Роберт Дж. Голдстон

Роберт Джеймс Голдстон (родился 6 мая 1950 года) — профессор астрофизики Принстонского университета и бывший директор Принстонской лаборатории физики плазмы .

Ранняя жизнь и образование

Голдстон родился в Кливленде, штат Огайо , в 1950 году в семье Эли Голдстона , юриста и руководителя бизнеса, и Элейн Фридман Голдстон, медицинского социального работника. У него есть сестра Дайан. Голдстон посещал государственные школы в Шейкер-Хайтс, штат Огайо , до 1962 года, когда его отец стал президентом компании Eastern Gas and Fuel Associates в Бостоне , штат Массачусетс , и семья переехала в соседний Кембридж . Голдстон посещал «Браун и Николс» частную дневную школу школу Содружества в течение двух лет, прежде чем перешел в среднюю . В старшей школе он провел лето, работая в Комитете обслуживания американских друзей в качестве общественного организатора в Лексингтоне, Кентукки .

Он учился в Гарвардском университете , где изначально думал стать психотерапевтом. Проведя семестр в Институте Эсален в Калифорнии, он понял, что предпочитает изучать физику. Летом после первого года обучения Голдстон работал над строительством токамака . После окончания университета в 1972 году он поступил в докторантуру по физике в Принстонский университет. Во время пятилетнего обучения Голдстон также работал научным сотрудником. В 1974 году он женился на бывшей Рут Бергер, психологе.

Карьера

После получения докторской степени. В 1977 году Голдстону предложили должность сотрудника в Принстонской лаборатории физики плазмы. Его ранние работы там включали изучение того, как плазма нагревается энергичными ионами, конечной целью которого было создание термоядерного реактора , устройства, которое будет генерировать реакции синтеза легких ядер, а не реакции деления тяжелых ядер. В интервью 1979 года Голдстон объяснил важность своего исследования: «Если мы сможем добиться этого, мы создадим неисчерпаемое топливо, которое будет гореть, не оставляя того количества опасных радиоактивных отходов, которое производят атомные электростанции, которые у нас есть сейчас».

Позже в том же десятилетии Голдстон представил физические доказательства того, что быстрые ионы, циркулирующие в тороидальной магнитно-удерживаемой плазме, такой как конфигурация токамака, замедляются в хорошем согласии с классической теорией столкновений, тем самым обеспечивая физическую основу для дальнейшего развития мощных систем нейтральных пучков, которые нагревают и управляемый электрический ток в последующих поколениях токамаков и других устройств магнитного удержания плазмы, таких как стеллараторы . В течение следующих двух десятилетий Голдстон возглавил несколько экспериментальных работ по изучению физики и эффективности нагрева плазмы токамака нейтральными лучами, обнаружив попутно тип нестабильности, который мог бы выбросить энергичные ионы пучка, если система нейтральных пучков была направлена ​​слишком ортогонально по отношению к плазма токамака. Он также исследовал ряд других механизмов потери энергичных ионов. Это оказалось решающим при определении диапазона углов, под которым будущие системы с нейтральным пучком могли бы получить доступ к тороидальным плазменным конфигурациям.

Опираясь на широкий спектр экспериментальных данных по большинству токамаков, действовавших в то время, Голдстон разработал первое широко применимое эмпирическое масштабное соотношение для удержания энергии в плазме токамака в зависимости от таких параметров, как большой радиус, малый радиус, плотность, ток и мощность нагрева от таких источников, как системы с нейтральным лучом. Это соотношение масштабирования, которое стало известно как «масштабирование Голдстона», предоставило инструмент прогнозирования для оценки производительности токамаков и нашло широкое применение, в конечном итоге сформировав отправную точку для более поздних масштабов ограничения энергии, основанных на гораздо более обширном анализе данных последовательных поколения токамаков. Чем лучше удержание энергии в токамаке, тем меньше внешней энергии потребуется для его нагрева до температуры, при которой реакции ядерного синтеза будут протекать достаточно быстро, чтобы обеспечить чистое производство электроэнергии.

В 1980-х годах Голдстон возглавлял группу физических исследований на испытательном реакторе термоядерного синтеза Токамак в Принстоне по заказу Министерства энергетики США . В 1988 году он вместе с Джеймсом Д. Страчаном и Ричардом Дж. Хаврилюком был награжден премией Доусона Американского физического общества за открытие режима работы токамака со значительно улучшенным удержанием, который стал называться «супершотом». режим."

В начале 1990-х годов Голдстон возглавлял группы разработчиков физики в двух проектах по разработке более совершенных токамаков. Первый, « Компактный токамак с зажиганием» , который был задуман как относительно недорогое устройство для нагрева плазмы до таких условий, чтобы энергия, выделяемая в результате реакций ядерного синтеза, была достаточной для поддержания процесса, в конечном итоге превратился в физический эксперимент «Токамак» . целью которого было не достижение зажигания, а скорее исследование более сложных и динамичных методов контроля и повышения удержания и стабильности плазмы токамака. Этот проект, в свою очередь, стал отправной точкой для окончательного проектирования токамака KSTAR , действующего в настоящее время флагманского токамака южнокорейской программы ядерного синтеза.

В 1992 году Голдстон был назначен профессором факультета астрофизики и астрономии Принстонского университета, а в 1997 году — директором Принстонской лаборатории физики плазмы. С момента его основания он также был членом Консультативного комитета по науке и технологиям международного проекта токамака ИТЭР, строящегося в регионе Прованс во Франции . В 1995 году он стал соавтором учебника « Введение в физику плазмы».

Работа Голдстона в области термоядерного синтеза после ухода с поста директора PPPL сосредоточена на интерфейсах плазмы и материалов в контексте создания токамаков, производящих энергию. Он разработал эвристическую модель выхода тепла из токамака, которая успешно предсказывала измерения в существующих машинах.

В 1987 году он был избран членом Американского физического общества «за выдающийся теоретический и экспериментальный вклад в понимание переноса и нагрева плазмы токамака».

Разоружение

Голдстон долгое время был сторонником ядерного разоружения. В 2013 году он, Боаз Барак и Александр Глейзер работали над разработкой системы «нулевого разглашения», чтобы проверить, что боеголовки, предназначенные для разоружения, на самом деле являются тем, чем они претендуют. Направляя нейтроны высокой энергии в исследуемую боеголовку и сравнивая прошедшее через нее распределение с распределением, прошедшим через известную боеголовку, инспекторы могут определить, является ли обезвреживаемая боеголовка подлинной или это уловка, призванная обойти договорные требования без утечки ядерного оружия. секреты. За эту работу журнал Foreign Policy включил их в список 100 ведущих мировых мыслителей 2014 года.

Источники

Книги

• Физик: Работа Роба — поместить Солнце в бутылку . Центр Саук, Миннесота: профессиональные биографии. 1979.
• Голдстон, Р.Дж.; Резерфорд, штат Пенсильвания (1995). Введение в физику плазмы . Нью-Йорк: CRC Press . ISBN  9781439822074 .

Статьи

• Голдстон, Р.Дж. (1975). «Спектры перезарядки вблизи энергии инжекции в токамаках, оснащенных тангенциальными нейтральными пучками - эксперимент и теория». Ядерный синтез . 15 (4): 651–655. дои : 10.1088/0029-5515/15/4/011 .
• Голдстон, Р.Дж.; Уайт, РБ; Бузер, АХ (август 1981 г.). «Удержание захваченных частиц высоких энергий в токамаках». Письма о физических отзывах . 47 (9): 647–649. Бибкод : 1981PhRvL..47..647G . дои : 10.1103/physrevlett.47.647 .
• Голдстон, Р.Дж.; Таунер, HH (октябрь 1981 г.). «Влияние пульсации тороидального поля на надтепловые ионы в плазме токамака» . Журнал физики плазмы . 26 (2): 283–307. Бибкод : 1981JPlPh..26..283G . дои : 10.1017/S0022377800010680 .
• Голдстон, Роберт Дж. (1984). «Масштабирование удержания энергии в токамаках: некоторые последствия недавних экспериментов с омическим и сильным вспомогательным нагревом» . Физика плазмы и управляемый термоядерный синтез . 26 (1А): 87–103. Бибкод : 1984PPCF...26...87G . дои : 10.1088/0741-3335/26/1A/308 .
• Голдстон, Р.Дж.; Кайта, Р.; Байерсдорфер, П.; Гаммель, Г.; Херндон, ДЛ; МакКьюн, округ Колумбия; Мейерхофер, Д.Д. (1987). «Измерения МГД-активности с перезарядкой во время инжекции нейтрального пучка в Принстонский большой тор и эксперимент с полоидальным дивертором» . Ядерный синтез . 27 (6): 921–929. дои : 10.1088/0029-5515/27/6/004 .
• Голдстон, Р.Дж. (1996). «Физика стационарного токамака». Физика плазмы . 3 (5): 794. Бибкод : 1996PhPl....3.1794G . дои : 10.1063/1.871698 .

Газеты

• «Дайан Голдстон, невеста Р. С. Смита» . Нью-Йорк Таймс . 1 сентября 1969 года.
• «Эли Голдстон, юрист, мертв; возглавляет компанию Eastern Gas and Fuel» . Нью-Йорк Таймс . 22 января 1974 года.
• «Суши Буйабес» . Экономист . 4 февраля 2004 г.
• Мохан, Джеффри (26 июня 2014 г.). «Объединение физики и криптографии для решения парадокса ядерных инспекций» . Лос-Анджелес Таймс .

Веб-сайт

• «Получатель премии Джона Доусона 1988 года за выдающиеся достижения в области исследований в области физики плазмы» . АПС Физика . Проверено 23 мая 2015 г.
• «Мир разрушен: ведущие мировые мыслители 2014 года» . Внешняя политика . Архивировано из оригинала 1 января 2015 года . Проверено 1 октября 2020 г.