Регистрация / Вход
текстовая версия
ВОЙНА и МИР

 Сюжет дня

Авианосец ВМС США "Гарри Трумэн" вошел в Средиземное море
Сирийские демократические силы возобновили наступление на ИГ
Российские военные сообщили о нарушениях режима прекращения огня в Идлибе
СМИ: РФ готова нанести удары по террористам на юге и востоке Сирии
Главная страница » Репортажи » Просмотр
Версия для печати
Что станет российским мегапроектом: реактор ПИК, сверхмощный лазер или суперколлайдер?
02.07.11 04:13 Наука, техника, образование
24 июня правительственная комиссия отобрала шесть основных претендентов на проект уровня megascience в России. Проекты такого уровня в перспективе должны развиться в крупные центры международного сотрудничества, поэтому требования к кандидатам предъявляются суровые. Какие же проекты прошли отбор?

В настоящее время задачи фундаментальной науки невозможно решить силами одной страны, они требуют огромных финансовых затрат, инновационных технических решений и высококвалифицированной рабочей силы. Большой адронный коллайдер, токамак ITER, исследования космоса и многие другие проекты уровня megascience были бы невозможны без разностороннего вклада мирового научного сообщества. Активное участие в таких международных проектах принимают и российские научные группы. Возможно, через пару лет несколько установок megascience появятся и на территории России. В правительственную комиссию по высоким технологиям и инновациям, в которую вошли ведущие ученые академики РАН и директора НИИ, поступило 28 проектов, претендующих на уровень megascience. Они были выдвинуты крупными научными центрами РАН, МГУ, СПбГУ, ОИЯИ, НИЦ "Курчатовский институт", "Росатом", а также отдельными группами ученых.

Требования, которые выдвигаются комиссией к установке такого высокого уровня, очень жесткие. Во-первых, тематика проводимых исследований должна быть интересна не только российским ученым, но и их зарубежным коллегам, а также выходить за рамки современных научных знаний. Во-вторых, при выборе победителя в расчет будет взят не только высокий уровень научной квалификации участников, но и развернутое техническое, экономическое и финансовое описание самого проекта, а также его долгосрочный характер - не менее 10 лет. Но эти требования вполне понятны и закономерны, так как стоимость одной megascience-установки будет составлять от 100 тысяч до 2 миллиардов долларов. Частичное финансирование строительства и обслуживания проектов-победителей будет осуществляться за счет правительственных мегагрантов. Размер, условия и сроки выплат грантов пока точно неизвестны, скорее всего, они будут обусловлены особенностями конкретной установки. Но реально претендовать на победу смогут только те проекты, в развитие которых готовы вложить деньги зарубежные инвесторы, ведь основная идея проекта megascience заключается в том, что каждая из мегаустановок должна в конечном итоге развиться в крупный международный центр научного сотрудничества.

Более года проводилась ревизия имеющихся на территории России крупных научных установок, а также анализ зарубежных экспериментов, в которых принимают активное участие наши ученые. По результатам этого исследования 24 июня этого года комиссия под председательством Владимира Путина отобрала шесть основных претендентов на звание установки megascience.

Электростанция будущего

Токомак (тороидальная камера с магнитными катушками) "Игнитор" - совместный проект Италии и России, нацеленный на создание прототипа термоядерной электростанции будущего. Основной задачей проекта является достижение продолжительной термоядерной реакции с положительным балансом энергии. Для этого необходимо "зажечь" (англ. ignite) плазму внутри тора и выйти на такой режим работы, когда температура, необходимая для ее горения, поддерживается за счет протекания самой реакции. По мнению основателя проекта, академика MIT Бруно Коппи, только "горение" плазмы в сильном магнитном поле сможет обеспечить коммерческое использование термоядерной энергии. Работа "Игнитора" базируется на принципе омического нагрева. Для того чтобы началась термоядерная реакция синтеза гелия, нужно нагреть смесь дейтерия и трития до температуры свыше 100 миллионов градусов. А для предотвращения разрушения элементов конструкции камеры и удержания внутри нее плазмы используется сильнейшее магнитное поле. Технология омического нагрева основана на том, что это же магнитное поле создает в плазме посредством индукции мощный ток, и она, обладая сопротивлением, нагревается. Такой метод позволит существенно уменьшить физический размер термоядерной установки. Радиус плазменного тора "Игнитора" составит всего 1,3 метра, что сделает его существенно компактнее токамака ITER, хоть по проекту он должен быть значительно мощнее своего главного конкурента.

Сравнительный масштаб токамаков ITER и "Игнитор"

Проект планируется разместить на территории ТРИНИТИ - Троицкого института инновационных и термоядерных технологий, где в советские годы был создан ТСП - токамак с сильным полем, напоминающий по конструкции "Игнитор". Работы по строительству ТСП были заморожены, но инфраструктура и коммуникации соответствуют требованиям нового проекта.

"Золотой" долгострой

Высокопоточный пучковый исследовательский реактор ПИК - один из крупнейших и самых дорогих долгостроев СССР и России в области фундаментальных и прикладных исследований. Строительство реактора началось более 30 лет назад на территории Петербургского института ядерных исследований в Гатчине, а концепция его устройства была предложена еще в конце 60-х годов. Однако после Чернобыльской аварии строительство было приостановлено в связи с повысившимися требованиями к безопасности подобных объектов. Проект реактора доработали, но из-за проблем с финансированием первая загрузка топлива состоялась только в феврале этого года, а провести первые научные исследования станет возможно только в 2013 году.

Исследовательский нейтронный реактор ПИК

В мировой науке подобные реакторы используются в качестве сверхмощных микроскопов. Нейтроны дают возможность изучать свойства материалов "прозрачных" для гамма-лучей и рентгена, поскольку они взаимодействуют не с электронными оболочками атомов, а с атомными ядрами. Нейтронные исследования открывают принципиально новые возможности в области нанотехнологий, физики твердого тела, материаловедении, химии, медицине и промышленности: лечение онкологии, изучение поведения металла в процессе облучения на АЭС, свойства высокотемпературных сверхпроводников, изотопный состав вещества и многое другое.

Конструкция ПИКа аналогична современным зарубежным исследовательским реакторам; активная зона объемом около 50 л помещена в тяжеловодный отражатель и представляет собой компактный интенсивный источник нейтронов деления. Установка сможет выдавать нейтронный пучок с характеристиками, превышающими мировые аналоги, – 1015 нейтронов в секунду на квадратный сантиметр. На реакторе возможно одновременное проведение более 50 различных экспериментов. Уже заключен контракт с Германией о перемещении на ПИК шести высокоточных исследовательских установок стоимостью свыше 20 млн евро.

MARS в Курчатовском институте

MARS - источник специализированного синхротронного излучения четвертого поколения, который планируется создать в Курчатовском институте в Москве. В настоящее время на территории института работает синхротронный источник поколения 2+, а в мире существуют три установки 3-го поколения (США, Япония, Европа), а также лазеры на свободных электронах, спектр применения которых в науке схож по своим возможностям с синхротронными источниками.

Ускорительно-накопительный комплекс Курчатовского источника синхротронного излучения

Современные синхротронные источники обладают высокой степенью поляризации, непрерывностью спектра и большой интенсивностью, что позволяет использовать синхротронное излучение в спектроскопии, рентгеновском структурном анализе биологических объектов, для изучения оптической активности молекул, а также для фотолитографии и в производстве интегральных схем. В целом область применения фотонных источников излучения (синхротронов и лазеров) зависит от мощности установки. Источник синхротронного излучения нового поколения станет самым мощным среди существующих установок подобного уровня, но будет уступать европейскому рентгеновскому лазеру XFEL (X-RAY Free Electron Laser). Таким образом, он перекроет разрыв в области структурных исследований, образовавшийся между источниками третьего поколения и лазерами.

Коллайдер тяжелых ионов NICA

Строительство ускорительного комплекс-коллайдера тяжелых ионов NICA (Nuclotron-based Ion Collider fAcility) ведется на территории Объединенного института ядерных исследований в Дубне на базе действующего ускорителя Нуклотрон. Целью проекта будет изучение перехода ядерной материи в кварк-глюонную плазму, а также свойств смешанной фазы этих состояний.

Коллайдер тяжелых ионов предполагается строить на базе ускорителя Нуклотрон

Исследования в этой области помогут ответить на вопрос о том, какие процессы происходили в ранней Вселенной незадолго после Большого взрыва. Относительно низкие энергии столкновения ядер золота (порядка 5,5 ГэВ на нуклон) позволят дубненским экспериментаторам увидеть эффекты, незаметные для сверхмощных коллайдеров БАК (CERN) и RICH (Брукхейвен). В настоящее время ведутся работы по модернизации систем Нуклотрона, а к 2015 году планируется завершить строительство сверхпроводящих колец коллайдера. Финансирование проекта ведется за счет 23-х стран-участниц ОИЯИ.

Сверхмощный лазер

Проект создания сверхмощного пятипетаваттного лазера PEARL (PEtawatt pARametric Laser) в Институте прикладной физики РАН в Нижнем Новгороде. В ИПФ уже имеется богатый опыт в области строительства крупных лазерных установок. Одиннадцать лет назад на территории этого института был построен первый в России лазер с титан-сапфиром в качестве рабочего вещества мощностью 1ТВт, а в 2006 году при финансировании "Росатома" был создан субпетаваттный лазерный комплекс, на базе которого планируется строительство проекта PEARL.

Субпетаваттный лазерный комплекс. Установка 2006 года

Интерес атомщиков к лазерной установке объясняется возможностью создания лазерного термоядерного синтеза, как альтернативы термоядерному реактору типа токамака. При помощи сверхвысокой интенсивности лазерного излучения можно обеспечить нагрев дейтерий-тритиевой мишени. При этом период удержания плазмы, необходимый для протекания реакции синтеза, составляет 10-10 секунды, что на 10 порядков меньше, чем в токамаке. Помимо участия в термоядерной программе, модернизированная установка PEARL может войти в состав панъевропейского проекта ELI (Extreme Light Infrastructure), который включает в себя строительство нескольких крупных лазерных комплексов на территории европейских государств для решения различных задач фундаментальной физики. В частности, на российском лазере могут быть исследованы эффекты нелинейности вакуума, а также процесс рождения электрон-позитронных пар при воздействии на вакуум  высокоэнергетического лазерного излучения.

Фабрика очарованных частиц

Электрон-позитронный коллайдер и "чарм-тау фабрика" в Институте ядерной физики СО РАН в Новосибирске. Проект в области фундаментальной ядерной физики, для реализации которого задумано строительство 800 метрового коллайдера и детектора частиц под территорией института. Новосибирский коллайдер сможет объяснить причину асимметрии между количеством вещества и антивещества во Вселенной. После Большого взрыва вещество и антивещество должны были образоваться в равных количествах, но в современном мире по непонятным причинам антивещество не наблюдается. Очарованные (англ. "charm") частицы - D-мезоны, "фабрикой" для создания которых станет новый проект, могут послужить ключом к разгадке этого явления. Данные, полученные на "чарм-тау фабрике", дополнят данные Большого адронного коллайдера,  поскольку для ответа на вопрос об асимметрии материи там изучают другой тип частиц – прелестные (англ. "beauty").

Электрон-позитронный коллайдер ВЭПП-2000 ИЯФ в Новосибирске

Эпитет тау в названии проекта происходит от названия еще одной исследуемой частицы – тау-лептона, процесс распада которого физики только начинают изучать. Проектом уже заинтересовались ученые из Италии, США и Японии, причем как строительством ускорителя, так и проведением экспериментов. Любопытно, что первый коллайдер - ускоритель на встречных пучках, получивший имя ВЭП-1, был придуман и построен именно в Новосибирском ИЯФ еще в 1960-х годах.

Среди проектов-финалистов, выдвинутых на соискание мегагранта, есть как чисто академические, так и более прикладные. Но помимо решения  задач фундаментальной науки, каждый из них может послужить толчком для развития новых технологий, привлечения зарубежных ученых в российскую науку, а также создания собственной научной школы.

Анна Максимчук,

научный сотрудник ОИЯИ,

специально для R&D.CNews.ru

 

 

 

Система Orphus: Если вы замeтили ошибку в тексте, выделите ее и нажмите Ctrl + Enter
Sibtek04.07.11 18:21

>Во-первых, тематика проводимых исследований должна быть интересна не только российским ученым, но и их зарубежным коллегам, а также выходить за рамки современных научных знаний.


Что-то ни один проект из представленных не выходит за рамки современной науки. Или это Вова Путин все реально прорывное отсеял, чтобы не смущать иностранных ученых гениальностью российских ученых.

Alanv05.07.11 02:08

А что такое по-вашему "выходит за рамки"? То, что в НФ описано? Фотонные звездолёты и антигравитация?


Все описанные установки само собой создаются на основе современной науки, а как иначе?? А вот результаты, могущие быть на них полученные - пока за рамками.


А для того, чтобы серьёзно "выйти за рамки" нужны не такие большие деньги - прорывные теории в головах возникают. Но, для их возникновения могут послужить и результаты как раз вот этих установок.

Sibtek05.07.11 12:25

Ну если бы создали работающую установку холодного термояда, то теорию пришлось бы переписывать или дополнять.


А вообще в физике высоких энергий при все возрастающем бюджете проектов, собственно полезная отдача уменьшается. БАК например.


Так что стоит рискнуть инвестировать в не мейнстримовые области науки. Поддержать перспективных ученых.

25074605.07.11 12:47
> Sibtek


Так что стоит рискнуть инвестировать в не мейнстримовые области науки. Поддержать перспективных ученых.



Спорно. Очень спорно. Сталин как раз чуть не "погорел" на этом. Слава богу спасли положение шпионы и стырили бомбу.


Вообще проблема та еще. Я Чубайса не люблю, но когда он говорит, что не все проекты сработают, то приходится соглашаться.

Alanv05.07.11 18:22
> Sibtek


Ну если бы создали работающую установку холодного термояда, то теорию пришлось бы переписывать или дополнять.


А вообще в физике высоких энергий при все возрастающем бюджете проектов, собственно полезная отдача уменьшается. БАК например.


Так что стоит рискнуть инвестировать в не мейнстримовые области науки. Поддержать перспективных ученых.


Для того, чтобы вообще что-то создать, в 99.9% случаев нужно сначала хотя бы придумать дл я этого хоть какую-то теорию. Откидываем 0.1% на то, что ребёнок пару катушек соединил, дал ток - а между ними - термоядерная реакция)))


А что затраты всё больше и больше - так и будет всегда. Ибо мы пытаемся разобраться в условиях уже крайне далёких от земных (и тяжело и дорого получаемых) или изучаемых несложными инструментами. Как по направлению вверх (вселенная), так и вниз (кварки).


А в других областях и так идёт, как теории да технологии подбираются. Атом, компьютеры, биотехнологии и т.д. Там больше не инвестиции, там головы нужны. Ибо в мейнстримовых хоть с какой-то вероятностью отобьётся - ибо ясно хоть что делать, а тыкать пальцем в разные стороны и скрещивать ужа с кукурузой... Под это тот самый требуемый бизнес-план хоть с какими-то гарантиями ну никак не составишь.

НэТ06.07.11 10:38

Путин определился - коллайдер.


Вообще-то, ощущение, что подобные суперпроекты смахивают на манию гигантизма Гитлера.

spv206.07.11 11:15
Вообще-то, ощущение, что подобные суперпроекты смахивают на манию гигантизма Гитлера.
Это о чём и куда? :)
Sibtek, НэТ
Сколково даст Вам ок. 3 млн. на первичную реализацию вашей недорогой мега-идеи, если она у Вас есть... Есть возможность и на большее финансирование. Если Вы такие умные- давайте! Этой суммы вполне должно хватить хотя бы на обосноание более серьёзных работ. Если Вам есть, конечно, что сказать )) Не нравится Сколково- Вас ждёт Прохоров. Тоже готов платить за хорошие идеи :)
John06.07.11 11:56

В крупные НИОКР- проекты вкладывать деньги, безусловно нужно, более того, необходимо. Но приоритеты, похоже, выбраны совершенно неправильно. Большой адронный коллайдер (БАК), термоядерный реактор ITER - все это проекты, относящиеся к так называемой "тяжелой" физике (физика элементарных частиц, физика плазмы и управляемый термоядерный синтез, астрофизика). Это проекты по изучению структуры вещества и Вселенной, не несущие сейчас быстрой отдачи. Но сейчас,в период становления 6 -го технологического уклада и ухода от 5-го уклада на первый план выходит человек. Нужны НИОКР исследующие как тело (носитель сознания) человека, так и принципы организации и развития его сознания. Результатом этих работ должны стать 1) понимание истинной структуры Вселенной (миров отличных от нашего физического), 2) методы развития способностей и сверхспособностей человека - как массовых, но низкого уровня, так и для отдельных уникальных личностей, но очень высокого.


В России имеется уникальный научный задел по этим работам начиная с известных работ в ИРиЭ АН СССР по исследованию феномена Н.Кулагиной, лаборатории д.ф.-м.н. Э.Годика, см., например выдержки их его книги


Ссылка

и заканчивая работами СО АМН (академик В.Казначеев и соавторы). Плюс большое число реальных феноменов (кстати, это совершенно не те люди, что показывают в рекламной передаче "битва экстрасенсов" и прочей профанации, где участвуют исключительно якобы "экстрасенсы", лечащие за деньги).
English
Архив
Форум

 Наши публикациивсе статьи rss

» Обзор событий в мире, вторая неделя ноября 2018 года
» Обзор событий в мире, конец октября — начало ноября 2018 года
» Мир остается удаленной перспективой для Ливии
» Аргентина в смятении
» Индия и Япония объединяются, чтобы сохранить спокойствие в Индийском океане
» Что Латинская Америка должна рассказать Китаю о Венесуэле
» Конго в пропасти
» Почему сюрприз? Саудовская Аравия всегда занималась убийствами

 Новостивсе статьи rss

» Microsoft Office поймали на тайном сборе данных пользователей
» Испания официально предложила Южной Корее обмен военными самолетами по бартеру
» Немецкие СМИ: Новейший истребитель бундесвера бессилен перед С-400
» КНДР начала обустройство приграничного города Синыйджу
» Ветропарки оказывают негативное воздействие на экологию
» СМИ: США не хотят размещать базу "Форт Трамп" в Польше
» В ДР Конго погибли семь миротворцев ООН
» Президент Таджикистана даст старт работе первого агрегата Рогунской ГЭС

 Репортаживсе статьи rss

» Организованная жадность против дезорганизованной демократии
» «Наш ответ «Томагавкам»: на что способна российская сверхдальняя крылатая ракета Х-101/Х-102
» Биолаборатории США на Украине модернизируют на $ 90 млн
» Вслед за "Железным волком" у западных границ России состоится "Анаконда"
» «Идет война нервов»
» Обзор Леванта (Шама): почему вновь сдают курдов; зачем Анкара идет в Кувейт; кому опять угрожают ИГИЛом; и многое другое за сентябрь-октябрь 2018
» Wall Street Journal: подробности тайной операции Ирана в Европе
» Германия начинает правый поворот

 Комментариивсе статьи rss

» Украина и США решили возобновить соглашение о повышении безопасности на украинских АЭС
» Чем больше государственные субсидии, тем масштабнее вторжение мигрантов
» Трамп, Горбачев и крах Американской империи
» Когда умрёт Украина
» Пентагон понял, что натворил: китайцы поставили армию США на колени
» Белорусско-украинские отношения начали процесс очередной трансформации
» Лидеры Азии и Европы собрались для обмена мнениями, а не санкциями
» Япония и Китай дозрели до необходимости нормализации отношений

 Аналитикавсе статьи rss

» Война сверхдержав: американские ВВС готовятся к схватке с Россией и Китаем
» Латинская Америка: китайский интерес
» Россия на фоне глобального кризиса: расписание на послезавтра
» Кризис эпохи демонтажа социального государства
» США пора пересмотреть свою концепцию расширенного ядерного сдерживания
» Игорь Ашманов про мозговые вирусы
» Что показал визит Болтона в Москву
» Хеттрик по-американски: США объявили холодную войну Китаю

 

 

 
текстовая версия © 2006-2017 Inca Group "War and Peace"