Созидатели будущего: Курчатовскому институту исполняется 75 лет
Легендарный и всемирно известный научный комплекс, российский национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" отмечает в четверг свое 75-летие. Свой юбилей институт встречает, будучи "точкой роста" новейших уникальных разработок, необходимых для обеспечения научно-технологического прорыва России.
"Сейчас Курчатовский институт является единственным в мире научным центром, где на одной территории расположены синхротронный ускоритель, сверхмощный лазер, ядерно-энергетический, плазменный, генетический комплексы. Такая концентрация научной инфраструктуры позволяет проводить уникальные исследования на стыке дисциплин", - заявил президент России Владимир Путин, выступая в Курчатовском институте во вторник.
"Важно, что мы не только сохраняем уникальные компетенции, а постоянно идем вперед", - подчеркнул глава государства.
Ранее в интервью РИА Новости президент Курчатовского института Михаил Ковальчук назвал будущее этого исследовательского центра как "созидание". "Для этого у нас все есть", - говорил он.
Сейчас в состав центра входят несколько научных институтов с общей программой. Ее основное направление - работа на так называемых национальных мегаустановках, позволяющих получать в России результаты мирового класса и благодаря которым возникнет новый мировой научный ландшафт.
Советская атомная бомба и супероружие России
История института началась 12 апреля 1943 года, когда для разработки советского ядерного оружия была создана под руководством выдающегося ученого-атомщика Игоря Курчатова лаборатория №2 Академии наук СССР, которая затем стала лабораторией измерительных приборов АН СССР, институтом атомной энергии АН СССР имени Курчатова и российским научным центром "Курчатовский институт". В 2010 году институт получил статус национального исследовательского центра.
Лаборатория №2 осуществляла научное руководство разработкой первых советских атомной и водородной бомб. С 1943 по 1945 год лаборатория, ставшая научным "ядром" советского атомного проекта, с привлечением ряда научных институтов и предприятий страны провела исследования по разделению изотопов урана, разработала технологии получения металлического урана, тяжелой воды и многое другое. В 1944 году в лаборатории был построен и введен в действие циклотрон, позволивший наработать индикаторные количества плутония - "взрывчатки" для первого советского атомного заряда. В 1946 году в институте был пущен первый в Евразии атомный реактор.
В своем выступлении Путин отметил, что значение советского атомного проекта, грандиозные достижения отечественных ученых, конструкторов, инженеров "переоценить просто невозможно". "Они внесли колоссальный вклад в обороноспособность страны. Ну а если сказать напрямую, может быть, своими достижениями сохранили нашу страну. Благодаря достигнутому паритету внесли неоценимый вклад в обеспечение безопасности всего мира, всего человечества", - сказал российский президент.
Изначально созданный для решения колоссальной военной задачи, Курчатовский институт и сейчас ведет разработки, направленные на обеспечение обороноспособности России. Как сообщил глава государства, исследовательский центр участвовал в создании новейших образцов уникального стратегического оружия, аналогов которого нет в мире.
Мирный и безопасный атом
В 1950-е годы начались исследования и разработки по мирному использованию атомной и термоядерной энергии. С участием института была построена и пущена первая в мире промышленная атомная электростанция - Обнинская АЭС. В институте были разработаны атомные реакторы для ледоколов (1957), подводных лодок (1958) и космической техники.
Важным направлением работ в Курчатовском институте с середины 1950-х годов стал управляемый термоядерный синтез - переход к новым принципам овладения энергией, процессами, происходящими на Солнце и других звездах, где термоядерные реакции протекают при температуре около 20 миллионов градусов. Там происходит слияние ядер изотопов водорода - дейтерия и трития, в результате чего выделяется огромное количество энергии. В 1958 году в институте была построена первая в мире экспериментальная термоядерная установка с "ловушкой" из магнитного поля, которая получила название "токамак".
C середины 1960-х годов институт осуществляет научное обеспечение эксплуатации действующих атомных реакторов, утилизации выведенных из эксплуатации установок и научное руководство разработкой реакторов и ядерных энергетических установок новых поколений.
Курчатовский институт всегда был главной научной организацией СССР и России в атомной сфере. По существу, из первого советского реактора Ф-1 вышли реакторы разных типов - промышленные, энергетические, исследовательские и транспортные, которые используются на подводных лодках и атомных ледоколах, ядерные энергетические установки для космоса. Институт является непосредственным участником проектов госкорпорации "Росатом" по строительству АЭС, будучи научным руководителем проектов энергетических реакторов типа ВВЭР.
Одно из основных направлений работы института - обеспечение безопасности атомной энергетики. Разработанные здесь новые системы безопасности - так называемые ловушки расплава - уже входят в состав оборудования АЭС, они были впервые установлены на Тяньваньской АЭС в Китае и АЭС "Куданкулам" в Индии. В случае тяжелой аварии расплавленное ядерное топливо будет удержано в таких ловушках, что не даст радиоактивным веществам выйти за пределы реакторной установки.
Институт занимается и продлением сроков эксплуатации энергоблоков АЭС. Благодаря разработанной "курчатовцами" системе так называемого отжига корпусов реакторов удается почти полностью восстанавливаются их эксплуатационные характеристики. Также с участием ученых института разработана новая марка стали, которая приобретает особые свойства, что позволит продлить срок работы корпусов реакторов до сотни лет.
Разработки для Арктики
Особое место в послужном списке Курчатовского института занимают разработки для освоения Арктики. Во многом благодаря им у России имеется единственный в мире атомный ледокольный флот.
Но не "плавучим атомом" единым. С 1970-х годов в институте работают над проектами атомных энергоблоков малой мощности, работающих по принципу прямого преобразования энергии - они помогли бы снабжать энергией небольшие поселки и российские военные базы в арктическом регионе. Такие установки не требуют постоянного обслуживания на протяжении многих лет, их можно изготавливать серийно и устанавливать практически в любом месте.
Курчатовский институт занят и экологической работой по очистке Арктики. Под его научным руководством в Сайде-губе (Мурманская область) в рамках международного проекта был создан не имеющий аналогов комплекс по переработке, кондиционированию и долговременному хранению радиоактивных отходов, образовавшихся в результате утилизации атомных подводных лодок. Этот комплекс, как считают специалисты, гарантирует безопасное, экологически чистое развитие ядерных технологий в Арктике.
Молекулярная биология и Рунет
По мере развития Курчатовского института его "технологическое древо" все больше "ветвилось". Так, в конце 1960-х - начале 1970-х годов были получены результаты мирового значения в области микроэлектронной технологии: ионная имплантация, сверхвысокочистые вещества, литография, плазменная химия, тонкие пленки. Такой технологический задел позволил позднее развить в институте и работы в области нанотехнологий, создания гибридных систем и суперкомпьютеров.
С конца 1960-х годов Курчатовский институт стал научным руководителем проблемы использования сверхпроводимости в атомной науке и технике. В начале 1970-х годов институт стал и пионером в разработке новых технологий микроэлектроники.
В созданном в конце 1950-х годов радиобиологическом отделе института фактически родилась советская молекулярная биология. А в 1980-е годы благодаря активному развитию информационных технологий в институте были заложены основы отечественного интернета (Рунета).
Технологии, "подсмотренные" у природы
В 1999 году в институте был введен в эксплуатацию первый на постсоветском пространстве специализированный источник синхротронного излучения - уникальный комплекс, необходимый для изучения материи на атомарном уровне. С середины 2000-х годов в Курчатовском институте началось активное развитие нанотехнологий.
В 2009 году был создан первый в мире центр конвергентных наук и технологий - Курчатовский комплекс нано-, био-, информационных, когнитивных и социогуманитарных технологий (НБИКС-технологий), ориентированный на междисциплинарные исследования и разработки. НБИКС-технологии стали вторым важнейшим магистральным направлением научного развития Курчатовского института в последние годы.
Как считают специалисты, создание принципиально новых технологий и систем, воспроизводящих принципы живой природы, позволит человечеству перейти на новые, гораздо более экономичные и безопасные принципы производства и потребления энергии.
Планы по синхротронам
На площадке Курчатовского института в Гатчине под Петербургом планируется построить более совершенный синхротронный источник четвертого поколения, который также станет незаменимым инструментом в создании природоподобных технологий.
В результате на северо-западе России, на границе с Европой, в течение ближайшего десятилетия под эгидой института начнут работать две мегаустановки мирового класса (еще одна такая установка - это нейтронный реактор ПИК), что фактически станет "меккой" для зарубежных ученых.
А во вторник Путин в ходе визита в Курчатовский институт поддержал идею строительства синхротронного комплекса во Владивостоке. По мнению главы Российской академии наук Александра Сергеева, новый синхротрон на острове Русский может быть создан в течение пяти лет с момента начала строительства. Ожидается, что этот комплекс также станет точкой притяжения исследователей из близлежащих стран.
Международные проекты
Курчатовский институт в последние годы стал флагманом научного сотрудничества российских ученых с иностранными коллегами. Центр представляет Россию во всех международных исследовательских "меганаучных" проектах. Это проект строительства международного термоядерного экспериментального реактора (ITER), Европейский рентгеновский лазер на свободных электронах (XFEL), Большой адронный коллайдер, Европейский центр синхротронного излучения (ESRF), Европейский центр по исследованию ионов и антипротонов (FAIR).
Проект XFEL по созданию самого мощного в мире рентгеновского лазера стал наиболее ярким примером "меганаучного" проекта, в создание которого большой вклад внесла Россия (Курчатовский институт курирует ее научное участие в проекте). Более того, Россия впервые стала не просто полномасштабным участником большого международного научного проекта, но и заняла в нем по сути лидирующую позицию - с точки зрения как интеллектуального вклада, так и финансового взноса.
Эксплуатация лазера началась в сентябре 2017 года. На XFEL будут получены исключительно яркие и сверхкороткие импульсы рентгеновского излучения, что даст ученым новое понимание строения атома, а также процессов, происходящих в наномире. С помощью XFEL ученые в реальном времени смогут изучать структуру биологических молекул и различных веществ, следить за сверхбыстрыми химическими процессами. Это даст возможность лучше понять природу вещества и научиться конструировать принципиально новые материалы с заданными свойствами.
