Исследования свойств веществ ядерных зарядов на газодинамической стадии, когда диапазон давлений достигает сотен миллионов атмосфер, показали, что нужна разработка принципиально новых методов исследований, кинетика которых требовала высокой точности – до сотых долей микросекунды. Появилась необходимость в новых методах регистрации высокоскоростных процессов. В КБ-11 были заложены основы отечественной высокоскоростной фотохронографии со скоростью развертки до 10 км/с и скоростью съемки порядка 1 млн кадров в секунду. Сверхскоростной регистратор, разработанный А.Д. Захаренковым, Г.Д. Соколовым и В.К. Боболевым (1948), стал прототипом серийных приборов.
Исследования веществ в условиях динамического сжатия привели к созданию во ВНИИЭФ всемирно известной школы физики высоких импульсных давлений (Я.Б. Зельдович, К.И. Щёлкин, В.К. Боболев, Л.В. Альтшулер, С.Б. Кормер, А.Г. Иванов, Л.М. Тимонин, С.А. Новиков, Р.Ф. Трунин).
Важное значение имеет разработка во ВНИИЭФ не имеющего аналога в России рентгенографического комплекса с просвечиванием в нескольких направлениях на основе импульсных циклических и линейных ускорителей электронов.
Физика горячей плазмы
В 1963 г. после предварительных исследований возможности использования лазеров для целей поражения военной техники, а также появления в 1964 г. идеи инерциального лазерного термоядерного синтеза (Н.Г. Басов, О.Н. Крохин) началось бурное развитие лазерной тематики во ВНИИЭФ. Появились принципиально новые предложения у группы Н.Г. Басова (ФИАН) – принцип фотодиссоциации для создания инверсной населенности, и у группы С.Б. Кормера (ВНИИЭФ) – накачка лазера светом фронта ударной волны. Первый такой лазер был запущен в начале 1966 г.
Разработка во ВНИИЭФ лазерных установок с мощностью излучения в десятки и сотни тераватт началась с 1973 г. по инициативе С.Б. Кормера, Г.А. Кириллова и при энергичной поддержке Ю.Б. Харитона. В результате такие установки («Искра-4» и «Искра-5») были созданы во ВНИИЭФ. В опытах была получена рекордно горячая плазма с температурой ионной компоненты около 12 кэВ. Нейтронный выход достигал значений 1010 ОБ-нейтронов за импульс.
Стратегическая оборонная инициатива США в начале 1980-х годов породила во ВНИИЭФ ряд интересных проектов на стыке фундаментальных и прикладных наук.
Ядерно-физические исследования
Для конструирования ядерных зарядов прежде всего требовалось определение ядерно-физических констант основных делящихся материалов и критических масс. От точного значения критических параметров зависела безопасность производства самих делящихся материалов, мощность ядерного оружия. Поэтому весной 1948 г. в КБ-11 появился научно-исследовательский сектор, в котором впервые была создана нейтронно-физическая лаборатория.
Персонально отвечал за экспериментальное определение величины критической массы ядерной взрывчатки Ю.Б. Харитон. Реализация программы ядерных экспериментов потребовала создания во ВНИИЭФ уникальной (и не только в масштабах СССР) экспериментальной базы, состоявшей из парка крупных физических установок и позволявшей не только проводить профильные исследования, но и решать задачи фундаментальной науки.
В 1953—1954 гг. КБ-11 предписывалось выполнить теоретические работы по таким фундаментальным направлениям, как теория деления тяжелых ядер, квантовая теория поля, изобарные состояния нуклонов.
Большой цикл работ по определению ядерно-физических констант и критическим сборкам был проведен на созданном во ВНИИЭФ в 1949 г. под руководством Г.Н. Флёрова, Д.В. Ширкова, Ю.А. Зысина и А.А. Малинкина физическом котле на быстрых нейтронах (ФКБН). В конце 1960-х годов во ВНИИ экспериментальной физики начинают развиваться пионерские работы по разработке апериодических быстрых реакторов (А.М. Воинов, В.Ф. Колесов, М.И. Кувшинов, А.А. Малинкин, Б.Д. Сциборский). На базе этих исследований был создан парк импульсных реакторов с уникальными характеристиками (БИГР, ГИР, ВИР, БР-1).
В настоящее время в Институте ядерно-радиационной физики ВНИИЭФа ведутся работы по созданию мультитерраваттной установки «Гамма» как источника жесткого рентгеновского излучения, выполняются исследования свойств ядер и механизмов ядерных реакций, способствующие решению термоядерных проблем. На уникальной экспериментальной базе ядерного центра осуществляются и получают дальнейшее развитие исследования по обоснованию живучести образцов военной техники в условиях воздействия различных излучений, моделирующих воздействия поражающих факторов ядерного взрыва.
Исследования с использованием мощных электрофизических установок
На основе работ, начатых в начале 1950-х годов по инициативе И.Е. Тамма и А.Д. Сахарова, в целях получения термоядерной энергии с помощью взрывомагнитных источников энергии во ВНИИЭФ был создан самый мощный спиральный взрывомагнитный генератор со следующими характеристиками:
энергия, МДж ............................................................................. 30
амплитуда импульса тока при времени нарастания
