Michail Kovaltjuk— Ordförande för Kurchatovinstitutet, chef för det allryska uppfinnarsällskapet och
National Research Center "Kurchatov Institute"- vetenskapligt institut grundat av akademiker I.V.Kurchatov 1943. Från de allra första dagarna var Kurchatov-institutet involverat i utvecklingen av kärnenergi. Centret har utvecklat och monterat många kärnkraftsanläggningar: reaktorer, kraftverk, ubåtar och isbrytare.
Vad påverkade beslutet att skapa atombomben?
- I dag spelar vetenskap i många avseenden en ledande roll. Men vad händer med vetenskaplig kunskap och institutioner när man tittar inifrån?
- Utan tvekan förändras vetenskapen nu. För att förstå hur detta händer är det viktigt att inse sin nuvarande plats och korrekt prioritera. Detta tillvägagångssätt gäller absolut alla verksamhetsområden. Det är prioriteringar som hjälper till att hantera svårigheter: resurs eller ekonomi. Nästa viktiga steg är att förstå att det finns två kategorier av prioriteringar: taktiska och strategiska. De första är att definiera och ansvara för överlevnad. Taktiska prioriteringar möjliggör utveckling och modernisering av specifika marknader eller produkter. Den andra kategorin prioriteringar ansvarar för långsiktiga mål som påverkar framtiden och för skapandet av grundläggande ny teknik som revolutionerar alla idéer om det vanliga livet. Sådana prioriteringar diskuteras inte i början, har inga prognoser och är inte knutna till befintliga specifika produkter.
Mikhail Kovalchuk. Foto: Open Innovation
Men båda kategorierna är nära sammankopplade i samhället,som det finns många exempel i historien. Vi vet alla mycket väl att vi den 9 maj 1945 vann ett av de svåraste krigarna. Segern säkerställdes av fördelen med att utrusta trupperna. Sovjetunionen blev den viktigaste staten vid den tiden, men efter ett par månader förändrades maktbalansen.
I augusti samma år efter det fruktansvärdabombningen av Hiroshima och Nagasaki, blev det klart varför sovjetregeringen under det svåraste kriget beslutade att sälja kärnvapen. Ja, när detta beslut fattades var det omöjligt att föreställa sig att det därefter skulle avgöra hela Sovjetunionens öde. Om en sådan vag och svår att genomföra prioritering inte hade dykt upp under krigsåren, skulle vi enligt amerikanernas plan helt enkelt ha torkats bort från jorden och kriget skulle ha vunnit förgäves.
Enligt ett antal källor, 16 maj 1944Den amerikanska stabschefen läste en rapport till regeringen, som sade att efter kriget avslutade skulle Sovjetunionen bli en mäktig världsmakt. Detta skulle leda till en sammanstötning av ekonomiska intressen från Sovjetunionen och USA. Därför instruerade den amerikanska regeringen omedelbart efter slutet av andra världskriget militären att utveckla en attackplan mot Sovjetunionen.
Många sådana planer gjordes, men avberömd av dem var "Dropshot", godkänd den 19 december 1949. Det var tänkt att släppa 300 atom- och 250 tusen ton vanliga bomber på Sovjetunionens territorium, ockupera den och dela upp den i fyra delar: den västra delen, Ural med Centralasien, Sibirien och Fjärran Östern. I slutet av 1949 skapade dock Sovjetunionen också sin egen atombomb, RDS-1. Amerikanska militäranalytiker drog slutsatsen att luftförluster i en attack skulle vara 55%, att Sovjetunionen kunde hämnas och slå tillbaka i landslag, så alla planer för attacken begränsades.
De atombombningar av Hiroshima och Nagasakiinträffade 6 och 9 augusti 1945. Kärnkraftsattacker mot japanska städer genomfördes av amerikanska bombplan. En uranbomb för barn med en kapacitet på 13–18 kilo TNT tappades på Hiroshima, och en plutoniumbombe "Fat man" med en kapacitet på 21 kiloton släpptes på Nagasaki. Efter att ha tappat bomberna förvandlades Hiroshima och Nagasaki till ruiner, och invånarna i dessa städer dog en fruktansvärd och smärtsam död. Det totala antalet offer är mer än 450 tusen människor. I Hiroshima, från explosionen, enligt olika uppskattningar, dog från 70 till 100 tusen människor, i Nagasaki - cirka 70 tusen. Påföljande år fortsatte människor att dö av strålningssjuka, uppgifterna om offren uppdateras varje år på explosionens dagar. Till exempel var 2014 totalt antal offer i Hiroshima 292 325 personer och i Nagasaki - 165 409 personer.
Hiroshima efter bombningen
- Det vill säga att varje strategisk prioritering och resultatet av dess genomförande kommer att avgöra framtiden för en hel civilisation?
- Exakt, men i en situation med amerikanskadet fanns bara två utgångar vid bombningen - antingen svarar vi på dem eller så försvann vi. Naturligtvis har målet att skapa kärnvapen blivit en prioritering utan diskussioner och prognoser. Den 25 december 1946 inleddes en kedjereaktion som visade potentialen för att skapa denna typ av vapen. Tre år senare lyckades vi visa världen våra egna framgångar och att spränga atombomben, men vi begränsade oss till test för att inte bli som våra utländska motståndare.
Senare, 1954, lyckades Kurchatov skapa och sätta i drift det första kärnkraftverket på planeten. Det var denna händelse som blev avgörande för utvecklingen av global kärnenergi.
Och detta var nästa steg - termonukleärkraftteknik. Skapandet av en tokamak på 50-talet gjorde det möjligt att använda principen om magnetisk inneslutning av högtemperaturplasma. Tokamak är vår uppfinning, men idag tillåter det alla civiliserade länder att använda denna prototyp av energimaskinen, och därför en ny typ av energiöverföring utan förlust i rörelsen av flygplan, helikoptrar och till och med fartyg. Det är vår utveckling som nu tillåter oss att aktivt utveckla fusionsenergiindustrin.
Nästa forskares genombrott var lanseringen 1958 av den första sovjetiska atomubåten, kallad "Lenin Komsomol", och ett år senare, efter det, den atomiska isbrytaren.
Den 25 december 1946 lanserades den på Sovjetunionens territoriumEuropas första kärnreaktor. Det byggdes under övervakning av en akademiker.Igor Vasilievich Kurchatov. Stora reserver av uran och grafit användes på skapandet. Det huvudsakliga vetenskapliga målet med designen var möjligheten att utveckla tekniker för att producera plutonium.
26 juni 1954 i närvaro av Kurchatov varvärldens första kärnkraftverk lanserades. Det är beläget i Kaluga-regionen i Obninsk stad och var anslutet till USSR: s allmänna elektriska nätverk. 2002 stängdes det första kärnkraftverket.
Tokamak, toroidkammare med magnetspolar— installation för magnetisk plasmainneslutning, somlåter dig skapa förutsättningar för kontrollerad kärnfusion. Denna syntes gör det möjligt att erhålla tyngre atomkärnor från lätta med en sönderfallsreaktion. Den största skillnaden och fördelen med en tokamak som använder ett magnetfält är användningen av elektrisk ström. I sin tur säkerställer strömmen uppvärmning av plasman och upprätthållande av jämvikt. Tokamak-reaktorn utvecklas för närvarande som en del av det internationella vetenskapliga projektet ITER.
tokamak
Den första nukleära ubåten "LeninskyKomsomol "lanserades den 9 oktober 1957. Namnet på båten var från ubåten med samma namn på den norra flottan i Sovjetunionen. Under årens lopp besökte Leninsky Komsomol ett flertal uppdrag: utforskning under Ishavets is, flera skärningspunktar mellan Nordpolen och en stigning i Nordpolen. Ubåten drogs tillbaka från den nordliga flottan först 1991. År 2019 fattades ett beslut om att bevara fartyget med efterföljande omvandling till ett museum.
Hur beräknades beräkningsmatematiken och var kommer atomprojektet
- Vilka fördelar gav dessa grundläggande framsteg inom vetenskap och teknik oss idag?
- Det finns många sådana fördelar. Till exempel är vi i dag det enda landet i världen som har en kärnkraftsflotta. Dess närvaro ger oss tillgång till höga breddegrader, där de viktigaste kolväteuppsättningarna finns. Dessutom blev jag nyligen medveten om att vårt land som helhet har mer än hälften av världens isbrytareflotta.
Nya isbrytarubåtar skapas iRyssland kan serva undervattenskomplex för olje- och gasproduktion och självständigt utvinna dessa mineraler. På initiativ av vårt institut har den första plattformen med ett sådant företag nu lanserats och drivs.
Huvudproblemet i den moderna världen ärbehovet av att tillhandahålla megawattkraftkällor, som endast erhålls från kärnkraftteknik. Så utan kärnkraft är det omöjligt att utföra rymdutforskning.
Mikhail Kovalchuk. Foto: Open Innovation
Och det vanligaste som kan nämnas är -dina prylar. Naturligtvis tror ingen, med ett nytt mirakel av teknik i sina händer, att beräkningsmatematik, grunden för sådana enheter, uppstod som en disciplin endast på grund av behovet av att beräkna egenskaperna hos neutronreaktorer på 40-talet vid vårt institut. Det var så beräkningsmatematiken blev grunden för utvecklingen av framtida elektronik-, kärnkrafts- och rymdprojekt.
Datoranvändningmatematik- en gren av matematiken som inkluderar problem,relaterade till användningen av datorer. Detta innefattar konstruktion och analys av matematiska modeller, utveckling av metoder och algoritmer för att lösa problem som uppstår när man studerar modeller. I synnerhet bör förbättringen av kärnvapen baseras på resultaten av matematisk modellering av processer på datorer.
I färd med att skapa en atombomb i KurchatovskyVid institutet utfördes arbeten manuellt på elektronisk-mekaniska maskiner som levererades som reparationer från Tyskland. Teoretisk forskning var viktig, men på den tiden utbildade universitet och tekniska skolor inte specialister i högre matematik. Teoretiska studier för framtida beräkningar utfördes av vanliga matematiker, mekaniker, meteorologer och andra specialister från olika områden, som fick omskola sig i farten. Som ett resultat öppnade akademiker Sobolev den första avdelningen för beräkningsmatematik i Sovjetunionen vid fakulteten för mekanik och matematik vid Moscow State University, och hans kollegor Keldysh och Lavrentyev började skapa de första datorerna.
Vi måste förstå att vi är skyldigaframsteg är bara ett atomprojekt. Och framför allt beror detta på undertecknandet av ett avtal om förbud mot nukleära tester. Utsikterna till nedbrytning av kärnvapen har förskjutit forskarnas blick för att förbättra datatekniken.
- Finns det liknande exempel på uppkomsten av nya kunskapsområden baserade på befintliga?
- Idag är vi en avviktiga länder i utvecklingen av materialvetenskap. Denna riktning uppstod från behovet av att skapa nya material för rymdprojekt som kan fungera under extrema förhållanden: strålning, stora temperaturhopp och andra faktorer.
Ett levande exempel är en motorturbinplanet. Endast tre länder har kompetens att producera sådana delar. Om till exempel amerikanska forskare, efter att ha köpt våra motorer, försöker förstå dess struktur och demontera motorn, kommer de inte att kunna återhämta sig. Detta beror på att bara ett fåtal världsmakter kan skapa sådana komplexa strukturer, och det är värt att respektera.
Att skapa kärnvapen är viktigamaterial som kan delas. Sådana material bland naturliga analoger fanns antingen inte, eller deras egenskaper passade inte forskare tillräckligt, vilket blev den viktigaste uppgiften inom materialvetenskap.
Till exempel för att förbättra klyvningen av uran-235Akademiker från vårt institut Mikhail Nikolaevich Tikhomirov beslutade att skapa en anrikningsteknik. Det var denna teknik som förde landet till världens största leverantör av anrikat bränsle. Å andra sidan var det nödvändigt att utveckla konstgjorda material som var kapabla att klyva, till exempel plutonium, vilket krävde skapandet av ett antal anordningar som var nödvändiga för atomprojektet.
Uranberikning— en teknisk process som gör att du kan ökamassfraktion av uran-235 isotopen. I industriell skala utförs anrikning med uranhexafluoridgas UF6 med metoderna för elektromagnetisk isotopseparation, gasdiffusion (UF6 värms upp och passerar genom ett speciellt filter), aerodynamisk separation (turbulens av gas i ett speciellt munstycke), gascentrifugering (separation på grund av centrifugalkrafter beroende på de absoluta skillnaderna i massa), laseranrikning (lasrar i uranånga exciterar atomer av uran-235, sedan avlägsnas de joniserade atomerna med hjälp av ett elektriskt eller magnetiskt fält). I naturen finns den i utarmad form med en massfraktion på 0,72%. Denna typ av uran har en klyvningskedjereaktion och relativ stabilitet, vilket lockade forskarnas uppmärksamhet. För närvarande skapas bränsle för kärnreaktorer av detta material.
I dag måste du tydligt förstå att Ryssland ochAmerika är ett land som kan skapa sådan teknik, och det är vi som har huvudkompetenser, till skillnad från andra länder, vilket gör oss till "nyckelfigurerna i detta spel". Det är också viktigt att förstå att vår konkurrenskraft på sådana komplexa högteknologiska områden beror direkt på tillgången på aktuella atomvapen, vilket avgör vår suveränitet.
Resource Disaster: Problem Solution Scenario
- Vad, förutom hotet om atomvapen, kan ha katastrofala konsekvenser för världen som helhet?
- Just nu är det en hotfullen trend, en global utmaning för civilisationen, som är farlig just på grund av dess osynlighet. Jag talar om resursernas uttömmning: energi, vatten och området för sådd. Bland dessa resurser är energi viktigt, eftersom i processen med att köpa och sälja mellan länder är beståndet tappat, vilket säkert kommer att leda till att det försvinner. För varje land är prioriteringen nu att stoppa utmattningen. Världspolitiken bestäms också av kampen mellan staterna om resurser.
Problemet med naturresursernas uttömlighetligger i det faktum att många av dem inte har karaktären av återhämtning - eller de har, men det är inte jämförbart med volymen av konsumtion. Miljöaktivister förutspår att planeten i en nära framtid kommer att överväldigas av en kris med brist på resurser: till exempel kommer oljereserver att löpa ut efter 50 år, naturgas - efter 55 och kol - efter 150.
Ett växande antal stater börjaranvänd alternativa energikällor: solen, vinden, vatten, jordens värme och biobränslen. Solens energi används för att generera elektrisk och termisk energi; för detta skapas solkraftverk och solfångare som omvandlar solenergi till värme för värmebärare. Vindenergi består i att konvertera vindens kinetiska energi till elektricitet, basen för installationerna är en vindgenerator. Vattenkraften används vid vattenkraftverk: vatten verkar på bladen i en turbin som genererar elektricitet, och tidvattenstationer byggs också som använder tidvattenens energi i havet eller havet. Värmepumpar används för att omvandla jordens värme till elektrisk och termisk energi. Biobränsle bildas som ett resultat av bearbetning av organiska ämnen.
Mikhail Kovalchuk. Foto: Open Innovation
- Varför befann sig mänskligheten i denna situation?
- Naturligtvis känner du till det stängda naturligaresurscykel. Naturen själv har funnits i miljarder år och är inte uttömd. En gång gick vi in i naturens system. Vi var en del av ett system som drivs med solenergi. Bladen "matades" av solens strålar, och människans liv var beroende av solen och dess "muskulära styrka". Senare dök upp energikällor, som i sin tur använde enorma mängder resurser. Efter 200 år var vi mitt i en resurskatastrof. Det sorgligaste är att mannen själv, som byggde teknosfärens antagonistiska mot naturen, är skylden.
Resursprognoser nunedslående: om du inte saktar ner, kommer vi till ett blodigt slakt efter resurser och existens i en värld där det helt enkelt är omöjligt för en modern person att överleva. Naturligtvis finns det nu en möjlighet att börja skapa en naturliknande teknosfär för att inte störa saker och ting naturligt. Skapandet av ett sådant koncept kräver en symbios av vetenskap och teknik, närmare bestämt integration av tekniska system i naturresursomsättningen.
För fem år sedan, Rysslands president underDiskussionen av Kyoto-protokollet om utsläpp av växthusgaser sade att det inte är vettigt att ta itu med en delvis lösning på civilisationens miljöproblem. Vi behöver resolut en grundläggande ny strategi för att skapa naturliknande teknologier och hitta möjligheten till harmonisk samexistens.
I december 1997 antog Kyoto en internationellett avtal där alla utvecklade länder förbinder sig att minska eller stabilisera utsläpp av växthusgaser. Kyoto-protokollet anses vara det första vänskapliga avtalet som reglerar miljöskyddet. Dokumentet reglerar minskningen av utsläpp av 6 typer av gaser: metan, koldioxid, fluorkolväten, hexafluorid, kväveoxid och fluorkolväten. För närvarande deltar 192 stater i Kyoto-avtalet.
12 december 2015 i Paris, en nyklimatavtal som skulle ersätta Kyoto-protokollet, som löper ut 2020. Parisavtalet innehåller krav för att minska utsläppen av växthusgaser i förhållande till alla stater, det finns inga kvantitativa utsläpp, det finns ingen mekanism för strikt kontroll över dess efterlevnad och genomförandeåtgärder för dess genomförande, liksom ett ekonomiskt verktyg skapas som gör det möjligt för länder att finansiera projekt för att minska utsläpp från varandra andra.
En ny syn på det vetenskapliga samfundet
- Vad är orsaken till vår felaktiga inställning till teknosfären?
- För att besvara den här frågan är det bättre att gå medfilosofisk synvinkel till början av utvecklingen av världen. För många år sedan, vid tidpunkten för Newton, var en man intresserad av världen och dess struktur, men utan att förstå någonting, deifierade han den. Nästa steg var uppdelningen av den enorma stora världen i små delar, med vilka svårigheter inte längre uppstod. Som ett resultat uppstod snävt fokuserad vetenskap och samma ekonomi som inte motsvarade verkligheten. Å ena sidan har mänskligheten fått en enorm mängd kunskap från vilken systemet har byggts. Å andra sidan, som ett resultat av fragmenteringen av information om världen, är varje specialist så snävt fokuserad att han inte uppfattar världsbilden av en närliggande representant för en annan industri.
Att förklara detta fenomen är ganska enkelt påExempel: om vi tar abstrakta, angränsande kolumner som en riktning för utbildningspecialister, läggs en kolumn till med en ny riktning.
När IT uppstod lades en kolumn till, men det är omöjligt att betrakta dem som en bransch, eftersom detta är strukturen som ligger ovanför branscherna, och alla framsteg inom detta område beror direkt på datorn.
Mikhail Kovalchuk. Foto: Open Innovation
Även i framtiden kom de med nanoteknologi. I detta fall var misstaget att nanoteknologi skulle betraktas som en metod för konstruktion av material av olika slag genom atom- och molekylreglering. Detta innebär att det också är en överordnad struktur. Således betraktas IT och nanoteknik med rätta som delar som tillsammans bildar en mer fullständig bild.
En gång i tiden fanns det bara en vetenskap - naturvetenskap, men iSom ett resultat av uppdelningen dök en massa separata discipliner upp. Nu har eran kommit att slå samman denna mängd natur- och humanvetenskaper till en. Vi bevittnar överföringen av de livlösa till de levande, sammansmältningen av dessa stater.
- Hur kan man genomföra en sådan sammanslagning tekniskt? Vad görs i den här åren direkt vid Kurchatov-institutet?
- Det nuvarande vetenskapliga stadiet är övergången frånanalys till den studerade syntesen. Det är som ett pussel, du behöver bara sätta ihop en bild från många discipliner. Genom att känna till varje "pussel" kan vi få en ny bild av världen, som avgör den moderna trenden för vetenskapen.
Det viktigaste i detta sammanhang är nanoteknologi,så att du kan konstruera nödvändigt oorganiskt material, och sedan, som en skiktkaka, kan du lägga till bioteknik för att skapa ett hybrid halvledarsubstrat. Nästa disciplin är IT för design av en integrerad krets. Och slutligen kognitiv teknik - för att animera systemet.
På grundval av detta har Kurchatov-institutet en avdelning för humanitär teknik. Det hanteras av Dr. Yatsishina, hon ansvarar för att animera ny teknik.
Till exempel när du skapar ett team med robotarmålet att skapa en arbetskraft uppnås, och för att minska kostnaderna måste du förstå psykologin och sociologin hos en svärm eller myrsvärm. I ett sådant fall kommer allt att bero på syftet med att skapa systemet. Kurchatov-institutet har redan skapat ett unikt komplex för att skapa naturliknande strukturer.