Год науки и технологий в России начался для атомной отрасли энергично. В начале февраля с разницей в два дня произошли два важных события, которых атомщики давно ждали: 8 февраля состоялся энергопуск исследовательского реактора «ПИК», 10 февраля Ростехнадзор выдал лицензию на сооружение БРЕСТа. «Атомный эксперт» информирует о том, в каких ключевых для мировой науки проектах Росатом принимает активное участие. 

Справка 

Мегасайенс (от англ. MegaScience — меганаука) — крупные дорогостоящие международные научные и исследовательские комплексы, а также название класса уникальных научных установок, согласно классификации Минобрнауки, в Национальном проекте «Наука» (2018). 

Научная установка класса «мегасайенс» — единый системный комплекс научного оборудования, созданный в рамках международного сотрудничества для получения научных результатов, содержащих фундаментальные прорывные знания, технологии и решения общемирового значения, не имеющих мировых аналогов. 

1. Международный термоядерный экспериментальный реактор (ITER) 

Место сооружения: Кадараш (Франция). 

Участники проекта: Россия, страны ЕС (выступают как единый участник), Индия, Китай, Республика Корея, США, Япония, Казахстан. 

Назначение: демонстрация возможности управляемого термоядерного синтеза со временем горения и мощностью промышленного масштаба. ИТЭР (ITER) — экспериментальный термоядерный реактор на базе технологии установки ТОКАМАК («тороидальная камера с магнитными катушками»); пример глобального международного сотрудничества в сфере ядерной энергетики. 

Роль России: одна из ключевых. Россия должна изготовить и поставить 25 сложнейших высокотехнологичных систем (9% от стоимости сооружения реактора). Идея строительства международного термоядерного реактора родилась в 1985 году. Россия выступила инициатором объединения международных усилий для его создания. Росатом назначен организацией, ответственной за выполнение российской стороной обязательств по проекту. 

Новости проекта: 18 марта 2021 года в Санкт-­Петербурге специалисты Средне-­Невского судостроительного завода (АО «СНСЗ») и АО «НИИЭФА» (входит в состав Росатома) успешно завершили вакуумно-­нагнетательную пропитку обмотки сверхпроводящей катушки магнитной системы реактора ИТЭР. Это одна из самых сложных и ответственных стадий на этапе изготовления катушки. Катушка PF1 (диаметр — 9 метров, масса — 200 тонн) — одна из шести катушек полоидального поля в магнитной системе, предназначенной для удержания плазмы в реакторе ИТЭР.
Для всех 16 кабелей катушки PF1 использовался изготовленный ранее в России (АО «ТВЭЛ», АО «ЧМЗ», АО «ВНИИНМ», АО «ВНИИКП») ниобий-­титановый сверхпроводник. 

2. Европейский исследовательский центр ионов и антипротонов (FAIR) 

Место сооружения: Дармштадт (Германия). 

Участники проекта: Россия (Росатом, НИЦ «Курчатовский институт», Российская академия наук), Германия, Индия, Франция, Польша, Румыния, Словения, Швеция, Финляндия. Великобритания с мая 2013 года — ассоциированный партнер. 

Назначение: создание исследовательского комплекса на базе уникального многоцелевого ускорителя. FAIR— один из крупнейших мировых научных проектов класса мегасайенс. Порядка 3 тыс. исследователей со всего мира будут проводить в центре эксперименты по изучению фундаментальных свой­ств и структуры материи, исследовать эволюцию Вселенной с момента ее зарождения. Основные направления исследований: кварк-­глюонная плазма, релятивистская ядерная физика; также запланированы прикладные исследования в области атомной физики, физики плазмы, материаловедения и медицины. 

FAIR — это целая система подпроектов и экспериментальных установок. Так, CBM (Compressed Baryonic Matter), PANDA (antiProton ANnihilation in DArmstadt), NUSTAR (NUclear STructure, Astrophysics and Reactions) и APPA (Atomic, Plasma Physics and Applications) — группа экспериментальных установок с собственной научной программой. CBM будет изучать первые мгновения жизни Вселенной, PANDA — антиматерию, NUSTAR сконцентрируется на изучении процессов, происходящих внутри звезд и при образовании планет, эксперимент APPA посвящен физике плазмы. SIS‑100 (Superconducting synchrotron), SuperFRS (FRagment Separator), Collector Ring (CR), HESR (High Energy Storage Ring) — установки, которые будут готовить и передавать пучок в эксперименты. 

Роль России: Россия отвечает за создание многих ключевых компонентов проекта FAIR. 20% всего оборудования для проекта будет произведено именно в России. Почти 80% работ будет выполнено ИЯФ СО РАН. 

Новосибирский Институт ядерной физики разработает и произведет оборудование для накопительного кольца CR, практически все его компоненты: магниты, источники питания, вакуумные системы, диагностические элементы, системы ввода-­вывода пучка. Институт несет ответственность и за запуск всей установки. 

Наряду с этим для Super-­FRS институт произведет радиационно-­стойкие магниты и некоторые вакуумные камеры, а также криогенные системы. Для PANDA и CBM он поставит дипольные магниты и соленоид. Планируется также, что ИЯФ СО РАН будет производить магниты и вакуумные камеры для подпроекта P-Bar separator. 

В реализации проекта участвуют также НИЦ «Курчатовский институт», Институт ядерной физики им. Г. И. Будкера СО PAH, Объединенный институт ядерных исследований, Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ», опытный завод ЭФО АО «НИИЭФА», АО «Чепецкий механический завод» и др. 

Новости проекта: в январе 2020 года ученые ВНИИНМ им. А. А. Бочвара (входит в структуру АО «ТВЭЛ») успешно завершили разработку конструкции и технологии изготовления сверхпроводящего ниобий-­титанового провода в рамках международного научного проекта по созданию магнита-­детектора в Институте ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН. 

3. Проекты Лаборатории физики высоких энергий (ЦЕРН) 

Место сооружения: граница Швейцарии и ­Франции. 

Участники проекта: 23 государства (страны Европы и Ближнего Востока). 

Назначение: в крупнейшей в мире Лаборатории физики высоких энергий Европейской организации по ядерным исследованиям (ЦЕРН) был сделан ряд выдающихся открытий:
2000 год — обнаружены первые признаки образования кварк-­глюонной плазмы — состояния материи, характерного для первых мгновений жизни Вселенной;
2012 год — на Большом адронном коллайдере (БАК — ускоритель заряженных частиц на встречных пучках, предназначенный для разгона протонов и тяжелых ионов, а также для изучения продуктов их соударения) сделано одно из важнейших открытий в современной физике — доказано существование бозона Хиггса, элементарной частицы, отвечающей за наличие массы у материи;
2014−2015 годы — открыты такие элементарные частицы, как тетракварк и пентакварк. 

В строительстве и исследованиях участвовали и участвуют порядка 10 тыс. ученых из 100 стран мира, в том числе из России — 12 институтов и два федеральных ядерных центра (ВНИИТФ, ВНИИЯФ). 

Роль России: Россия имеет статус страны-наблюдателя, при этом активно участвует в 15 экспериментах, проводимых в ЦЕРНе. 

Российскую сторону представляют ученые НИЦ «Курчатовский институт», институтов РАН, ведущих вузов (НИИ ядерной физики им. Д. В. Скобельцына МГУ, НИЯУ «МИФИ», Новосибирского государственного университета, Санкт-­Петербургского государственного университета). 

Россия участвует в следующих проектах:
ATLAS — анализ основных постулатов Стандартной модели физики, включающей понимание состава материи и ее внутренних обменных процессов;
CMS — проект, нацеленный на измерение многочисленных процессов Стандартной модели и свойств бозона Хиггса; также исследующий столкновения тяжелых ионов, ведущий поиск новых частиц, явлений и даже дополнительных измерений во Вселенной;
ALICE — проект по изучению физики сильно взаимодействующего вещества при самых высоких плотностях энергии, достигнутых в лабораторных условиях;
LHCb — проект, в рамках которого изучается то, каким образом после Большого взрыва материя «выжила» и «создала» современную Вселенную. 

Для проектов ЦЕРНа предприятия Росатома производят сверхпроводящие материалы. 

Новости проекта: в 2018 году Чепецкий механический завод приступил к изготовлению пилотных образцов сверхпроводящих проводов для самого большого в мире ускорителя частиц — ­Кольцевого коллайдера будущего (FCC — Future Сircular Сollider), который планируется построить в ЦЕРНе. 

4. Комплекс сверхпроводящих колец на встречных пучках тяжелых ионов NICA 

Место сооружения: Дубна (Московская область, Россия). 

Участники проекта: Россия и страны — участницы ОИЯИ (государства Европы, Азии и Латинской Америки). 

Назначение: после запуска NICA (ускорительного комплекса (коллайдера), создаваемого на базе Объединенного института ядерных исследований (ОИЯИ) для изучения свой­ств барионной материи) ученые ОИЯИ воссоздадут в лабораторных условиях особое состояние вещества, в котором пребывала Вселенная в первые мгновения после Большого взрыва — кварк-­глюонную плазму. 

Вторая важная задача проекта — создание экспериментальной базы мирового уровня для проведения фундаментальных исследований по ряду наиболее актуальных вопросов современной физики высоких энергий и выполнения прикладных исследовательских работ в радиобиологии и космической медицине, терапии раковых заболеваний, развитии реакторов и технологий трансмутации отходов ядерной энергетики, в тестировании радиационной стойкости электронных устройств. 

Роль России: мегапроект NICA был представлен на заседании правительственной комиссии по инновациям и высоким технологиям 5 июля 2011 года в ОИЯИ. Он был отобран из 28 предложений в числе шести проектов масштаба мегасайенс, реализуемых на территории России. 

Сейчас в Дубне создается детектор MPD. Он будет расположен в точке столкновения пучков коллайдера NICA. Уникальная установка сравнима с детекторами на Большом адроном коллайдере в ЦЕРНе. Она позволит проводить фундаментальные исследования в области физики адронов, ядерной, атомной, био- и астрофизики; изучать материю с экстремальными плотностями и температурами, природу спина нуклона и поляризационные явления. 

Новости проекта: в ноябре 2020 года был запущен первый каскад (первое кольцо сверхпроводящего бустерного синхротрона) NICA. 

Основная часть ускорительного комплекса NICA — сверхпроводящие магниты, для создания которых специалистами ВНИИНМа им. А. А. ­Бочвара были разработаны конструкция и технология изготовления сверхпроводящих ниобий-­титановых проводов. Сверхпроводники для бустера были изготовлены на Чепецком механическом заводе. 

Испытания показали, что в магнитной системе бустера комплекса NICA достигнуты проектные значения, а также темпы роста магнитного поля 1,2 Тесла в секунду. 

5. Международный центр нейтронных исследований на базе высокопоточного исследовательского реактора ПИК 

Место сооружения: Гатчина (Ленинградская область, Россия).
Участники проекта: Россия (АО «НИКИЭТ», НИЦ «Курчатовский институт», ПИЯФ). 

Назначение: реактор ПИК — один из самых мощных в мире высокопоточных источников нейтронов и по ряду параметров лучшая в мире установка для изучения вещества на уровне наномасштабов. 

По своим возможностям ПИК превосходит все существующие и строящиеся нейтронные источники. Новизна проекта заключается в концепции компактной энергонапряженной активной зоны, отделенной корпусом от отражателя.
Реактор ПИК станет универсальным инструментом исследований в интересах физики, химии, биологии, геологии, медицины, а также выступит платформой Международного научного нейтронного центра. 

ПИК — один из шести проектов, включенных правительством РФ в программу создания мегаустановок на территории России. Он входит в федеральную программу развития синхротронно-­нейтронных исследований. 

Новости проекта: 8 февраля 2021 года — в День науки — президент Владимир Путин по видеосвязи дал команду вывести реактор на энергетический режим работы и начать тестовые нейтронные исследования на первых пяти станциях. Полномасштабное начало экспериментов планируется на 2022 год, после ввода в эксплуатацию первого источника холодных нейтронов и нейтроноводной системы. 

6. Сибирский кольцевой источник фотонов (ЦКП «СКИФ») 

Место сооружения: Кольцово (Новосибирская область, Россия). 

Участники проекта: Россия (Центральный ­проектно-­технологический институт (АО «ЦПТИ», входит в ТВЭЛ), Институт катализа СО РАН, ­Институт ядерной физики СО РАН). 

Назначение: центр коллективного пользования «СКИФ» создается в рамках национального проекта «Наука» в наукограде Кольцово как первое звено современной российской сети источников синхротронного излучения нового поколения. 

«СКИФ» — источник синхротронного излучения (СИ) поколения IV+ с энергией 3 ГэВ. Он будет иметь минимальный эмиттанс (объем фазового пучка) среди всех существующих в мире источников, что позволит проводить очень точные эксперименты на пользовательских станциях. «СКИФ» будет включать ускорительный комплекс и развитую пользовательскую инфраструктуру: экспериментальные станции и лаборатории. Создание источника СИ планируется завершить в 2023 году, а в 2024 году приступить к проведению научных исследований. 

Генеральный проектировщик Центра коллективного пользования — АО «ЦПТИ». 

Новости проекта: в марте 2021 года премьер-­министру Р Ф Михаилу Мишустину представили разработанную проектным институтом Росатома цифровую модель СКИФа. 

7. Многоцелевой научно-­исследовательский реактор на быстрых нейтронах поколения IV (МБИР) 

Место сооружения: Димитровград (Ульяновская область, Россия). 

Участники проекта: Россия (АО «ГНЦ НИИАР», АО «НИКИЭТ», АО «ГНЦ РФ-ФЭИ»). 

Назначение: МБИР станет самым мощным в мире исследовательским реактором на быстрых нейтронах. Он должен заместить эксплуатируемый на площадке института быстрый исследовательский реактор БОР‑60, который работает в НИИАРе уже более полувека. Сооружение МБИРа стало главным инфраструктурным проектом Федеральной целевой программы «Ядерные энерготехнологии нового поколения», утвержденной в 2010 году. 

МБИР существенно расширит возможности проведения научных исследований и экспериментов. Планируется проводить исследования в области замыкания ядерного топливного цикла и утилизации младших актинидов; изучать перспективные топливные и конструкционные материалы, а также новые и модифицированные теплоносители; наблюдать за поведением топлива в нестационарных и аварийных режимах эксплуатации и т. д. Кроме того, МБИР поможет решать такие прикладные задачи, как производство изотопов, тепловой и электрической энергии; наработка модифицированных материалов; использование пучков нейтронов для медицинских целей и т. д. 

Новости проекта: 25 августа 2020 года проект МБИР получил положительное заключение ФАУ «Главное управление государственной экспертизы». Следующим шагом в реализации проекта станет получение разрешения на строительство. 

22 декабря 2020 года М. Мишустин подписал постановление о выделении почти 65 млрд руб. на строительство МБИРа. 

8. Быстрый реактор естественной безопасности со свинцовым теплоносителем (БРЕСТ-ОД‑300) 

Место сооружения: Северск (Томская область, Россия). 

Участники проекта: Россия (кооперация Росатома и РАН). 

Назначение: БРЕСТ-ОД‑300 — («Быстрый Реактор ЕСТественной безопасности опытный» демонстрационный мощностью 300 МВт) — ключевой элемент опытно-­демонстрационного энергокомплекса (ОДЭК), строящегося с 2015 года в рамках проекта «Прорыв», цель которого — наглядно продемонстрировать технологии замыкания ядерного топливного цикла. 

БРЕСТ — первый в мире инновационный реактор на быстрых нейтронах со свинцовым теплоносителем.
Реактор соответствует принципам естественной безопасности, то есть его безопасность достигается не за счет усложнения конструкции и повышения требований к персоналу, а благодаря максимальному использованию законов природы и свой­ств материалов. 

Особенности конструкции позволили отказаться от больших объемов гермооболочки и обеспечивающих систем, «ловушки расплава», а также снизить класс безопасности внереакторного оборудования. Интегральная конструкция позволяет локализовать течи теплоносителя в объеме корпуса реакторной установки и исключить потерю охлаждения активной зоны. 

Использование свинца в качестве теплоносителя имеет ряд преимуществ. Свинец не горит, обладает очень высокой температурой кипения. Исключаются пожары, химические и тепловые взрывы при разгерметизации первого контура. 

Новости проекта: 10 февраля 2021 года Ростехнадзор выдал лицензию на сооружение БРЕСТ-ОД‑300. 

Автор: Екатерина Миронова. 

Источник: www.atomicexpert.com

Источники

Большое время для большой науки
Атомный Эксперт (atomicexpert.com), 18/05/2021

Похожие новости

  • 08/08/2020

    «Академгородок 2.0» будут копировать и масштабировать

    ​​​Новосибирскую программу перезапуска развития территории с повышенной концентрацией науки и инноваций берут в другие регионы. Пожалуй, наиболее востребованная новость из недавней рабочей поездки в Новосибирск министра науки и высшего образования Валерия Фалькова была про увеличение бюджетных мест в вузах региона.
    1473
  • 30/12/2020

    Топ-30 разработок сибирских ученых в 2020 году

    ​На портале «Новости сибирской науки» можно познакомиться с инновациями и последними достижениями сибирских ученых. Сегодня мы предлагаем вашему вниманию Топ-30 сообщений о наиболее значимых и интересных научных разработках 2020 года, размещенных на нашем сайте.
    3297
  • 16/04/2021

    Разработки самого высокого полета

     Каждый восьмой грант, получаемый учеными региона, посвящен аэрокосмическим исследованиям. Новосибирские ученые вносят большой вклад в освоение космоса: тренажер для стыковки космических аппаратов, технология для изготовления солнечных батарей на орбите и на Луне, катализаторы орто-пара-конверсии водорода, аэродинамические исследования перспективного российского многоразового космического корабля «Орел» — вот далеко не полный перечень разработок, рожденных в Сибири.
    585
  • 17/05/2021

    В стремлении к свету. Сибирские физики многократно повысили эффективность оптических приборов

    Кремниевые технологии – вершина того, что разработано для микро- и наноэлектроники. Но, по оценкам ученых, функциональные пределы кремниевой элементной базы совсем скоро будут достигнуты. Поэтому уже сегодня ученые всего мира создают структуры, работающие на основе новых физических принципов, в частности, с использованием квантовых эффектов.
    601
  • 06/02/2019

    Готов эскизный проект первых шести станций ЦКП СКИФ

    ​Команда проектного офиса центра коллективного пользования «Сибирский кольцевой источник фотонов» и сотрудники Института ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН объявили о готовности эскизного проект первых шести экспериментальных станций.
    2406
  • 03/01/2019

    Обнаружены особенности образования соединений, мешающих добыче нефти и газа

    ​​Ученые из Института неорганической химии имени А.В. Николаева Сибирского отделения Российской академии наук (ИНХ СО РАН) исследовали реакцию образования кристаллических соединений воды и газа (газовых гидратов) с метастабильной (неустойчивой) структурой.
    2196
  • 17/10/2016

    Новосибирские учёные исследуют искусственные наночастицы

    ​Группа специалистов из лаборатории радиоуглеродных методов анализа Новосибирского государственного университета и ряда институтов СО РАН провела исследование с помощью ускорительной масс-спектрометрии, результаты которого убедительно показали — искусственные наночастицы, которых в окружающей атмосфере становится всё больше, очень плохо выводятся из организмов млекопитающих.
    3428
  • 27/04/2021

    Итоги Международного круглого стола «Новые механизмы взаимодействия между институтами гражданского общества российско-казахстанского приграничья: навстречу Российско-Казахстанскому форуму гражданских инициатив»

    «Пришло время усилить роль народной дипломатии через взаимодействие неправительственных организаций России и Казахстана». Об этом было сказано на Международном круглом столе «Новые механизмы взаимодействия между институтами гражданского общества российско-казахстанского приграничья: навстречу Российско-Казахстанскому форуму гражданских инициатив».
    261
  • 01/04/2021

    Ради СКИФа, ради науки

    ​Ученые попросили депутатов Новосибирского района отдать часть территории для строительства наукополиса СКИФ. Планируется, что под инновации будет отведено 34 га земли Барышевского сельсовета, граничащих с наукоградом Кольцово.
    395
  • 22/04/2021

    «Машина времени»: модернизированная установка позволит заглянуть в прошлое на миллионы лет

    Ускорительная масс-спектрометрия (УМС) – сверхчувствительный метод изотопного анализа, при котором производится тщательная селекция атомов вещества с подсчётом интересующих нас изотопов. Метод позволяет с высокой точностью датировать археологические находки и геологические породы, изучать состав атмосферы и ткани живых организмов разных исторических периодов.
    565