Revista si suplimente
MarketWatch
Inapoi Inainte

INFLPR, accelerator al competitivităţii de mare putere

21 August 2017



În istoria fizicii şi cercetării româneşti INFLPR rămâne institutul care a deschis perspective unice de evoluţie ştiinţifică şi tehnologică: de la realizarea primului laser din România, în 1962, până la punerea în funcţiune a celui mai puternic laser din Europa (1PW), în 2014. Acompaniaţi de astfel de rezultate de referinţă, conducerea şi cercetătorii institutului sunt obligaţi să scrie prezentul din perspectiva performanţelor reînnoite. O strategie modernă de dezvoltare şi un model instituţional nou, în curs de implementare, oameni foarte bine pregătiţi pe plan internaţional şi excelenta dotare materială consolidează poziţia sa actuală: INFLPR este lider regional în cercetarea de fuziune nucleară, are cercetări emblematice pentru fiecare direcţie reprezentată şi se adresează cu succes nevoilor tuturor industriilor importante. Pe termen lung institutul are ţinta plasată la un nivel mai înalt - consacrarea sa drept pol european al cercetării ştiinţifice de calitate cu laser şi plasmă şi facilitate europeană pentru dezvoltarea cunoştinţelor în domeniul laserilor, plasmei şi radiaţiei. Real şi simbolic, INFLPR este prototipul institutului de CDI avansată care poate transforma România în Laser Valley-Land of Lights, un spaţiu al performanţei ştiinţifice, al dezvoltării economice şi sociale extinse.

Trecutul, capitol semnificativ din istoria fizicii româneşti

Unde se află însă originile acestei evoluţii de excepţie? În România, cercetarea sistematică şi programatică în domeniul fizicii a început cu savantul Horia Hulubei, care în anul 1956 a pus seminţele Institutului de Fizică Atomică (IFA), din care s-au dezvoltat mai apoi marile institute de cercetare din România. Înconjurat de oameni capabili, Horia Hulubei a înfiinţat direcţii şi laboratoare de cercetare care se regăsesc şi astăzi în INFLPR. Unul dintre acestea, „Metode optice în fizică nucleară”, fondat în 1956, la conducerea căruia a fost desemnat prof. Ion Agârbiceanu, a iniţiat cercetări în domeniul laserilor încă de la începutul existenţei, cercetări care s-au finalizat cu realizarea primului laser românesc, pe 20 Octombrie 1962. Acest rezultat a apărut în comunicarea ştiinţifică „Contributions á l’étude des lasers aux gas”, publicată şi prezentată în cadrul celei de-a 3-a ediţii a Congresului de Electronică Cuantică, susţinut la Paris în perioada 11-15.02.1963 de către autorii I. Agârbiceanu, A. Agafiţei, L. Blănaru, N. Ionescu-Pallas, I.M. Popescu, V. Vasiliu şi V.G. Velculescu. Acest grup a constituit nucleul viitorului Departament Laseri din INFLPR.
În 1959 a fost înfiinţat Laboratorul de Acceleratoare de Electroni, în cadrul căruia au fost proiectate şi dezvoltate dispozitive de control radiografic în flux continuu şi unde s-au construit acceleratoare de electroni pentru industria României.
În anii '70, prof. Ioan Ursu, succesorul prof. Horia Hulubei la conducerea IFA din 1968, a înfiinţat laboratorul MALIRM – Medii Active Laser şi Interacţia Radiaţiei cu Materia, iar prof. Voicu Lupei a fost numit şeful laboratorului. Laboratorul s-a ocupat şi se ocupă în mod special de dezvoltarea, caracterizarea optică şi spectroscopică de noi medii active laser cristaline şi policristaline, şi de conceperea de noi laseri cu mediu activ solid.
Prin reorganizarea cercetării din anul 1977 a luat naştere Institutul de Fizică şi Tehnologia Aparatelor cu Radiaţii (IFTAR, în prezent INFLPR), reunind alături de laseri şi acceleratoare de electroni şi departamentul de plasmă din Institutul de Fizică Bucureşti (IFB). Condus de prof. Ioan Ioviţ Popescu, membru al Academiei Române, IFTAR cuprindea în acel moment Departamentul Laseri, Departamentul de Fizica Plasmei, laboratoarele MALIRM, Acceleratoare de Electroni, Dispozitive Speciale Laseri. În 1996 institutul a fost acreditat ca institut naţional sub denumirea Institutul Naţional de Cercetare Dezvoltare pentru Fizica Laserilor, Plasmei şi Radiaţiei (INFLPR), adăugând la cercetarea existentă şi cercetări în fizica spaţiului cosmic prin filiala sa - Institutul de Ştiinţe Spaţiale. Laboratoarele au peste 60 de ani de existenţă, INFLPR fiind unul dintre cele mai longevive institute de cercetare din România, care a scris de-a lungul timpului, la Măgurele, o parte semnificativă din istoria fizicii româneşti. Pe lângă contribuţiile ştiinţifice publicate în reviste de prestigiu, INFLPR a realizat, folosind tehnologii dezvoltate de cercetătorii români, laseri chirurgicali, laseri pentru alinieri, telemetrie, tăieri şi suduri, instalaţii de plasmă confinată, acceleratoare de electroni pentru mari întreprinderi (Griviţa, IMGB), detectoare de flacără etc.

Prezentul multi şi interdisciplinar, ancorat în avangarda CD internaţionale

Trecutul a lăsat INFLPR o moştenire valoroasă: multidisciplinaritatea şi interdisciplinaritatea. Multidisciplinaritate pentru că în acelaşi institut sunt abordate activităţi din mai multe domenii de cercetare ale fizicii (optică, laseri, plasmă, radiaţie, spaţiu cosmic) şi interdisciplinaritate deoarece instituţia foloseşte expertiza şi echipamentele specifice pentru a face cercetare de înaltă performanţă şi în alte domenii (energie, medicină, industria auto, industria aeronautică şi spaţiu, biologie şi agricultură).
„Tematica de cercetare, extrem de interesantă şi actuală, aduce şi un punct slab: nu există o industrie de ramură care să exploateze direct rezultatele cercetărilor! Totuşi, folosind echipe performante de specialişti, cu formări şi competențe diverse şi avansate, care pot câştiga şi conduce proiecte în majoritatea domeniilor cheie din strategia naţională, depăşim dezavantajul datorat absenţei unei industrii specifice domeniului nostru de cercetare. Astfel, punctul slab se converteşte în oportunitate: ne adresăm cu succes tuturor industriilor importante! Suntem al doilea institut naţional de cercetare din ţară ca mărime şi dotare, dar ne adaptăm dinamic strategia de dezvoltare instituţională la domeniile de cercetare-dezvoltare de avangardă din comunitatea internaţională”, subliniază dr. Traian Dascălu, directorul general INFLPR.


Unicitatea şi forţa institutului
Care sunt zonele unice şi de vârf care permit instituţiei să se afirme şi totodată să se plaseze în avangarda domeniilor reprezentate? Experienţa INFLPR, de peste 40 ani, în domeniul plasmelor de fuziune, recomandă de la sine institutul drept partener natural în programul internaţional de fuziune nucleară EUROfusion, unde participă în aproape toate temele majore de fuziune nucleară. Pe de altă parte, Centrul Avansat de Imagistică de raze X, axat în special pe microtomografie industrială şi mapare compoziţională, este unic în ţară şi are performanţe de nivel mondial. În plus, Institutul deţine o facilitate, CETAL 1PW, unică în România, aflată la nivel de vârf mondial, care operează un laser cu putere de vârf de 1PW (1.000.000.000.000.000 W).
În ceea ce priveşte forţa INFLPR, aceasta constă în oamenii bine pregătiţi, calificaţi în cele mai puternice centre de cercetare din lume, cu o mare capacitate de a dezvolta cercetări în toate domeniile strategice la nivel naţional şi european. „Ei demonstrează, prin lucrări de cercetare ştiinţifică, brevete, tehnologii, nivelul de pregătire şi dorinţa de implicare în cele mai noi direcţii de cercetare din lume. Datorită lor, INFLPR este implicat în parteneriate strategice precum: asociaţia EURATOM, Extreme Light Infrastructure (ELI), LASERLAB Europe, IUCN Dubna, FAIR, etc. Cercetătorii noştri beneficiază de asemenea de o excelentă dotare materială la nivelul fiecărui laborator al INFLPR, dar bijuteria institutului este Centrul de Tehnologii Avansate cu Laser (CETAL)”, afirmă dr. Traian Dascălu. Aici, aparatura „state-of-the-art” este pusă la dispoziţia cercetătorilor din institut, din sistemul CDI românesc, dar şi cercetătorilor din străinătate. (www.cetal.inflpr.ro).



CETAL, facilitate „state-of-the-art” de interes naţional
În 2014 INFLPR a inaugurat Centrul de Tehnologii Avansate cu Laser - CETAL, investiţie de 17 milioane de euro, facilitate de interes naţional care se deschide către toţi actorii interesaţi (institute de cercetare, universităţi, firme din industrie). CETAL este o facilitate unică în România în domeniul cercetărilor ştiinţifice cu laseri de mare putere, procesării cu laser şi fotonicii la cele mai înalte standarde din lume. Acest centru este situat într-o clădire nouă, modernă, echipată la standarde internaţionale, prevăzută cu laboratoare şi spaţii tehnologice ce includ: echipamente de cercetare-dezvoltare de ultimă generaţie, camere curate, un buncăr subteran ce asigură protecţia la radiaţii ionizante şi pulsuri electromagnetice, centre de date şi control.
Activităţile ştiinţifice sunt realizate în cadrul a trei laboratoare:
• Laboratorul de cercetări de frontieră pentru interacţia materie-fascicul laser hiperintens;
• Laboratorul de tehnologii avansate şi de frontieră prin procesare fotonică cu laser;
• Laboratorul de investigaţii în domeniul fotonicii.
CETAL – PW este o facilitate de cercetare fundamentală menită să exploreze frontierele ştiinţei în interacţia laser-materie în regim ultraintens. Rezultatele acestor cercetări ţintesc aplicaţii în industria aerospaţială, în ingineria nucleară, terapii medicale, etc. În funcţie de tipul experimentului se pot produce radiaţii extrem de intense, cu durate de ordinul zecilor de femtosecunde (1 fs =0,000 000 000 000 001 s), acoperind domeniul spectral de la THz la radiaţii X şi gamma, pulsuri de particule încărcate (electroni, protoni) accelerate la zeci-sute de MeV.
În CETAL - PW se desfăşoară acum multe dintre proiectele finanţate prin competiţia ELI-RO, care pregăteşte ştiinţific operarea laserului de 20PW din cadrul ELI-NP, dar laboratorul este deschis tuturor celor care vin cu proiecte de cercetare aflate la frontiera cunoaşterii ştiinţifice.
Celelalte două laboratoare acoperă o gamă foarte mare de activităţi de cercetare-dezvoltare tehnologică în micro şi macroprelucrări cu laserul, utilizarea fotonicii în biologie, spectroscopie şi imagistică THz, UV-VIS IR, vibrometrie laser, şi multe altele.



Partener premium în dezvoltarea domeniului de fuziune nucleară
INFLPR concentrează o bună parte din expertiza sa în dezvoltarea de instalaţii şi tehnologii pentru depunerea straturilor de wolfram beriliu şi carbon pentru aplicaţii din domeniul fuziunii nucleare. În cadrul proiectului ILW (ITER Like Wall) derulat la JET (JointEuropean Torus), cel mai mare tokamak operaţional din lume, situat la Culham, Anglia, s-a propus trecerea de la peretele de carbon la un perete metalic constituit în principal din straturi de wolfram (W) depuse pe materiale carbonice şi plăci de beriliu. Pentru a identifica cea mai bună tehnologie de acoperire cu W a plăcilor din CFC (Carbon Fibre Composite), compozit ranforsat cu fibre de carbon, s-a lansat o competiţie la care au participat 5 Asociaţii EURATOM din Europa (IPP Garching, CEA Franţa, ENEA Italia, TEKES Finlanda şi MEdCRomânia) şi firme specializate în acoperiri cu W. Tehnologia elaborată de INFLPR, grupul de Ingineria Suprafeţelor în Plasmă, a fost declarată câştigătoare. Aceasta se bazează pe o combinaţie între depunerea magnetron şi implantarea ionică (CMSII - Combined Magnetron Sputtering and Ion Implantation). Până în prezent s-au acoperit în INFLPR peste 4300 de plăci din materiale carbonice pentru primul perete de la instalaţiile de fuziune nucleară JET (Autoritatea de Energie Atomică, UK), AUG (Institutul Max-Plank de Fizică Plasmei, Garching, Germania), WEST (Comisariatul de Energie Atomică, Franţa), DIII-D (General Atomic, SUA).

Pe lângă tehnologia W-CFC, INFLPR este una dintre puţinele instituţii care deţine echipamentele şi cunoaşterea necesară realizării acoperirilor cu beriliu care, împreună cu wolframul şi carbonul, protejează peretele interior al reactorului termonuclear JET (Joint European Torus). Beriliul este un material care necesită condiţii speciale pentru deţinere, manipulare, procesare, utilizare. Construirea facilităţii de depuneri filme cu conţinut de beriliu se bazează pe tehnologia originală a arcului termoinonic în vid (TVA) dezvoltată la INFLPR începând din anii 1980 sub conducerea prof. G. Musa. Contribuţia INFLPR la dezvoltarea domeniului de fuziune nucleară s-a materializat prin acoperirea cu beriliu a unui număr de 846 plăci din Inconel, peste 40 de „cărămizi inteligente” (plăci marker inserate în pereţii instalaţiei de fuziune pentru determinarea eroziunii acestora sau a depunerilor de materiale pulverizate de plasmă de fuziune). Activitatea a fost finanţată cu peste 1 milion euro de către UE prin programul EURATOM.


Centru Avansat de Imagistică de Raze X unic în țară
Sub conducerea dr. Ion Tiseanu, institutul a dezvoltat un Centru Avansat de Imagistică de Raze X axat în special pe microtomografie industrială şi mapare compoziţională. În cadrul acestui laborator s-au dezvoltat metode de imagistică moderne pentru caracterizarea nedistructivă a unor materiale şi dispozitive avansate precum supraconductori, biomateriale, compozite, ceramice, componente de microelectronică, tehnologii de sudare laser, etc. Spre deosebire de alte tehnici de analiză, tomografia de raze X este o metodă foarte eficientă deoarece permite analiza defectoscopică a probelor studiate, oferind informaţii de precizie metrologicală în ceea ce priveşte structura internă.
O aplicaţie importantă realizată în laboratorul de microtomografie a constat în caracterizarea nedistructivă a materialelor supraconductoare sub formă de masiv, fire, benzi şi cabluri din NbTi sau Nb3Sn, din care se produc bobinele sistemului de câmp magnetic ale instalaţiilor tokamak de ultimă generaţie JT60-SA, Japonia, ITER, Franţa şi DEMO, UE. Aceste bobine au rolul de a produce un câmp magnetic care va iniţia, confina şi controla plasma de fuziune din tokamak. „Studiul acestora este foarte important întrucât cele mai mici defecte de fabricaţie ale acestora pot produce variaţii semnificative ale câmpului magnetic ducând astfel la instabilităţi ale plasmei. De aceea este cu atât mai semnificativ faptul că laboratorul de microtomografie din INFLPR a fost contractat de entitatea europeană de fuziune nucleară (Fusion for Energy) ca laborator expert pentru monitorizarea asigurării calităţii la producerea de cabluri supracontuctoare pentru noua generaţie de reactoare tokamak”, declară dr. Ion Tiseanu.
În prezent Centrul de Imagistică de Raze X pune la dispoziţia tuturor laboratoarelor din institut, dar şi partenerilor ştiinţifici din alte institute, o abordare sistematică a problemelor de defectoscopie şi metrologie tomografică pentru materialele şi structurile sintetizate şi/sau procesate cu tehnici bazate pe laseri, plasmă şi fascicule de electroni acceleraţi.


Directorul general remarcă faptul că un alt punct forte este reprezentat de cercetările de succes, emblematice, existente în fiecare direcţie de cercetare: tehnologii de protecţie a peretelui interior al reactorului de fuziune nucleară (Culham, UK), prof. Mourou şi echipa CETAL PW au demonstrat o nouă tehnică de micşorare a duratei pulsului laser folosind laserul 1PW, iar acad. prof. V.I. Vlad şi echipa sa au obţinut efect laser în ADN şi multe altele.



Strategie de dezvoltare permanent adaptată
Care sunt principalele componente de strategie manageriale menite să consolideze poziţia ocupată în elita cercetării naţionale şi internaţionale? Cercetarea ştiinţifică şi tehnologică este, prin însăşi natura ei, un domeniu extrem de dinamic, aflat într-o continuă dezvoltare, ceea ce obligă managementul la o adaptare permanentă pentru a o eficientiza. Pe de altă parte, pentru a forma competențe, cercetători, infrastructuri de cercetare, este nevoie de stabilitate, continuitate, perseverenţă. Formarea de „şcoli” pentru diferite domenii de cercetare necesită, uneori, zeci de ani! Aceste aspecte sunt avute în vedere de managementul INFLPR atunci când elaborează strategia de dezvoltare ştiinţifică, de investiţii, de resurse umane, de colaborare instituţională. Fiecare componentă este importantă pentru a asigura îndeplinirea obiectivelor ştiinţifice şi tehnologice ale institutului:
• consolidarea poziţiei de lider naţional şi regional în cercetarea de fuziune nucleară;
• câştigarea statutului de facilitate de cercetare pentru laserii de mare putere din clasa TW şi PW;
• asigurarea unui spaţiu de dezvoltare tehnologică care să faciliteze crearea de cunoaştere exploatabilă comercial.



Tags: fizica, laseri

Parerea ta conteaza:

(0/5, 0 voturi)

Lasa un comentariu



trimite