Mijaíl Kovalchuk- Presidente del Centro Nacional de Investigación "Instituto Kurchatov", director de la Sociedad Panrusa de Inventores y
Centro Nacional de Investigación "Instituto Kurchatov"- instituto científico fundado por el académico I.V.Kurchátov en 1943. Desde los primeros días, el Instituto Kurchatov participó en el desarrollo de la energía nuclear. El centro ha desarrollado y montado numerosas instalaciones nucleares: reactores, centrales eléctricas, submarinos y rompehielos.
¿Qué influyó en la decisión de crear la bomba atómica?
- Hoy, la ciencia en muchos aspectos ocupa un papel de liderazgo. Pero, ¿qué pasa con el conocimiento científico y las instituciones cuando se ve desde adentro?
- Indudablemente, la ciencia ahora está experimentando cambios. Para entender cómo sucede esto, es importante reconocer su ubicación actual y priorizar correctamente. Este enfoque se aplica a absolutamente cualquier área de actividad. Son las prioridades las que ayudan a hacer frente a las dificultades: de recursos o financieras. El siguiente paso importante es comprender que hay dos categorías de prioridades: tácticas y estratégicas. Los primeros son definitorios y responsables de la supervivencia. Las prioridades tácticas permiten la evolución y modernización de mercados o productos específicos. La segunda categoría de prioridades es responsable de los objetivos a largo plazo que afectan el futuro y de la creación de tecnologías fundamentalmente nuevas que revolucionan todas las ideas sobre la forma de vida habitual. Dichas prioridades no se discuten al principio, no tienen pronósticos y no están vinculadas a productos específicos existentes.
Mikhail Kovalchuk. Foto: Innovación abierta
Pero ambas categorías están estrechamente interconectadas en la sociedad,para lo cual hay muchos ejemplos en la historia. Todos sabemos muy bien que el 9 de mayo de 1945 ganamos una de las guerras más difíciles. La victoria estaba asegurada por la ventaja de equipar a las tropas. La URSS se convirtió en el estado más significativo en ese momento, pero después de un par de meses cambió el equilibrio de poder.
En agosto de ese año después del terribleTras el bombardeo de Hiroshima y Nagasaki, quedó claro por qué, durante la guerra más difícil, el gobierno soviético decidió vender armas nucleares. Sí, en el momento en que se tomó esta decisión, era imposible imaginar que posteriormente decidiría el destino de toda la Unión Soviética. Si una prioridad tan vaga y difícil de implementar no hubiera aparecido en los años de guerra, de acuerdo con los planes de los estadounidenses, simplemente habríamos sido borrados de la faz de la tierra, y la guerra se habría ganado en vano.
Según varias fuentes, 16 de mayo de 1944El Comité del Jefe de Gabinete de los Estados Unidos leyó un informe al gobierno que decía que después de que terminara la guerra, la URSS se convertiría en una poderosa potencia mundial. Esto conduciría a un choque de intereses económicos de la URSS y los Estados Unidos. Por lo tanto, inmediatamente después del final de la Segunda Guerra Mundial, el gobierno de los EE. UU. Ordenó a los militares que desarrollaran un plan de ataque contra la Unión Soviética.
Muchos de esos planes fueron hechos, pero porfamoso de ellos fue el "Dropshot", aprobado el 19 de diciembre de 1949. Se suponía que arrojaría 300 bombas atómicas y 250 mil toneladas de bombas ordinarias en el territorio de la URSS, la ocuparía y la dividiría en cuatro partes: la parte occidental, los Urales con Asia Central, Siberia y el Lejano Oriente. Sin embargo, a fines de 1949, la URSS también creó su propia bomba atómica, RDS-1. Los analistas militares estadounidenses concluyeron que en un ataque, las pérdidas de aviación serían del 55%, la URSS pudo tomar represalias y defenderse en las batallas terrestres, por lo que se redujeron todos los planes para el ataque.
Los bombardeos atómicos de Hiroshima y Nagasakiocurrió el 6 y 9 de agosto de 1945. Los ataques nucleares contra ciudades japonesas fueron llevados a cabo por bombarderos estadounidenses. Una bomba de uranio para niños con una capacidad de 13-18 kilotones de TNT se arrojó sobre Hiroshima, y una bomba de plutonio "Hombre gordo" con una capacidad de 21 kilotones sobre Nagasaki. Después de lanzar las bombas, Hiroshima y Nagasaki se convirtieron en ruinas, y los habitantes de estas ciudades murieron de forma terrible y dolorosa. El número total de víctimas es de más de 450 mil personas. En Hiroshima, por la explosión, según diversas estimaciones, murieron de 70 a 100 mil personas, en Nagasaki, alrededor de 70 mil. En los años siguientes, las personas continuaron muriendo por la enfermedad por radiación, los datos de las víctimas se actualizan cada año en los días de las explosiones. Por ejemplo, en 2014, el número total de víctimas en Hiroshima fue de 292 325 personas, y en Nagasaki: 165 409 personas.
Hiroshima después del bombardeo.
- Es decir, cada prioridad estratégica y el resultado de su implementación determinarán el futuro de toda una civilización.
- Exactamente, pero en una situación con americanosolo hubo dos salidas por el bombardeo: o las contestamos o desaparecimos. Naturalmente, el objetivo de crear armas nucleares se ha convertido en una prioridad sin discusión y pronósticos. El 25 de diciembre de 1946, se lanzó una reacción en cadena que demostró el potencial para crear este tipo de arma. Tres años después, logramos mostrar al mundo nuestros propios éxitos y detonar la bomba atómica, sin embargo, nos limitamos a las pruebas para no ser como nuestros oponentes extranjeros.
Posteriormente, en 1954, Kurchatov logró crear y poner en funcionamiento la primera central nuclear del planeta. Fue este evento el que resultó decisivo en el desarrollo de la energía nuclear mundial.
Y esta fue la siguiente etapa: termonuclearingeniería energética La creación de un tokamak en los años 50 permitió utilizar el principio de confinamiento magnético de plasma a alta temperatura. Tokamak es nuestro invento, pero hoy permite que cualquier país civilizado use este prototipo de máquina de energía y, por lo tanto, un nuevo tipo de transferencia de energía sin pérdida en el movimiento de aviones, helicópteros e incluso barcos. Es nuestro desarrollo el que ahora nos permite desarrollar activamente la industria de la energía de fusión.
El siguiente avance de nuestros científicos fue el lanzamiento en 1958 del primer submarino atómico soviético, llamado "Lenin Komsomol", y un año después, el rompehielos atómico.
El 25 de diciembre de 1946 fue lanzado en el territorio de la URSS.Primer reactor nuclear de Europa. Fue construido bajo la supervisión de un académico.Igor Vasilievich Kurchatov. Se gastaron enormes reservas de uranio y grafito en su creación. El objetivo científico principal del diseño era la posibilidad de probar tecnologías de producción de plutonio.
26 de junio de 1954 en presencia de Kurchatov fueSe lanza la primera central nuclear del mundo. Está ubicado en la región de Kaluga, en la ciudad de Obninsk, y estaba conectado a la red eléctrica general de la URSS. En 2002, se cerró la primera central nuclear.
Tokamak, cámara toroidal con bobinas magnéticas— instalación de confinamiento magnético de plasma, quele permite crear condiciones para una fusión nuclear controlada. Esta síntesis permite obtener núcleos atómicos más pesados a partir de núcleos ligeros mediante una reacción de desintegración. La principal diferencia y ventaja de un tokamak que utiliza un campo magnético es el uso de corriente eléctrica. A su vez, la corriente asegura el calentamiento del plasma y el mantenimiento del equilibrio. El reactor Tokamak se está desarrollando actualmente como parte del proyecto científico internacional ITER.
Tokamak
El primer submarino nuclear "LeninskyKomsomol "lanzado el 9 de octubre de 1957. El nombre del barco era del submarino del mismo nombre de la Flota del Norte de la URSS. A lo largo de los años de servicio, el Leninsky Komsomol visitó numerosas misiones: exploración bajo el hielo del Océano Ártico, varias intersecciones del Polo Norte y un ascenso en el Polo Norte. El submarino fue retirado de la Flota del Norte solo en 1991. En 2019, se tomó la decisión de preservar el barco con la posterior conversión a un museo.
¿Cómo surgió la matemática computacional y de dónde viene el proyecto atómico?
- ¿Qué ventajas nos aportaron hoy estos logros fundamentales en ciencia y tecnología?
- Hay muchas de esas ventajas. Por ejemplo, hoy somos el único país del mundo que tiene una flota de rompehielos nuclear. Su presencia nos proporciona acceso a altas latitudes, en las que se encuentran los principales depósitos de hidrocarburos. Además, recientemente me di cuenta de que nuestro país en su conjunto tiene más de la mitad de la flota mundial de rompehielos.
Se están creando nuevos submarinos rompehielos enRusia puede dar servicio a complejos submarinos de producción de petróleo y gas y extraer estos minerales de forma independiente. Por iniciativa de nuestro instituto ya se ha lanzado y está en funcionamiento la primera plataforma con una empresa de este tipo.
El principal problema del mundo moderno esla necesidad de proporcionar fuentes de energía de megavatios, que se obtienen solo de la tecnología nuclear. Entonces, sin la energía nuclear es imposible llevar a cabo la exploración espacial.
Mikhail Kovalchuk. Foto: Innovación abierta
Y lo más común que se puede mencionar es:tus aparatos. Por supuesto, nadie piensa, teniendo en sus manos un nuevo milagro de la tecnología, que las matemáticas computacionales, la base de tales dispositivos, surgieron como disciplina solo debido a la necesidad de calcular las características de los reactores de neutrones en los años 40 en nuestro instituto. Así es como las matemáticas computacionales se convirtieron en la base para el desarrollo de futuros proyectos electrónicos, nucleares y espaciales.
Informáticamatematicas- una rama de las matemáticas que incluye problemas,relacionados con el uso de computadoras. Esto incluye la construcción y análisis de modelos matemáticos, el desarrollo de métodos y algoritmos para resolver problemas que surgen al estudiar modelos. En particular, la mejora de las armas nucleares debería basarse en los resultados del modelado matemático de procesos en computadoras.
En el proceso de creación de una bomba atómica en Kurchatovsky.En el instituto se trabajaba manualmente en máquinas electromecánicas suministradas como reparación desde Alemania. La investigación teórica era importante, pero en aquella época las universidades y escuelas técnicas no formaban especialistas en matemáticas superiores. Los estudios teóricos para futuros cálculos fueron realizados por matemáticos, mecánicos, meteorólogos y otros especialistas de diversos campos, que tuvieron que volver a capacitarse sobre la marcha. Como resultado, el académico Sobolev abrió el primer departamento de matemáticas computacionales en la URSS en la Facultad de Mecánica y Matemáticas de la Universidad Estatal de Moscú, y sus colegas Keldysh y Lavrentyev comenzaron a crear las primeras computadoras.
Debemos entender que debemosEl progreso es solo un proyecto atómico. Y, sobre todo, esto se debe a la firma de un acuerdo para prohibir las pruebas nucleares. La perspectiva de la degradación de las armas nucleares ha cambiado la mirada de los científicos para mejorar la tecnología informática.
- ¿Existen ejemplos similares de la aparición de nuevas áreas de conocimiento basadas en las existentes?
- Hoy somos uno depaíses clave en el desarrollo de la ciencia de los materiales. Esta dirección surgió de la necesidad de crear nuevos materiales para proyectos espaciales que puedan funcionar en condiciones extremas: radiación, grandes saltos de temperatura y otros factores.
Un vívido ejemplo es una turbina de motor.El avion. Solo tres países tienen la competencia para producir tales piezas. Si, por ejemplo, los científicos estadounidenses, después de haber comprado nuestros motores, intentan comprender su estructura y desmontan el motor, entonces no podrán recuperarse. Esto se debe al hecho de que solo unas pocas potencias mundiales son capaces de crear estructuras tan complejas, y esto es digno de respeto.
En la creación de armas nucleares son importantesMateriales capaces de división. Tales materiales entre los análogos naturales no existían o sus propiedades no se adaptaban lo suficiente a los científicos, lo que se convirtió en la tarea primordial en el campo de la ciencia de los materiales.
Por ejemplo, para mejorar la fisión del uranio-235El académico de nuestro instituto Mikhail Nikolaevich Tikhomirov decidió crear una tecnología de enriquecimiento. Fue esta tecnología la que llevó al país al nivel del mayor proveedor mundial de combustible enriquecido. Por otro lado, era necesario desarrollar materiales artificiales capaces de fisión, por ejemplo, plutonio, que requería la creación de varios dispositivos necesarios para el proyecto atómico.
Enriquecimiento de uranio— un proceso tecnológico que le permite aumentarfracción de masa del isótopo de uranio-235. A escala industrial, el enriquecimiento se lleva a cabo utilizando gas hexafluoruro de uranio UF6 mediante métodos de separación electromagnética de isótopos, difusión de gas (el UF6 se calienta y se pasa a través de un filtro especial), separación aerodinámica (turbulencia de gas en una boquilla especial), centrifugación de gas. (separación por fuerzas centrífugas dependiendo de las diferencias absolutas de masa), enriquecimiento por láser (los láseres en vapor de uranio excitan los átomos de uranio-235 y luego los átomos ionizados se eliminan mediante un campo eléctrico o magnético). En la naturaleza se encuentra en forma empobrecida con una fracción de masa del 0,72%. Este tipo de uranio tiene una reacción en cadena de fisión y una relativa estabilidad, lo que atrajo la atención de los científicos. Actualmente, a partir de este material se crea combustible para reactores nucleares.
Hoy necesitas entender claramente que Rusia yEstados Unidos es un país capaz de crear tales tecnologías, y somos nosotros quienes tenemos las competencias principales, a diferencia de otros países, lo que nos convierte en "las figuras clave de este juego". También es importante comprender que nuestra competitividad en áreas tan complejas de alta tecnología depende directamente de la disponibilidad de armas atómicas actualizadas, lo que determina nuestra soberanía.
Desastre de recursos: escenario de resolución de problemas
- ¿Qué, además de la amenaza de las armas atómicas, puede tener consecuencias desastrosas para el mundo en general?
- Por el momento hay una amenazaUna tendencia, un desafío global para la civilización, que es peligroso precisamente por su invisibilidad. Estoy hablando de la agotabilidad de los recursos: energía, agua y el área de siembra. Entre estos recursos, la energía es importante, porque en el proceso de compra y venta entre países, el stock se agota, lo que ciertamente conducirá a su desaparición. Para cada país, la prioridad ahora es detener el agotamiento. La política mundial también está determinada por la lucha entre los estados por los recursos.
El problema de los recursos naturales.radica en el hecho de que muchos de ellos no tienen la naturaleza de la recuperación, o la tienen, pero no es comparable con el volumen de consumo. Los ambientalistas predicen que en el futuro cercano el planeta se verá abrumado por una crisis de falta de recursos: por ejemplo, las reservas de petróleo se agotarán en 50 años, el gas natural en 55 y el carbón en 150.
Un número creciente de estados están comenzandoutilice fuentes de energía alternativas: la energía del sol, el viento, el agua, el calor de la tierra y los biocombustibles. La energía del sol se usa para generar energía eléctrica y térmica; para esto, se crean plantas de energía solar y colectores solares que convierten la energía solar en calor para transportar el calor. La energía eólica consiste en convertir la energía cinética del viento en electricidad, la base de las instalaciones es un generador eólico. El poder del agua se usa en las centrales hidroeléctricas: el agua actúa sobre las palas de una turbina que genera electricidad, y también se están construyendo estaciones de mareas que utilizan la energía de las mareas en el mar o el océano. Las bombas de calor se utilizan para convertir el calor de la tierra en energía eléctrica y térmica. El biocombustible se forma como resultado del procesamiento de sustancias orgánicas.
Mikhail Kovalchuk. Foto: Innovación abierta
- ¿Por qué la humanidad se encontró en esta situación?
- Por supuesto, sabes lo cerrado naturalciclo de recursos. La naturaleza misma ha existido durante miles de millones de años y no se agota. Una vez que ingresamos al sistema de la naturaleza. Formamos parte de un sistema alimentado por energía solar. Las hojas se "alimentaban" de los rayos del sol, y la vida de una persona dependía del sol y de su "fuerza muscular". Más tarde, aparecieron fuentes de energía que, a su vez, utilizaron enormes cantidades de recursos. Después de 200 años, estábamos en medio de un desastre de recursos. Lo más triste es que el hombre mismo, que construyó la tecnosfera antagónica a la naturaleza, tiene la culpa.
Pronósticos de recursos ahoradecepcionante: si no disminuyes la velocidad, entonces llegaremos a una sangrienta matanza por recursos y existencia en un mundo donde es simplemente imposible para una persona moderna sobrevivir. Por supuesto, ahora existe la oportunidad de comenzar a crear una tecnosfera similar a la naturaleza para no interrumpir el curso natural de las cosas. La creación de tal concepto requiere una simbiosis de ciencia y tecnología, más precisamente, la integración de sistemas tecnológicos en la rotación de recursos naturales.
Hace cinco años, el presidente de Rusia bajoLa discusión del Protocolo de Kyoto sobre las emisiones de gases de efecto invernadero dijo que no tiene sentido tratar solo con una solución parcial a los problemas ambientales de la civilización. Necesitamos resueltamente un enfoque fundamentalmente nuevo para la creación de tecnologías similares a la naturaleza y encontramos la posibilidad de una convivencia armoniosa.
En diciembre de 1997, Kyoto adoptó un internacionalUn acuerdo por el cual todos los países desarrollados se comprometen a reducir o estabilizar las emisiones de gases de efecto invernadero. El Protocolo de Kyoto se considera el primer acuerdo amistoso que rige la protección del medio ambiente. El documento regula la reducción de emisiones de 6 tipos de gases: metano, dióxido de carbono, fluorocarbonos, hexafluoruro, óxido nitroso y fluorocarbonos. Actualmente, 192 estados participan en el Acuerdo de Kyoto.
12 de diciembre de 2015 en París, un nuevoacuerdo climático, que supuestamente reemplazaría el Protocolo de Kyoto, que expira en 2020. El Acuerdo de París incluye requisitos para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero en relación con todos los estados, no hay restricciones cuantitativas sobre las emisiones, no hay un mecanismo para un control estricto sobre su cumplimiento y medidas de aplicación para su implementación, así como una herramienta económica que permite a los países financiar proyectos para reducir las emisiones entre sí amigo
Una nueva visión de la comunidad científica.
- ¿Cuál es la razón de nuestro enfoque erróneo de la tecnosfera?
- Para responder a esta pregunta, es mejor ir conpunto de vista filosófico hasta el comienzo del desarrollo del mundo. Hace muchos años, en la época de Newton, un hombre estaba interesado en el mundo y su estructura, pero sin comprender nada, lo deificó. El siguiente paso fue la división del gran mundo en partes pequeñas, con lo cual ya no surgieron dificultades. Como resultado, surgió una ciencia estrechamente enfocada y la misma economía que no correspondía a la realidad. Por un lado, la humanidad ha recibido una gran cantidad de conocimiento a partir del cual se ha construido el sistema. Por otro lado, como resultado de la fragmentación de la información sobre el mundo, cada especialista está tan estrechamente enfocado que no percibe la imagen mundial de un representante cercano de otra industria.
Explicar este fenómeno es bastante simple enEjemplo: si tomamos columnas abstractas adyacentes como una dirección para capacitar especialistas, entonces con el advenimiento de una nueva dirección, simplemente se agrega una columna más.
Cuando surgió la TI, se agregó una columna, pero es imposible considerarlos como una industria, ya que esta es la estructura que está por encima de las industrias, y todo el progreso en esta área depende directamente de la computadora.
Mikhail Kovalchuk. Foto: Innovación abierta
También en el futuro, vinieron con nanotecnología. En este caso, el error fue que la nanotecnología debería considerarse como una metodología para la construcción de materiales de diversos tipos mediante regulación atómica y molecular. Esto significa que también es una estructura suprasectorial. Por lo tanto, TI y la nanotecnología se consideran correctamente como partes que juntas forman una imagen más completa.
Érase una vez una sola ciencia: las ciencias naturales, pero enComo resultado de la división, apareció una masa de disciplinas separadas. Ahora ha llegado la era de fusionar esta multitud de ciencias naturales y humanas en una sola. Asistimos a la transferencia de lo inanimado a lo vivo, a la fusión de estos estados.
- ¿Cómo realizar técnicamente tal fusión? ¿Qué se está haciendo en este sentido directamente en el Instituto Kurchatov?
- La etapa actual de la ciencia es la transición deAnálisis a la síntesis estudiada. Es como un rompecabezas, solo necesitas armar una imagen de muchas disciplinas. Conociendo cada "rompecabezas", podemos obtener una nueva imagen del mundo, que determina la tendencia moderna de la ciencia.
Lo principal a este respecto es la nanotecnología,permitiendo construir el material inorgánico requerido, y luego, como una torta de capa, puede agregar biotecnología para crear un sustrato semiconductor híbrido. La siguiente disciplina es TI, para el diseño de un circuito integrado. Y finalmente, tecnología cognitiva, para animar el sistema.
Sobre esta base, el Instituto Kurchatov tiene un departamento de tecnología humanitaria. Está dirigido por el Dr. Yatsishina, ella es responsable de animar nuevas tecnologías.
Por ejemplo, al crear un equipo de robots.Se logra el objetivo de crear una fuerza laboral y, para reducir el costo, será necesario comprender la psicología y la sociología de un enjambre o un enjambre de hormigas. En tal caso, todo dependerá del propósito de crear el sistema. El Instituto Kurchatov ya ha creado un complejo único para crear estructuras similares a las de la naturaleza.