11 апр. 2019
Сергей Васильевич Мирнов с 1962 по 1987 год, сразу после окончания МФТИ работал в Отделе плазменных исследований Института атомной энергии им. И.В.Курчатова, под руководством знаменитого академика Льва Андреевича Арцимовича и был одним из самых близких его учеников.
С самого начала своей деятельности он участвовал в экспериментах на тороидальных магнитных ловушках типа токамак (на крупнейшем в то время токамаке Т-3), разработанных в Курчатовском институте, и внес огромный вклад в развитие этого направления управляемого термоядерного синтеза (УТС). Именно им была придумана система измерений положения плазменного шнура с помощью электромагнитных катушек, получивших во всем мире название «катушек Мирнова», почти также хорошо известных как зонды Ленгмюра. Им разработан метод измерения энергии плазмы по диамагнитному эффекту и оригинальный спектральный метод измерения ионной температуры. Это позволило получить функциональную зависимость времени удержания энергии от параметров разряда, прообраз скейлинга международного термоядерного реактора ИТЭР. За эти достижения Сергей Васильевич в составе коллектива авторов в 1971 г. был удостоен Государственной премии СССР.
Под его руководством был запущен очередной токамак Т-4, на котором впервые были продемонстрированы высокие температуры ионов плазмы (более 7 миллионов градусов) и электронов (более 35 миллионов градусов) и получен заметный поток нейтронов из термоядерной реакции.
Именно благодаря экспериментальным успехам, достигнутым в Курчатовском институте, токамаки были признаны мировым сообществом наиболее перспективными системами для магнитного удержания высокотемпературной плазмы, что дало толчок созданию установок такого типа во всем мире. Сейчас токамаков в мире более 200. Крупнейший строящийся во Франции международный термоядерный реактор ИТЭР - это реактор - токамак. А в термоядерных программах многих стран создание промышленного термоядерного реактора предусмотрено именно на основе токамака.
Неутомимый и творческий исследователь, он предложил много инновационных решений, в том числе был инициатором применения в токамаках материала с низким атомным номером, использовав графит в качестве диафрагмы, ограждающей стенки камеры от контакта с плазмой; излучение атомов углерода уносило значительно меньше энергии из плазмы, чем атомов других, более тяжелых тугоплавких материалов. Это позволило резко снизить уровень примесей и улучшить параметры плазмы, удерживаемой в токамаке.
Для решения проблемы живучести материалов, обращенных в плазме, которые разрушаются плазменным облучением, С.В.Мирнов впервые предложил использовать вращающийся механический дивертор, а также жидкие металлы, для чего на созданном под его руководстве в г. Шатура токамаке исследовалось применение в качестве лимитера жидкого галлия .
В 1983 году С.В. Мирнов выпустил первую монографию «Физические процессы в плазме токамака», во многом объяснившую процессы, происходящие в токамаках. Как член международной рабочей группы, С.В. Мирнов много внес в понимание физики неустойчивостей и срывов плазмы – опасных явлений, борьба с которыми продолжается по сей день. В 2007 г. С.В. Мирнов в составе коллектива авторов был удостоен премии имени Л.А. Арцимовича Российской Академии Наук по экспериментальной физике за цикл исследований МГД-устойчивости плазмы в токамаке.
Работая с 1987г в Троицком институте инновационных и термоядерных исследований (ТРИНИТИ) начальником отдела токамаков, он начал экспериментальные исследования применения на токамаке Т-11М лития как наиболее перспективного материала для обращенных к плазме элементов термоядерных реакторов и обосновал перспективы такого решения для создания стационарного промышленного реактора.
С В. Мирнов активно участвует в международном научном сотрудничестве. Он один из инициаторов проведения регулярных международных симпозиумов по литиевой тематике. Его концепция литиевой диафрагмы успешно внедрена на ряде токамаков, в том числе на FTU в Италии.
В 2009 году С.В.Мирнов возглавил комиссию (комиссия Мирнова), которая предложила для России, наряду с развитием «чистой» термоядерной энергетики, путь ускорения практического использования термоядерной энергии за счет создания термоядерных источников высокоэнергетичных нейтронов (ТИН). Такие гибридные установки синтез – деление в составе атомной энергетики обеспечат переработку обедненного урана в топливо для атомных станций с реакторами деления, и переработают наиболее опасные элементы отходов ядерного топлива. Эта рекомендация легла в основу национальной концепции развития отечественных термоядерных технологий и нашла поддержку в ряде стран.
Кроме того, что С.В.Мирнов один из выдающийся ученых, входящий в топ-100 наиболее цитируемых отечественных ученых в области энергетики (на втором месте после Е.П. Велихова в области управляемого термоядерного синтеза), имеет более 150 публикаций. Он замечательный педагог и популяризатор термоядерной энергетики, профессор, читающий блестящие лекции Известна его популярная книга «Энергия из воды» об основах термоядерного синтеза.