Michail Kovalchuk- Voorzitter van het Nationaal Onderzoekscentrum "Kurchatov Institute", hoofd van de All-Russische Vereniging van Uitvinders en
Nationaal onderzoekscentrum "Kurchatov Institute"- wetenschappelijk instituut opgericht door academicus I.V.Koertsjatov in 1943. Vanaf de allereerste dagen was het Kurchatov Instituut betrokken bij de ontwikkeling van kernenergie. Het centrum heeft veel nucleaire installaties ontwikkeld en geassembleerd: reactoren, energiecentrales, onderzeeërs en ijsbrekers.
Wat heeft de beslissing om de atoombom te maken beïnvloed?
- Tegenwoordig speelt wetenschap in veel opzichten een leidende rol. Maar wat gebeurt er van binnenuit met wetenschappelijke kennis en instellingen?
- De wetenschap is ongetwijfeld aan het veranderen. Om te begrijpen hoe dit gebeurt, is het belangrijk om de huidige locatie te herkennen en de juiste prioriteiten te stellen. Deze aanpak is van toepassing op absoluut elk werkgebied. Het zijn prioriteiten die helpen om met moeilijkheden om te gaan: middelen of geld. De volgende belangrijke stap is om te begrijpen dat er twee categorieën prioriteiten zijn: tactisch en strategisch. De eerste zijn bepalend en verantwoordelijk voor overleving. Tactische prioriteiten maken de evolutie en modernisering van specifieke markten of producten mogelijk. De tweede categorie van prioriteiten is verantwoordelijk voor langetermijndoelen die van invloed zijn op de toekomst, en voor het creëren van fundamenteel nieuwe technologieën die een revolutie teweegbrengen in alle ideeën over de gebruikelijke manier van leven. Dergelijke prioriteiten worden in het begin niet besproken, hebben geen prognoses en zijn niet gebonden aan bestaande specifieke producten.
Mikhail Kovalchuk. Foto: Open innovatie
Maar beide categorieën zijn nauw met elkaar verbonden in de samenleving,waar in de geschiedenis veel voorbeelden van zijn. We weten allemaal heel goed dat we op 9 mei 1945 een van de moeilijkste oorlogen hebben gewonnen. De overwinning werd verzekerd door het voordeel van de uitrusting van de troepen. De USSR werd op dat moment de belangrijkste staat, maar na een paar maanden veranderde het machtsevenwicht.
In augustus van dat jaar na het verschrikkelijkeBij het bombardement op Hiroshima en Nagasaki werd duidelijk waarom de Sovjetregering tijdens de moeilijkste oorlog besloot kernwapens te verkopen. Ja, op het moment dat dit besluit werd genomen, was het onmogelijk voor te stellen dat het daarna het lot van de hele Sovjet-Unie zou beslissen. Als in de oorlogsjaren zo'n vage en moeilijk uit te voeren prioriteit niet was verschenen, zouden we volgens de plannen van de Amerikanen gewoon van de aarde zijn weggevaagd en zou de oorlog tevergeefs zijn gewonnen.
Volgens een aantal bronnen, 16 mei 1944Het Amerikaanse stafchefscomité las een rapport voor aan de regering, waarin stond dat de USSR na het einde van de oorlog een machtige wereldmacht zou worden. Dit zou leiden tot een botsing van economische belangen van de USSR en de VS. Daarom gaf de Amerikaanse regering onmiddellijk na het einde van de Tweede Wereldoorlog het leger opdracht om een plan voor een aanval op de Sovjet-Unie te ontwikkelen.
Veel van dergelijke plannen zijn gemaakt, maar doorberoemd van hen was de "Dropshot", goedgekeurd op 19 december 1949. Het zou 300 atoom- en 250 duizend ton gewone bommen op het grondgebied van de USSR laten vallen, het bezetten en in vier delen verdelen: het westelijke deel, de Oeral met Centraal-Azië, Siberië en het Verre Oosten. Eind 1949 creëerde de USSR echter ook zijn eigen atoombom, RDS-1. Amerikaanse militaire analisten concludeerden dat bij een aanval de luchtvaartverliezen 55% zouden bedragen, de USSR in staat was om wraak te nemen en terug te vechten in landgevechten, dus alle plannen voor de aanval werden beknot.
De atoombombardementen op Hiroshima en Nagasakivond plaats op 6 en 9 augustus 1945. Nucleaire aanvallen op Japanse steden werden uitgevoerd door Amerikaanse bommenwerpers. Een uraniumbom voor kinderen met een capaciteit van 13-18 kiloton TNT werd op Hiroshima gedropt en een plutoniumbom "Dikke man" met een capaciteit van 21 kiloton op Nagasaki. Na het laten vallen van de bommen veranderden Hiroshima en Nagasaki in ruïnes en stierven de inwoners van deze steden een vreselijke en pijnlijke dood. Het totaal aantal slachtoffers is meer dan 450 duizend mensen. In Hiroshima stierven, volgens verschillende schattingen, 70 tot 100 duizend mensen, in Nagasaki - ongeveer 70 duizend.In de daaropvolgende jaren stierven mensen door stralingsziekte, de gegevens over de slachtoffers worden elk jaar bijgewerkt op de dagen van de explosies. In 2014 was het totale aantal slachtoffers in Hiroshima bijvoorbeeld 292 325 mensen en in Nagasaki - 165 409 mensen.
Hiroshima na het bombardement
Dat wil zeggen dat elke strategische prioriteit en het resultaat van de implementatie ervan de toekomst van een hele beschaving zal bepalen?
- Precies, maar in een situatie met Amerikaaner waren slechts twee uitgangen bij het bombardement - of we beantwoorden ze of we zijn verdwenen. Natuurlijk is het doel van het maken van kernwapens een prioriteit geworden zonder enige discussie en prognoses. Op 25 december 1946 werd een kettingreactie gelanceerd die de potentie aantoonde om dit type wapen te maken. Drie jaar later wisten we de wereld onze eigen successen te laten zien en de atoombom tot ontploffing te brengen, maar we beperkten ons tot tests om niet te worden zoals onze buitenlandse tegenstanders.
Later, in 1954, slaagde Kurchatov erin de eerste kerncentrale ter wereld te creëren en in bedrijf te stellen. Het was deze gebeurtenis die beslissend werd voor de ontwikkeling van de mondiale kernenergie.
En dit was de volgende fase - thermonucleairenergietechniek. De creatie van een tokamak in de jaren 50 maakte het mogelijk om het principe van magnetische opsluiting van plasma op hoge temperatuur te gebruiken. Tokamak is onze uitvinding, maar tegenwoordig laat elk beschaafd land dit prototype van de energiemachine gebruiken, en dus een nieuw type energieoverdracht zonder verlies in de beweging van vliegtuigen, helikopters en zelfs schepen. Het is onze ontwikkeling die ons nu in staat stelt de fusie-energie-industrie actief te ontwikkelen.
De volgende doorbraak van onze wetenschappers was de lancering in 1958 van de eerste atoomonderzeeër uit de Sovjet-Unie, de "Lenin Komsomol" genaamd, en een jaar later de atoomijsbreker.
Op 25 december 1946 werd het gelanceerd op het grondgebied van de USSREuropa's eerste kernreactor. Het werd gebouwd onder toezicht van een academicus.Igor Vasilievich Kurchatov. Er zijn enorme hoeveelheden uranium en grafiet aan besteed. Het belangrijkste wetenschappelijke doel van het ontwerp was de mogelijkheid om technologieën te ontwikkelen voor de productie van plutonium.
26 juni 1954 was in aanwezigheid van Kurchatov's werelds eerste kerncentrale gelanceerd. Het is gelegen in de regio Kaluga, in de stad Obninsk, en was aangesloten op het algemene elektrische netwerk van de USSR. In 2002 werd de eerste kerncentrale gesloten.
Tokamak, ringkern met magnetische spoelen— installatie voor magnetische plasma-opsluiting, welkestelt u in staat de voorwaarden te scheppen voor gecontroleerde kernfusie. Deze synthese maakt het mogelijk om via een vervalreactie uit lichte kernen zwaardere atoomkernen te verkrijgen. Het belangrijkste verschil en voordeel van een tokamak die een magnetisch veld gebruikt, is het gebruik van elektrische stroom. De stroom zorgt op zijn beurt voor verwarming van het plasma en het handhaven van het evenwicht. De Tokamak-reactor wordt momenteel ontwikkeld als onderdeel van het internationale wetenschappelijke project ITER.
Tokamak
De eerste nucleaire onderzeeër "LeninskyKomsomol "gelanceerd op 9 oktober 1957. De naam van de boot was van de onderzeeër met dezelfde naam van de noordelijke vloot van de USSR. In de loop van de jaren van dienst heeft de Leninsky Komsomol talloze missies bezocht: verkenning onder het ijs van de Noordelijke IJszee, verschillende kruispunten van de Noordpool en één beklimming op de Noordpool. De onderzeeër werd pas in 1991 uit de Noordelijke Vloot gehaald. In 2019 is besloten om het schip te behouden met daaropvolgende verbouwing tot museum.
Hoe kwam computationele wiskunde tot stand en waar komt het atoomproject
- Welke voordelen hebben deze fundamentele verworvenheden in wetenschap en technologie ons vandaag opgeleverd?
- Er zijn veel van dergelijke voordelen. Vandaag zijn we bijvoorbeeld het enige land ter wereld met een nucleaire ijsbrekervloot. De aanwezigheid ervan geeft ons toegang tot hoge breedtegraden, waar de belangrijkste koolwaterstofafzettingen zich bevinden. Ook kwam ik er onlangs achter dat ons land als geheel meer dan de helft van de wereldvloot van ijsbrekers heeft.
Er worden nieuwe ijsbrekeronderzeeërs gemaaktRusland kan onder water olie- en gasproductiecomplexen bedienen en deze mineralen onafhankelijk winnen. Op initiatief van ons instituut is inmiddels het eerste platform met een dergelijke onderneming gelanceerd en geëxploiteerd.
Het grootste probleem van de moderne wereld isde noodzaak om megawatt-energiebronnen te leveren, die uitsluitend worden verkregen uit nucleaire technologie. Zonder kernenergie is het onmogelijk om ruimteverkenning uit te voeren.
Mikhail Kovalchuk. Foto: Open innovatie
En het meest voorkomende dat kan worden genoemd is:uw gadgets. Natuurlijk denkt niemand, met een nieuw technologiewonder in handen, dat computationele wiskunde, de basis van dergelijke apparaten, als discipline alleen is ontstaan vanwege de noodzaak om de kenmerken van neutronenreactoren in de jaren veertig op ons instituut te berekenen. Dit is hoe computationele wiskunde de basis werd voor de ontwikkeling van toekomstige elektronica-, nucleaire en ruimtevaartprojecten.
Computergebruikwiskunde- een tak van de wiskunde die problemen omvat,gerelateerd aan het gebruik van computers. Dit omvat de constructie en analyse van wiskundige modellen, de ontwikkeling van methoden en algoritmen voor het oplossen van problemen die zich voordoen bij het bestuderen van modellen. In het bijzonder moet de verbetering van kernwapens gebaseerd zijn op de resultaten van wiskundige modellering van processen op computers.
In het proces van het creëren van een atoombom in KurchatovskyOp het instituut werd handmatig gewerkt aan elektronisch-mechanische machines die als reparatie uit Duitsland werden geleverd. Theoretisch onderzoek was belangrijk, maar universiteiten en technische scholen leidden destijds geen specialisten op in de hogere wiskunde. Theoretische studies voor toekomstige berekeningen werden uitgevoerd door gewone wiskundigen, mechanica, meteorologen en andere specialisten uit verschillende vakgebieden, die zich onderweg moesten omscholen. Als gevolg hiervan opende academicus Sobolev de eerste afdeling computationele wiskunde in de USSR aan de Faculteit Mechanica en Wiskunde van de Staatsuniversiteit van Moskou, en zijn collega's Keldysh en Lavrentyev begonnen met het maken van de eerste computers.
We moeten begrijpen dat we iets verschuldigd zijnvooruitgang is slechts een atoomproject. Dit komt vooral door de ondertekening van een overeenkomst om kernproeven te verbieden. Het vooruitzicht van degradatie van kernwapens heeft de blik van wetenschappers verlegd naar het verbeteren van computertechnologie.
- Zijn er vergelijkbare voorbeelden van het ontstaan van nieuwe kennisgebieden op basis van bestaande?
- Vandaag zijn we er een vanbelangrijke landen in de ontwikkeling van materiaalkunde. Deze richting is ontstaan uit de behoefte om nieuwe materialen te creëren voor ruimteprojecten die onder extreme omstandigheden kunnen werken: straling, grote temperatuursprongen en andere factoren.
Een levendig voorbeeld is een motorturbinehet vliegtuig. Slechts drie landen hebben de bevoegdheid om dergelijke onderdelen te produceren. Als bijvoorbeeld Amerikaanse wetenschappers, die onze motoren hebben gekocht, proberen de structuur ervan te begrijpen en de motor te demonteren, zullen ze niet kunnen herstellen. Dit komt door het feit dat slechts een paar wereldmachten in staat zijn om zulke complexe structuren te creëren, en dit verdient respect.
Bij het maken van kernwapens zijn belangrijkmaterialen die kunnen worden verdeeld. Dergelijke materialen onder natuurlijke analogen bestonden niet of hun eigenschappen waren niet voldoende geschikt voor wetenschappers, wat de belangrijkste taak werd op het gebied van materiaalkunde.
Bijvoorbeeld om de splijting van uranium-235 te verbeterenAcademicus van ons instituut Mikhail Nikolaevich Tikhomirov besloot om een verrijkingstechnologie te creëren. Het was deze technologie die het land op het niveau bracht van 's werelds grootste leverancier van verrijkte brandstof. Aan de andere kant was het nodig om kunstmatige materialen te ontwikkelen die in staat zijn tot splijting, bijvoorbeeld plutonium, waarvoor een aantal apparaten nodig was die nodig waren voor het atoomproject.
Verrijking van uranium– een technologisch proces waarmee je kunt groeienmassafractie van de isotoop uranium-235. Op industriële schaal wordt de verrijking uitgevoerd met behulp van uraniumhexafluoridegas UF6 met behulp van de methoden van elektromagnetische isotopenscheiding, gasdiffusie (UF6 wordt verwarmd en door een speciaal filter gevoerd), aerodynamische scheiding (turbulentie van gas in een speciaal mondstuk), gascentrifugering (scheiding door centrifugaalkrachten afhankelijk van de absolute verschillen in massa), laserverrijking (lasers in uraniumdamp exciteren atomen van uranium-235, waarna de geïoniseerde atomen worden verwijderd met behulp van een elektrisch of magnetisch veld). In de natuur wordt het aangetroffen in een uitgeputte vorm met een massafractie van 0,72%. Dit type uranium heeft een splijtingskettingreactie en relatieve stabiliteit, wat de aandacht van wetenschappers trok. Momenteel wordt uit dit materiaal brandstof voor kernreactoren gemaakt.
Vandaag moet je duidelijk begrijpen dat Rusland enAmerika is een land dat in staat is om dergelijke technologieën te creëren, en wij hebben de belangrijkste competenties, in tegenstelling tot andere landen, wat ons "de sleutelfiguren van dit spel" maakt. Het is ook belangrijk om te begrijpen dat ons concurrentievermogen in dergelijke complexe hightech-gebieden rechtstreeks afhangt van de beschikbaarheid van up-to-date atoomwapens, die onze soevereiniteit bepaalt.
Resource Disaster: scenario voor probleemoplossing
- Wat kan behalve de dreiging van atoomwapens desastreuze gevolgen hebben voor de wereld als geheel?
- Op dit moment is er een dreigingeen trend, een wereldwijde uitdaging voor de beschaving, die juist gevaarlijk is vanwege zijn onzichtbaarheid. Ik heb het over de onuitputtelijkheid van hulpbronnen: energie, water en het zaaigebied. Van deze bronnen is energie belangrijk, omdat tijdens het kopen en verkopen tussen landen de voorraad op is, wat zeker zal leiden tot het verdwijnen ervan. Voor elk land is het nu de prioriteit om de uitputting te stoppen. De wereldpolitiek wordt ook bepaald door de strijd tussen staten om middelen.
Het probleem van de uitputting van natuurlijke hulpbronnenligt in het feit dat velen van hen niet het karakter van herstel hebben - of dat hebben ze, maar het is niet vergelijkbaar met het consumptievolume. Milieuactivisten voorspellen dat de planeet in de nabije toekomst zal worden overweldigd door een crisis van een gebrek aan hulpbronnen: de oliereserves raken bijvoorbeeld over 50 jaar uitgeput, aardgas in 55 en steenkool in 150.
Een groeiend aantal staten begintgebruik alternatieve energiebronnen: de energie van de zon, wind, water, de warmte van de aarde en biobrandstoffen. De energie van de zon wordt gebruikt om elektrische en thermische energie op te wekken; hiervoor ontstaan zonne-energiecentrales en zonnecollectoren die zonne-energie omzetten in warmte voor warmtedrager. Windenergie bestaat uit het omzetten van de kinetische energie van de wind in elektriciteit, de basis van de installaties is een windgenerator. De kracht van water wordt gebruikt in waterkrachtcentrales: water werkt op de wieken van een turbine die elektriciteit opwekt, en er worden ook getijdenstations gebouwd die de energie van getijden in zee of oceaan gebruiken. Warmtepompen worden gebruikt om de warmte van de aarde om te zetten in elektrische en thermische energie. Biobrandstof ontstaat door verwerking van organische stoffen.
Mikhail Kovalchuk. Foto: Open innovatie
- Waarom bevond de mensheid zich in deze situatie?
- Natuurlijk ken je de gesloten natuurbroncyclus. De natuur zelf bestaat al miljarden jaren en is niet uitgeput. Zodra we het systeem van de natuur betraden. We maakten deel uit van een systeem op zonne-energie. De bladeren 'voedden' zich met de zonnestralen en het leven van een persoon was afhankelijk van de zon en zijn 'spierkracht'. Later verschenen er energiebronnen, die op hun beurt enorme hoeveelheden hulpbronnen gebruikten. Na 200 jaar bevonden we ons midden in een hulpbronnenramp. Het meest trieste is dat de man zelf, die de technosfeer antagonistisch tegen de natuur heeft gebouwd, de schuld krijgt.
Resource voorspellingen nuteleurstellend: als je niet langzamer gaat, dan komen we tot een bloedige slachting voor hulpbronnen en bestaan in een wereld waar het voor een moderne persoon gewoon onmogelijk is om te overleven. Natuurlijk is er nu een mogelijkheid om te beginnen met het creëren van een natuurachtige technosfeer om de natuurlijke gang van zaken niet te verstoren. Het creëren van een dergelijk concept vereist een symbiose van wetenschap en technologie, meer bepaald de integratie van technologische systemen in de natuurlijke hulpbronnenomzet.
Vijf jaar geleden kwam de president van Rusland onderBij de bespreking van het Kyoto-protocol over de uitstoot van broeikasgassen bleek dat het geen zin heeft om slechts een gedeeltelijke oplossing te bieden voor de milieuproblemen van de beschaving. We hebben resoluut een fundamenteel nieuwe benadering nodig voor het creëren van natuurachtige technologieën en vinden de mogelijkheid van harmonieus samenleven.
In december 1997 heeft Kyoto een internationale aangenomeneen overeenkomst waarbij alle ontwikkelde landen zich ertoe verbinden de uitstoot van broeikasgassen te verminderen of te stabiliseren. Het Kyoto-protocol wordt beschouwd als de eerste minnelijke overeenkomst die de bescherming van het milieu regelt. Het document regelt de reductie van emissies van 6 soorten gassen: methaan, kooldioxide, fluorkoolwaterstoffen, hexafluoride, lachgas en fluorkoolwaterstoffen. Momenteel nemen 192 staten deel aan het Kyoto-akkoord.
12 december 2015 in Parijs, een nieuweklimaatakkoord, dat het Kyoto-protocol moest vervangen, dat in 2020 afloopt. De Overeenkomst van Parijs bevat vereisten om de uitstoot van broeikasgassen in alle staten te verminderen, er zijn geen kwantitatieve beperkingen op emissies, er is geen mechanisme voor strikte controle op de naleving en handhavingsmaatregelen voor de uitvoering ervan, en er wordt een economisch instrument gecreëerd waarmee landen projecten kunnen financieren om de uitstoot van elkaar te verminderen vriend.
Een nieuwe kijk op de wetenschappelijke gemeenschap
- Wat is de reden voor onze foutieve benadering van de technosfeer?
- Om deze vraag te beantwoorden, is het beter om mee te gaanfilosofisch standpunt tot het allereerste begin van de ontwikkeling van de wereld. Vele jaren geleden, ten tijde van Newton, was een man geïnteresseerd in de wereld en haar structuur, maar zonder iets te begrijpen vergoddelijkte hij die. De volgende stap was de opsplitsing van de enorme grote wereld in kleine delen, waardoor er geen moeilijkheden meer ontstonden. Als gevolg hiervan ontstond er een eng gerichte wetenschap en dezelfde economie die niet overeenkwam met de werkelijkheid. Enerzijds heeft de mensheid een enorme hoeveelheid kennis opgedaan waaruit het systeem is opgebouwd. Aan de andere kant, als gevolg van de versnippering van informatie over de wereld, is elke specialist zo nauw gefocust dat hij het wereldbeeld van een nabije vertegenwoordiger van een andere industrie niet waarneemt.
Dit fenomeen uitleggen is vrij eenvoudigVoorbeeld: als we abstracte, aangrenzende kolommen als richting nemen voor trainingsspecialisten, dan wordt met de komst van een nieuwe richting eenvoudig nog een kolom toegevoegd.
Toen IT ontstond, werd er een kolom toegevoegd, maar het is onmogelijk om ze als een industrie te beschouwen, omdat dit de structuur is die boven de industrieën uitstijgt, en alle vooruitgang op dit gebied is rechtstreeks afhankelijk van de computer.
Mikhail Kovalchuk. Foto: Open innovatie
Ook in de toekomst kwamen ze met nanotechnologie. In dit geval was de fout dat nanotechnologie moet worden beschouwd als een methodologie voor de constructie van materialen van verschillende typen door atomaire en moleculaire regulatie. Dit betekent dat het ook een suprasectorale structuur is. IT en nanotechnologie worden dus terecht gezien als onderdelen die samen een completer beeld vormen.
Er was eens maar één wetenschap: de natuurwetenschap, maar inAls gevolg van de verdeeldheid ontstond er een massa aan afzonderlijke disciplines. Nu is het tijdperk aangebroken waarin deze veelheid van natuur- en menswetenschappen tot één geheel wordt samengevoegd. We zijn getuige van de overdracht van het levenloze naar de levenden, het samensmelten van deze staten.
- Hoe een dergelijke fusie technisch uitvoeren? Wat gebeurt er in deze geest rechtstreeks bij het Kurchatov Instituut?
- De huidige fase van de wetenschap is de overgang vananalyse van de bestudeerde synthese. Het is net een puzzel, je hoeft alleen maar een foto uit verschillende disciplines samen te stellen. Als we elke 'puzzel' kennen, kunnen we een nieuw beeld van de wereld krijgen, wat de moderne trend van de wetenschap bepaalt.
Het belangrijkste in dit verband is nanotechnologie,zodat je het vereiste anorganische materiaal kunt construeren en vervolgens, zoals een laagcake, biotechnologie kunt toevoegen om een hybride halfgeleidersubstraat te creëren. De volgende discipline is IT, voor het ontwerpen van een geïntegreerd circuit. En tenslotte cognitieve technologie - om het systeem te animeren.
Op basis hiervan heeft het Kurchatov Instituut een afdeling humanitaire technologie. Het wordt beheerd door Dr. Yatsishina, zij is verantwoordelijk voor het animeren van nieuwe technologieën.
Bijvoorbeeld bij het creëren van een team van robotshet doel van het creëren van een beroepsbevolking is bereikt, en om de kosten te verlagen zul je de psychologie en sociologie van een zwerm of mierenzwerm moeten begrijpen. In een dergelijk geval zal alles afhangen van het doel van het creëren van het systeem. Het Kurchatov Instituut heeft al een uniek complex gecreëerd voor het creëren van natuurachtige structuren.