Michailas Kovalčiukas- Nacionalinio tyrimų centro „Kurchatovo instituto“ prezidentas, visos Rusijos išradėjų draugijos vadovas ir
Nacionalinis tyrimų centras „Kurchatovo institutas“- mokslinis institutas, įkurtas akademiko I.V.Kurchatovas 1943 m. Nuo pat pirmųjų dienų Kurchatovo institutas buvo įtrauktas į branduolinės energetikos plėtrą. Centras sukūrė ir surinko daugybę branduolinių įrenginių: reaktorių, elektrinių, povandeninių laivų ir ledlaužių.
Kas turėjo įtakos sprendimui sukurti atominę bombą?
- Šiandien mokslas daugeliu aspektų užima vadovaujantį vaidmenį. Bet kas nutinka su mokslo žiniomis ir institucijomis, žiūrint iš vidaus?
- Be abejo, dabar mokslas išgyvena pokyčius. Norint suprasti, kaip tai atsitiks, svarbu atpažinti dabartinę jo vietą ir teisingai nustatyti prioritetus. Šis požiūris galioja absoliučiai bet kurioje veiklos srityje. Būtent prioritetai padeda įveikti sunkumus: išteklius ar finansus. Kitas svarbus žingsnis yra suprasti, kad yra dvi prioritetų kategorijos: taktinis ir strateginis. Pirmieji apibrėžia ir yra atsakingi už išgyvenimą. Taktiniai prioritetai suteikia galimybę vystytis ir modernizuoti tam tikras rinkas ar produktus. Antroji prioritetų kategorija yra atsakinga už ilgalaikius tikslus, turinčius įtakos ateičiai, ir iš esmės naujų technologijų, kurios revoliucionuoja visas idėjas apie įprastą gyvenimo būdą, sukūrimą. Tokie prioritetai pradžioje nėra aptariami, neturi prognozių ir nėra susieti su esamais konkrečiais produktais.
Michailas Kovalčiukas. Nuotrauka: „Open Innovation“
Bet abi kategorijos yra glaudžiai susijusios visuomenės,kurių istorijoje yra daug pavyzdžių. Visi puikiai žinome, kad 1945 m. Gegužės 9 d. Mes laimėjome vieną iš sunkiausių karų. Pergalę užtikrino pranašumas aprūpinant kariuomenę. SSRS tapo reikšmingiausia tuo metu valstybe, tačiau po poros mėnesių pasikeitė jėgų pusiausvyra.
Tų metų rugpjūtį po siaubingopo Hirosimos ir Nagasakio sprogdinimų tapo aišku, kodėl per sunkiausią karą sovietų vyriausybė nusprendė parduoti branduolinius ginklus. Taip, tuo metu, kai buvo priimtas šis sprendimas, buvo neįmanoma įsivaizduoti, kad vėliau jis nuspręs visos Sovietų Sąjungos likimą. Jei toks neaiškus ir sunkiai įgyvendinamas prioritetas karo metais nebūtų pasirodęs, tada pagal amerikiečių planus mes būtume tiesiog nušluoti nuo žemės paviršiaus, ir karas būtų buvęs laimėtas veltui.
Remiantis daugybe šaltinių, 1944 m. Gegužės 16 dJAV štabo viršininko komitetas perskaitė pranešimą vyriausybei, kuriame teigiama, kad pasibaigus karui SSRS taps galinga pasaulio galia. Tai lemtų SSRS ir JAV ekonominių interesų susidūrimą. Todėl iškart po Antrojo pasaulinio karo JAV vyriausybė nurodė kariškiams parengti puolimo prieš Sovietų Sąjungą planą.
Buvo parengta daug tokių planų, tačiaugarsus iš jų buvo „Dropshot“, patvirtintas 1949 m. gruodžio 19 d. Tai turėjo numesti 300 atominių ir 250 tūkstančių tonų paprastų bombų SSRS teritorijoje, jas užimti ir padalyti į keturias dalis: vakarinę dalį, Uralą su Vidurine Azija, Sibirą ir Tolimuosius Rytus. Tačiau 1949 m. Pabaigoje SSRS taip pat sukūrė savo atominę bombą RDS-1. Amerikos kariniai analitikai padarė išvadą, kad išpuolyje aviacijos nuostoliai sudarys 55 proc., SSRS sugebėjo atremti ir kovoti sausumos mūšiuose, todėl visi išpuolio planai buvo sutrumpinti.
Hirosimos ir Nagasakio atominiai sprogimaiįvyko 1945 m. rugpjūčio 6 ir 9 dienomis. Branduolinius išpuolius prieš Japonijos miestus vykdė amerikiečių sprogdintojai. Ant Hirosimos buvo numesta 13–18 kilogramų TNT talpos vaikiška urano bomba, o Nagasakyje - 21 kilotono plutonio bomba „Riebus žmogus“. Numetę bombas, Hirosima ir Nagasakis virto griuvėsiais, o šių miestų gyventojai mirė skaudžia ir skausminga mirtimi. Iš viso aukų yra daugiau kaip 450 tūkst. Hirosimoje nuo sprogimo, įvairiais skaičiavimais, mirė nuo 70 iki 100 tūkstančių žmonių, Nagasakyje - apie 70 tūkstančių. Vėlesniais metais žmonės ir toliau mirė nuo radiacijos ligos, duomenys apie aukas kasmet atnaujinami sprogimų dienomis. Pavyzdžiui, 2014 m. Bendras aukų skaičius Hirosimoje buvo 292 325 žmonės, o Nagasakyje - 165 409 žmonės.
Hirosima po sprogimo
- Tai yra, kiekvienas strateginis prioritetas ir jo įgyvendinimo rezultatas nulems visos civilizacijos ateitį?
- Tiksliai, bet situacijoje su amerikiečiusprogimo metu buvo tik du išėjimai - arba mes jiems atsakome, arba dingome. Natūralu, kad tikslas sukurti branduolinius ginklus tapo prioritetu be jokių diskusijų ir prognozių. 1946 m. Gruodžio 25 d. Buvo pradėta grandininė reakcija, kuri parodė šio ginklo sukūrimo galimybes. Po trejų metų mums pavyko parodyti pasauliui savo sėkmes ir uždegti atominę bombą, tačiau apsiribojome bandymais, kad netaptume panašūs į savo užsienio priešininkus.
Vėliau, 1954 m., Kurchatovui pavyko sukurti ir pradėti eksploatuoti pirmąją atominę elektrinę planetoje. Būtent šis įvykis tapo lemiamu pasaulinės branduolinės energetikos vystymuisi.
Tai buvo kitas etapas - termobranduolinisenergetika. 50-aisiais sukūrus tokamaką, buvo galima naudoti aukštos temperatūros plazmos magnetinio uždarymo principą. Tokamakas yra mūsų išradimas, tačiau šiandien jis leidžia bet kuriai civilizuotai šaliai naudoti šį energijos mašinos prototipą, taigi ir naują energijos perdavimo tipą, neprarandant orlaivių, sraigtasparnių ir net laivų judėjimo. Mūsų plėtra dabar leidžia mums aktyviai plėtoti sintezės energijos pramonę.
Kitas mūsų mokslininkų lūžis buvo 1958 m. Pirmojo sovietinio atominio povandeninio laivo, vadinamo „Lenino komjaunimas“, o po jo - atominio ledlaužio, paleidimas 1958 m.
1946 metų gruodžio 25 dieną buvo paleistas į SSRS teritorijąPirmasis Europoje branduolinis reaktorius. Jis buvo pastatytas prižiūrint akademikui.Igoris Vasilievich Kurchatov. Jai sukurti buvo išleistos didžiulės urano ir grafito atsargos. Pagrindinis mokslinis projekto tikslas buvo galimybė sukurti plutonio gamybos technologijas.
1954 m. Birželio 26 d., Dalyvaujant Kurchatovui, buvopaleista pirmoji pasaulyje atominė elektrinė. Jis yra Kalugos srityje, Obninsko mieste, ir buvo prijungtas prie bendro SSRS elektros tinklo. 2002 m. Pirmoji atominė elektrinė buvo uždaryta.
Tokamakas, toroidinė kamera su magnetinėmis ritėmis— magnetinės plazmos izoliavimo įrengimas, kurisleidžia sudaryti sąlygas kontroliuojamai branduolių sintezei. Ši sintezė leidžia gauti sunkesnius atomų branduolius iš lengvųjų naudojant skilimo reakciją. Pagrindinis tokamako, naudojančio magnetinį lauką, skirtumas ir pranašumas yra elektros srovės naudojimas. Savo ruožtu srovė užtikrina plazmos šildymą ir pusiausvyros palaikymą. Tokamako reaktorius šiuo metu kuriamas kaip tarptautinio mokslinio projekto ITER dalis.
Tokamakas
Pirmasis atominis povandeninis laivas „LeninskyKomjaunimas “, paleistas 1957 m. Spalio 9 d. Laivo pavadinimas kilo iš to paties pavadinimo SSRS šiaurinio laivyno povandeninio laivo. Per tarnybos metus Leninsky komjaunimas aplankė daugybę misijų: žvalgytis po Arkties vandenyno ledu, keliose Šiaurės ašigalio sankryžose ir vieną pakilimą į Šiaurės ašigalį. Povandeninis laivas buvo pašalintas iš Šiaurės laivyno tik 1991 m. 2019 m. Buvo priimtas sprendimas išsaugoti laivą ir vėliau jį paversti muziejumi.
Kaip atsirado skaičiavimo matematika ir kur atominis projektas
- Kokius pranašumus šiandien davė šie pagrindiniai mokslo ir technologijos laimėjimai?
- Tokių pranašumų yra labai daug. Pavyzdžiui, šiandien esame vienintelė šalis pasaulyje, turinti branduolinių ledlaužių parką. Jo buvimas suteikia mums prieigą prie aukštų platumų, kuriose yra pagrindiniai angliavandenilių telkiniai. Taip pat neseniai sužinojau, kad visoje mūsų šalyje yra daugiau nei pusė viso pasaulio ledlaužių parko.
Kuriami nauji ledlaužių povandeniniai laivaiRusija, gali aptarnauti povandeninius naftos ir dujų gavybos kompleksus ir savarankiškai išgauti šias naudingąsias iškasenas. Mūsų instituto iniciatyva jau buvo paleista ir veikia pirmoji platforma su tokia įmone.
Pagrindinė šiuolaikinio pasaulio problema yraporeikis aprūpinti megavatų galios šaltiniais, kurie gaunami tik naudojant branduolinę technologiją. Taigi be branduolinės energijos neįmanoma atlikti kosminių tyrinėjimų.
Michailas Kovalčiukas. Nuotrauka: „Open Innovation“
Ir labiausiai paplitęs dalykas, kurį galima paminėti, yrasavo programėles. Žinoma, niekas, laikydamas rankose naują technologijos stebuklą, nemano, kad skaičiavimo matematika, tokių prietaisų pagrindas, atsirado kaip disciplina tik dėl to, kad mūsų institute 40-aisiais reikėjo skaičiuoti neutroninių reaktorių charakteristikas. Taip skaičiavimo matematika tapo ateities elektronikos, branduolinės ir kosmoso projektų kūrimo pagrindu.
Kompiuterijamatematika- matematikos šaka, apimanti uždavinius,susijusių su kompiuterių naudojimu. Tai apima matematinių modelių konstravimą ir analizę, metodų ir algoritmų kūrimą problemoms, kylančioms tiriant modelius, spręsti. Visų pirma branduolinių ginklų tobulinimas turėtų būti grindžiamas procesų matematinio modeliavimo kompiuteriuose rezultatais.
Kurchatovskio mieste kuriama atominė bombaInstitute rankiniu būdu buvo dirbama su elektroninėmis-mechaninėmis mašinomis, tiekiamos kaip remontas iš Vokietijos. Teoriniai tyrimai buvo svarbūs, tačiau tuo metu universitetai ir technikos mokyklos nerengė aukštosios matematikos specialistų. Teorines studijas būsimiems skaičiavimams atliko paprasti matematikai, mechanikai, meteorologai ir kiti įvairių sričių specialistai, kuriems teko persikvalifikuoti keliaujant. Dėl to akademikas Sobolevas Maskvos valstybinio universiteto Mechanikos ir matematikos fakultete atidarė pirmąjį SSRS skaičiavimo matematikos skyrių, o jo kolegos Keldyshas ir Lavrentjevas pradėjo kurti pirmuosius kompiuterius.
Turime suprasti, kad esame skolingiprogresas yra tik atominis projektas. O svarbiausia tai yra dėl to, kad pasirašytas susitarimas uždrausti branduolinius bandymus. Branduolinio ginklo degradacijos perspektyva mokslininkų žvilgsnį nukreipė į kompiuterinių technologijų tobulinimą.
- Ar yra panašių naujų žinių sričių atsiradimo pavyzdžių, pagrįstų esamomis?
- Šiandien mes esame viena išpagrindinės medžiagos mokslo plėtros šalys. Ši kryptis atsirado dėl poreikio kurti naujas medžiagas kosmoso projektams, galinčius veikti ekstremaliomis sąlygomis: radiacija, dideli temperatūros šuoliai ir kiti veiksniai.
Ryškus pavyzdys yra variklio turbinalėktuvas. Tik trys šalys yra kompetentingos gaminti tokias dalis. Jei, pavyzdžiui, amerikiečių mokslininkai, nusipirkę mūsų variklius, bandys suprasti jo struktūrą ir išardyti variklį, tada jie negalės atsigauti. Taip yra dėl to, kad tik kelios pasaulio valstybės sugeba sukurti tokias sudėtingas struktūras, ir tai verta pagarbos.
Kuriant branduolinius ginklus, svarbumedžiagos, kurias galima suskaidyti. Tokių medžiagų tarp natūralių analogų nebuvo arba jų savybės mokslininkams nepakankamai tenkino, o tai tapo svarbiausia užduotimi medžiagų mokslo srityje.
Pavyzdžiui, siekiant pagerinti urano-235 dalijimąsiMūsų instituto akademikas Michailas Tikhomirovas nusprendė sukurti sodrinimo technologiją. Būtent ši technologija atvedė šalį į didžiausio pasaulyje praturtinto kuro tiekėjo lygį. Kita vertus, reikėjo sukurti dirbtines medžiagas, galinčias dalintis, pavyzdžiui, plutonį, todėl reikėjo sukurti daugybę prietaisų, reikalingų atominiam projektui.
Urano sodrinimas— technologinis procesas, leidžiantis padidintiurano-235 izotopo masės dalis. Pramoniniu mastu sodrinimas atliekamas naudojant urano heksafluorido dujas UF6, naudojant elektromagnetinio izotopų atskyrimo, dujų difuzijos (UF6 kaitinamas ir praleidžiamas per specialų filtrą), aerodinaminio atskyrimo (dujų turbulencija specialiame antgalyje), dujų centrifugavimo metodus. (atskyrimas dėl išcentrinių jėgų, priklausančių nuo absoliučių masių skirtumų), sodrinimas lazeriu (lazeriai urano garuose sužadina urano-235 atomus, tada jonizuoti atomai pašalinami naudojant elektrinį arba magnetinį lauką). Gamtoje randama išeikvota forma, kurios masės dalis yra 0,72%. Šis urano tipas turi skilimo grandininę reakciją ir santykinį stabilumą, o tai patraukė mokslininkų dėmesį. Šiuo metu iš šios medžiagos gaminamas kuras branduoliniams reaktoriams.
Šiandien jūs turite aiškiai suprasti, kad Rusija irAmerika yra šalis, gebanti kurti tokias technologijas, ir būtent mes, kurie, priešingai nei kitos šalys, turime pagrindinę kompetenciją, kuri mus daro „pagrindiniais šio žaidimo veikėjais“. Taip pat svarbu suprasti, kad mūsų konkurencingumas tokiose sudėtingose aukštųjų technologijų srityse tiesiogiai priklauso nuo to, ar yra modernūs atominiai ginklai, o tai lemia mūsų suverenitetą.
Išteklių katastrofa: problemų sprendimo scenarijus
- Kas, be atominio ginklo grėsmės, gali turėti pražūtingų padarinių visam pasauliui?
- Šiuo metu yra grėsmingastendencija, globalus iššūkis civilizacijai, kuris yra pavojingas būtent dėl savo nematomumo. Aš kalbu apie išteklių gausumą: energiją, vandenį ir sėjos plotą. Tarp šių išteklių energija yra svarbi, nes perkant ir parduodant tarp šalių atsargos išeikvojamos, o tai tikrai lems jų nykimą. Kiekvienos šalies prioritetas dabar yra sustabdyti išsekimą. Pasaulio politiką taip pat lemia valstybių kova dėl išteklių.
Gamtos išteklių išeikvojimo problemaslypi tame, kad daugelis iš jų neturi atsigavimo pobūdžio arba turi, bet tai nėra palyginama su vartojimo apimtimi. Aplinkosaugininkai prognozuoja, kad artimiausiu metu planetą užklups išteklių trūkumo krizė: pavyzdžiui, naftos atsargos pasibaigs po 50 metų, gamtinių dujų - po 55, o anglių - po 150.
Prasideda vis daugiau valstybiųnaudoti alternatyvius energijos šaltinius: saulės, vėjo, vandens, žemės šilumos ir biokuro energiją. Saulės energija naudojama elektros ir šiluminei energijai gaminti, tam yra sukurtos saulės energija varomos jėgainės ir saulės kolektoriai, kurie saulės energiją paverčia šiluma šilumos nešikliui. Vėjo energiją sudaro vėjo kinetinės energijos pavertimas elektra, įrenginių pagrindas yra vėjo generatorius. Vandens galia naudojama hidroelektrinėse: vanduo veikia turbinos, gaminančios elektrą, ašmenis, taip pat statomos potvynių stotys, kurios naudoja atoslūgių jūroje ar vandenyne energiją. Šilumos siurbliai naudojami žemės šilumai paversti elektrine ir šilumine energija. Biokuras susidaro perdirbant organines medžiagas.
Michailas Kovalčiukas. Nuotrauka: „Open Innovation“
- Kodėl žmonija atsidūrė šioje situacijoje?
- Be abejo, tu žinai uždarą natūralumąišteklių ciklas. Pati gamta egzistavo milijardus metų ir nėra išeikvota. Kartą mes įėjome į gamtos sistemą. Mes buvome sistemos, maitinamos saulės energija, dalis. Lapai „maitino“ saulės spindulius, o žmogaus gyvenimas priklausė nuo saulės ir jos „raumenų jėgos“. Vėliau atsirado energijos šaltiniai, kurie, savo ruožtu, sunaudojo milžiniškus išteklius. Po 200 metų buvome atsidūrę dėl išteklių katastrofos. Liūdniausia, kad kaltas pats žmogus, prieštaraujantis gamtai technosferai.
Išteklių prognozės dabarnusivylimas: jei nesulėtėsime, ateisime į kruviną skerdimą dėl išteklių ir egzistencijos pasaulyje, kuriame šiuolaikiniam žmogui tiesiog neįmanoma išgyventi. Žinoma, dabar yra galimybė pradėti kurti į gamtą panašią technosferą, kad nebūtų sutrikdyta natūrali dalykų eiga. Tokiai koncepcijai sukurti reikalinga mokslo ir technologijos simbiozė, tiksliau, technologinių sistemų integracija į gamtos išteklių apyvartą.
Prieš penkerius metus Rusijos prezidentasDiskusijoje dėl Kioto protokolo dėl šiltnamio efektą sukeliančių dujų išmetimo teigiama, kad nėra prasmės spręsti tik iš dalies civilizacijos aplinkosaugos problemas. Mums labai reikia iš esmės naujo požiūrio į į gamtą panašių technologijų kūrimą ir rasime darnaus sambūvio galimybę.
1997 m. Gruodžio mėn. Kiotas priėmė tarptautinęsusitarimas, kuriuo visos išsivysčiusios šalys įsipareigoja sumažinti arba stabilizuoti šiltnamio efektą sukeliančių dujų išmetimą. Kioto protokolas laikomas pirmuoju draugišku susitarimu, reglamentuojančiu aplinkos apsaugą. Šis dokumentas reglamentuoja 6 rūšių dujų išmetimo mažinimą: metanas, anglies dioksidas, fluoro angliavandeniliai, heksafluoridas, azoto oksidas ir fluoro angliavandeniliai. Šiuo metu Kioto susitarime dalyvauja 192 valstybės.
2015 m. Gruodžio 12 d. Paryžiuje, naujasklimato susitarimas, turėjęs pakeisti Kioto protokolą, kurio galiojimas baigiasi 2020 m. Paryžiaus susitarimas apima reikalavimus sumažinti šiltnamio efektą sukeliančių dujų išmetimą visoms valstybėms, nėra jokių išmetamųjų teršalų kiekybinių apribojimų, nėra mechanizmo griežtai stebėti jo laikymąsi ir vykdymo užtikrinimo priemones jo įgyvendinimui, taip pat kuriama ekonominė priemonė, leidžianti šalims finansuoti projektus, kuriais siekiama sumažinti išmetamų teršalų kiekį viena nuo kitos. draugas.
Naujas mokslo bendruomenės požiūris
- Kokia mūsų klaidingo požiūrio į technosferą priežastis?
- Norint atsakyti į šį klausimą, geriau kreiptis įfilosofiniu požiūriu į pačią pasaulio raidos pradžią. Prieš daugelį metų Niutono laikais žmogus domėjosi pasauliu ir jo sandara, tačiau nieko nesuprasdamas jį pamalonino. Kitas žingsnis buvo milžiniško didžiojo pasaulio padalijimas į mažas dalis, su kuriomis sunkumų daugiau nekilo. Dėl to atsirado siaurai sutelktas mokslas ir ta pati ekonomika, kuri neatitiko tikrovės. Viena vertus, žmonija gavo didžiulį kiekį žinių, iš kurių buvo sukurta sistema. Kita vertus, suskaidžius informaciją apie pasaulį, kiekvienas specialistas yra taip siaurai sutelktas, kad nesuvokia šalia esančio kitos pramonės atstovės pasaulio paveikslo.
Paaiškinti šį reiškinį gana paprastaPavyzdys: jei paimsime abstrakčius gretimus stulpelius kaip specialistų rengimo kryptį, tada atsiradus naujai krypčiai, tiesiog pridedama dar viena skiltis.
Kai atsirado IT, buvo pridėtas stulpelis, tačiau neįmanoma jų laikyti pramonės šaka, nes tokia struktūra yra aukščiau pramonės šakų, o visa pažanga šioje srityje tiesiogiai priklauso nuo kompiuterio.
Michailas Kovalčiukas. Nuotrauka: „Open Innovation“
Ateityje jie atsirado kartu su nanotechnologijomis. Šiuo atveju buvo padaryta klaida, kad nanotechnologijos turėtų būti laikomos įvairių tipų medžiagų konstravimo pagal atominę ir molekulinę metodiką metodika. Taigi, tai taip pat yra viršprofesinė struktūra. Taigi IT ir nanotechnologijos teisingai laikomos dalimis, kurios kartu sudaro išsamesnį vaizdą.
Kadaise buvo tik vienas mokslas – gamtos mokslas, bet vidDėl padalijimo atsirado daugybė atskirų disciplinų. Dabar atėjo era, kai ši daugybė gamtos ir humanitarinių mokslų sujungiama į vieną. Esame negyvojo perėjimo prie gyvųjų, šių būsenų susiliejimo liudininkai.
- Kaip techniškai atlikti tokį susijungimą? Kas daroma šia linkme tiesiogiai Kurchatovo institute?
- Dabartinis mokslo etapas yra perėjimas nuoanalizė tiriamai sintezei. Tai tarsi galvosūkis, jums tiesiog reikia surinkti paveikslėlį iš daugelio disciplinų. Žinodami kiekvieną „dėlionę“, galime gauti naują pasaulio vaizdą, kuris lemia šiuolaikinę mokslo tendenciją.
Pagrindinis šio junginio dalykas yra nanotechnologijos,leidžiantys suprojektuoti norimą neorganinę medžiagą, o tada, kaip sluoksniuotą pyragą, galite pridėti biotechnologijų, kad sukurtumėte hibridinį puslaidininkinį substratą. Kita disciplina yra IT, skirta integrinio grandyno projektavimui. Galiausiai sistemai animuoti naudojamos pažinimo technologijos.
Remiantis tuo, Kurčatovo institute yra humanitarinių technologijų skyrius. Ją valdo daktarė Yatsishina ir ji yra atsakinga už naujų technologijų animaciją.
Pavyzdžiui, kuriant robotų komandątikslas sukurti darbo jėgą pasiekiamas, o norint sumažinti išlaidas reikės perprasti būrio ar skruzdžių būrio psichologiją ir sociologiją. Tokiu atveju viskas priklausys nuo sistemos kūrimo tikslo. Kurchatovo institutas jau sukūrė unikalų kompleksą gamtą primenančioms struktūroms kurti.