Michail Kovalčuk- prezident Národního výzkumného centra "Kurčatovův institut", vedoucí Všeruské společnosti vynálezců a
Národní výzkumné středisko "Kurchatovův institut"- vědecký ústav založený akademikem I.V.Kurchatov v roce 1943. Od prvních dnů se Kurčatovův institut zabýval rozvojem jaderné energetiky. Centrum vyvinulo a smontovalo mnoho jaderných zařízení: reaktory, elektrárny, ponorky a ledoborce.
Co ovlivnilo rozhodnutí vytvořit atomovou bombu?
- Věda dnes v mnoha ohledech zaujímá vedoucí roli. Co se ale stane s vědeckými znalostmi a institucemi při pohledu zevnitř?
- Nepochybně se věda nyní mění. Abychom pochopili, jak k tomu dochází, je důležité rozpoznat jeho aktuální polohu a správně stanovit priority. Tento přístup platí pro absolutně jakoukoli oblast činnosti. Jsou to priority, které pomáhají vyrovnat se s obtížemi: zdroj nebo finanční. Dalším důležitým krokem je pochopit, že existují dvě kategorie priorit: taktická a strategická. První z nich jsou definování a zodpovědnost za přežití. Taktické priority umožňují vývoj a modernizaci konkrétních trhů nebo produktů. Druhá kategorie priorit je zodpovědná za dlouhodobé cíle, které mají vliv na budoucnost, a za vytvoření zásadně nových technologií, které revolucionizují všechny představy o obvyklém způsobu života. Tyto priority nejsou na začátku projednávány, nemají předpovědi a nejsou vázány na stávající konkrétní produkty.
Michail Kovalchuk. Foto: Otevřená inovace
Ale obě kategorie jsou ve společnosti úzce propojeny,k nimž v historii existuje mnoho příkladů. Všichni víme velmi dobře, že 9. května 1945 jsme vyhráli jednu z nejtěžších válek. Vítězství bylo zajištěno výhodou při vybavení vojsk. SSSR se stal v té době nejvýznamnějším státem, ale po několika měsících se bilance moci změnila.
V srpnu téhož roku po hroznémPo bombardování Hirošimy a Nagasaki bylo jasné, proč se během nejtěžší války sovětská vláda rozhodla prodat jaderné zbraně. Ano, v době, kdy bylo toto rozhodnutí učiněno, nebylo možné si představit, že by následně rozhodlo o osudu celého Sovětského svazu. Pokud by se taková nejasná a obtížně realizovatelná priorita neobjevila ve válečných letech, pak bychom podle plánů Američanů byli jednoduše vymazáni z povrchu Země a válka by byla vyhrána marně.
Podle řady zdrojů, 16. května 1944Vedoucí amerického výboru štábu přečetl zprávu vládě, v níž se uvádí, že po skončení války by se SSSR stal mocnou světovou mocností. To by vedlo ke střetu ekonomických zájmů SSSR a USA. Proto ihned po skončení druhé světové války americká vláda nařídila armádě vyvinout plán útoku na Sovětský svaz.
Mnoho takových plánů bylo vyrobeno, ale podleslavný z nich byl “Dropshot”, schválený 19. prosince 1949. Měl na území SSSR upustit 300 atomových a 250 tisíc tun obyčejných bomb, obsadit je a rozdělit je na čtyři části: západní část, Ural se střední Asií, Sibiř a Dálný východ. Na konci roku 1949 však SSSR vytvořil také vlastní atomovou bombu RDS-1. Američtí vojenští analytici došli k závěru, že v případě útoku by ztráty letectva činily 55%, SSSR byl schopen odvetu a bojovat v pozemních bitvách, takže byly zkráceny všechny plány útoku.
Atomové bombardování Hirošimy a Nagasakidošlo 6. a 9. srpna 1945. Jaderné útoky proti japonským městům byly provedeny americkými bombardéry. Na Hirošimu byla vyhozena dětská uranová bomba s kapacitou 13–18 kiloton TNT a na Nagasaki byla vypuštěna plutoniová bomba „Tlustý muž“ s kapacitou 21 kiloton. Poté, co shodili bomby, se Hirošima a Nagasaki proměnili v ruiny a obyvatelé těchto měst zemřeli strašlivou a bolestnou smrtí. Celkový počet obětí je více než 450 tisíc lidí. V Hirošimě, podle exploze, podle různých odhadů zemřelo v Nagasaki 70 až 100 tisíc lidí, v Nagasaki - asi 70 000. V následujících letech lidé pokračovali v úmrtí na radiační nemoc, údaje o obětech se každý rok aktualizují ve dnech explozí. Například v roce 2014 činil celkový počet obětí v Hirošimě 292 325 osob a v Nagasaki - 165 409 osob.
Hirošima po bombovém útoku
- To znamená, že každá strategická priorita a výsledek její realizace určí budoucnost celé civilizace?
- Přesně, ale v situaci s Američanypři bombardování byly jen dva východy - buď jim odpovíme, nebo jsme zmizeli. Cíl výroby jaderných zbraní se přirozeně stal prioritou bez jakékoli diskuse a předpovědí. 25. prosince 1946 byla zahájena řetězová reakce, která prokázala potenciál pro vytvoření tohoto typu zbraně. O tři roky později se nám podařilo ukázat světu své vlastní úspěchy a odpálit atomovou bombu, omezili jsme se však na testy, abychom se nestali jako naši zahraniční oponenti.
Později, v roce 1954, se Kurčatovovi podařilo vytvořit a uvést do provozu první jadernou elektrárnu na planetě. Právě tato událost se stala rozhodující pro rozvoj celosvětové jaderné energetiky.
A to byla další fáze - termonukleárníenergetika. Vytvoření tokamaku v 50. letech umožnilo použít princip magnetického zadržování vysokoteplotní plazmy. Tokamak je náš vynález, ale dnes umožňuje kterékoli civilizované zemi používat tento prototyp energetického stroje, a proto nový typ přenosu energie beze ztrát v pohybu letadel, vrtulníků a dokonce i lodí. Je to náš vývoj, který nám nyní umožňuje aktivně rozvíjet průmysl jaderné syntézy.
Dalším průlomem našich vědců bylo vypuštění první sovětské atomové ponorky nazvané „Lenin Komsomol“ v roce 1958 ao rok později po ní atomový ledoborec.
25. prosince 1946 byla spuštěna na území SSSRPrvní evropský jaderný reaktor. Byl postaven pod dohledem akademika.Igor Vasilievich Kurchatov. Na jeho vytvoření byly vynaloženy obrovské zásoby uranu a grafitu. Hlavním vědeckým cílem návrhu byla možnost vývoje technologií pro výrobu plutonia.
26. června 1954 za přítomnosti Kurchatova bylzahájena první jaderná elektrárna na světě. Nachází se v regionu Kaluga, ve městě Obninsk a byl připojen k obecné elektrické síti SSSR. V roce 2002 byla uzavřena první jaderná elektrárna.
Tokamak, toroidní komora s magnetickými cívkami— zařízení pro magnetické plazmové omezení, kteréumožňuje vytvořit podmínky pro řízenou jadernou fúzi. Tato syntéza umožňuje získat těžší atomová jádra z lehkých pomocí rozpadové reakce. Hlavním rozdílem a výhodou tokamaku využívajícího magnetické pole je využití elektrického proudu. Proud zase zajišťuje ohřev plazmatu a udržování rovnováhy. Reaktor Tokamak je v současnosti vyvíjen v rámci mezinárodního vědeckého projektu ITER.
Tokamak
První jaderná ponorka "Leninsky."Komsomol "zahájen 9. října 1957. Jméno lodi bylo od ponorky stejného jména Severní flotily SSSR. Během let služby Leninsky Komsomol navštívil řadu misí: průzkum pod ledem Severního ledového oceánu, několik křižovatek severního pólu a jeden výstup na severní pól. Ponorka byla stažena ze severní flotily až v roce 1991. V roce 2019 bylo rozhodnuto o zachování lodi s následnou přeměnou na muzeum.
Jak vznikla výpočetní matematika a kde atomový projekt vznikl
- Jaké výhody nám dnes přinesly tyto zásadní úspěchy ve vědě a technologii?
- Existuje mnoho takových výhod. Například dnes jsme jedinou zemí na světě, která má jadernou flotilu ledoborců. Jeho přítomnost nám poskytuje přístup do vysokých zeměpisných šířek, ve kterých se nacházejí hlavní uhlovodíkové ložiska. Nedávno jsem si také uvědomil, že naše země jako celek má více než polovinu světové flotily ledoborců.
Vznikají nové ponorky pro ledoborceRusko může obsluhovat podvodní komplexy těžby ropy a plynu a nezávisle těžit tyto nerosty. Z iniciativy našeho ústavu byla nyní spuštěna a provozována první platforma s takovým podnikem.
Hlavním problémem moderního světa jepotřebu zajistit megawattové zdroje energie, které jsou získány pouze z jaderné technologie. Takže bez jaderné energie není možné provádět průzkum vesmíru.
Michail Kovalchuk. Foto: Otevřená inovace
A nejčastější věc, kterou lze zmínit, je -vaše gadgety. Nikdo si samozřejmě nemyslí, když drží v rukou nový zázrak techniky, že výpočetní matematika, základ takových zařízení, vznikla jako disciplína jen kvůli potřebě vypočítat charakteristiky neutronových reaktorů ve 40. letech na našem ústavu. Tak se výpočetní matematika stala základem pro vývoj budoucích elektronických, jaderných a vesmírných projektů.
Výpočetnímatematika- obor matematiky, který zahrnuje problémy,související s používáním počítačů. To zahrnuje konstrukci a analýzu matematických modelů, vývoj metod a algoritmů pro řešení problémů, které vznikají při studiu modelů. Zejména zdokonalování jaderných zbraní by mělo vycházet z výsledků matematického modelování procesů na počítačích.
V procesu vytváření atomové bomby v KurchatovskyV ústavu se pracovalo ručně na elektronicko-mechanických strojích dodávaných jako reparace z Německa. Teoretický výzkum byl důležitý, ale tehdy vysoké školy a technické školy nepřipravovaly specialisty na vyšší matematiku. Teoretické studie pro budoucí výpočty prováděli obyčejní matematici, mechanici, meteorologové a další specialisté z různých oborů, kteří se museli za pochodu přeškolovat. Výsledkem bylo, že akademik Sobolev otevřel první katedru výpočetní matematiky v SSSR na Fakultě mechaniky a matematiky Moskevské státní univerzity a jeho kolegové Keldysh a Lavrentyev začali vytvářet první počítače.
Musíme pochopit, že dlužímepokrok je pouze atomový projekt. A to především kvůli podpisu dohody o zákazu jaderných zkoušek. Vyhlídka na degradaci jaderných zbraní posunula pohled vědců na zlepšení počítačové technologie.
- Existují podobné příklady vzniku nových oblastí znalostí založených na stávajících?
- Dnes jsme jedním zklíčové země ve vývoji vědy o materiálech. Tento směr vznikl z potřeby vytvářet nové materiály pro vesmírné projekty, které mohou pracovat v extrémních podmínkách: záření, velké teplotní skoky a další faktory.
Živým příkladem je motorová turbínaletadlo. Pouze tři země mají pravomoc tyto součásti vyrábět. Pokud se například američtí vědci po zakoupení našich motorů pokusí pochopit jeho strukturu a motor rozebrat, nebudou se moci zotavit. Důvodem je skutečnost, že jen několik světových mocností je schopno vytvořit takové složité struktury, a to si zaslouží úctu.
Při vytváření jaderných zbraní jsou důležitémateriály schopné dělení. Takové materiály mezi přírodními analogy buď neexistovaly, nebo jejich vlastnosti nevyhovovaly vědcům dost, což se stalo hlavním úkolem v oblasti vědy o materiálech.
Například ke zlepšení štěpení uranu-235Akademik z našeho ústavu Michail Nikolaevič Tikhomirov se rozhodl vytvořit technologii obohacování. Právě tato technologie přivedla zemi na úroveň největšího světového dodavatele obohaceného paliva. Na druhou stranu bylo nutné vyvinout umělé materiály schopné štěpení, například plutonia, které vyžadovalo vytvoření řady zařízení nezbytných pro atomový projekt.
Obohacování uranu— technologický postup, který umožňuje zvýšithmotnostní zlomek izotopu uranu-235. V průmyslovém měřítku se obohacování provádí pomocí plynného hexafluoridu uranu UF6 pomocí metod elektromagnetické separace izotopů, difúze plynu (UF6 se zahřívá a prochází speciálním filtrem), aerodynamické separace (turbulence plynu ve speciální trysce), centrifugace plynu (separace vlivem odstředivých sil v závislosti na absolutních rozdílech hmotnosti), obohacování laserem (lasery v parách uranu excitují atomy uranu-235, poté jsou ionizované atomy odstraněny pomocí elektrického nebo magnetického pole). V přírodě se vyskytuje v ochuzené formě s hmotnostním zlomkem 0,72 %. Tento typ uranu má štěpnou řetězovou reakci a relativní stabilitu, což přitáhlo pozornost vědců. V současnosti se z tohoto materiálu vyrábí palivo pro jaderné reaktory.
Dnes musíte jasně pochopit, že Rusko aAmerika je země, která je schopna takové technologie vytvářet, a my, na rozdíl od jiných zemí, máme hlavní kompetence, což z nás dělá „klíčové postavy této hry“. Je také důležité pochopit, že naše konkurenceschopnost v těchto složitých technologicky vyspělých sférách závisí přímo na dostupnosti moderních atomových zbraní, které určují naši suverenitu.
Resource Disaster: Scénáře řešení problémů
- Co, kromě hrozby atomových zbraní, může mít katastrofální následky pro celý svět?
- V tuto chvíli hrozí nebezpečítrend, globální výzva pro civilizaci, která je nebezpečná právě kvůli její neviditelnosti. Mluvím o vyčerpatelnosti zdrojů: energii, vodě a prostoru pro setí. Mezi těmito zdroji je důležitá energie, protože v procesu nákupu a prodeje mezi zeměmi je zásoba vyčerpaná, což jistě povede k jejímu vymizení. Pro každou zemi je nyní prioritou zastavení vyčerpání. Světová politika je také určována bojem mezi státy o zdroje.
Problém vyčerpatelnosti přírodních zdrojůspočívá v tom, že mnoho z nich nemá povahu využití - nebo mají, ale není srovnatelné s objemem spotřeby. Environmentalisté předpovídají, že v blízké budoucnosti bude planeta přemožena krizí nedostatku zdrojů: například zásoby ropy vyčerpají za 50 let, zemní plyn v 55 a uhlí v 150.
Začíná rostoucí počet státůpoužívat alternativní zdroje energie: energii slunce, větru, vody, tepla Země a biopaliv. Energie slunce se používá k výrobě elektrické a tepelné energie, proto se vytvářejí solární elektrárny a sluneční kolektory, které přeměňují sluneční energii na teplo pro teplo. Větrná energie spočívá v přeměně kinetické energie větru na elektřinu, základem zařízení je větrný generátor. Síla vody se používá ve vodních elektrárnách: voda působí na lopatky turbíny, která vyrábí elektřinu, a staví se také přílivové stanice, které využívají energii přílivu v moři nebo oceánu. Tepelná čerpadla se používají k přeměně tepla Země na elektrickou a tepelnou energii. Biopalivo se tvoří v důsledku zpracování organických látek.
Michail Kovalchuk. Foto: Otevřená inovace
- Proč lidstvo skončilo v této situaci?
- Samozřejmě, že znáte uzavřené přirozenézdrojový cyklus. Příroda sama o sobě existuje miliardy let a není vyčerpaná. Jakmile jsme vstoupili do systému přírody. Byli jsme součástí systému poháněného sluneční energií. Listy byly „krmeny“ slunečními paprsky a život člověka závisel na slunci a jeho „svalové síle“. Později se objevily zdroje energie, které zase využívaly obrovské množství zdrojů. Po 200 letech jsme byli uprostřed katastrofy zdrojů. Nejsmutnější věcí je, že vinu má sám člověk, který postavil technosféru antagonistickou vůči přírodě.
Předpovědi zdrojů nynízklamáním: pokud se nezpomalíte, přijdeme k krvavé porážce pro zdroje a existenci ve světě, kde je pro moderního člověka jednoduše nemožné přežít. Nyní samozřejmě existuje příležitost začít vytvářet technosféru podobnou přírodě, aby nedošlo k narušení přirozeného průběhu věcí. Vytvoření takového konceptu vyžaduje symbiózu vědy a techniky, přesněji integraci technologických systémů do obratu přírodních zdrojů.
Před pěti lety, prezident Ruska podDiskuse o Kjótském protokolu o emisích skleníkových plynů uvedla, že nemá smysl zabývat se pouze částečným řešením ekologických problémů civilizace. Rozhodně potřebujeme zásadně nový přístup k tvorbě přírodních technologií a nalézáme možnost harmonického soužití.
V prosinci 1997 přijal Kjóto mezinárodnídohoda, kterou se všechny rozvinuté země zavázaly snižovat nebo stabilizovat emise skleníkových plynů. Kjótský protokol je považován za první celosvětovou dohodu o ochraně životního prostředí. Dokument upravuje snižování emisí 6 druhů plynů: metanu, oxidu uhličitého, fluorovaných uhlovodíků, hexafluoridu, oxidu dusného a fluorovodíků. V současné době se na Kjótské dohodě podílí 192 států.
12. prosince 2015 je novýdohoda o klimatu, která měla nahradit Kjótský protokol a která končí v roce 2020. Pařížská dohoda obsahuje požadavky na snižování emisí skleníkových plynů ve vztahu ke všem státům, neexistují žádná kvantitativní omezení emisí, není stanoven mechanismus přísné kontroly nad dodržováním a donucovacími opatřeními k jeho provádění a je vytvořen ekonomický nástroj, který umožňuje zemím financovat projekty na snižování emisí od sebe navzájem. přítel.
Nový pohled na vědeckou komunitu
- Jaký je důvod našeho chybného přístupu k technosféře?
- K odpovědi na tuto otázku je lepší přistupovatfilosofický pohled na samotný začátek vývoje světa. Před mnoha lety, v době Newtona, se člověk zajímal o svět a jeho strukturu, ale bez pochopení všeho to zbožňoval. Dalším krokem bylo rozdělení obrovského velkého světa na malé části, s nimiž již nebyly žádné potíže. V důsledku toho vznikla úzce zaměřená věda a stejná ekonomika, která neodpovídá realitě. Na jedné straně lidstvo získalo obrovské množství znalostí, z nichž vybudovalo systém. Na druhé straně je v důsledku roztříštěnosti informací o světě každý odborník natolik úzce zaměřen, že vůbec nevnímá obraz světa blízkým zástupcem jiného odvětví.
Vysvětlení tohoto jevu je celkem jednoduchéPříklad: Pokud vnímáme abstrakt, sousední sloupce jako směr pro výcvik specialistů, pak s příchodem nového směru se jednoduše přidá další sloupec.
Když se objevilo IT, byl přidán sloupec, ale je nemožné je považovat za odvětví, protože se jedná o strukturu, která stojí nad odvětvími, a veškerý pokrok v této oblasti přímo závisí na počítači.
Michail Kovalchuk. Foto: Otevřená inovace
Později udělali totéž s nanotechnologií. V tomto případě byla chyba, že nanotechnologie by měla být považována za metodologii pro navrhování materiálů různých typů atomovou a molekulární kontrolou. To znamená, že se jedná také o nadprůmyslovou strukturu. IT a nanotechnologie jsou tedy správně vnímány jako kusy, které společně vytvářejí ucelenější obrázek.
Kdysi byla jen jedna věda – přírodní věda, ale vV důsledku rozdělení se objevila masa samostatných disciplín. Nyní nastala éra sloučení tohoto množství přírodních a humanitních věd do jedné. Jsme svědky předávání neživého k živému, splývání těchto stavů.
- Jak technicky provedete takovou fúzi? Co se děje v této žíle přímo v Kurchatovově institutu?
- Současná fáze vědy je v přechodu odanalýza syntézy studovaného. Je to jako hádanka, stačí sestavit obrázek z mnoha oborů. Známe-li každou „hádanku“, budeme schopni získat nový obrázek světa, který určuje současný trend ve vědě.
Hlavní věc této sloučeniny je nanotechnologie,což vám umožní navrhnout požadovaný anorganický materiál a poté, jako vrstvený koláč, můžete přidat biotechnologii a vytvořit hybridní polovodičový substrát. Další disciplínou je IT pro návrh integrovaného obvodu. Nakonec se k oživení systému používají kognitivní technologie.
Na základě toho je v Kurchatově ústavu oddělení humanitárních technologií. Řídí ji Dr. Yatsishina, je zodpovědná za animaci nových technologií.
Například při vytváření týmu robotůcíle vytvoření pracovní síly je dosaženo a ke snížení nákladů budete muset porozumět psychologii a sociologii roje nebo mravenčího roje. V takovém případě bude vše záviset na účelu vytvoření systému. Kurchatovův institut již vytvořil unikátní komplex pro vytváření struktur podobných přírodě.