?

Log in

No account? Create an account
Previous Entry Share Next Entry
"Прогресс нельзя остановить, жизнь нельзя остановить"- уверены в институте ядерной физики им.Бочвара
anna_nik0laeva

Необычное увлечение изучением славного прошлого нашей ядерной физики меня по настоящему захватило. Причиной стало то, что я живу в районе, где находятся и Курчатовский институт и ВНИИНМ им. Бочвара. За эти годы судьба подарила мне шанс познакомиться с удивительными людьми, потрясающими специалистами и настоящими патриотами отечественной науки. Я побывала на ядерном реакторе, Сублиматном и Электрохимическом заводах, где производят гексафторид урана. С трудом сдерживалась, чтобы не дотронуться до текучего урана - "желтушки", больше напоминающего масляную краску, чем опасный материал для будущего топлива ядерных реакторов. Ходила по гулким помещениям закрытого реактора в Северске и фотографировала зеленый холм, в который превратился реактор "Иван-1". Рассматривала, как загружают бочки с гексафторидом урана. Меня бросало в жар, когда я рассматривала гигантскую установку по производству гексафторида урана. Удивлялась, глядя на центрифуги, производящие самые лучшие в мире "стабильные изотопы" в Зеленогорске.

Говорят, один известный сейчас политик все-таки не удержался и дотронулся до текущего урана "желтушки", но про него мы сейчас рассказывать не будем. Кто такие физики - ядерщики ? Люди, уникальность которых вы зачастую не сможете заметить и оценить с первого взгляда из-за их скромности и незаметности. Ученые и сотрудники, с которыми удалось пообщаться, все очень дружелюбны, потрясающе эрудированы, с ними никогда не будет скучно. На одном из "Атомэкспо" мне удалось не только рассмотреть в микроскоп элементы сверхпроводников, но и пообщаться с одним из ведущих научных работников ВНИИНМ им. Бочвара - Ильдаром Абдюхановым. Он больше похож на поэта-лирика прошлого века, чем на современного ученого. Его огромные глаза загораются настоящим огнем страсти, когда он начинает говорить о сверхпроводниках - деле его жизни и об адронном коллайдере. Нашу беседу, с его любезного разрешения, я все-таки рискну опубликовать в своем блоге без всяких предисловий и ссылок:

"-На стенде института им. Бочвара на Атомэкспо мы видим сверхпроводники на разных стадиях их изготовления. Под микроскопом мы видим такую круглую «медаль», это кабель в разрезе, как мне уже объяснили. Что такое сверхпроводник?
Сверхпроводник - это материал, который не оказывают сопротивление электрическому току, когда этот самый ток по нему протекает. Конечно, это происходит при определенных условиях: ток должен быть не выше какого-то значения, хотя оно в любом случае будет практически в миллион раз больше, чем на обычных проводниках.

- Как они изготовляются и что для этого требуется, какие-то особые условия?
Чтобы сверхпроводник был сверхпроводником ему нужен очень сильный охладитель. Это либо жидкий гелий, температурой 4.2К (Кельвина), то есть чуть выше абсолютного нуля, либо можно взять и жидкий азот. Есть сверхпроводники, которые называются высокотемпературными, они работают при температуре жидкого азота. Это уже не так страшно, не так холодно, не так дорого и, в принципе, достаточно может быть применимо в электротехнике, медицине и т.д.
- Является ли этот сверхпроводник прорывом в науке?
В принципе, явлением сверхпроводимости обладают сотни металлов, и на сегодняшний день для сотни элементов таблицы Менделеева эффекты сверхпроводимости уже продемонстрированы. Существует масса соединений, сплавов металлов и неметаллов, которые обладают этим же явлением сверхпроводимости. Но в технике применяется достаточно ограниченное число. Это связано с их дороговизной, со сложностью синтеза, со сложностью переработки, для того чтобы получать какие-то технические изделия.
При этом необходимо отметить, что как правило сверхпроводник - это композит, материал, который конструируют, технологию которого придумывают. Его нельзя добыть в природе в большом количестве, как нефть, газ, каменный уголь и тому подобное. Их нет. Сверхпроводник нужно придумать, придумать его конструкцию, чтобы он наилучшим образом соответствовал тем потребностям, которые нужны конструктору. Изделие из сверхпроводника нужно сделать, и потом это изделие будет служить людям, человечеству. Конструктор, придумывающий это изделие, он к нему предъявляет множество требований: чтобы проводил ток в таких-то полях, заданной величины, но был при этом легким, удобным, гибким и так далее. Для того, чтобы сверхпроводник обладал всеми этими свойствами, нам нужно сначала продумать его конструкцию, сколько в нем должно быть разного рода материалов. В частности, низкотемпературные сверхпроводники, которые сейчас используются в технике, созданы на основе сплавов титана и на основе соединений ниобия и олова. Это по виду такие проволочки, они размером могут быть меньше миллиметра, диаметр у них может быть 0.7мм, 0.5мм, 0.25мм и так далее. При этом внутри этот проволочки будет содержаться до нескольких десятков тысяч сверхпроводящих волокон, размер которых могут быть микроны, несколько микрон или даже меньше. Это, как правило, если мы говорим о сверхпроводниках на основе ниобий-титанового сплава (NbTi), то это волокна как раз ниобий-титановых сплавов. Если же это сверхпроводники на основе соединений ниобий три олова (Nb3Sn), то это волокна из соединения ниобий- три- олова. Поэтому технология изготовления сверхпроводников достаточно сложна, и она очень комплексна. Для того, чтобы сделать сверхпроводник с требуемыми свойствами качественно, да еще и дешево, вообще говоря, надо обладать многими технологиями.

- Сколько стоит создание сверхпроводника, например того, который представлен на стенде «Атомэкспо»?
- Самые разные сверхпроводники по-разному стоят. Тот, что представлен на стенде - сверхпроводник для томографического стренда, той проволочки, из которой делают магнит сверхпроводящий, который потом будет работать в томографе - будет стоить, ну скажем так, около ста долларов за 1 килограмм. Проволочка диаметром 1.3мм.
- Дорого это или дешево?
- Смотря с чем сравнивать. Если сравнивать с медью, то, конечно, дорого. Медь она разная, от шести до 20-50 долларов за килограмм. Но вот то, что можно сделать на сверхпроводнике, нельзя или очень неудобно, дорого там, делать на обычных проводниках. Сверхпроводник за счет того, что он проводит без сопротивления, позволяет создавать изделия, которые в принципе нельзя сделать на основе обычных проводников. Из меди, алюминия можно сделать, но это будет больше по размерам, тяжелее, неудобнее и т.д. В принципе, томограф можно сделать и из обычной меди, но он будет здоровее и гораздо тяжелее, и в конечном итоге не такой выгодный, и может быть не такой точный, потому что сверхпроводящие магнитные системы позволяют получать очень однородные равномерные поля. Для МРТ-томографов это очень важно. Вот когда человека исследуют. Чтобы поле было очень однородное, равномерное, очень хорошо просчитываемое…
- Чтобы видно было.
Да, тогда за счет тех эффектов, которые возникают при взаимодействии магнитного поля с живыми тканями, ученые получают необходимую информацию о том, что творится внутри органов и тканей. И за счет этого могут человека вылечить.
-Как давно занимаются в институте им. Бочвара сверхпроводниками?
Если говорить о технологии сверхпроводимости, надо отметить что в ВНИИМН, Росатоме, а потом уже в ТВЭЛе, технологиями сверхпроводников занимаются по сути с их начала промышленного производства, где-то самый конец 60-х гг - начало 70-х гг. И за это время накоплен и опыт большущий, и несколько поколений ученых, рабочих, технологов сменилось. Их наработки последовательно передаются из поколения в поколение. Важнейшим проектом, в котором мы участвовали очень удачно и очень достойно, это проект международного термоядерного реактора ИТЭР (ITER). Для этого проекта было создано промышленное производство сверхпроводников в городе Глазов, это Чепецкий Механический завод (ЧМЗ), который входит в структуру ТВЭЛа и Росатома. По нашей технологии там было изготовлено 220 тонн таких вот проволочек, одна проволочка диаметром 0.73мм ниобий-титановая, другая проволока 0.82мм на основе ниобий три олова. Это наши конструкции сверхпроводников, наши технологии. Всё это создано на промышленных площадках Глазова, выпущены эти тонны материалов. По мнению международного агентства ИТЭР это одно из лучших производств отрасли. Сейчас, естественно, важнейшая задача его сохранить, равно как и сохранить те научные школы и группы, которые существуют у нас в институте - это очень важный момент. Многое в технологии сверхпроводников, как в любой современной, инновационной технологии, передается за счет опыта. Приобретается и передается потом из поколения в поколение от одних ученых к другим на основе собственных проб и ошибок, об этом нельзя прочитать в статьях или книжках. Во-первых, потому что не пишут, во-вторых, далеко не всё исследованиями попробовано. Поэтому один из важнейших моментов, сохранение того костяка разработчиков, технологов у нас в институте и промышленников, производственников на производстве, мастеров, работников высококвалифицированных.
Наше участие в части изготовления сверхпроводящих стрендов для ИТЭР оно как бы закончилось, а люди и производство осталось. Нужно это производство развить и сохранить для того, чтобы оно и дальше приносило пользу и заводу, и ТВЭЛу, и Росатому, и государству в конечном итоге. Там реализуется программа диверсификации, на существующих мощностях, опять же по нашей
технологии и конструкции, развивается промышленное производство томографического стренда для МРТ-томографов. Кроме того мы прикладываем все силы, какие только у нас есть для того, чтобы участвовать в новом колоссальном международном проекте. Это проект создания инновационного коллайдера будущего, FCC так называемый (Future Circular Colliders). Нам он, и вообще всему человечеству нужен. Потому что рядом с большим адронным коллайдером, это такое большое кольцо, закопанное под землей, будет строиться еще больший коллайдер. Коллайдер – это такой ускоритель, где частицы сталкиваются, возникает масса всевозможных эффектов, выделяется энергия, выделяются разного рода излучения (тепловое, рентгеновское), и ученые изучают вот этот момент соударения, какие там процессы происходят, получают информацию о том, как вообще устроена Вселенная, как она появилась, как она развивалась. Это вообще фундамент наших знаний об окружающем мире, интереснейшая и сложнейшая наука. Но для того чтобы проводить такие эксперименты, нужно построить новый ускоритель. Современный БАК (Большой адронный коллайдер) имеет радиус примерно 27км, а новый будет иметь радиус 100км.

Вот эти "медали", три первых, если смотреть слева - направо, составные части будущего сверхпроводника.

- Сто километров – это сложно даже представить себе…
Тут радиус даже, длина будет побольше… Вот для ИТЭР мы сделали 220 тонн всего, со всего мира сделали 700 тонн этих стрендов, а для этого нового сверхпроводящего коллайдера нужно будет до 6000 тонн. В принципе, работы хватит на всех, и на ученых, и на производство, и на заводы. Другое дело то, что там требуются новые, еще более современные стренды.
И поэтому для нас важная задача такие стренды разработать, сделать и внедрить потом в производство. Здесь есть один нюанс, а котором я хочу вам сказать. У нас очень здорово развит механизм поддержки и финансирования поисковых работ. Дело всё в том, что подобного рода разработки надо начинать задолго до того, как возникает заказчик со своим заказом, что ему это нужно. Потому что в стрендах разработка и конструкция сложнейшая. Чтобы ее построить, сделать, с полпинка не получится. Для того чтобы ее освоить нужно начинать сначала, от исходных материалов особо чистых ниобия, олова, меди, всевозможных сплавов. Надо тщательнейшим образом отрабатывать и рассчитывать конструкции стрендов. Надо очень тщательно и внимательно изучать физико-химические процессы, происходящие при промежуточных отжигах и при результирующем диффузионном отжиге, как формируются сверхпроводящие фазы, как действуют легирующие элементы, как эти легирующие элементы влияют на морфологию фазы, на ее электрофизические свойства, какой набор легирующих элементов является более эффективным для достижения требуемых электрофизических характеристик в определенном интервале магнитных полей. Чтобы сделать конструкцию с применением всех технологий, нам нужно провести ряд фундаментальных исследований, отработать новые приемы, опробовать технологические идеи.

- Скажите, за счет бюджета будет происходить отплата этих разработок? Нужно будет убедить каких-то инвесторов, или это государство будет оплачивать?
- Чудес на свете не бывает. Разработку такого нового сложнейшего продукта всегда и везде финансирует государство. Это мое глубочайшее убеждение, я уверен в этом. Если взять любую научную статью, внимательно почитать, там, где пишут мелким шрифтом, что работа выполнена за гранты такие-то, министерства энергетики страны, если речь идет о зарубежных статьях. Вот подобного рода работы безусловно должно финансировать государство через фонды, через госкорпорации. Не будет финансировать исследования инвестор, производитель, который озабочен получением сегодняшней сиюминутной выгоды. Это нормально, они для этого и существуют, все эти бизнес-структуры. Он не будет вкладываться в столь дорогостоящий и столь рискованный для него проект. В поисковое исследование не будет он вкладываться – это слишком от него далеко. А отдачу от работы он в виде звонкой монеты сегодня не получит. Безусловно,
помощь государства в лице нормального финансирования поисковых каких-то работ должна быть. Другого ничего не придумаешь, не заманишь сюда инвестора. Только после того, как поисковая работа дает результат, когда определены направления дальнейших исследований, определены основные научные основы технологий и конструкций, то где-то на этом этапе возможно подключение инвестора, которых оценив риски может сказать: «да, если я сейчас вложусь в этот проект для производства вот этого продукта, например, стренда, то в будущем за счет продаж этого стренда, наверное, деньги отобьются и я что-то получу».

- У вас уже есть разработка, вы уже выпустили сколько-то тонн этого кабеля для сверхпроводника.
Мы выпустили для ИТЭР, но теперь требуются другие свойства. Принцип развития жизни в том, что ты, сделав что-то одно, получил опыт и знания, но дальше тебе нужно сделать следующий шаг, преодолеть новые сложности-трудности, каким-то может быть другим образом обогатится новыми знаниями. Всё время ехать на прежнем опыте не получится. И вот для того чтобы перепрыгнуть со ступеньки на ступеньку здесь разумное, правильно, мудрое государево пестование своей науки и наиболее интересных и перспективных научно-технических проектов просто необходимо. Иначе мы не сможем получать принципиально новые технические решения, новые какие-то разработки. Мы все время будем топтаться, совершенствовать то что уже имеется, снижать себестоимость производства. Это нужно, но на этом долго не проедешь. Вот у вас есть какая-то технология, вы выпускаете какой-то продукт. Можно, конечно, заниматься тем, что его совершенствовать, снижать себестоимость, улучшать прибыльность. Какое-то время это сработает. Потом, когда на рынок придет новый продукт, а старый оттуда уйдет в ноль. А у вас нового продукта нет.

- Скажите, сверхпроводники же еще выпускает Китай. У них есть преимущества перед нашими? Ведь у нас любят говорить «нам равных нет», «у нас самое лучшее».
Давайте так, наше преимущество - это наши люди, которые, наверное, самые лучшие. Наши люди талантливы, преданы делу, с интересом занимаются, особенно молодежь, и особенно которая в моем отделении работает. Это наше преимущество. У них есть преимущество в том, что есть механизмы финансирования поисковых работ.
- Довольны ли вы тем, как внедряются сверхпроводники, как используются?

 Они не внедряются и никому не нужны. Вот, мы снова вернулись к тому, о чем я говорил выше. Сверхпроводник – это что-то принципиально новое. Есть те, кто производит электротехнические устройства, есть те, кто покупает МРТ- томографы. Для того, чтобы сделать российский МРТ-томограф на российском сверхпроводнике должна быть инициация со стороны государства, оно должно дать денег на разработку этой конструкции, на выпуск экспериментальной партии стренда, из него сделать экспериментальный МРТ-томограф. Ввести что-то на рынок очень сложно. Чтобы вы ввели вот этот медицинский томограф на рынок, поставили его в поликлинику надо чтобы он прошел аттестацию, апробацию и так далее. Для этого кто-то должен проплатить разработку и изготовление стрендов, разработку и изготовление томографа, его аттестацию по разным параметрам, чтобы доказать, что он не вреден и не опасен людям. После этого его должны поставить в поликлиники, провести опытную эксплуатацию, набрать статистику…

- Любой медицинский зарубежный гигант-производитель допустит на рынок конкурента?

Ни в коем случае, они задавят всех и продадут свой томограф. В лучшем случае они у нас возьмут какую-нибудь деталь для этого томографа, вставят в свой и вернут нам обратно в виде изделия (дороже в два раза). Так оно и делается, не буду называть компанию.

- Будь я капиталистом, я бы тоже так сделала.

Ну да. Просто тогда возникает вопрос, а зачем сверхпроводимость, когда всё уже налажено у немцев, у китайцев государство профинансирует это направление. Тем не менее некоторые страны сверхпроводящие томографы делают. Это раз. Продают их в том числе нам. Это два. Вы, зайдя в поликлинику, запросто его там найдете. Сейчас в любой нормальной современной поликлинике сверхпроводящий томограф стоит и работает. Три. И Сименс, и китайцы, и немцы, и американцы, и японцы вкладываются в сверхпроводящие кабели, делают короткие изделия, ставят на промышленную эксплуатацию, набирают статистику для того, чтобы потом поставить действующую сеть. Потому что это тоже большая ответственность поставить что-то новое в действующую сеть чтобы оно там нормально отработало. А вдруг что-то случится? Полгорода останется без электричества. Никто же не хочет брать на себя сначала ответственность, а потом убытки.
Все они занимаются сверхпроводящими двигателями, сверхпроводящими сотами, потому что понимают - это перспективно и эффективно. Да, сейчас это немножко дорого, сейчас есть какая-то инертность разработчиков устройств, которые привыкли делать на меди. И всё. А для того, чтобы делать на сверхпроводнике, нужно немножко постараться. Сейчас есть определенная костность тех, кто эксплуатирует их у нас и на Западе тоже.
Тех, кто создает энергосети, они тоже не всегда охотно бегут навстречу новым каким-то инновациям, потому что есть риск, а вдруг что-то пойдет не так. Ну и работают на том, что уже есть. Существующее – привычно. Тем не менее, везде есть свои программы развития сверхпроводимости, внедрения всех этих устройств сверхпроводящих в промышленность. Потому что жизнь нельзя остановить. На горизонтах будущего есть место для сверхпроводников. Правильно? И поэтому они этот горизонт поддерживают. У нас же горизонта будущего как такового, он не вырисовывается. И сверхпроводимость, зачем она нужна?

- Вы сказали, что создается большой адронный столикометровый коллайдер и вы хотите заключить контракт на поставку сверхпроводников для нового коллайдера?

Да, ТВЭЛ хочет.
- Вопрос о практической пользе. Удастся ли убедить государственных чиновников оплатить исследования, что необходимо участвовать в содружестве с другим государством в разработках для адронного коллайдера?


 Всеми силами пытаемся решить эту проблему, потому что технологически, научно, проблема архисложная. По сравнению с тем, что мы делали до этого - это небо и земля. И исключительно тяжело и сложно сделать стренд, и сделать эту технологию. Но эта задача стоящая настолько трудна и тяжела для нас, потому что еще и время поджимает. Раньше надо начинать такими вещами заниматься. Тогда в более спокойной обстановке более продумано и последовательно можно решать стоящие задачи. А не когда уже припекло и надо прям сейчас. Это же наука, она же подтягивает все остальное. То есть мы говорим о сверхпроводимости, а она тянет массу других вещей: аппаратную часть, общую квалификацию людей, подготовку…

- Как человек приземленный, я смотрю на долгосрочную перспективу, какую даст прибыль проект, в чем вообще профит от гигантского коллайдера?

Прибыль. Потому что когда стренды для этого кругового коллайдера будут покупать, и завод, который будет их выпускать, он будет их продавать. В чем профит от спутников был? Ни в чем по большому счету в начале. А сейчас на этом зарабатываются деньги. А зачем столько вкладывали в эти спутники и ракеты денег? Сейчас это коммерческое направление достаточно серьезное, которое окупило всё. Потом, это всегда научный престиж страны. Мы же говорим о том, что Россия страна не только сырьевой добычи нефти в виде сырца и водки. Мы говорим о науке. Но если мы говорим о науке, то давайте развивать науку. А наука, она имеет свою составляющую: сверхпроводимость, материаловедение, электроника… Сейчас вот есть батарейка пальчиковая и чип. Робот, размером с эту батарейку. Стоимость 150$. Он стоил раньше несколько десятков тысяч, цена сократилось с тринадцатого года. И кто сделал это, кто вложился, они сейчас стригут купоны с этого. Суперкомпьютер, он вот такой. Он входит в машину, в самолет и стоит всего 150 долларов. А раньше стоил? А мы по-прежнему рисуем планы, как корабли бороздят космические просторы. А есть наука, где-то берут ее своими ручками и создают вот эту штучку-робота. Может она не очень-то потребуется, но речь идет именно об уровне науки. Сейчас происходит научная революция, новый уклад, 4-я техническая промышленная революция. В нее нужно входить, мир сейчас так построен. Иначе мы всё даже нефть не сможем откачать.

- То есть, вопрос стоит сейчас так - будем ли флагманами, или отстанем безнадежно и останемся страной сырца?

Сверхпроводимость - это наличие в стране технологии и производства, и научной школы по сверхпроводимости. Это один из признаков развитости страны. Вы абсолютно правы. Технологии сверхпроводимости невозможно развивать без существующей отечественной школы металлургов, школы технологов, школы металловедов, школы физиков, химиков. Даже производственников. Когда есть промышленное производство, которое позволяет на практике реализовать то, что придумали ученые и технологи, вот тогда это и является составными элементами развитости страны. Она действительно где-то в авангарде технического прогресса будет идти. И это ей обязательно окупится, может быть не напрямую прибыль можно сейчас просчитать, но это обязательно окупится.




- Государство это понимает?

Я надеюсь. Смежные отрасли раз, налоговыми отчислениями два. Налоговые отчисления с производства, с продаж зарубежных. Всевозможными такими вещами.

- Тема со сверхпроводниками может закрыться? Или вопрос так не стоит на повестке дня и тема сверхпроводников никогда не закроется?

Я надеюсь, не стоит.

- Понятно. Но в отдельно взятой стране вполне возможно этот прогресс не только остановить, но и вообще прекратить.

Можно что-то у себя угробить, свое производство. Но когда появятся изделия из сверхпроводников, те же самые МРТ-томографы, их всё равно будут покупать. Вы сами их делать не будете, но будете их покупать. В виде томографов. Завтра в виде сотов сверхпроводниковых, послезавтра в виде сверхпроводящих кабелей, ну хотя бы для начала вставок. Коротких вставок в систему, которые позволяют перекачивать какие-то большие объемы энергии. И так далее. Прогресс нельзя остановить. Жизнь нельзя остановить.

promo anna_nik0laeva october 5, 2015 22:09
Buy for 300 tokens
Дело в том, что все журналистские расследования, поездки и репортажи - все это я делаю в свободное время и за свой счет, сжигая свои нервные клетки. Меня никто не спонсирует. То, что здесь опубликовано - сделано бескорыстно и бесплатно. Друзья и читатели! Если вам интересен мой блог и то, что…

  • 1
Это, без сомнения, интересно, но какое отношение имеет к тематике блога?

Прямое. Я была на Атомэкспо

  • 1