Вселенная в лаборатории

Текст: Ольга Ганжур

В Объединенном институте ядерных исследований в Дубне начали строить ускорительный комплекс NICA. Подобные установки называют «Вселенной в лаборатории»: они позволяют лучше понять, что происходило в мире почти 14 млрд лет назад — сразу после Большого взрыва. Но помимо фундаментальных задач NICA поможет решить ряд сугубо практических — актуальных для «Росатома».
NICA займет важное место в ряду мощных ускорителей, которые позволяют в лабораторных условиях воссоздать процессы, происходившие во Вселенной сразу после ее зарождения. Так, Большой адронный коллайдер в ЦЕРН сталкивает пучки частиц с очень высокими энергиями — несколько тераэлектронвольтов. Периметр кольца, в котором это происходит, — 27 км. Научное амплуа БАКа — поиск неуловимого бозона Хиггса, частицы, дающей массу всем остальным частицам. У NICA другие задачи, поэтому и периметр кольца, и энергия столкновения будут меньше — 503 м и несколько гигаэлектронвольтов. На нем будут изучать, как из кварков и глюонов формировалась барионная материя, из которой состоит наш мир. Столкнув пучки тяжелых ионов (ядер золота), ученые попробуют воссоздать первые мгновения эволюции Вселенной спустя несколько микросекунд после Большого взрыва.
Не мог не подключиться
Торжественную церемонию закладки первого камня в основание здания ускорительного комплекса приурочили к 60-летию ОИЯИ. Но по сути проект NICA стартовал гораздо раньше — в середине 2000-х. «Тогда была предложена идея, — пояснил Григорий Трубников, вице-директор ОИЯИ, член-корреспондент РАН, руководитель сооружения ускорительного комплекса. — Была собрана экспертная группа по проектированию — 13 руководителей самых мощных ускорительных комплексов из крупнейших научно-исследовательских центров мира. В 2010 году, когда все характеристики были зафиксированы и прошли экспертизу, мы начали НИОКР, прототипирование элементов и систем. С 2013 года идет серийное изготовление элементов комплекса. Контракт на сооружение зданий и экспериментальных залов комплекса подписали в 2015 году. В конце 2019 — начале 2020 года рассчитываем запустить первые пучки на коллайдере».
Участвуют в проекте организации из 24 стран. «Росатом», давний партнер ОИЯИ, не мог не подключиться к этой работе. Например, на стадии технического проектирования потребовалось возродить технологии производства линейных ускорителей RFQ. Их создали в СССР, и это была революция. Сейчас такие ускорители есть по всему миру, но у нас в последние 30 лет их не строили. РФЯЦ-ВНИИТФ в сотрудничестве с ИТЭФ, МИФИ и лабораторией физики высоких энергий ОИЯИ создали такой ускоритель, ЛУ-20, для инжекционного комплекса.
ВНИИНМ разработал технологии изготовления и конструкции сверхпроводящих стрендов для магнитной системы коллайдера. «Чтобы разогнать заряженные ионы, придать им колоссальные энергии, столкнуть их, необходимы мощные магнитные системы — сверхпроводящие. Только они обеспечат требуемую напряженность магнитного поля, удельные энергии разгоняемых частиц и энергию столкновения, — рассказал заместитель гендиректора ВНИИНМ Ильдар Абдюханов. — Мы разработали несколько конструкций сверхпроводника и технологии производства, они полностью отвечают требованиям заказчика. Изготовление идет на ЧМЗ, ученые ВНИИНМ сопровождают техпроцесс. Мы также берем на себя часть исследований, которые покажут, как ведут себя сверхпроводники в интервале магнитных полей».

Не только фундаментальная наука
Изготовление оборудования и разработка технологий для международного меганаучного проекта очень выгодны для авторитета «Росатома». Эксперименты на уникальном коллайдере — тема глобального масштаба. Ее будет обсуждать весь мир и, конечно же, вспоминать о вкладе в проект российских предприятий, уверен Ильдар Абдюханов. Но это далеко не все дивиденды.
На NICA помимо фундаментальных исследований будут вести и прикладные, весьма актуальные для атомщиков. «С помощью ускоренных тяжелых ионов можно лечить онкологические заболевания, облучать электронику и исследовать ее радиационную стойкость. Можно вести исследования в области трансмутации ОЯТ и РАО, — отметил вице-директор ОИЯИ Григорий Трубников. — «Росатом» — один из наших стратегических партнеров. Скоро будет подписано соглашение о равноправном партнерстве в проекте NICA».
Остается добавить, что ускорительный комплекс в ОИЯИ станет полигоном для будущих атомщиков. Ежегодно до 20 студентов НИЯУ МИФИ готовят и защищают дипломные работы в институте. По мере развития проекта NICA все больше учащихся опорных вузов «Росатома» смогут приобщаться к экспериментам на коллайдере, чтобы получать уникальный опыт и знания.

Справка
Объединенный институт ядерных исследований — всемирно известный международный научный центр, созданный в 1956 году. Члены ОИЯИ — 18 государств, еще с шестью заключены соглашения о сотрудничестве на правительственном уровне, это ассоциированные члены.
Основные направления теоретических и экспериментальных исследований — физика элементарных частиц, ядерная физика и физика конденсированных сред. Набор экспериментальных физических установок уникален. Институт располагает единственным в Европе и Азии сверхпроводящим ускорителем ядер и тяжелых ионов — нуклотроном. В ОИЯИ работают циклотроны тяжелых ионов У-400 и У-400М с рекордными параметрами пучков для экспериментов по синтезу тяжелых и экзотических ядер. Есть нейтронный импульсный реактор ИБР-2 для исследований по нейтронной ядерной физике и физике конденсированных сред. А ускоритель протонов, фазотрон, в институте используют в том числе для протонной терапии.
Поделиться
Есть интересная история?
Напишите нам
Читайте также:
Синхроинфотрон
Семь поводов вступить в программу долгосрочных сбережений
Новости
«Росэнергоатом» планирует занять 25 % российского рынка электрозаправок к 2030 году
Главное
Илья Ребров: «Победы любой ценой в текущих условиях недопустимы»
Синхроинфотрон
Распознать Слово: атомщики привлекли ИИ к оцифровке богослужебных книг
Федеральный номер «Страна Росатом» №23 (631)
Скачать
Федеральный номер «Страна Росатом» №23 (631)

О чем говорили в Дубне на заседании совета по науке и образованию — стр. 6

«Росэнергоатом» намерен стать одним из крупнейших игроков рынка электрозаправок — стр. 8

Как совершенствуются сварочные технологии — стр. 10

Скачать
Новости
США выделят 900 млн долларов на малые модульные реакторы
Показать ещё