Mikhaïl Kovaltchouk- Président du Centre national de recherche "Institut Kurchatov", chef de la Société panrusse des inventeurs et
Centre national de recherche "Institut Kurchatov"- institut scientifique fondé par l'académicien I.V.Kourtchatov en 1943. Dès les premiers jours, l’Institut Kurchatov s’est impliqué dans le développement de l’énergie nucléaire. Le centre a développé et assemblé de nombreuses installations nucléaires : réacteurs, centrales électriques, sous-marins et brise-glaces.
Qu’est-ce qui a influencé la décision de créer la bombe atomique ?
- Aujourd'hui, la science occupe à bien des égards un rôle de premier plan. Mais qu'advient-il des connaissances scientifiques et des institutions vues de l'intérieur?
- Sans aucun doute, la science est en train de changer. Pour comprendre comment cela se produit, il est important de reconnaître son emplacement actuel et de prioriser correctement. Cette approche s'applique à n'importe quel domaine d'activité. Ce sont les priorités qui aident à faire face aux difficultés: ressources ou financières. La prochaine étape importante consiste à comprendre qu'il existe deux catégories de priorités: tactique et stratégique. Les premiers définissent et sont responsables de la survie. Les priorités tactiques permettent l'évolution et la modernisation de marchés ou de produits spécifiques. La deuxième catégorie de priorités est responsable des objectifs à long terme qui affectent l'avenir et de la création de technologies fondamentalement nouvelles qui révolutionnent toutes les idées sur le mode de vie habituel. Ces priorités ne sont pas discutées au départ, n'ont pas de prévisions et ne sont pas liées à des produits spécifiques existants.
Mikhail Kovalchuk. Photo: Open Innovation
Mais les deux catégories sont étroitement liées dans la société,à laquelle il existe de nombreux exemples dans l'histoire. Nous savons tous très bien que le 9 mai 1945, nous avons remporté l'une des guerres les plus difficiles. La victoire est assurée par l'avantage d'équiper les troupes. L'URSS est devenue l'État le plus important à cette époque, mais après quelques mois, l'équilibre des pouvoirs a changé.
En août de la même année, après la terribleles bombardements d'Hiroshima et de Nagasaki, il est devenu clair pourquoi, pendant la guerre la plus difficile, le gouvernement soviétique a décidé de vendre des armes nucléaires. Oui, au moment où cette décision a été prise, il était impossible d'imaginer qu'elle déciderait par la suite du sort de l'ensemble de l'Union soviétique. Si une priorité aussi vague et difficile à mettre en œuvre n'était pas apparue pendant les années de guerre, alors, selon les plans des Américains, nous aurions été simplement effacés de la surface de la terre, et la guerre aurait été gagnée en vain.
Selon plusieurs sources, 16 mai 1944Le Comité américain du chef d'état-major a donné lecture d'un rapport au gouvernement, qui disait qu'après la fin de la guerre, l'URSS deviendrait une puissante puissance mondiale. Cela entraînerait un conflit d'intérêts économiques entre l'URSS et les États-Unis. Par conséquent, immédiatement après la fin de la Seconde Guerre mondiale, le gouvernement américain a chargé l'armée de développer un plan d'attaque contre l'Union soviétique.
Beaucoup de ces plans ont été élaborés, maiscélèbre d'entre eux était le "Dropshot", approuvé le 19 décembre 1949. Il devait larguer 300 bombes atomiques et 250 000 tonnes de bombes ordinaires sur le territoire de l'URSS, l'occuper et le diviser en quatre parties: la partie occidentale, l'Oural avec l'Asie centrale, la Sibérie et l'Extrême-Orient. Cependant, à la fin de 1949, l'URSS a également créé sa propre bombe atomique, RDS-1. Les analystes militaires américains ont conclu que lors d'une attaque, les pertes de l'aviation seraient de 55%, l'URSS était en mesure de riposter et de riposter dans les batailles terrestres, de sorte que tous les plans de l'attaque étaient réduits.
Les bombardements atomiques d'Hiroshima et de Nagasakisurvenu les 6 et 9 août 1945. Des attaques nucléaires contre des villes japonaises ont été menées par des bombardiers américains. Une bombe à l'uranium pour enfants d'une capacité de 13 à 18 kilotonnes de TNT a été larguée sur Hiroshima, et une bombe au plutonium «Fat man» d'une capacité de 21 kilotonnes a été larguée sur Nagasaki. Après avoir largué les bombes, Hiroshima et Nagasaki se sont transformées en ruines, et les habitants de ces villes sont morts d'une mort terrible et douloureuse. Le nombre total de victimes est de plus de 450 000 personnes. À Hiroshima, de l'explosion, selon diverses estimations, de 70 à 100 000 personnes sont décédées, à Nagasaki - environ 70 000. Les années suivantes, des personnes ont continué de mourir du mal des radiations, les données sur les victimes sont mises à jour chaque année le jour des explosions. Par exemple, en 2014, le nombre total de victimes à Hiroshima était de 292 325 personnes et à Nagasaki - 165 409 personnes.
Hiroshima après le bombardement
- Autrement dit, chaque priorité stratégique et le résultat de sa mise en œuvre détermineront l'avenir de toute une civilisation?
- Exactement, mais dans une situation avec américainil n'y avait que deux sorties par le bombardement - soit nous leur répondons, soit nous disparaissions. Naturellement, l'objectif de créer des armes nucléaires est devenu une priorité sans discussion ni prévision. Le 25 décembre 1946, une réaction en chaîne a été lancée qui a démontré le potentiel de création de ce type d'arme. Trois ans plus tard, nous avons réussi à montrer au monde nos propres succès et à faire exploser la bombe atomique, cependant, nous nous sommes limités à des tests pour ne pas devenir comme nos adversaires étrangers.
Plus tard, en 1954, Kurchatov réussit à créer et à mettre en service la première centrale nucléaire de la planète. C'est cet événement qui est devenu décisif dans le développement de l'énergie nucléaire mondiale.
Et ce fut la prochaine étape - thermonucléairegénie énergétique. La création d'un tokamak dans les années 50 a permis d'utiliser le principe du confinement magnétique du plasma à haute température. Le tokamak est notre invention, mais il permet aujourd'hui à tout pays civilisé d'utiliser ce prototype de la machine à énergie, et donc un nouveau type de transfert d'énergie sans perte dans les mouvements d'avions, d'hélicoptères et même de navires. C'est notre développement qui nous permet désormais de développer activement l'industrie de l'énergie de fusion.
La prochaine percée de nos scientifiques a été le lancement en 1958 du premier sous-marin atomique soviétique, appelé "Lénine Komsomol", et un an plus tard, après lui, le brise-glace atomique.
Le 25 décembre 1946, il est lancé sur le territoire de l'URSSLe premier réacteur nucléaire d'Europe. Il a été construit sous la supervision d'un académicien.Igor Vasilievich Kurchatov. D'énormes réserves d'uranium et de graphite ont été dépensées pour sa création. Le principal objectif scientifique de la conception était la possibilité de développer des technologies de production de plutonium.
Le 26 juin 1954 en présence de Kurchatov étaitlancement de la première centrale nucléaire au monde. Il est situé dans la région de Kalouga, dans la ville d'Obninsk, et était connecté au réseau électrique général de l'URSS. En 2002, la première centrale nucléaire a été fermée.
Tokamak, chambre toroïdale à bobines magnétiques— installation de confinement magnétique du plasma, quivous permet de créer les conditions d'une fusion nucléaire contrôlée. Cette synthèse permet d'obtenir des noyaux atomiques plus lourds à partir de noyaux légers grâce à une réaction de désintégration. La principale différence et avantage d’un tokamak utilisant un champ magnétique est l’utilisation du courant électrique. À son tour, le courant assure le chauffage du plasma et le maintien de l’équilibre. Le réacteur Tokamak est actuellement en cours de développement dans le cadre du projet scientifique international ITER.
Tokamak
Le premier sous-marin nucléaire "LeninskyKomsomol "lancé le 9 octobre 1957. Le nom du bateau provenait du sous-marin du même nom de la flotte nordique de l'URSS. Au cours des années de service, le Leninsky Komsomol a visité de nombreuses missions: exploration sous la glace de l'océan Arctique, plusieurs intersections du pôle Nord et une ascension au pôle Nord. Le sous-marin n'a été retiré de la flotte du Nord qu'en 1991. En 2019, il a été décidé de préserver le navire avec une conversion ultérieure en musée.
Comment les mathématiques numériques ont-elles vu le jour et d'où vient le projet atomique
- Quels avantages ces réalisations fondamentales en science et technologie nous ont-elles apporté aujourd'hui?
- Il y a beaucoup de tels avantages. Par exemple, nous sommes aujourd'hui le seul pays au monde à avoir une flotte de brise-glace atomique. Sa présence nous donne accès aux hautes latitudes, où se trouvent les principaux gisements d'hydrocarbures. De plus, j'ai récemment pris conscience que notre pays dans son ensemble possède plus de la moitié de la flotte mondiale de brise-glace.
De nouveaux sous-marins brise-glaces sont créés enLa Russie peut entretenir des complexes sous-marins de production de pétrole et de gaz et extraire ces minéraux de manière indépendante. A l'initiative de notre institut, la première plateforme dotée d'une telle entreprise a été lancée et est exploitée.
Le principal problème du monde moderne estla nécessité de fournir des sources d'énergie de mégawatts, qui sont obtenues uniquement à partir de la technologie nucléaire. Ainsi, sans l'énergie nucléaire, il est impossible de mener une exploration spatiale.
Mikhail Kovalchuk. Photo: Open Innovation
Et la chose la plus courante que l'on puisse mentionner est -vos gadgets. Bien sûr, personne ne pense, tenant entre ses mains un nouveau miracle de la technologie, que les mathématiques computationnelles, base de tels dispositifs, sont nées en tant que discipline uniquement en raison de la nécessité de calculer les caractéristiques des réacteurs à neutrons dans les années 40 dans notre institut. C’est ainsi que les mathématiques computationnelles sont devenues la base du développement de futurs projets électroniques, nucléaires et spatiaux.
L'informatiquemathématiques- une branche des mathématiques qui comprend des problèmes,liés à l'utilisation des ordinateurs. Cela inclut la construction et l'analyse de modèles mathématiques, le développement de méthodes et d'algorithmes pour résoudre les problèmes qui se posent lors de l'étude des modèles. En particulier, l’amélioration des armes nucléaires devrait s’appuyer sur les résultats de la modélisation mathématique des processus sur ordinateur.
En train de créer une bombe atomique à KurchatovskyÀ l'institut, les travaux étaient effectués manuellement sur des machines électromécaniques fournies en réparation depuis l'Allemagne. La recherche théorique était importante, mais à cette époque, les universités et les écoles techniques ne formaient pas de spécialistes en mathématiques supérieures. Les études théoriques pour les calculs futurs ont été réalisées par des mathématiciens ordinaires, des mécaniciens, des météorologues et d'autres spécialistes de divers domaines, qui ont dû se recycler en déplacement. En conséquence, l'académicien Sobolev a ouvert le premier département de mathématiques computationnelles en URSS à la Faculté de mécanique et de mathématiques de l'Université d'État de Moscou, et ses collègues Keldysh et Lavrentyev ont commencé à créer les premiers ordinateurs.
Nous devons comprendre que nous devonsle progrès n'est qu'un projet atomique. Et surtout, cela est dû à la signature d'un accord d'interdiction des essais nucléaires. La perspective d'une dégradation des armes nucléaires a déplacé le regard des scientifiques vers l'amélioration de la technologie informatique.
- Existe-t-il des exemples similaires d'émergence de nouveaux domaines de connaissances basés sur ceux existants?
- Aujourd'hui, nous sommes l'un despays clés dans le développement de la science des matériaux. Cette direction est née de la nécessité de créer de nouveaux matériaux pour des projets spatiaux pouvant fonctionner dans des conditions extrêmes: rayonnement, sauts de température importants et autres facteurs.
Un exemple frappant est une turbine de moteurl'avion. Seuls trois pays ont la compétence pour produire de telles pièces. Si, par exemple, des scientifiques américains, ayant acheté nos moteurs, tentent de comprendre sa structure et de démonter le moteur, ils ne pourront pas récupérer. Cela est dû au fait que seules quelques puissances mondiales sont capables de créer des structures aussi complexes, et cela mérite le respect.
Dans la création d'armes nucléaires sont importantsmatériaux capables de division. De tels matériaux parmi les analogues naturels n'existaient pas ou leurs propriétés ne convenaient pas assez aux scientifiques, ce qui est devenu la tâche primordiale dans le domaine de la science des matériaux.
Par exemple, pour améliorer la fission de l'uranium 235L'académicien de notre institut Mikhail Nikolaevich Tikhomirov a décidé de créer une technologie d'enrichissement. C'est cette technologie qui a amené le pays au niveau du plus grand fournisseur mondial de carburant enrichi. D'autre part, il a été nécessaire de développer des matériaux artificiels capables de fission, par exemple le plutonium, ce qui a nécessité la création d'un certain nombre de dispositifs nécessaires au projet atomique.
Enrichissement d'uranium— un processus technologique qui permet d'augmenterfraction massique de l’isotope de l’uranium 235. À l'échelle industrielle, l'enrichissement est réalisé à l'aide d'hexafluorure d'uranium gazeux UF6 en utilisant les méthodes de séparation électromagnétique des isotopes, de diffusion gazeuse (l'UF6 est chauffé et passé à travers un filtre spécial), de séparation aérodynamique (turbulence du gaz dans une buse spéciale), de centrifugation du gaz. (séparation due aux forces centrifuges dépendant des différences absolues de masse), enrichissement laser (les lasers dans la vapeur d'uranium excitent les atomes d'uranium 235, puis les atomes ionisés sont éliminés à l'aide d'un champ électrique ou magnétique). Dans la nature, on le trouve sous une forme appauvrie avec une fraction massique de 0,72 %. Ce type d'uranium présente une réaction de fission en chaîne et une relative stabilité qui ont attiré l'attention des scientifiques. Actuellement, le combustible des réacteurs nucléaires est créé à partir de ce matériau.
Aujourd'hui, vous devez comprendre clairement que la Russie etL'Amérique est un pays capable de créer de telles technologies, et c'est nous qui avons les principales compétences, contrairement aux autres pays, qui fait de nous «les figures clés de ce jeu». Il est également important de comprendre que notre compétitivité dans des domaines de haute technologie aussi complexes dépend directement de la disponibilité d'armes atomiques à jour, qui détermine notre souveraineté.
Catastrophe en ressources: scénario de résolution de problèmes
- Qu'est-ce qui, outre la menace des armes atomiques, peut avoir des conséquences désastreuses pour le monde dans son ensemble?
- En ce moment il y a une menaceune tendance, un défi mondial à la civilisation, dangereux précisément à cause de son invisibilité. Je parle de l'épuisement des ressources: l'énergie, l'eau et la zone de semis. Parmi ces ressources, l'énergie est importante, car dans le processus d'achat et de vente entre pays, le stock est épuisé, ce qui entraînera certainement sa disparition. Pour chaque pays, la priorité est désormais d'arrêter l'épuisement. La politique mondiale est également déterminée par la lutte des États pour les ressources.
Le problème de l'épuisement des ressources naturellesréside dans le fait que bon nombre d'entre eux n'ont pas la nature de la récupération - ou ils l'ont, mais ce n'est pas comparable au volume de consommation. Les écologistes prédisent que dans un avenir proche, la planète sera submergée par une crise de manque de ressources: par exemple, les réserves de pétrole s'épuiseront dans 50 ans, le gaz naturel dans 55 ans et le charbon dans 150 ans.
Un nombre croissant d'Etats commencentutiliser des sources d'énergie alternatives: l'énergie du soleil, du vent, de l'eau, de la chaleur de la terre et des biocarburants. L'énergie du soleil est utilisée pour générer de l'énergie électrique et thermique; pour cela, des centrales électriques solaires et des capteurs solaires sont créés qui convertissent l'énergie solaire en chaleur pour la chaleur. L'énergie éolienne consiste à convertir l'énergie cinétique du vent en électricité, la base des installations est une éolienne. L'énergie de l'eau est utilisée dans les centrales hydroélectriques: l'eau agit sur les pales d'une turbine qui produit de l'électricité, et des stations de marée sont également en cours de construction qui utilisent l'énergie des marées dans la mer ou l'océan. Les pompes à chaleur sont utilisées pour convertir la chaleur de la terre en énergie électrique et thermique. Le biocarburant est formé à la suite du traitement de substances organiques.
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- Pourquoi l'humanité s'est-elle retrouvée dans cette situation?
- Bien sûr, vous connaissez le naturel fermécycle des ressources. La nature elle-même existe depuis des milliards d'années et n'est pas épuisée. Une fois que nous sommes entrés dans le système de la nature. Nous faisions partie d'un système alimenté par l'énergie solaire. Les feuilles étaient «nourries» par les rayons du soleil et la vie d’une personne dépendait du soleil et de sa «force musculaire». Plus tard, des sources d'énergie sont apparues qui, à leur tour, ont utilisé d'énormes quantités de ressources. Après 200 ans, nous étions en pleine catastrophe. Le plus triste, c'est que l'homme lui-même, qui a construit la technosphère antagoniste de la nature, est à blâmer.
Prévisions de ressources maintenantdécevant: si vous ne ralentissez pas, nous arriverons à un massacre sanglant pour les ressources et l'existence dans un monde où il est tout simplement impossible pour une personne moderne de survivre. Bien sûr, il est maintenant possible de commencer à créer une technosphère semblable à la nature afin de ne pas perturber le cours naturel des choses. La création d'un tel concept nécessite une symbiose de la science et de la technologie, plus précisément, l'intégration des systèmes technologiques dans le renouvellement des ressources naturelles.
Il y a cinq ans, le président de la Russie sousLa discussion du Protocole de Kyoto sur les émissions de gaz à effet de serre a déclaré qu'il était insensé de ne traiter que d'une solution partielle aux problèmes environnementaux de la civilisation. Nous avons résolument besoin d'une approche fondamentalement nouvelle de la création de technologies proches de la nature et trouvons la possibilité d'une coexistence harmonieuse.
En décembre 1997, Kyoto a adopté uneun accord par lequel tous les pays développés s'engagent à réduire ou à stabiliser les émissions de gaz à effet de serre. Le protocole de Kyoto est considéré comme le premier accord amiable régissant la protection de l'environnement. Le document réglemente la réduction des émissions de 6 types de gaz: méthane, dioxyde de carbone, fluorocarbures, hexafluorure, protoxyde d'azote et fluorocarbures. Actuellement, 192 États participent à l'accord de Kyoto.
12 décembre 2015 à Paris, un nouveauaccord sur le climat, qui devait remplacer le protocole de Kyoto, qui expire en 2020. L'Accord de Paris comprend des exigences pour réduire les émissions de gaz à effet de serre par rapport à tous les États, il n'y a pas de restrictions quantitatives sur les émissions, il n'y a pas de mécanisme pour un contrôle strict de sa conformité et des mesures d'application pour sa mise en œuvre, ainsi qu'un outil économique est créé qui permet aux pays de financer des projets pour réduire les émissions les uns des autres ami.
Une nouvelle vision de la communauté scientifique
- Quelle est la raison de notre approche erronée de la technosphère?
- Pour répondre à cette question, il vaut mieux aller avecpoint de vue philosophique au tout début du développement du monde. Il y a de nombreuses années, à l'époque de Newton, un homme s'intéressait au monde et à sa structure, mais sans rien comprendre, il le déifiait. L'étape suivante fut la division de l'immense grand monde en petites parties, avec lesquelles les difficultés ne se posaient plus. En conséquence, une science étroitement ciblée et la même économie sont apparues qui ne correspondaient pas à la réalité. D'une part, l'humanité a reçu une énorme quantité de connaissances à partir desquelles le système a été construit. D'un autre côté, en raison de la fragmentation des informations sur le monde, chaque spécialiste est si étroitement concentré qu'il ne perçoit pas l'image du monde d'un représentant proche d'une autre industrie.
Expliquer ce phénomène est assez simple surExemple: si nous prenons des colonnes abstraites adjacentes comme direction pour la formation de spécialistes, puis avec l'avènement d'une nouvelle direction, une autre colonne est simplement ajoutée.
Lorsque l'informatique est apparue, une colonne a été ajoutée, mais il est impossible de les considérer comme une industrie, car c'est la structure qui est au-dessus des industries, et tous les progrès dans ce domaine dépendent directement de l'ordinateur.
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Toujours à l'avenir, ils sont venus avec la nanotechnologie. Dans ce cas, l'erreur était que la nanotechnologie devait être considérée comme une méthodologie pour la construction de matériaux de différents types par régulation atomique et moléculaire. Cela signifie qu'il s'agit également d'une structure suprasectorielle. Ainsi, l'informatique et la nanotechnologie sont à juste titre considérées comme des éléments qui, ensemble, forment un tableau plus complet.
Il était une fois une seule science : les sciences naturelles, mais dansÀ la suite de la division, une masse de disciplines distinctes est apparue. L’ère de la fusion de cette multitude de sciences naturelles et humaines en une seule est désormais arrivée. Nous assistons au transfert de l’inanimé vers le vivant, à la fusion de ces États.
- Comment réaliser techniquement une telle fusion? Que fait-on dans ce sens directement à l'Institut Kurchatov?
- Le stade actuel de la science est la transition deanalyse à la synthèse étudiée. C'est comme un puzzle, il vous suffit de monter une image de nombreuses disciplines. Connaissant chaque «puzzle», nous pouvons obtenir une nouvelle image du monde, qui détermine la tendance moderne de la science.
L'essentiel à cet égard est la nanotechnologie,permettant de construire le matériau inorganique requis, puis, comme un gâteau de couche, vous pouvez ajouter la biotechnologie pour créer un substrat semi-conducteur hybride. La prochaine discipline est l'informatique, pour la conception d'un circuit intégré. Et enfin, la technologie cognitive - pour animer le système.
Sur cette base, l'Institut Kurchatov dispose d'un département de technologie humanitaire. Il est géré par le Dr Yatsishina, elle est responsable de l'animation des nouvelles technologies.
Par exemple, lors de la création d'une équipe de robotsl'objectif de créer une main-d'œuvre est atteint, et pour réduire les coûts, vous devrez comprendre la psychologie et la sociologie d'un essaim ou d'un essaim de fourmis. Dans un tel cas, tout dépendra de la finalité de la création du système. L'Institut Kurchatov a déjà créé un complexe unique pour créer des structures proches de la nature.