Троицкий институт инновационных и термоядерных исследований

Троицкий институт инновационных и термоядерных исследований (АО «ГНЦ РФ ТРИНИТИ») — российский научно-исследовательский центр, специализирующийся на фундаментальных и прикладных исследованиях в области физики плазмы, управляемого термоядерного синтеза, лазерной физики, физики высоких плотностей энергии и радиационного материаловедения. Входит в состав Государственной корпорации по атомной энергии «Росатом». Расположен в городе Троицк (Москва, Троицкий административный округ).

История

Основание и первые годы

Институт был основан в 1956 году как филиал Института атомной энергии имени И. В. Курчатова (ныне НИЦ «Курчатовский институт»). Первоначальное название — Отделение физики плазмы и управляемого термоядерного синтеза. В 1971 году преобразован в самостоятельное учреждение — Троицкий институт инновационных и термоядерных исследований (ТРИНИТИ). Создание института было связано с необходимостью развития советской программы по управляемому термоядерному синтезу, которая активизировалась в 1950-х годах после успешного запуска первой термоядерной бомбы.

Советский период

В 1970–1980-е годы ТРИНИТИ стал одним из ведущих центров СССР по изучению высокотемпературной плазмы. Сотрудники института участвовали в разработке и эксплуатации крупнейших токамаков — установок для магнитного удержания плазмы. В 1980-х годах здесь был создан уникальный лазерный комплекс «Луч» для исследования взаимодействия мощного лазерного излучения с веществом. В 1985 году институт получил статус Государственного научного центра Российской Федерации (ГНЦ РФ).

Постсоветский период

После распада СССР институт столкнулся с сокращением государственного финансирования, однако сохранил ключевые научные направления. В 1990-е годы ТРИНИТИ участвовал в международных проектах, включая программу ИТЭР (International Thermonuclear Experimental Reactor). В 2008 году институт был реорганизован в открытое акционерное общество, а в 2011 году вошёл в состав госкорпорации «Росатом». В 2018 году завершился процесс акционирования, и ТРИНИТИ стал акционерным обществом, полностью принадлежащим государству.

Научные направления

Физика плазмы и управляемый термоядерный синтез

Основное направление деятельности института — исследования в области магнитного и инерциального удержания плазмы. ТРИНИТИ разрабатывает и эксплуатирует экспериментальные установки:

• Токамаки: в институте созданы и работают токамаки Т-10, Т-11М, Т-15МД (совместно с НИЦ «Курчатовский институт»). На них изучаются процессы нагрева плазмы, её устойчивости и транспорта частиц.
• Стеллараторы: ведутся работы по созданию стелларатора — альтернативного типа магнитной ловушки, способной работать в стационарном режиме.
• Лазерный термоядерный синтез: на установке «Луч» проводятся эксперименты по сжатию и нагреву мишеней мощным лазерным излучением для достижения термоядерных реакций.

Лазерная физика и физика высоких плотностей энергии

ТРИНИТИ располагает мощными лазерными системами, включая:

• Лазерный комплекс «Луч» — одна из крупнейших в России лазерных установок с энергией импульса до 10 кДж. Используется для исследований в области физики плазмы, взаимодействия излучения с веществом и моделирования процессов, происходящих в ядерных реакторах.
• Лазер «Пульсар» — установка для генерации ультракоротких импульсов высокой интенсивности, применяемая в материаловедении и биомедицине.

Радиационное материаловедение

Институт проводит исследования воздействия ионизирующего излучения на конструкционные материалы, используемые в ядерной энергетике. Созданы уникальные стенды для облучения образцов нейтронами, гамма-квантами и протонами. Разрабатываются методы повышения радиационной стойкости сталей, сплавов и композитов.

Прикладные исследования

ТРИНИТИ участвует в создании:

• Источников нейтронов для нейтронной терапии рака и нейтронного активационного анализа.
• Плазменных технологий для переработки отходов, включая плазменную газификацию органических материалов.
• Компактных ускорителей для медицинских и промышленных целей.

Ключевые установки и оборудование

Токамак Т-15МД

Модернизированная версия токамака Т-15, запущенная в 2021 году. Установка предназначена для отработки технологий управления плазмой в условиях, близких к параметрам ИТЭР. Оснащена системой дивертора для отвода тепла и примесей. Максимальная температура плазмы достигает 150 миллионов градусов Цельсия.

Лазерный комплекс «Луч»

Создан в 1980-х годах, модернизирован в 2010-х. Представляет собой многоканальную лазерную систему на неодимовом стекле. Длина волны излучения — 1,06 мкм. Используется для экспериментов по инерциальному термоядерному синтезу и исследованиям экстремальных состояний вещества.

Установка «Плазма-Фокус»

Экспериментальный стенд для изучения процессов фокусировки плазмы в магнитном поле. Применяется для генерации импульсных нейтронных потоков и исследования плазменных неустойчивостей.

Международное сотрудничество

ТРИНИТИ участвует в проекте ИТЭР (строительство международного термоядерного реактора во Франции). Институт отвечает за разработку и поставку отдельных компонентов для системы диагностики плазмы и дивертора. В рамках сотрудничества с Европейским союзом (Евратом) проводятся совместные эксперименты на токамаках в России и странах Евросоюза. В 2022 году, после введения санкций против российской науки, объём международного сотрудничества сократился, однако часть проектов продолжается в двустороннем формате (например, с Китаем и Белоруссией).

Образовательная деятельность

При институте действует аспирантура по специальностям «физика плазмы», «лазерная физика» и «ядерная энергетика». Сотрудники ТРИНИТИ преподают на базовых кафедрах Московского физико-технического института (МФТИ), Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ» и Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова. Ежегодно институт проводит научные школы и конференции, в том числе международную конференцию по физике плазмы и управляемому термоядерному синтезу.

Интересные факты

• В 1970-х годах на базе ТРИНИТИ был создан первый в СССР плазменный ускоритель с замкнутым дрейфом электронов, используемый в космических двигателях.
• В 1990-е годы институт разработал технологию плазменной переработки твёрдых бытовых отходов, которая была внедрена на нескольких мусоросжигательных заводах.
• С 2015 года ТРИНИТИ участвует в создании российского термоядерного реактора ДЕМО-ТРИНИТИ — прототипа будущего промышленного термоядерного реактора мощностью 100 МВт.

Источники

• Официальный сайт АО «ГНЦ РФ ТРИНИТИ» (раздел «История», «Научные направления»).
• Госкорпорация «Росатом». Годовые отчёты за 2018–2023 годы.
• Журнал «Вопросы атомной науки и техники. Серия: Термоядерный синтез», 2020–2024.
• «Троицкий институт инновационных и термоядерных исследований: 50 лет». Юбилейный сборник. М., 2006.
• Данные из базы научных публикаций РИНЦ (eLibrary.ru) по ключевым словам «ТРИНИТИ», «термоядерный синтез».