НАВЕРХ

Журнал

ОЦКС
РОСАТОМ
18.10.2023

От атома до гена: как Курчатовский институт изменил науку за 80 лет

Скачать статью из журнала

Курчатовский институт был основан в 1943 году. Сегодня в объединённом НИЦ «Курчатовский институт», с его колоссальным научным опытом, технологическим и кадровым потенциалом, идут исследования и разработки практически по всем направлениям современной науки – от термоядерной энергетики и физики элементарных частиц до природоподобных технологий и генетики. Современный Курчатовский институт является крупнейшим научным центром мирового масштаба, междисциплинарной национальной лабораторией России. В 2023 году Курчатовский институт отмечает 80-летие. Журнал «Строительство в атомной отрасли» рассказывает о прошлом, настоящем и будущем колыбели советского атомного проекта.

Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт», в стенах которого 80 лет назад начинался советский атомный проект, сегодня реализует природоподобный подход к науке на базе конвергенции НБИКС-технологий. О том, как легендарный институт меняет подходы к современной атомной отрасли, и о взаимодействии с Госкорпорацией «Росатом» рассказывает президент НИЦ «Курчатовский институт» Михаил Ковальчук.

О НБИКС-ТЕХНОЛОГИЯХ

Чтобы успешно реализовать атомный проект, Игорь Курчатов и его коллеги исходно должны были быть междисциплинарными. Нужно было разбираться, где искать и добывать полезные ископаемые, как обогатить – то есть увеличить в них долю изотопа 235u для создания атомной бомбы. Сложнейшее дело – сооружение реактора, производство для него сверхчистого графита. Можно сказать, что атомный проект был первым интегратором науки, когда использовались знания из самых разных областей.

Когда я возглавил Курчатовский институт, он был ещё, по сути, Институтом атомной энергии. Но наука не стоит на месте. В мои студенческие годы развивалось физическое металловедение – первый этап материаловедения. Затем резко увеличилась доля работ по полупроводникам. А сегодня подавляющее количество научных публикаций посвящено живой материи. Мы живём на новом этапе развития науки о материалах – этапе «биоорганического материаловедения».

Благодаря развитию науки у нас есть огромный набор знаний в самых разных направлениях. Сегодня любой новый «продукт» или технология получается тем же междисциплинарным путём. Но не из готовых решений из разных областей, а вследствие того, что сами области сливаются, – это и есть конвергенция, о которой я говорю много лет, и природоподобие. В нашем институте нано-, био-, информационные, когнитивные и социогуманитарные технологии (НБИКС) работают на единую цель – создание природоподобных технологий. В этом качественная разница между сегодняшним Курчатовским институтом и тем, где создавали бомбу.

В Курчатовском институте разработана «стратегия развития природоподобных технологий» – основа перехода к новому технологическому укладу. Это означает, что мы начинаем работать непосредственно с живой природой, фактически ставя её на службу человеку.

За последние десять лет при поддержке Президента и Правительства мы создали новый Курчатовский институт XXI века, который занимается «живой жизнью». Его главная задача – продолжая обеспечивать безопасность страны с помощью ядерных технологий, создать систему биологической безопасности и технологической независимости в этой области. Именно поэтому мы занимаемся медициной, генетикой и сельским хозяйством.

О РОСАТОМЕ И ПЕРСПЕКТИВНЫХ ТЕХНОЛОГИЯХ

Атомные станции были построены на некий срок, скажем, на 40 лет. Эти годы быстро прошли. Под действием нейтронного потока корпус атомной станции охрупчивается (значительное снижение пластичности материала, что делает его хрупким. – Прим. ред.), становится дефектным. Значит, её надо останавливать и выводить из эксплуатации, а это огромные средства на реабилитацию и захоронение радиоактивных деталей. Не так давно Курчатовский институт совместно с Росатомом разработал новые сплавы для корпусов АЭС, которые выдерживают радиационную нагрузку на срок до сотни лет. Представляете, какая колоссальная экономия при строительстве АЭС из этих новых сплавов!

Приведу второй пример. Существуют так называемые образцы-свидетели, которые изготовлены из того же металла, что и корпус станции, и эти образцы расположены в работающей АЭС на разном расстоянии от реактора. Анализ облучённых образцов позволяет увидеть, какую дозу облучения корпус получит через пять, десять, двадцать лет, уточнить его состояние и определить возможность продления реального срока эксплуатации действующей станции. Отдельно хотел привести ещё один пример, иллюстрирующий экономическую эффективность науки. Когда заканчивается эксплуатационный срок реакторного блока, АЭС останавливается, электричество не вырабатывается и начинаются, как я уже говорил, сложные и дорогостоящие работы по выводу из эксплуатации и реабилитации.

В Курчатовском институте была разработана уникальная технология «восстановительного» отжига, позволившая существенно продлить срок работы конкретного блока на Балаковской АЭС. Это дало экономический эффект в размере 161 млрд рублей. Подчеркну, что все перечисленные выше результаты получены совместно с Госкорпорацией «Росатом».

Это те станции, основы которых были разработаны в Курчатовском институте. Сегодня мы разрабатываем и уже испытываем прототипы принципиально новых ядерных установок, отличающихся от тех, что работают сейчас. Во многом наш национальный успех на ниве развития атомных технологий определяется высоким уровнем взаимодействия атомной науки с научно-производственным комплексом. Сегодняшняя успешная модель сотрудничества НИЦ «Курчатовский институт» и Госкорпорации «Росатом» наглядно подтверждает это.

Росатом – это колоссальная система, транснациональная корпорация, которая сегодня строит более 70 % станций по всему миру.

ОБ «АТОМНОМ ПРОЕКТЕ 2.0»

«Атомный проект 1.0» – это была атомная бомба, и очевидно, что тот атомный проект дал нам не только оружие, но и мирную энергетику, атомный флот, медицину, компьютинг и даже интернет. В 2021 году Курчатовский институт подписал соглашение с Росатомом и стал научным руководителем программы, которую называют «Атомный проект 2.0», в результате которого будет создана абсолютно безопасная, «зелёная» в прямом смысле, безотходная атомная энергетика. В основе её лежит природоподобный принцип радиационно-эквивалентного захоронения.

Что это означает? Природный уран исходно обладает определённым уровнем радиоактивности. Мы «пропустили» его через реакторы, выработали энергию, часть активности ушла, но часть осталась в отработавшем ядерном топливе (ОЯТ) и других отходах, которые мы должны утилизировать.

Курчатовский институт и Росатом предложили новую систему замкнутого топливного цикла на основе двухкомпонентной атомной энергетики (АЭС на тепловых электронах и «быстрые» реакторы). Реакторы на быстрых нейтронах работают на том, что частично является ОЯТ тепловых реакторов. То есть, грубо говоря, первый реактор готовит топливо для второго. В свою очередь, быстрый реактор может нарабатывать топливо для тепловых реакторов. В итоге ещё кое-что остаётся, но для этого сейчас мы конструируем жидкосолевой реактор (ЖСР) – реактор-мусорщик, который будет дожигать эти минорные актиноиды (трансурановые элементы, образующиеся при работе ядерного реактора. – Прим. ред.).

О ПЕРСПЕКТИВЕ

Мы живём в таком мире, когда всё самим делать невозможно, это и не нужно, но мы должны точно знать критические вещи, которые обеспечат национальную безопасность, технологическую независимость, – мы должны быть абсолютно суверенными.

Наши отцы-основатели – трижды Герои Социалистического Труда академики Курчатов и Александров, создавая этот центр науки, решили главную проблему. Ведь неизвестно, как бы сложилась мировая история, если бы мы не создали в 1949-м свою бомбу.

Ядерное оружие – оружие не применения, а сдерживания и устрашения. Только безумец захочет его применить. Но мы должны отчётливо понимать, что идёт передел мира и «ядерный зонтик» крайне важен для нашего суверенитета в этих условиях.

Но сегодня всё большую значимость приобретают вопросы биологической безопасности. История с коронавирусом, например, очень показательна. Поэтому биобезопасность становится главным вызовом сегодняшнего дня, как 80 лет назад был ядерный вызов. И мы вновь готовы на него достойно ответить.

Создание атомного оружия, обеспечившее ядерный паритет, первые атомная подводная лодка и ледокол, освоение космоса и микроэлектроника – история Курчатовского института неразрывно связана с важнейшими этапами развития страны. Директор Курчатовского института Марат Камболов о том, как всё начиналось, и о том, что будет формировать завтрашний день Института.

О ВОСПОМИНАНИЯХ

В моём советском детстве школьники интересовались историей, помнили фамилии героев Великой Отечественной войны и понимали цену Победы. В Северной Осетии, где я родился и вырос, с самого раннего возраста ребёнку прививают правильное отношение к Родине. Для нас это не просто патриотизм, это часть национального культурного кода. Причём делается это максимально естественно – и в семье через рассказы бабушек и дедушек, и в школе. Помню, как на уроке истории меня зацепил рассказ учителя о великом Курчатове, благодаря которому «учёные сохранили страну». Я тогда ещё не мог осознать смысл: всё-таки в мальчишеском понимании спасают всегда солдаты, офицеры. Но фамилия Курчатов отпечаталась в моём сознании как образ героя.

Спустя годы, подробнее узнав историю Лаборатории № 2 (ныне – НИЦ «Курчатовский институт». – Прим. ред.), я до конца понял смысл этой фразы. Ведь чтобы противостоять ядерной угрозе, нужно было работать на опережение. Нашим великим основателям – Игорю Курчатову и Анатолию Александрову – удалось не просто создать ядерный щит страны, но обеспечить и безопасность, и сам факт жизни будущих поколений. Уверен, что масштаб и величие их личностей мы до сих пор не осознаём в полной мере. И нам надо максимально перенимать их отношение к работе, любовь к науке, умение достигать цели.

Когда я начал работать в Министерстве науки и образования, сразу же услышал о Курчатовском институте – его междисциплинарности, прорывных исследованиях во многих направлениях. А в мой самый первый визит в институт смог своими глазами увидеть, какой это уникальный научный центр, в котором сочетаются легендарная история и будущее науки.



О ВАЖНЫХ ВЕХАХ

Безусловно, важнейшими для страны, мира и нашего института были 1943–1953 годы. В это время действительно решалась судьба миллионов человек, определялся миропорядок на ближайшие десятилетия. Именно Курчатовский институт сыграл судьбоносную роль в создании ядерного паритета.

При этом величие и уникальность Курчатовского института заключаются как раз в том, что он всегда отвечал вызовам времени и работал на усиление нашей страны. В послевоенные годы под научным руководством института были созданы первая советская атомная подводная лодка «Ленинский комсомол» и первый в мире атомный ледокол «Ленин».

В 60-е годы прошлого столетия – эру покорения космоса – курчатовцы научились применять атомную энергию в космических технологиях и летательных аппаратах. В 70-е они создали новые технологии в области микроэлектроники и получили результаты мирового значения! Даже в суровые для страны 90-е в Курчатовском не остановился прогресс – здесь зарождались основы российского интернета, информационные технологии, был создан Центр синхротронного излучения.

Сегодня Курчатовский институт снова первый в мире – например, по развитию природоподобных технологий – благодаря президенту НИЦ Михаилу Ковальчуку. Также мы проводим исследования в области ядерной медицины, генетики, термоядерных, плазменных, атомных технологий, многие из которых не имеют аналогов в мире. Эту высокую планку мы держим и будем держать.

Говорят, история циклична: в 1940-е наш институт был на переднем крае обеспечения суверенитета и безопасности страны. Сегодня перед нами снова стоят масштабные вызовы – Президент России Владимир Путин обозначил научные приоритеты и важность обеспечения технологического суверенитета страны. И Курчатовский институт так же, как и 80 лет назад, стоит на страже национальных интересов государства.

О ГЕОГРАФИИ

Уникальный научный базис и исследовательские возможности Курчатовского института очень востребованы как в нашей стране, так и за её пределами.

К нам поступают запросы о партнёрстве и научном руководстве от многих научных и образовательных организаций. Мы тесно сотрудничаем с Калининградской, Московской, Ленинградской, Калужской, Псковской, Белгородской областями, Приморским и Краснодарским краями.

Отдельно отмечу нашу тесную и результативную работу с Республикой Крым и Севастополем: здесь находится мемориальная дача Игоря Курчатова, проводятся тематические смены в «Артеке», работают «Курчатовские классы». Кстати, образовательный блок у нас сейчас активно развивается – как географически, так и по форматам работы со школьниками и студентами.

Планируем усиление научно-образовательного потенциала Северо-Кавказского федерального округа. Также нельзя не отметить большой интерес и нацеленность на сотрудничество со стороны наших друзей из стран СНГ. В целом на будущее много планов и идей. Уверен, только совместными усилиями можно решить те глобальные задачи, которые стоят сегодня перед всем научным сообществом.

И отмечу, что даже в условиях беспрецедентного давления на нашу страну зарубежные коллеги сократили, но не прекратили с нами сотрудничество.

О МОЛОДЁЖИ

У нас работает много молодёжи. Курчатовский институт сегодня – это научный центр мирового уровня с сильнейшей исследовательской школой и огромным научным потенциалом. Сегодня в нашей большой курчатовской семье более половины учёных в возрасте до 40 лет (в том числе студенты, аспиранты и младшие научные сот-рудники). Каждый из них – состоявшаяся личность, специалист в своей области. Отличают семью курчатовцев, пожалуй, научная смелость и умение брать на себя ответственность. А ещё быть курчатовцем – это значит любить свою страну и работать во имя мира.

В апреле 2023 года в Доме учёных им. А. П. Александрова состоялось расширенное заседание наблюдательного и учёного советов и дирекции НИЦ «Курчатовский институт», посвящённое 80-летнему юбилею создания научной организации. Поздравления в адрес коллектива и ветеранов центра направили первые лица государства. В своих обращениях они отметили ведущую роль основателей центра в создании ядерного щита страны, обеспечившего её суверенитет на долгие годы вперёд, а также высоко оценили результаты работы учёных института по множеству актуальных направлений современной науки, которые помогут России не только не отстать в технологическом развитии, но и выйти на лидирующие позиции в мире.

«Прорывные открытия и разработки многих поколений курчатовцев позволили обеспечить ядерный паритет и лидирующие позиции нашей державы в сфере освоения мирного атома, сформировать прочный фундамент для создания атомной энергетики. Уверен, что коллектив института и впредь будет достойно решать поставленные задачи на благо России и её граждан»

- Владимир Путин, Президент Российской Федерации

«Все эти годы институт развивался, сохраняя верность славным традициям предшественников. Сегодня это крупнейший научно-исследовательский центр, междисциплинарная лаборатория, здесь ведутся фундаментальные и прикладные исследования, разработки по всем перспективным направлениям современной науки. За этими успехами высочайший профессионализм, глубокие знания, огромный опыт, ответственность и самоотдача коллектива центра»

- Михаил Мишустин, Председатель Правительства РФ

«Институт стал крупнейшим научным комплексом, располагающим инфраструктурой, которая позволяет проводить широчайший спектр сложных междисциплинарных исследований. Страна по праву гордится его исследователями и экспериментаторами. От души желаю, чтобы богатый потенциал и верность традициям и впредь помогали Курчатовскому институту удерживать звание флагмана российской науки»

- Сергей Шойгу, министр обороны РФ