Лидер технологий будущего: Курчатовский институт отмечает 76-летие

МОСКВА, 12 апр - РИА Новости. Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт", один из ведущих научных центров мира, без которого невозможно представить развитие атомной энергетики, ядерной медицины, атомного флота, термоядерного синтеза, современного материаловедения, информационных технологий и исследований на мегаустановках, отмечает в пятницу свое 76-летие.

Сегодня в Курчатовском институте работает новое поколение ученых, создаются уникальные разработки, обеспечивающие научно-технологические прорывы России. О некоторых ярких достижениях Курчатовского института за минувший год РИА Новости рассказала пресс-служба центра.

Новые экспериментальные возможности

В Гатчине под Санкт-Петербургом на площадке входящего в Курчатовский институт Петербургского института ядерной физики имени Константинова в начале нынешнего года успешно прошел первый этап энергетического пуска исследовательского нейтронного реактора ПИК. Об этом историческом событии президент России Владимир Путин объявил 20 февраля в своем послании Федеральному Собранию.

Ученые рассчитывают, что на проектную мощность реактор выйдет в течение 2020 года и он будет самым мощным исследовательским нейтронным реактором в мире. Реактор ПИК — один из проектов класса "мегасайенс", реализуемых в рамках нацпроекта "Наука". В то же время он будет основой международного научного нейтронного центра. Экспериментальные возможности реактора ПИК уникальны. Мощный поток нейтронов, который будет генерировать ПИК, позволит с высокой точностью исследовать структуру вещества. Благодаря этому реактор станет универсальным инструментом исследований в интересах физики, химии, биологии, геологии, материаловедения, медицины.

В апреле 2018 года в Курчатовском институте открылся Лазерно-синхротронный комплекс. Теперь ученые для исследования физических явлений могут одновременно использовать излучение уникального петаваттного фемтосекундного лазера и Курчатовского источника синхротронного излучения ("КИСИ-Курчатов"). Это сочетание дает возможность увидеть процессы в любом временном разрешении. Например, сверхбыстрый лазерный импульс активирует химическую реакцию, а рентгеновское излучение, подобно видеокамере в режиме замедленной съемки, дает серию кадров, на которых можно наблюдать поведение атомов после начала реакции.

Также в прошлом году на "КИСИ-Курчатов" были запущены две новые экспериментальные станции: малоуглового рассеяния (БиоМУР) и микропучков ("Микрофокус"). Станция БиоМУР позволяет определять структуры биологических объектов, например, белковых молекул, что крайне важно, к примеру, для производства лекарств нового поколения. На станции "Микрофокус" можно получать очень маленькие пучки рентгеновского излучения и сканировать микрообъекты с высоким пространственным разрешением.

Также ученые Курчатовского института завершили сборку плазменной камеры модернизированного токамака T-15МД. Новый гибридный реактор станет источником термоядерных нейтронов, которые будут облучать топливо, окружающее плазму. В качестве топлива может использоваться торий-232, запасов которого в земной коре довольно много. В процессе облучения образуется ценный уран-233, который может служить основой ядерного топлива для атомных станций.

На технической передовой

Ученые Курчатовского института совместно со специалистами госкорпорации "Росатом" успешно завершили уникальную операцию по первому в истории мировой атомной энергетики так называемому восстановительному отжигу корпуса 1000-мегаваттного водо-водяного реактора ВВЭР-1000 энергоблока №1 Балаковской АЭС. В результате структура и физико-механические свойства металла корпуса вернулись практически к исходному состоянию. Благодаря этому срок эксплуатации реактора продлен минимум на 15 лет.

В Курчатовском институте приступили к разработке системы внутриреакторного контроля и диагностики атомных электростанций. Эта технология защитит АЭС не только от аварий, но и от хакерских атак. В случае постороннего вмешательства специальная система сама примет контрмеры, вплоть до остановки реактора.

Еще одно научное достижение от ученых Курчатовского института — усовершенствованная система измерения теплопроводности тонких пленок, которые используются в электронике для отвода избыточного тепла. Новая установка позволяет в автоматизированном режиме измерять теплопроводность пленок толщиной от 100 нанометров в широком диапазоне температур. Разработка поможет специалистам создавать пленки с большей теплопроводностью и тем самым продлевать срок службы техники, например, смартфонов.

Коллаборация LHCb (CERN, Европейская организация по ядерным исследованиям), в которую входит Курчатовский институт, объявила об открытии нового состояния чармония — частицы, состоящей из "очарованных" кварка и антикварка. Научный прорыв стал возможным благодаря анализу данных, собранных на Большом адронном коллайдере за 2011—2018 годах. Исследователи Курчатовского института создали программу обработки данных в режиме онлайн, значительно ускорившую вычислительные процессы.

По образцу природы

В отделе нанобиоматериалов и структур Курчатовского комплекса НБИКС-природоподобных технологий синтезируют новые полимеры — "умные" биосовместимые материалы. В этом году ученые создали уникальный полимерный материал, который понадобится для выращивания органов из собственных клеток пациента. Медики смогут применять его в качестве "легочной пломбы" при некоторых видах хирургического лечения, например, больных туберкулезом.

Новые разработки в области исследования биологии кожи и особенностей ее регенерации появились у специалистов лаборатории биосовместимых матриксов и тканевой инженерии комплекса НБИКС. В прошлом году ученые вырастили из клеток человека аналог кожи для тестирования фармакологических препаратов. Разработка также пригодится для моделирования дерматологических заболеваний и поиска способов борьбы с ними.

Окно в мозг

Исследователи лаборатории нейронаук выяснили, как можно избавиться от негативных воспоминаний. Эксперименты на мышах показали, что их можно стереть с помощью специальных фармакологических препаратов, наиболее эффективными из которых оказались ингибиторы синтеза белка. В перспективе разработка поможет людям с посттравматическим синдромом.

В лаборатории нейрокогнитивных технологий создали интерфейс "глаз-мозг-компьютер", угадывающий намерения человека. В разработке сочетаются преимущества нейроинтерфейса, основанного на считывании электрических сигналов мозга, и систем слежения за взглядом человека. Подобный гибридный интерфейс пригодится не только инвалидам, но и откроет принципиально новые возможности в работе с вычислительными устройствами. Например, он позволит пользователю управлять компьютером без клавиатуры и мыши — достаточно будет одного взгляда.

Другая примечательная разработка ученых Курчатовского комплекса НБИКС-природоподобных технологий — суспензия, которая из жидкого состояния мгновенно переходит в твердое. Свои свойства материал меняет под воздействием электрического поля. Для создания "умной" суспензии исследователи использовали природные наполнители — алюмосиликатные глины. Перспективную разработку можно использовать для производства приводов, демпферов, экзоскелетов, трансмиссионных масел с регулируемой вязкостью, систем гашения динамических нагрузок в военной и гражданской технике.

Ученые Курчатовского института обнаружили в ледяных и соленых сибирских озерах уникальные бактерии, приспособившиеся к жизни в экстремальных условиях. По мнению специалистов, в подобной неблагоприятной среде, например, в подледном океане на спутнике Сатурна Энцелад, могут также существовать аналогичные микроорганизмы. Открытие исследователей расширило представления о возможности существования внеземной жизни в Солнечной системе.

Открывая секреты прошлого

В лаборатории естественно-научных методов в гуманитарных науках Курчатовского института продолжаются исследования египетских мумий из собрания Пушкинского музея. Ученые впервые в нашей стране сделали мумиям рентгеновскую компьютерную томографию, позволившую установить пол, рост, возраст на момент смерти и даже предположить, какой образ жизни вели люди, умершие тысячи лет назад. Затем исследователи создали трехмерные модели черепов древних египтян и сейчас совместно с коллегами-антропологами приступили к пластической реконструкции их внешности.

Интересной была и работа по определению химического состава наверший топоров и булав легендарного Бородинского клада из коллекции Государственного исторического музея. Ранее археологи считали, что они изготовлены из нефрита и мыльного камня. Однако результаты исследования, проведенного с помощью синхротронных методов структурной диагностики, позволили уточнить, что артефакты бронзового века сделаны из жадеита и минералов группы серпентинитов.

Другой знаковый проект, реализованный совместно с историческим музеем, — исследование артефактов из знаменитого кургана "Черная могила". Методами синхротронной и нейтронной томографии физики изучили предмет, который долгое время считался "боевым ножом". Выяснилось, что широкое продолговатое лезвие изделия является волнистым, или, вернее, фестончатым, и никак не может быть режущим. В результате эксперимента рабочее название находки изменили на "скипетр" - некий символ власти.

Наука для детей

В сентябре 2018 года в столице открылся детский технопарк — совместный проект Курчатовского института и департамента предпринимательства и инновационного развития Москвы. Учащихся знакомят с направлениями, которых нет в школьной программе: биоэнергетикой, новыми материалами, информационно-коммуникационными технологиями, углубленным курсом физики. Специалисты Курчатовского института сформировали и оборудовали лаборатории таким образом, чтобы максимально приблизить проектную работу школьников к профильным исследованиям сотрудников центра.

Детский технопарк стал важным элементом системной профориентационной работы со школьниками, которой в последние годы активно занимается Курчатовский институт. Старшеклассники смогут познакомиться с перспективными профессиями в научно-технологической сфере и подготовиться к поступлению в ведущие вузы страны.

Популяризация знаний

Совместно с МИА "Россия сегодня" Курчатовский институт реализует несколько научно-популярных мультимедийных проектов. Один из них, "Увидеть все: что такое синхротрон", рассказывает о принципах работы и задачах Курчатовского комплекса синхротронно-нейтронных исследований. Проект победил в финале престижного конкурса Native Advertising Awards (NAA) в номинации "Лучшее использование инфографики". Другой совместный мультимедийный проект "В поисках бесконечной энергии" повествует об устройстве и принципах действия экспериментальной термоядерной установки токамак. Также в прошедшем году вышел проект "75 лет для страны и мира", приуроченный к юбилею Курчатовского института.