik wzmocnienia (moc syntezy/moc nagrzewania) – 10 w trybie impulsowym i 5 w trybie quasi-ciągłym;
• średnie obciążenie powierzchni tokamaka wskutek promieniowania neutronowego – 0,5 MW/m².

Kwestią niezwykle ważną w skali świata jest dostarczenie ludzkości stabilnego źródła energii. Niewykluczone, że to właśnie fuzja jądrowa zapewni dostatecznie duże ilości energii użytecznej (praktycznie nieskończone), będąc przy tym źródłem bezpiecznym, dostępnym w każdym punkcie kuli ziemskiej i niepowodującym emisji groźnych gazów do atmosfery.

Pytanie jest tylko takie: kiedy jesteśmy w stanie opracować technologię, która pozwoli uzyskiwać z syntezy energię elektryczną na skalę przemysłową, a energetyka termojądrowa będzie ekonomicznie opłacalna. Profesor Andrzej Gałkowski odpowiada na to pytanie słowami Lwa Arcymowicza, jednego z pionierów badań nad fuzją jądrową: „Dokładnie wtedy, kiedy ludzkość będzie jej potrzebowała”. Ten czas się zbliża.

Zdjęcie: Credit © ITER Organization, http://www.iter.org/