Версия для печати
Вернуться к списку

ЧТО МОЖЕТ АТОМ

60 лет назад было образовано первое главное управление при Наркомате внутренних дел СССР с целью реализации крупнейшего в XX веке проекта по созданию атомной отрасли. Важнейшую роль тогда сыграли передовые разработки российских ученых.

ФУНДАМЕНТАЛЬНАЯ? ПРИКЛАДНАЯ?

Научно-технический комплекс Росатома включает более полусотни научных организаций, занимающихся фундаментальными исследованиями и прикладными научно-исследовательскими и опытно-конструкторскими работами (НИОКР). Важнейший успех отраслевой науки последних лет - открытия в изучении управляемого термоядерного синтеза, плазменных исследований. Они позволили России участвовать в строительстве Международного термоядерного экспериментального реактора (ИТЭР) на равных с ведущими мировыми державами. Первые испытания в Японии катушки из сверхпроводниковых материалов российского производства показали полное ее соответствие самым строгим международным требованиям.

Технология производства сверхпроводников, разработанная специалистами ВНИИ неорганических материалов им. А.А. Бочвара, в сочетании с инженерными достижениями НИИ электрофизической аппаратуры им. Д.В. Ефремова и производственными возможностями Чепецкого механического завода позволяет говорить о создании в России научно-промышленного комплекса, работающего на завтрашний день. Причем он не ограничивается проектом ИТЭР - использование сверхпроводников придает энергетическому оборудованию принципиально новое качество.

Серьезные успехи достигнуты в области физики частиц, ядерной, высоких энергий. Отраслевые институты получили очень интересные результаты: новые состояния веществ, новые частицы и целый ряд редких распадов. Например, настоящей сенсацией стало обнаружение пентакварка - новой частицы со структурой, как предполагается, отличной от той, которая использовалась для объяснения физики микромира раньше. Если это подтвердится - откроется целый класс частиц, что фактически даст начало новому глобальному направлению в физике. В трех из шести проведенных в этом направлении экспериментов принимали участие ученые-физики российских атомных институтов.

Очень интересные и важные результаты в Японии и США получены при изучении с участием российских атомщиков структуры Вселенной. По современным теориям в момент ее создания материя и антиматерия должны были рождаться в одинаковых объемах. Но наши физические и астрофизические исследования показали, что материя обнаружима, а антиматерии практически нет. Одно из возможных объяснений этого эффекта - нарушение зарядово-пространственной четности (СР-инвариантности). В изучении этого процесса от России участвуют Институт теоретической и экспериментальной физики, Курчатовский институт, НИИ ядерной физики МГУ.

Все названные исследования относятся к чистой науке. Но в отраслевой фундаментальной науке существует целый ряд важных проектов прикладного характера - в сфере материаловедческих исследований, радиохимии, в областях, связанных с использованием атомной энергии. Например, техника ускорителей, позволяющая задействовать физику высоких энергий, применяется при изучении материалов, новых источников энергии, важна для медицины, в частности, для лечения онкологических заболеваний (лучевая терапия).

Росатом не отвечает за проведение чисто фундаментальных исследований. Но все работы в области фундаментальной науки в той или иной степени связаны с задачами отрасли. Поэтому провести какую-то четкую грань между фундаментальной и прикладной наукой непросто.

Например, отраслевые физики проводят исследования по переработке отработанного ядерного топлива атомных станций. Один из возможных вариантов - "пережигание" ОЯТ в специальных реакторах. Для того чтобы понять, перспективен этот путь или нет, нужно провести немало исследований, которые, скорее всего, можно отнести к фундаментальным.

Другой пример - из области материаловедения. Для реакторов на быстрых нейтронах необходимы новые материалы, более жаропрочные и устойчивые к радиации, чем для традиционных тепловых реакторов. Они требуются и для термоядерных реакторов, где генерируются высокие температуры. И здесь очень трудно разделить, где заканчиваются фундаментальные исследования в области, например, конденсированных сред, и где начинаются прикладные. В физике высоких энергий в свое время была создана миниатюрная, быстродействующая, малошумная и потребляющая мало энергии электроника, которая теперь используется во всех отраслях народного хозяйства. Сейчас такие микрочипы ставят в часы, телефоны, персональные ЭВМ.

Всемирная сеть Интернет родилась из сети WWW, созданной в области физики высоких энергий в европейском институте ЦЕРН. Сейчас информационные технологии переходят на новую ступень - грид-технологию, которая предусматривает полную интеграцию ресурсов. В 2007 г. начнутся соответствующие эксперименты. За несколько минут работы установки "Алиса" будет получена информация, равная двухчасовому мировому трафику Интернет-сети. Понятно, что подобные объемы информации с помощью современных технологий невозможно обработать. В данном случае исследования физики частиц являются тем локомотивом, который тащит за собой совершенно новые технологии.

МАЛЕНЬКАЯ ЯДЕРНАЯ ПЕЧКА

Для электро- и теплоснабжения населенных пунктов, расположенных на арктическом побережье России, предлагается создание атомных электростанций малой мощности на базе плавучих энергоблоков. В настоящее время Росатом утвердил технический проект плавучей атомной станции малой мощности на базе освоенных судовых технологий с двумя реакторными установками КЛТ-40С. Электрическая мощность плавучего энергоблока составит 77 МВт, тепловая - 84 Гкал/ч. Уже получена лицензия Госатомнадзора России, в бюджете концерна "Росэнергоатом" выделены средства для его строительства, начатого в этом году на производственном объединении "Севмашпредприятие" в Северодвинске.Российские ученые-атомщики создали более 20 проектов атомных станций малой мощности для использования в качестве источников энергии в удаленных районах, не связанных с Единой энергосистемой страны. Есть также станции, которые могут работать без операторов годами, что полностью исключает человеческий фактор при обеспечении безопасности.

Наиболее известным в последнее время стал проект плавучей атомной теплоэлектростанции малой мощности (АТЭС ММ). В России работает несколько малых атомных станций. Одна из них - Билибинская атомная теплоэлектроцентраль (АТЭЦ).

НОВАЯ ЭНЕРГЕТИКА

В энергетике нового поколения топливом является водород. При его окислении кислородом (в том же количестве, в каком последний добывается из воды) получается чистая вода и выделяется много энергии.

В нашей стране разработано несколько эффективных технологий получения водорода, выход которого в два раза больше, чем при стандартном пиролизе метана. Сконструирована высокотемпературная ядерная энергетическая установка ВТГР, охлаждаемая газом и предназначенная специально для атомно-водородной энергетики. Стоимость кубометра получаемого водорода составит не более пяти центов. Одновременно реактор ВТГР обладает повышенной безопасностью, самозащищенностью. Его эффективность связана с прямым газотурбинным циклом с КПД около 50% и основана на более глубоком выгорании ядерного топлива, гибком топливном цикле с использованием урана, плутония или тория. Для межнациональной координации работ создано Международное партнерство по водородной энергетике.

МЕДИЦИНСКИЕ ИННОВАЦИИ

На Инновационном форуме Росатома, который пройдет в июне в Москве, будут представлены проекты новых препаратов для диагностики, нейтрон-захватной и фотон-захватной терапии злокачественных опухолей, первого серийного российского рентгеновского медицинского томографа РКТ-01, созданного на базе Федерального ядерного центра "ВНИИТФ".

В Росатоме уже существует целая серия проектов по созданию в России центров ионной лучевой терапии онкологических заболеваний, комплексов нестандартного оборудования и аппаратуры для клинических центров протонной лучевой терапии для лечения онкологических, нейрохирургических, эндокринных и др. тяжелых заболеваний. Например, проект центра протонной лучевой терапии, который рассчитан на регион с населением 3-5 млн жителей. Россия и страны ближнего зарубежья не имеют до сих пор ни одного подобного центра, хотя в мире их уже более десяти.

Отраслевые ученые и проектировщики совместно с врачами и учеными Академии медицинских наук также подготовили модели центра для лучевой терапии ионами углерода. Не отрицая роли хирургического метода, можно уверенно говорить, что лучевая терапия на определенных стадиях заболевания является альтернативой оперативному вмешательству и наиболее результативным современным методом.

С успехом могут использоваться разработанные в отрасли современные средства диагностики.

Все это может стать настоящим прорывом в здравоохранении. Необходимо только на высшем уровне принять решение об использовании в производстве медицинской техники отечественных передовых ядерных технологий и госзакупке этой техники взамен импорта устаревших, дорогостоящих и неэффективных зарубежных образцов.

Сегодня атомная наука России многое может предложить мировому сообществу, хотя нельзя, конечно, сказать, что во всем она является лидером. Но лучшие наши разработки востребованы, а отечественные ученые-атомщики получают доступ к технологиям других стран.