Создавать лекарства без побочных эффектов, новые материалы для современных космических кораблей, а также изучать историю в России возможно с помощью ускорителя заряженных частиц. На этих мегаустановках не только решают практические задачи, но и проводят фундаментальные исследования. Кроме того, идет работа над созданием отечественных аппаратов нового поколения.
Курчатовский синхротрон — один из самых молодых российских ускорителей. Он запущен в 1999 году, но исследования несколько выходят за пределы понимания того, чем здесь должны заниматься. Хранитель античных древностей исторического музея привез небольшой сверток, содержимое которого для него — настоящее сокровище.
Речь идет о фигурном сосуде из некрополя Тамани. Чтобы узнать его устройство, способ изготовления и оценить, как артефакт выглядел в IV веке до нашей эры, археологи стараются использовать все возможности. В 2015 году в Курчатовском институте появилась лаборатория, исследующая археологические экспонаты и предметы искусства.
Елена Терещенко, ведущий научный сотрудник, начальник лаборатории
Изначально ускорители элементарных частиц создавались для совершенно других целей — изысканий в области физики высоких энергий и создания оружейного плутония. Но особенность работы ускорителя в том, что попутно он генерирует мощное излучение, в том числе рентгеновское, которое позволило проводить исследования на уровне отдельных атомов.
Михаил Ковальчук, президент Национального исследовательского центра «Курчатовский институт»: «Это первый на постсоветском пространстве и один из немногих в мире специализированных источников синхротронного излучения. То есть ускоритель построен не для физики высоких энергий, как обычно, а оптимизирован на получение яркого и мощного рентгеновского излучения».
Ускорители применяются в совершенно разных областях, начиная от создания лекарств и заканчивая предсказанием свойств новых материалов. Но сегодня объект исследования — старый кувшинчик для масла, который, на первый взгляд, не впечатляет масштабом. Первый этап, по сути, обычная томография. На экране заметны скрытые от глаз швы внутри сосуда, он как бы склеен из нескольких элементов.
Денис Журавлёв, хранитель античной коллекции Государственного исторического музея: «Видно, как мастер задумывал этот сосуд, порядок, в котором он соединял элементы. Казалось бы, зачем это нужно? Мы полностью реконструируем технологию его изготовления. Тут
Следующие этапы изучения проходят с применением синхротронного излучения. Определяют места, где сохранились следы краски, заодно возьмут образец содержимого сосуда и проведут фазовый анализ, чтобы определить минеральный состав, то есть выяснить, что же хранили в бутылочке.
Денис Журавлёв: «Для нас, для исторического музея, для меня как для хранителя античных древностей сотрудничество с Курчатовским институтом стало неким волшебством, благодаря которому мы смогли ответить на вопросы, которые мучали нас много лет».
Синхротрон универсален, он обрастает десятками
Никита Марченков, руководитель Курчатовского комплекса
Но порой их назначение выходит даже за пределы научных изысканий. Понять, о чем идет речь, можно в Протвине, где расположен самый большой ускоритель в России. Хронология такая: в 1967 году ускоритель был запущен, в
Владимир Калинин, заместитель начальника отделения ускорительного комплекса Института физики высоких энергий НИЦ «Курчатовский институт»: «Частицы попадают в канал, который сейчас модернизируется, и по этому каналу они будут переводиться в
Мишенью для летящих быстрее мысли частиц станет раковая опухоль, которую нужно уничтожить, не повредив здоровые ткани, например, глаз.
Владислав Понитков, заместитель директора по инвестиционному развитию Института физики высоких энергий НИЦ «Курчатовский институт»: «Ускоритель по факту превращается в медицинский прибор, некое медицинское изделие.
Кажется странным, что использовать исполинский ускоритель, чтобы облучать опухоль, — задача ничтожная при его мощности.
Виктор Егорычев, доктор
Все же основа новой технологии — пусть и проходящий модернизацию, но синхротрон прошлого века. Блестящий инструмент для решения научных задач, но со своими ограничениями, потому на следующий год запланировано начало строительства нового комплекса.
Виктор Егорычев: «Если вы все время модернизируете стеариновую свечу, вы никогда не сделаете лампочку Эдисона. То есть необходим качественный скачок и в науке тоже. Для этого сейчас по указу президента разрабатывается проект, который называется „СИЛА“».
«СИЛА» расшифровывается как
Михаил Пресняков, начальник управления по созданию исследовательских установок НИЦ «Курчатовский институт»: «Когда вы снимаете объект, он под воздействием лазера разрушается. Видя на уровне единичных атомов, как разрушается структура, вы можете представить, как ее собрать обратно».
Получается
Михаил Ковальчук: «То, что мы делаем повседневно: создание лекарств, создание новых материалов перевести на качественно новый уровень и поддерживать на лучшем уровне в мире, еще и вырываясь вперед и делая то, чего еще ни у кого нет. Вот ответ».
Новые технологии называются «природоподобными». Они позволят, воспроизводя естественные процессы, создавать материалы с заданными свойствами, в том числе и такие, которые раньше считались невозможными.