Новосибирские ученые пустили журналистов в полусекретные бункеры и лаборатории

http://93.174.130.82/digest/showdnews.aspx?id=7f4f55e7-1af7-4387-b23c-b962f653cc6c&print=1
© 2024 Российская академия наук

Совсем недавно - в субботу 12 июня, в день России - сразу двое новосибирских ученых - физик Николай Винокуров и химик Валентин Пармон - в Кремлевском дворце в Москве из рук президента России Дмитрия Медведеа получили Госпремии 2009 года за научные достижения

Примечательно, что сибирякам досталось аж две (!) премии из трех врученных за научные разработки во всей стране.

Если говорить конкретнее, профессор Николай Винокуров, заведующий лабораторией института ядерной физики имени Г.И. Будкера (сокращенно ИЯФ - прим. "КП") удостоен этой высокой награды "За достижения в области разработки и создания лазеров на свободных электронах", как сказано в официальной формулировке. А академик Валентин Пармон, директор института катализа имени Г.К. Борескова получил Госпремию-2009 "За крупный вклад в развитие теории и практики каталитических методов глубокой переработки углеводородного сырья и использования возобновляемых ресурсов".

После возвращения из столицы новосибирские ученые пустили журналистов в полусекретные бункеры и лаборатории, чтобы продемонстировать свои достижения. Действительно, как выяснилось в ходе экскурсии, ученые Сибирского отделения Российской академии наук (СО РАН) стоят на передовой линии мировой науки, во многом опережая и предвосхищая открытия и разработки своих западных коллег.

Дружная журналистская братия спускается в святая святых ИЯФа - в гигантский подземный бункер. В этом модуле института, под весьма прозаическим названием "ускорительный зал" находится совершенно гигантских размеров установка. Длина бункера - около 40 метров, ширина - 6, высота потолка - около 2,5 метров. Почти все помещение (обе стены и потолок) загромождено неизвестного назначения техникой. Это уже позже, из объяснений ученых, становится ясно: это две лазерных установки (треться пока готовится к запуску) и бесчисленные ускорители электронов.

- Чтобы ускорять электроны, нужно их сначала где-то получить, - комментирует ход экскурсии профессор Николай Винокуров. Пожалуй, он единственный человек в этих катакомбах, который чувствует себя, как рыба в воде. - Пучок электронов движется в одном направлении. Дальше стоит электронная пушка. Электроны летят, в этих бочках - ускоряющих резонаторах - они ускоряются, приобретают большую энергию и летят дальше...

Журналисты проникновенно кивают и делают умные лица, вникая в тайны науки. Большинство из них вряд ли вспонит элементарные законы физики из школьного курса. Впрочем, как говорит профессор, лазер на свободных электронах в своей работе использует основные законы физики, которые общеизвестны. Сам по себе лазер вовсе не открытие в фундаментальной науке и даже не изобретение как таковое, как подчеркивают ученые СО РАН, а лишь гигантский уникальный прибор, позволяющий совершить открытия при полном использовании его возможностей.

Самое простое отличие лазера на свободных электронах, запущенного в Новосибирске в 2003 году, - мощность излучения. По оценкам профессора Винокурова, она в 10-100 раз выше аналогичных установок на Западе, что и позволяет проводить уникальные эксперименты.

- На самом деле, аналогичных установок в мире всего две, - рассказывает заведующий лабораторией. - Одна из них находится в Америке - в лаборатории Джефферсона в штате Вирджиния. По размерам и мощности она больше, но работает в другом диапазоне (Лазерная установка ИЯФа является самым мощным в мире источником электромагнитного излучения в субмиллиметровом диапазоне длины волны - прим."КП"). Вторая машина находится в Японии - в институте атомных исследований.

Сам по себе ускорительный зал, где расположена лазерная установка, имеет толстые бетонные стены, поскольку в периоды излучения возникает радиационный фон. А сами ученые следят за процессами дистанционно - в специальных помещениях.

По оценкам ученых, лазер на свободных электронах интересен тем, что позволяет изменять длину волны, что невозможно в обычных лазерных установках и всегда ограничивает возможности исследований.

Ученые ИЯФа приглашают всех ученых Сибири воспользоваться уникальными возможностями лазера на свободных электронах для научных экспериментов, которые могут привести к практическим изобретениям. Например, известно, что уже сейчас здесь работают химики, они работают над технологией осаждения металлов на различные поверхности. А физики изучают, как воздушные потоки изменяются под лазерным разрядом.

Начальные попытки исследований излучений, близких изучаемым сейчас, предпринимал еще нобелевский лауреат - академик Петр Капица. Ученые ИЯФа уже около 30 лет работают над созданием и совершенствованием лазеров на свободных электронах. Первые шаги в этом направлении были предприняты еще на закате советской эпохи.

Стоимость новосибирской лазерной установки - около 20 миллионов долларов. Да и содержание обходится весьма недешево - например, одна высокочастотная лампа стоит 1,8 миллиона рублей, а их всего нужно 10 штук. Для сравнения, рентгеновский лазер, который сейчас готовят к запуску в Европе, стоит 1 миллиард долларов. В 90-х годах прошлого века сибирские ученые понимали, что такие финансовые объемы им не осилить. Ведь даже для строительства существующей установки пришлось разработать и продать за рубеж немало всевозможной уникальной техники - для западных лабораторий.

- Но в последние годы, надо сказать, мы получали гранты от Министерства науки, Сибирского отделения, - отмечает Геннадий Кулипанов, заместитель директора института ядерной физики СО РАН.

Изначально одной из задач создания лазера ставилось разделение изотопов, что с помощью света сделать в тысячу раз экономичнее, чем при других технологиях.

Кстати, кроме Госпремии-2009 от президента России профессор Николай Винокуров вместе с группой ученых ИЯФ СО РАН награжден также Госпремией Новосибирской области 2010 года - опять же за разработку и создание лазера на свободных электронах в столице Сибири.

- Радость и гордость за коллег испытывают не только сотрудники нашего института, и все ученые Сибирского отделения Российской академии наук, - говорит академик Геннадий Кулипанов. - Рады за земляков и жители Академгородка, и Новосибирска, и всей области. Тем более, что самую высокую российскую награду получали ранее только три человека, а тут - сразу двое!

Николай Александрович Винокуров. Заведующий лабораторией института ядерной физики СО РАН, профессор, доктор физико-математических наук, преподаватель Новосибирского государственного университета (НГУ). В 1977 году в соавторстве с коллегой изобрел оптический клистрон, который позволил получить самое коротковолновое излучение на лазерах на свободных электронах в 1986 году. Обладатель двух престижных международных научных премий (1991 год и позднее). Участвовал в разработке лазера на свободных электронах в США. Лауреат Государственной премии России 2009 года и (в соавторстве) - Госпремии Новосибирской области-2010.

- Николай Александрович - человек "номер один" в области разработки и создания лазеров на свободных электронах у нас в институте, - так рекомендует своего коллегу Геннадий Кулипанов. - И заведомо он один из ведущих мировых экспертов по развитию этого направления.

После возвращения из Москвы, где двое новосибирских ученых получили из рук президента России Дмитрия Медведева Госпремии-2009 за научные достижения, научные сотрудники Сибирского отделения Российской академии наук (СО РАН) пустили журналистов в полусекретные бункеры и лаборатории, чтобы продемонстрировать свои достижения. Действительно, как выяснилось в ходе экскурсии, ученые СО РАН стоят на передовой линии мировой науки (читайте часть 1), во многом предвосхищая открытия и разработки своих западных коллег.

Напомним, одним из лауреатов стал академик Валентин Пармон, директор института катализа имени Г.К. Борескова. Он получил Госпремию-2009 "За крупный вклад в развитие теории и практики каталитических методов глубокой переработки углеводородного сырья и использования возобновляемых ресурсов".

Сибиряки научились очищать нефть до евростандартов

В институте катализа имени Г.К. Борескова журналистам показали две лаборатории - по очистке нефти и бензина от ненужных примесей, то бишь, глубокой переработке водородных ресурсов, и по разработке новых источников энергии, которые в перспективе - в далеком будущем - смогут заменить нефть и газ. Ведь их запасы на нашей планете весьма ограничены.

- В этой лаборатории мы облагораживаем нефтяное сырье, - окидывая взмахом руки кабинет средних размеров, говорит академик Валентин Пармон. - Сейчас сильно изменились стандарты современного моторного топлива. Самая большая головная болья для России - получение дизельных топлив высоких стандартов. Евростандарты подразумевают, что в топливе почти нет серы. В течение полугода в 2006-ом, когда у нас появились ресурсы от государства, и была заинтересованность российской промышленности мы создали "с нуля" серию катализаторов. Они позволяют получать дизельное топливо по стандартам Евро-4 и Евро-5. Такое оборудование, как у нас, имеется даже не у каждой крупной нефтяной компании.

Галина Бухтиярова, руководитель подразделения катализаторов облагораживания топлива, на мониторе компьютера показывает нефть до очистки и после. Журналисты снова принимают глубомысленный вид и рассматривают графики, в которых неспециалистам мало что понятно.

- Установки для катализа сильно отличаются от расхожего восприятия химиков, - признает академик Пармон, показывая установку по оцистке катализаторами - целый мини-завод, точнее его имитатор. - Ведь все привыкли видеть, как химики возятся со скляночками. А химики-каталитики работают с установками, которые полностью имитируют деятельность завода.

Эти установки ученые института изготовили самостоятельно. Такие агрегаты, по словам Валентина Пармона, в России не выпускает больше никто. Тем больше шансов у новосибирских ученых, что крупные промышленные предприятия, например, нефтяные компании, закупят такое оборудование у нас, а не за границей.

- Без соблюдения евростандартов дизельное топливо не может экспортироваться, - рассказывает академик. - А экспортировать топливо все же лучше, чем мазут. Поэтому российские компании заинтересованы в катализаторах, часто имеют на своих производствах такие установки. А вот какие они будут закупать: российские или нет, - это вопрос рынка...

Мрачный прогноз: "Скоро в мире кончится нефть!"

Среди перспективных задач, которые ставят перед собой сибирские ученые, - поиск альтернативных источников энергии, переработка биотоплива и отходов производства в энергоемкое углеводородное топливо.

- Дешевой нефти, по разным оценкам, в мире осталось на 5-10 лет, - такой прогноз озвучивает директор института катализа. - После этого нефть резко подорожает, либо станет низкого качества и ее станет сложно перерабатывать. Поэтому мы занимаемся проблемами переработки растительного сырья. В России добывают древесины в количестве, эквивалентном количеству добываемой нефти. Поэтому химики должны научить перерабатывать древесину в углеводородное топливо. Эта проблема серьезно не ставилась до последнего энергетического кризиса.

Возможно, по словам академика Валентина Пармона, таким уникальным топливом могут стать даже искусственно выращиваемые сибирскими учеными растения.

- За что дали Государственную премию? - переспрашивает академик Валентин Пармон. - Это вопрос специфический. Безусловно, это не за конкретную работу. Насколько я понял, процедура номинирования, выдвижения на получение этой премии, составляет некоторую тайну. Я не очень хорошо знаю, под каким "соусом" меня номинировали. Мне сообщили, что номинация произошла, попросили расширенное резюме и первые страницы моих монографий. В коротком ответном слове президенту я сказал, что премия дана не персонально мне, а учтена работа всего огромного института катализа.

Кстати, только в столице Сибири в этом институте занято около тысячи человек. Еще есть два филиала - в Санкт-Петербурге и Волгограде. Одним из главных достижений - своим и коллег - академик называет не только сохранение потенциала института в последние двадцать лет, не самые простые для всей страны, но и большой шаг вперед за эти годы.