Michail Kovalčuk- Presidente del Centro nazionale di ricerca "Istituto Kurchatov", capo della Società tutta russa degli inventori e
Centro nazionale di ricerca "Kurchatov Institute"- istituto scientifico fondato dall'accademico I.V.Kurcatov nel 1943. Fin dai primi giorni, l'Istituto Kurchatov è stato coinvolto nello sviluppo dell'energia nucleare. Il centro ha sviluppato e assemblato numerosi impianti nucleari: reattori, centrali elettriche, sottomarini e rompighiaccio.
Cosa ha influenzato la decisione di creare la bomba atomica?
- Oggi la scienza sotto molti aspetti occupa un ruolo di primo piano. Ma cosa succede alle conoscenze e alle istituzioni scientifiche se viste dall'interno?
- Indubbiamente, la scienza ora sta subendo cambiamenti. Per capire come ciò avvenga, è importante riconoscere la posizione corrente e stabilire correttamente le priorità. Questo approccio si applica a qualsiasi area di attività. Sono le priorità che aiutano a far fronte alle difficoltà: risorse o finanziarie. Il prossimo passo importante è capire che ci sono due categorie di priorità: tattica e strategica. I primi sono definitivi e responsabili della sopravvivenza. Le priorità tattiche consentono l'evoluzione e la modernizzazione di mercati o prodotti specifici. La seconda categoria di priorità è responsabile degli obiettivi a lungo termine che incidono sul futuro e della creazione di tecnologie fondamentalmente nuove che rivoluzionano tutte le idee sul normale stile di vita. Tali priorità non sono discusse all'inizio, non hanno previsioni e non sono legate a prodotti specifici esistenti.
Mikhail Kovalchuk. Foto: Open Innovation
Ma entrambe le categorie sono strettamente interconnesse nella società,a cui ci sono molti esempi nella storia. Sappiamo tutti molto bene che il 9 maggio 1945 abbiamo vinto una delle guerre più difficili. La vittoria fu assicurata dal vantaggio di equipaggiare le truppe. L'URSS divenne lo stato più significativo in quel momento, ma dopo un paio di mesi l'equilibrio di potere cambiò.
Nell'agosto di quell'anno dopo il terribileil bombardamento di Hiroshima e Nagasaki, divenne chiaro perché, durante la guerra più difficile, il governo sovietico decise di vendere armi nucleari. Sì, al momento in cui fu presa questa decisione, era impossibile immaginare che avrebbe successivamente deciso il destino dell'intera Unione Sovietica. Se una priorità così vaga e difficile da attuare non fosse apparsa negli anni della guerra, allora, secondo i piani degli americani, saremmo stati semplicemente spazzati via dalla faccia della terra e la guerra sarebbe stata vana invano.
Secondo una serie di fonti, il 16 maggio 1944Il comitato del capo di stato maggiore degli Stati Uniti ha letto un rapporto al governo, secondo il quale dopo la fine della guerra l'URSS sarebbe diventata una potente potenza mondiale. Ciò porterebbe a uno scontro di interessi economici dell'URSS e degli Stati Uniti. Pertanto, immediatamente dopo la fine della seconda guerra mondiale, il governo degli Stati Uniti ha incaricato i militari di sviluppare un piano di attacco contro l'Unione Sovietica.
Molti di questi piani furono fatti, ma dafamoso fu il "Dropshot", approvato il 19 dicembre 1949. Doveva sganciare 300 bombe atomiche e 250 mila tonnellate di bombe ordinarie sul territorio dell'URSS, occuparlo e dividerlo in quattro parti: la parte occidentale, gli Urali con l'Asia centrale, la Siberia e l'Estremo Oriente. Tuttavia, alla fine del 1949, l'URSS creò anche la propria bomba atomica, RDS-1. Gli analisti militari statunitensi hanno concluso che in un attacco le perdite dell'aviazione sarebbero state del 55%, l'URSS è stata in grado di vendicarsi e reagire in battaglie di terra, quindi tutti i piani per l'attacco sono stati ridotti.
I bombardamenti atomici di Hiroshima e Nagasakiavvenne il 6 e 9 agosto 1945. Gli attentatori nucleari contro le città giapponesi furono eseguiti da bombardieri americani. Una bomba all'uranio per bambini con una capacità di 13-18 kilotoni di TNT è stata lanciata su Hiroshima, e una bomba al plutonio "Uomo grasso" con una capacità di 21 kilotoni è stata lanciata su Nagasaki. Dopo aver lasciato cadere le bombe, Hiroshima e Nagasaki si trasformarono in rovine e gli abitanti di queste città morirono di una morte terribile e dolorosa. Il numero totale delle vittime è di oltre 450 mila persone. A Hiroshima, a causa dell'esplosione, secondo varie stime, sono morte da 70 a 100 mila persone, a Nagasaki - circa 70 mila. Negli anni successivi, le persone hanno continuato a morire di radiazioni, i dati sulle vittime vengono aggiornati ogni anno nei giorni delle esplosioni. Ad esempio, nel 2014, il numero totale delle vittime a Hiroshima era di 292 325 persone e a Nagasaki - 165 409 persone.
Hiroshima dopo l'attentato
- Cioè, ogni priorità strategica e il risultato della sua attuazione determineranno il futuro di un'intera civiltà?
- Esatto, ma in una situazione con l'americanoci sono state solo due uscite dal bombardamento: o rispondiamo a loro o siamo scomparsi. Naturalmente, l'obiettivo della creazione di armi nucleari è diventato una priorità senza discussioni e previsioni. Il 25 dicembre 1946, fu lanciata una reazione a catena che dimostrò il potenziale per la creazione di questo tipo di arma. Tre anni dopo, siamo riusciti a mostrare al mondo i nostri successi e a far esplodere la bomba atomica, tuttavia, ci siamo limitati ai test per non diventare come i nostri avversari stranieri.
Più tardi, nel 1954, Kurchatov riuscì a creare e mettere in funzione la prima centrale nucleare del pianeta. È stato questo evento che è diventato decisivo nello sviluppo dell'energia nucleare globale.
E questa è stata la fase successiva - termonucleareingegneria energetica. La creazione di un tokamak negli anni '50 ha permesso di utilizzare il principio del confinamento magnetico del plasma ad alta temperatura. Tokamak è la nostra invenzione, ma oggi consente a qualsiasi paese civile di utilizzare questo prototipo della macchina energetica e, quindi, un nuovo tipo di trasferimento di energia senza perdita di movimento di aeromobili, elicotteri e persino navi. È il nostro sviluppo che ora ci consente di sviluppare attivamente il settore dell'energia da fusione.
La svolta successiva dei nostri scienziati fu il lancio nel 1958 del primo sottomarino atomico sovietico, chiamato "Lenin Komsomol", e un anno dopo, dopo, il rompighiaccio atomico.
Il 25 dicembre 1946 fu lanciato sul territorio dell'URSSIl primo reattore nucleare d'Europa. Fu costruito sotto la supervisione di un accademico.Igor Vasilievich Kurchatov. Enormi riserve di uranio e grafite sono state spese per la sua creazione. Il principale obiettivo scientifico del progetto era la possibilità di sviluppare tecnologie per la produzione di plutonio.
Era il 26 giugno 1954 alla presenza di Kurchatovlancio della prima centrale nucleare al mondo. Si trova nella regione di Kaluga, nella città di Obninsk, ed era collegato alla rete elettrica generale dell'URSS. Nel 2002 la prima centrale nucleare fu chiusa.
Tokamak, camera toroidale con bobine magnetiche— impianto per il confinamento magnetico del plasma, checonsente di creare le condizioni per la fusione nucleare controllata. Questa sintesi consente di ottenere nuclei atomici più pesanti da quelli leggeri mediante una reazione di decadimento. La principale differenza e vantaggio di un tokamak che utilizza un campo magnetico è l'uso della corrente elettrica. A sua volta, la corrente garantisce il riscaldamento del plasma e il mantenimento dell'equilibrio. Il reattore Tokamak è attualmente in fase di sviluppo nell'ambito del progetto scientifico internazionale ITER.
tokamak
Il primo sottomarino nucleare "LeninskyKomsomol "è stato lanciato il 9 ottobre 1957. Il nome della barca era dal sottomarino con lo stesso nome della flotta settentrionale dell'URSS. Nel corso degli anni di servizio, il Leninsky Komsomol ha visitato numerose missioni: esplorazione sotto il ghiaccio dell'Oceano Artico, diverse intersezioni del Polo Nord e una salita nel Polo Nord. Il sottomarino fu ritirato dalla flotta settentrionale solo nel 1991. Nel 2019, è stata presa la decisione di preservare la nave con la successiva conversione in museo.
Come è nata la matematica computazionale e da dove viene il progetto atomico
- Quali vantaggi ci hanno portato oggi questi risultati fondamentali nella scienza e nella tecnologia?
- Ci sono molti di questi vantaggi. Ad esempio, oggi siamo l'unico paese al mondo ad avere una flotta di rompighiaccio nucleare. La sua presenza ci fornisce l'accesso ad alte latitudini, in cui si trovano i principali depositi di idrocarburi. Inoltre, recentemente mi sono reso conto che il nostro paese nel suo insieme ha più della metà della flotta mondiale di rompighiaccio.
Nuovi sottomarini rompighiaccio in fase di creazioneLa Russia può servire i complessi sottomarini di produzione di petrolio e gas ed estrarre autonomamente questi minerali. Su iniziativa del nostro istituto è stata lanciata ed è operativa la prima piattaforma con un'impresa di questo tipo.
Il problema principale del mondo moderno èla necessità di fornire fonti di energia megawatt, ottenute solo dalla tecnologia nucleare. Quindi, senza energia nucleare è impossibile eseguire l'esplorazione dello spazio.
Mikhail Kovalchuk. Foto: Open Innovation
E la cosa più comune che si può menzionare è:i tuoi gadget Naturalmente, nessuno pensa, avendo tra le mani un nuovo miracolo della tecnologia, che la matematica computazionale, la base di tali dispositivi, sia nata come disciplina solo a causa della necessità di calcolare le caratteristiche dei reattori a neutroni negli anni '40 presso il nostro istituto. È così che la matematica computazionale è diventata la base per lo sviluppo di futuri progetti elettronici, nucleari e spaziali.
Informaticamatematica- una branca della matematica che comprende problemi,legati all’uso del computer. Ciò include la costruzione e l'analisi di modelli matematici, lo sviluppo di metodi e algoritmi per risolvere i problemi che sorgono durante lo studio dei modelli. In particolare, il miglioramento delle armi nucleari dovrebbe basarsi sui risultati della modellazione matematica dei processi sui computer.
Nel processo di creazione di una bomba atomica a KurchatovskyPresso l'istituto si lavorava manualmente su macchine elettromeccaniche fornite in riparazione dalla Germania. La ricerca teorica era importante, ma a quel tempo le università e le scuole tecniche non formavano specialisti in matematica superiore. Studi teorici per calcoli futuri sono stati condotti da matematici ordinari, meccanici, meteorologi e altri specialisti di vari campi, che hanno dovuto riqualificarsi in movimento. Di conseguenza, l'accademico Sobolev aprì il primo dipartimento di matematica computazionale nell'URSS presso la Facoltà di Meccanica e Matematica dell'Università Statale di Mosca, e i suoi colleghi Keldysh e Lavrentyev iniziarono a creare i primi computer.
Dobbiamo capire che dobbiamoil progresso è solo un progetto atomico. E soprattutto, ciò è dovuto alla firma di un accordo per vietare i test nucleari. La prospettiva del degrado delle armi nucleari ha spostato lo sguardo degli scienziati sul miglioramento della tecnologia informatica.
- Esistono esempi simili dell'emergere di nuove aree di conoscenza basate su quelle esistenti?
- Oggi siamo uno deiPaesi chiave nello sviluppo della scienza dei materiali. Questa direzione è nata dalla necessità di creare nuovi materiali per progetti spaziali che possano funzionare in condizioni estreme: radiazioni, grandi salti di temperatura e altri fattori.
Un vivido esempio è una turbina a motorel'aereo. Solo tre paesi hanno la competenza per produrre tali parti. Se, ad esempio, gli scienziati americani, dopo aver acquistato i nostri motori, provano a comprenderne la struttura e smontano il motore, non saranno in grado di recuperare. Ciò è dovuto al fatto che solo poche potenze mondiali sono in grado di creare strutture così complesse, e questo è degno di rispetto.
Nella creazione di armi nucleari sono importantimateriali in grado di divisione. Tali materiali tra analoghi naturali o non esistevano, o le loro proprietà non si adattavano abbastanza agli scienziati, che divenne il compito fondamentale nel campo della scienza dei materiali.
Ad esempio, per migliorare la fissione dell'uranio-235L'accademico del nostro istituto Mikhail Nikolaevich Tikhomirov ha deciso di creare una tecnologia di arricchimento. È stata questa tecnologia che ha portato il paese al livello del più grande fornitore al mondo di combustibile arricchito. D'altra parte, era necessario sviluppare materiali artificiali in grado di fissione, ad esempio il plutonio, che richiedeva la creazione di un numero di dispositivi necessari per il progetto atomico.
Arricchimento dell'uranio— un processo tecnologico che consente di aumentarefrazione di massa dell'isotopo dell'uranio-235. Su scala industriale, l'arricchimento viene effettuato utilizzando il gas esafluoruro di uranio UF6 utilizzando i metodi di separazione isotopica elettromagnetica, diffusione del gas (l'UF6 viene riscaldato e fatto passare attraverso un filtro speciale), separazione aerodinamica (turbolenza del gas in un ugello speciale), centrifugazione del gas (separazione dovuta a forze centrifughe che dipendono dalle differenze assolute di massa), arricchimento laser (i laser nei vapori di uranio eccitano gli atomi di uranio-235, quindi gli atomi ionizzati vengono rimossi utilizzando un campo elettrico o magnetico). In natura si trova in forma impoverita con una frazione in massa pari allo 0,72%. Questo tipo di uranio ha una reazione a catena di fissione e una relativa stabilità, che ha attirato l'attenzione degli scienziati. Attualmente, da questo materiale viene creato il combustibile per i reattori nucleari.
Oggi è necessario capire chiaramente che la Russia eL'America è un paese in grado di creare tali tecnologie, ed è noi che abbiamo le principali competenze, a differenza di altri paesi, che ci rende "le figure chiave di questo gioco". È anche importante capire che la nostra competitività in tali sfere high-tech complesse dipende direttamente dalla disponibilità di armi atomiche aggiornate, che determina la nostra sovranità.
Disastro delle risorse: scenario di risoluzione dei problemi
- Cosa, oltre alla minaccia delle armi atomiche, può avere conseguenze disastrose per il mondo nel suo insieme?
- Al momento c'è una minacciauna tendenza, una sfida globale per la civiltà, che è pericolosa proprio a causa della sua invisibilità. Sto parlando dell'esauribilità delle risorse: energia, acqua e l'area per la semina. Tra queste risorse, l'energia è importante, poiché nel processo di acquisto e vendita tra i paesi, le scorte sono esaurite, il che porterà sicuramente alla sua scomparsa. Per ogni paese, la priorità ora è fermare l'esaurimento. La politica mondiale è anche determinata dalla lotta tra gli stati per le risorse.
Il problema dell'esauribilità delle risorse naturalista nel fatto che molti di loro non hanno la natura della ripresa - o hanno, ma non è paragonabile al volume del consumo. Gli ambientalisti prevedono che nel prossimo futuro il pianeta sarà sopraffatto da una crisi di carenza di risorse: ad esempio, le riserve di petrolio si esauriranno in 50 anni, il gas naturale in 55 e il carbone in 150.
Un numero crescente di stati sta iniziandoutilizzare fonti di energia alternative: energia del sole, vento, acqua, calore della terra e biocarburanti. L'energia del sole viene utilizzata per generare energia elettrica e termica; per questo, vengono create centrali elettriche a energia solare e collettori solari che convertono l'energia solare in calore per il vettore di calore. L'energia eolica consiste nel convertire l'energia cinetica del vento in elettricità, la base delle installazioni è un generatore eolico. La potenza dell'acqua viene utilizzata nelle centrali idroelettriche: l'acqua agisce sulle pale di una turbina generando elettricità e vengono anche costruite stazioni di marea che utilizzano l'energia delle maree nel mare o nell'oceano. Le pompe di calore vengono utilizzate per convertire il calore della terra in energia elettrica e termica. Il biocarburante si forma a seguito del trattamento di sostanze organiche.
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- Perché l'umanità si è trovata in questa situazione?
- Certo, conosci il naturale chiusociclo delle risorse. La natura stessa esiste da miliardi di anni e non si esaurisce. Una volta entrati nel sistema della natura. Facevamo parte di un sistema alimentato a energia solare. Le foglie si "nutrivano" dei raggi del sole e la vita di una persona dipendeva dal sole e dalla sua "forza muscolare". Più tardi apparvero fonti energetiche che, a loro volta, utilizzavano enormi quantità di risorse. Dopo 200 anni, eravamo nel mezzo di un disastro di risorse. La cosa più triste è che l'uomo stesso, che ha costruito la tecnosfera antagonista alla natura, è la colpa.
Previsioni delle risorse oradeludente: se non rallenti, arriveremo a un sanguinoso massacro di risorse ed esistenza in un mondo in cui è semplicemente impossibile per una persona moderna sopravvivere. Ovviamente, ora c'è l'opportunità di iniziare a creare una tecnosfera simile alla natura per non interrompere il corso naturale delle cose. La creazione di tale concetto richiede una simbiosi di scienza e tecnologia, più precisamente, l'integrazione dei sistemi tecnologici nel turnover delle risorse naturali.
Cinque anni fa, il presidente della Russia sottoLa discussione sul protocollo di Kyoto sulle emissioni di gas a effetto serra ha affermato che non ha senso trattare solo una soluzione parziale ai problemi ambientali della civiltà. Dobbiamo assolutamente adottare un approccio fondamentalmente nuovo per la creazione di tecnologie simili alla natura e trovare la possibilità di una coesistenza armoniosa.
Nel dicembre 1997, Kyoto ha adottato un internazionaleun accordo in base al quale tutti i paesi sviluppati si impegnano a ridurre o stabilizzare le emissioni di gas a effetto serra. Il protocollo di Kyoto è considerato il primo accordo amichevole che disciplina la protezione dell'ambiente. Il documento regola la riduzione delle emissioni di 6 tipi di gas: metano, anidride carbonica, fluorocarburi, esafluoruro, protossido di azoto e fluorocarburi. Attualmente, 192 Stati stanno partecipando all'Accordo di Kyoto.
12 dicembre 2015 a Parigi, un nuovoaccordo sul clima, che avrebbe dovuto sostituire il protocollo di Kyoto, che scade nel 2020. L'accordo di Parigi prevede requisiti per ridurre le emissioni di gas a effetto serra in relazione a tutti gli Stati, non esistono restrizioni quantitative alle emissioni, non esiste un meccanismo per il monitoraggio rigoroso delle sue misure di conformità e applicazione per la sua attuazione e viene creato uno strumento economico che consente ai paesi di finanziare progetti per ridurre le emissioni reciproche amico.
Una nuova visione della comunità scientifica
- Qual è la ragione del nostro approccio erroneo alla tecnosfera?
- Per rispondere a questa domanda, è meglio andare conpunto di vista filosofico fino all'inizio dello sviluppo del mondo. Molti anni fa, al tempo di Newton, un uomo era interessato al mondo e alla sua struttura, ma senza capire nulla, lo deificò. Il passo successivo fu la divisione dell'enorme grande mondo in piccole parti, con le quali non sorsero più difficoltà. Di conseguenza, nacquero scienza strettamente focalizzata e la stessa economia che non corrispondeva alla realtà. Da un lato, l'umanità ha ricevuto un'enorme quantità di conoscenza da cui è stato costruito il sistema. D'altra parte, a causa della frammentazione delle informazioni sul mondo, ogni specialista è così concentrato che non percepisce l'immagine del mondo di un rappresentante vicino di un'altra industria.
Spiegare questo fenomeno è abbastanza sempliceEsempio: se prendiamo colonne astratte adiacenti come direzione per gli specialisti della formazione, quindi con l'avvento di una nuova direzione, viene semplicemente aggiunta un'altra colonna.
Quando è nato l'IT, è stata aggiunta una colonna, ma è impossibile considerarli come un settore, poiché questa è la struttura che è al di sopra dei settori e tutti i progressi in questo settore dipendono direttamente dal computer.
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Anche in futuro, sono arrivati con la nanotecnologia. In questo caso, l'errore era che la nanotecnologia doveva essere considerata come una metodologia per la costruzione di materiali di vario tipo mediante regolazione atomica e molecolare. Ciò significa che è anche una struttura sovrasettoriale. Pertanto, l'IT e la nanotecnologia sono giustamente considerati parti che insieme formano un quadro più completo.
C'era una volta una sola scienza: la scienza naturale, ma inCome risultato della divisione, apparve una massa di discipline separate. Ora è arrivata l'era di fondere questa moltitudine di scienze naturali e umane in una sola. Stiamo assistendo al trasferimento dell'inanimato al vivente, alla fusione di questi stati.
- Come si esegue tecnicamente una tale fusione? Cosa si sta facendo in questo senso direttamente all'Istituto Kurchatov?
- L'attuale fase della scienza è nella transizione daanalisi alla sintesi di quanto studiato. È come un puzzle, devi solo assemblare un'immagine di molte discipline. Conoscendo ogni "puzzle", saremo in grado di ottenere una nuova immagine del mondo, che determina l'attuale tendenza nella scienza.
La cosa principale in questo composto è la nanotecnologia,consentendo di progettare il materiale inorganico desiderato e quindi, come una torta a strati, è possibile aggiungere la biotecnologia per creare un substrato semiconduttore ibrido. La prossima disciplina è l'IT, per la progettazione di un circuito integrato. Infine, le tecnologie cognitive vengono utilizzate per animare il sistema.
Sulla base di questo, c'è un dipartimento di tecnologie umanitarie presso l'Istituto Kurchatov. È gestito dal Dr. Yatsishina ed è responsabile dell'animazione delle nuove tecnologie.
Ad esempio, quando si crea una squadra di robotl'obiettivo di creare forza lavoro è raggiunto e per ridurre i costi sarà necessario comprendere la psicologia e la sociologia di uno sciame o di uno sciame di formiche. In tal caso, tutto dipenderà dallo scopo della creazione del sistema. L'Istituto Kurchatov ha già creato un complesso unico per la creazione di strutture simili alla natura.