СКИФ, NICA, DARIA и другие перспективные проекты ускорителей заряженных частиц обсудили на заседании президиума РАН 14 сентября. Академики согласовали план действий по выводу российской физики международный уровень. 

 
«Создание крупных научных ускорительных установок затормозилось»

 
В начале заседания президент РАН Александр Сергеев объявил, что собрание по выборам в новые члены академии наук состоится весной 2022 года. Осеннее собрание членов РАН было решено сделать тематическим и посвятить его роли науки в преодолении пандемии и посткризисном развитии общества.

 
«Выборное собрание проходит в очном режиме, и эта форма проведения чрезвычайно важна. Мы надеемся на ослабление напряжения, связанного с пандемией, хотя надо готовиться и к ситуации, когда мы не сможем провести полноформатное выборное собрание в очном режиме. Осеннее собрание этого года мы делаем не выборным, а тематическим. И, поскольку вопросы, связанные с медициной, биологией, смежными науками, экономическими вопросами, крайне важны сейчас, разумно посвятить сессию им», — пояснил президент РАН.

 
После этого Президиум перешел к обсуждению научного вопроса повестки: «Развитие ускорителей заряженных частиц в России и в мире для фундаментальной науки, медицины и высоких технологий». Во вступительной речи Александр Сергеев рассказал об эволюции ускорителей и открытиях, которые стали возможны благодаря их появлению.

 
 «Ускорители, появившиеся около ста лет назад, существенным образом изменили науку, поскольку явились новым и очень мощным инструментом и для познания природы, и для различных приложений. Это направление действительно развивается и в фундаментальных исследованиях, и в различных приложениях», — подчеркнул академик.

 
Сергеев добавил, что несмотря на то, что «одна из главных тематик – это познание мира», ускорители также играют важную роль и в народном хозяйстве, медицине и других прикладных задачах.

 
Автор основного доклада, академик РАН Борис Шарков, рассказал об ускорителях, действующих на сегодняшний в России и в мире, и их практическом применении. Он начал свое выступление с обозначения роли ускорителей заряженных частиц, назвав их одним из основных инструментов современной ядерной физики и физики элементарных частиц.

 
«Подавляющее большинство результатов фундаментального характера физики частиц и ядерной физики было получено в экспериментах на ускорителях», — заявил академик. Борис Юрьевич подчеркнул, что важно участие российских ученых в крупных международных проектах: «Современные ускорители высоких энергий – огромные дорогостоящие комплексы, требующие значительного финансирования и межгосударственного сотрудничества большого числа стран. Однако участие в таких проектах обеспечивает нашим отечественным ученым постоянное информирование и получение доступа к самым передовым технологиям. <…> Необходимо сохранять российское участие в ведущих проектах будущего. В частности, проектируемый сейчас ускоритель с туннелем на 100 км Future Circular Collider».

 
Борис Шарков отметил, что из ~ 42 тысяч ускорителей, действующих сейчас в мире, только около 2% имеют энергию около 1 ГэВ и выше и используются для фундаментальных исследований в ядерной физике и физике элементарных частиц. Более 40 тысяч ускорителей суммарно используется для нужд медицины, промышленности и сельского хозяйства.

 
«В России работает около 460 ускорителей, 170 из которых используется для науки, 150 для медицины, 100 для промышленности и 40 для таможни», — добавил академик РАН.

 
Также Борис Юрьевич рассказал о существенном вкладе советских и российских ученых в развитие «ускорительных» технологий и сделал обзор современных ускорителей, действующих на территории нашей страны. Не обошел вниманием Шарков и проблемы этой области физики – например, сокращение количества работы, выполняемой на ускорителях, постепенное устаревание и вывод из эксплуатации оборудования.

 
«На фоне общего депрессивного состояния фундаментальной науки в стране создание крупных научных ускорительных установок затормозилось. Это привело к существенному отставанию в развитии отечественных ускорительных технологий по целому ряду важнейших направлений, а также ощутимым кадровым потерям в ускорительных центрах», — добавил академик РАН.

 
Борис Шарков рассказал и о практическом применении ускорителей – например, для стерилизации и обеззараживания медицинских изделий, обработки продуктов питания, модификации полимеров, гражданской безопасности и терапии злокачественных образований.

 
«Санкционная политика в отношении высоких технологий для России заставляет по-новому взглянуть на необходимость развивать ускорители для социально значимых прикладных применений и, прежде всего, для ядерной медицины», — заключил он.

 
Затем Борис Юрьевич презентовал программу развития физики технологий ускорителей, созданную в результате совещания ведущих «ученых-ускорительщиков». Он рассказал о комплексе NICA в Дубне и других перспективных установках, необходимых к созданию по мнению научного сообщества. Академик РАН упомянул о новом подходе — коллективных методах ускорения, позволяющих разогнать пучок электронов до фантастических энергий на очень небольших дистанциях.

 
 «Наша программа призвана восстановить в России и поднять на современный уровень экспериментальную базу исследований по ядерной и физике частиц на основе ускорителей», — подытожил Шарков.

 
«Это совершенно новый этап в физике, новая эра в материаловедении!»

 
Со вторым докладом «Источники синхротронного излучения четвертого поколения и лазеры на свободных электронах – основа современной кристаллографии и материаловедения» выступил вице-президент НИЦ «Курчатовский институт» Александр Благов. В начале выступления он упомянул о двух важных событиях, произошедших в этом году в области ядерной физики: энергетическом пуске исследовательского реактора ПИК (в феврале) и физическом пуске токамака Т-15МД (в мае 2021 года). Токамак, ставший первой за 20 лет новой термоядерной установкой в России, в 2022 году планируют нагреть до ста миллионов градусов для изучения плазмы.

 
Александр Благов рассказал об истории развития источников синхротронного излучения, обрисовал перспективы применения современных установок и осветил амбиционные планы по их строительству в мире. По его словам, интерес к источникам четвертого поколения и к лазерам на свободных электронах (FEL) объясняется тем, что только с их помощью можно изучать объекты на атомном уровне. По аналогии с кристаллографией ХХ века, где с помощью рентгеновского излучения можно было «увидеть строение» довольно большого кристалла с упорядоченной структурой, в XXI веке когерентное излучение поможет определить состав аморфных кристаллов очень маленького размера.

 
«Мы сможем восстановить атомную структуру неупорядоченных образцов — это совершенно новый этап в физике, новая эра в материаловедении!», — пояснил Благов.

 
Вице-президент НИЦ «Курчатовский институт» выделил еще одно важное преимущество этих источников — возможность изучать биологические объекты очень маленького размера для создания новых лекарств и медицинских технологий. В частности, становятся доступными структуры мембранных белков.

 
«Практически 50% известных лекарств оперируют с мембранными белками, воздействуя на их активность. И всего лишь для 1% известных нам мембранных белков мы знаем структуры», — рассказал Александр Евгеньевич.

 
На примере фотоактивного желтого белка он продемонстрировал преимущества лазера на свободных электронах: удалось не только изучить структуру белка, но и с разрешением в несколько пикосекунд увидеть его движение и работу в организме бактерии.

 
В заключение Благов рассказал о Федеральной научно-технической программе «Развитие синхротронных и нейтронных исследований и исследовательской инфраструктуры на 2019 – 2027 годы» и установках класса «Мегасайнс», которые, согласно замыслу, будут созданы по всей стране. Установки трех категорий: «опережающие мировой уровень», «базовые установки» и «технологические и специализированные установки, в том числе для ядерной медицины», сформируют единую сеть с интеграцией, распределением задач и ресурсов и будут работать на получение прорывных результатов, развитие регионов и трансфер научных результатов в технологии. Отвечая на вопрос президента РАН Сергеева, Благов заявил, что на данный момент в Курчатовском институте работают три станции, способные расшифровать структуру белка.

 
 «Передайте им, пусть приходят, мы с удовольствием проведем эксперименты», — добавил он.

 
Все ускорители важны, все ускорители нужны

 
Сообщение по работе коллайдера NICA сделал академик РАН Игорь Мешков. Это новый ускорительный комплекс, который создаётся на базе ОИЯИ (г. Дубна) с целью изучения свойств плотной барионной материи. По словам академика РАН, у проекта есть своя ниша — NICA работает на определенных энергиях, которые не перекрываются с диапазоном работы больших коллайдеров типа LHC (Большого адронного коллайдера в CERN) и RHIC (релятивистского коллайдера тяжёлых ионов, расположенного в Брукхейвенской национальной лаборатории, Нью-Йорк).

 
«Но у нас уже есть три конкурента, которые собираются понижать энергии, — добавил Игорь Мешков. — В той же Брукхейвенской лаборатории и в CERN уже давно ведутся эксперименты, в Германии создается проект FAIR, а у нас – NICA. Это и будет максимально плотная барионная материя, недостижимая на других установках».

 
Он рассказал об основе проекта – сверхпроводящих магнитах, разработанных в ОИЯИ. На их основе был создан и уже успешно прошел испытания один из элементов ускорителя – Бустер-синхротрон. Коллайдер находится в стадии завершения строительства и готовится к запуску в следующем году.

 
Директор по научной работе ИЯФ СО РАН Евгений Левичев рассказал об ускорителях, действующих в Институте ядерной физики на данный момент, а также планах на будущее. 

 
«С 2006 года мы развиваем проект Супер Чарм-Тау фабрика. Это современный двухкольцевой, многосгустковый коллайдер с большими токами электронов и позитронов», — пояснил он.

 
Также Левичев рассказал о новом синхротроне четвертого поколения «СКИФ», энергия 3 ГэВ которого даст возможность для новых открытий.

 
«Чем выше яркость, тем более привлекательная такая машина для исследователей. Например, один и тот же эксперимент на машине с меньшей яркостью займет минуту, а с большей – доли секунд. С участием источников третьего поколения за последние два десятилетия было получено 8 или 9 Нобелевских премий. С увеличением яркости появится возможность делать еще более интересные эксперименты», — добавил он, и, отвечая на вопрос президента РАН, пригласил всех на запуск установки 30го декабря 2023 года.

 
Никита Марченков, и.о. руководителя Курчатовского комплекса синхротронно-нейтронных исследований, рассказал о СИЛЕ — синхронном комплексе 4-го поколения с рентгеновским лазером на свободных электронах.

 
«Установка СИЛА на сегодняшний момент запланирована в ряду наилучших аналогов, которые существуют, и которые будут появляться даже с учетом программ модернизации уже имеющихся установок в США, Японии и Европе», — пояснил он.

 
По его словам, на сегодняшний день утверждена схема установки, которую планируется создавать в несколько этапов в течение 10 лет. Также он сообщил, что до 2024 года планируется провести все проектные работы и разработку головных образцов, чтобы затем в несколько этапов построить сам ускоритель.

 
Сотрудник МИФИ Сергей Полозов сделал доклад о линейных ускорителях электронов для прикладного назначения. Он рассказал о сотрудничестве МИФИ с НПП «Корад» и совместном производстве компактных ускорителей, работающих на небольших энергиях, для прикладных нужд. Один из недавних примеров — недавно переданная заказчику установка для стерилизации фруктов, на очереди – аппарат для гамма-активационного анализа золотой руды с возможностью обнаружения 0,1 грамма золота на тонну породы. Также Сергей Полозов рассказал о разработке аппаратов, которые будут использоваться в медицинских целях.

 
О развитии технологии проведения радиационных исследований и испытаний рассказал директор Института ядерной и радиационной физики Николай Завьялов. Он выделил несколько направлений развития института: ускорительная техника, ядерная физика, ядерная медицина, ядерная энергетика, радиационные технологии, радиография, физика высоких энергий и элементарные частицы.

 
Академик РАН Радий Илькаев поднял вопрос о проблемах ядерно-оружейного комплекса.

 
«Необходимо обеспечить надежность ядерного оружия в течение многих десятилетий без натурных испытаний», — заявил он.

 
По мнению ученого, вся надежда на квалифицированный персонал, отличные физические установки, одни из самых мощных вычислительных центров и хорошие математические программы, ну и конечно кооперацию с академией наук.

 
Академик РАН Андреи Каприн обозначил несколько проблем российской ядерной медицины.

 
«Мы без лучевой терапии обойтись никак не можем. Это наше самое интересное оружие, жалко, что оно иностранное», — отметил Каприн.

 
По его словам, в рабочие группы по разработке установок и методов ядерной медицины сейчас почти не включены медики, которые являются конечными заказчиками и должны формировать технические требования. Один из ключевых параметров для установок, которые помогают бороться с онкологическими заболеваниями – точность и точечность воздействия. Также важна компактность, потому что «мы не можем присобачить к физическому институту еще и онкоцентр». И главное – они нужны уже сейчас, подчеркнул академик.

 
«Если даже на 10-15% будут претворены в жизнь планы – медицина и онкология получат большой прорыв, но мы топчемся на месте и не можем пройти сертификацию. Должны быть компании, которые согласятся сотрудничать и возьмут на себя менеджмент», — поддержал коллегу Евгений Чойнзонов, директор НИИ онкологии ТНИМЦ РАН.

 
Академик РАН Павел Логачев также рассказал о важности проекта NICA:

 
«Эта машина не только выведет нас на долгие годы на передний край этой науки, позволит нам развивать те методы расчетов и вычислений, которые нам совершенно недоступны, поскольку непонятен экспериментальный базис этих теорий, но и позволит нам сильно продвинуть кадровый потенциал».

 
«Есть у нас в России еще один важный задел — их не так много у нас — это задел по электрон-позитронным коллайдерам, который в течение 60 лет формировался в Институте ядерной физики. С 1965 года коллайдеры работают непрерывно по сегодняшний день. Сегодня мы способны держать мировые лидирующие компетенции в этом направлении. Это эксперименты точно Нобелевского уровня, их нельзя терять», — добавил академик. «Установки для физики высоких энергий строить дорого и сегодня это под силу только совместным усилиям самых развитых индустриальных стран. Но физика низких энергий остается тем полем, на котором не менее плодотворно можно выращивать Нобелевские премии», — высказался заместитель директора по научной работе и ускорительному направлению Тимур Кулевой.

 
Итоги докладов и обсуждения темы подвел академик РАН Валерий Рубаков:

 
«Ускорительная физика и ускорительная техника — это та область науки, в которой наша страна традиционно была сильна и остается сильной».

 
«Видно, что в области создания современных ускорителей мы пытаемся не упустить лидеров. В каких-то направлениях занимаем уникальные ниши», — подытожил выступления президент РАН Александр Сергеев.

 
Алина Корнеева

Похожие новости

  • 14/09/2021

    Заседание Президиума РАН 14. 09.2021: прямая трансляция

     14-го сентября прошло заседание президиума Российской академии наук. Главная тема: «Развитие ускорителей заряженных частиц в России и в мире для фундаментальной науки, медицины и высоких технологий».
    341
  • 20/04/2018

    Владимир Путин поручил подготовить программу развития геномных исследований в РФ

    ​Президент России Владимир Путин поручил разработать программу развития передовых геномных исследований и генетических технологий в РФ. Как сообщает официальный сайт Кремля, такое поручение глава государства дал по итогам заседания Совета при президенте по науке и образованию и встречи с учеными Сибирского отделения Российской академии наук, прошедших 8 февраля.
    1708
  • 23/03/2018

    Почему нельзя экономить на фундаментальных исследованиях

    ​Глава Национального исследовательского центра "Курчатовский институт" Михаил Ковальчук и директор Института ядерной физики им. Г.И. Будкера Сибирского отделения РАН (ИЯФ СО РАН) Павел Логачев побеседовали об истории коллайдеров, термоядерных космических двигателях и смысле заводить детей.
    2015
  • 22/01/2020

    РАН хочет просить кабмин ускорить начало финансирования проекта уникального синхротрона

    ​Президиум Российской академии наук должен будет обратиться в правительство РФ с просьбой ускорить начало финансирования строительства в Новосибирске уникальной "меганаучной" установки, синхротрона четвертого поколения СКИФ, заявил президент РАН Александр Сергеев.
    1344
  • 27/12/2016

    СО РАН поддержало кандидатуру Владимира Фортова на предстоящих выборах главы академии

    ​Общее собрание СО РАН поддержало предложение главы отделения Александра Асеева о выдвижении академика В.Е. Фортова на должность президента РАН на выборах 2017 года. Общее собрание СО РАН поддержало предложение главы отделения академика Александра Асеева о выдвижении академика Владимира Фортова на должность президента Российской Академии наук на выборах 2017 года.
    2223
  • 03/04/2017

    Андрей Фурсенко: выборы президента РАН пройдут по существующим правилам

    ​Предстоящие выборы президента Российской академии наук (РАН) пройдут по существующим правилам: главу РАН будут выбирать академики. Об этом в интервью программе "Вести в субботу" на телеканале "Россия 1" заявил помощник президента РФ Андрей Фурсенко.
    2154
  • 13/12/2019

    В РАН прошел совет по Стратегии научно-технического развития РФ

    ​В Академии наук прошел совет по приоритетному направлению Стратегии научно-технического развития РФ: «Переход к экологически чистой и ресурсосберегающей энергетике, повышение эффективности добычи и глубокой переработки углеводородного сырья, формирование новых источников, способов транспортировки и хранения энергии».
    2152
  • 21/10/2017

    В РФЯЦ – ВНИИТФ им. академ. Е.И. Забабахина состоялось представление научных мегапроектов

    ​18 октября в снежинском РФЯЦ - ВНИИТФ им. академ. Е.И. Забабахина под председательством президента Академии наук Александра Сергеева открылось заседание секции ядерной физики Отделения физических наук РАН, сообщает отдел информационного сопровождения и коммуникаций РФЯЦ - ВНИИТФ им.
    1382
  • 07/02/2020

    РАН обратилась в Минобрнауки с просьбой начать финансирование синхротрона в Новосибирске

    ​​​Российская академия наук (РАН) попросила нового министра науки и высшего образования РФ Валерия Фалькова начать в кратчайшие сроки финансирование строительства Сибирского кольцевого источника фотонов (СКИФ), который создается в Новосибирске в рамках нацпроекта "Наука".
    1291
  • 15/11/2019

    Татьяна Голикова: «Привычное название СКИФ»

    ​Заместитель председателя правительства России рассказала на Общем собрании членов РАН о мерах государственной поддержки развития науки на ближайшие годы.  Выступая перед членами Академии, вице-премьер Татьяна Алексеевна Голикова сказала: «Я знаю, что Общее собрание посвящено не только выборам членов РАН, оно затрагивает и содержательные вопросы развития российской науки… Президент страны впервые, наверное, за современную ее историю объявил науку в качестве национального приоритета, и это, безусловно, получило поддержку в ее финансовом обеспечении».
    2562