Ужгородский микротрон может объединить ядерных физиков всего Еврокарпатского региона

Наталья Тернавская, "Старый Замок"  23 ноября 2012 10:25  20325091 025648
Ужгородский микротрон может объединить ядерных физиков всего Еврокарпатского региона

Адронный коллайдер - загадочное и не слишком понятное название, которое, однако, в течение нескольких лет, постоянно обсуждается во всем мире.

Практически каждый краем уха слышал о попытке ученых разогнать элементарные частицы до сверхсветовой скорости и экспериментальным путем воспроизвести мини-модель того, что произошло через тысячные доли секунды после Большого Взрыва.
Однако, не все знают, что в нашем небольшом Ужгороде есть свои ускорители элементарных частиц: как в УжНУ - это бетатрон, микротрон М-7, так и значительно более мощный микротрон М-30 в Институте электронной физики НАН Украины. И хотя результаты исследований, проводимых на нем может менее амбициозные, но они также важны как для фундаментальной ядерной физики - дают более полные знания о строении атомных ядер, а также имеют значительный прикладной характер. В мире, кроме Ужгорода только две установки как М-30 - в Институте физических проблем в Москве и в ядерном центре России в городе Обнинск, поэтому неудивительно, что проводить научные исследования с помощью нашего ускорителя приезжают ученые не только со всей Украины, но и из-за границы. А в 2003 году микротрон М-30 получил статус Национального достояния Украины.
От космоса до нуклеосинтеза
Находится чудо-прибор в микрорайоне Шахта областного центра в отделе фотоядерных процессов Института электронной физики НАН Украины. Кстати, этот отдел - один из трех академических ядерных центров Украины, (другие два размещены в городах-миллионниках - Киеве и Харькове), который имеет лицензию МАГАТЭ для работы с радиоактивными изотопами и исследований в области ядерной физики. Там, спустившись в подземелье лабораторного корпуса, можно почувствовать себя задействованным в съемках очередного научно-фантастического фильма. Попадая в пультовую микротрона, сразу же видите современные компьютеры, хотя, к слову, сам микротрон сконструирован в далеких 70-х. Однако несколько лет назад уникальный прибор перевели на современную систему управления, рассказывает ведущий инженер отдела Иван Мегела. Разобраться во всех технических нюансах, формулах и цифрах, которые освещаются на экранах -  это задача профессионалов - физиков-ядерщиков.

Однако, весьма интересной для каждого «простого смертного» может покажется экскурсия в микротронный зал, - собственно, место, где расположен ускоритель, с помощью которого проводится облучение. Но перед тем, как попасть в «святая святых», придется преодолеть несколько поворотов по коридору. На стене перед входом в зал расположены специальные штыри - разработаны для индивидуальной безопасности каждого, кто наведывается в микротронный зал. На вид - это обычные металлические удлиненные цилиндры. Однако функция у них очень важна - каждый, кто входит в зал, берет с собой один из штырей, таким образом срабатывает система блокировки - оператор не может включить микротрон, пока все штыри не будут установлены на место.
Так как происходит запуск микротрона? Сначала гаснет свет, впоследствии звучит предупредительный сигнал и блокируется вход в микротронный зал. Кстати, оператор не может включить микротрон, пока после звонка не пройдет 30 секунд. Это такая мера пресечения, на случай, если вдруг человек зашел в микротронный зал и не взял штырь. Таким образом он получит шанс выбраться из опасной зоны после того, как услышит сигнал. Попадать под действие радиации не стоит никому, поэтому людей от лучей ускорителя отделяют стены, толщиной 2 метра. Когда микротрон включен, над дверью пультовой зажигается предупреждающая надпись «Микротрон включен!». Поэтому дальше комнаты управления никто не идет. Но и после завершения работы прибора физики не спешат наведываться в микротронный зал. Говорят, нужно, чтобы прошло как минимум полчаса, а лучше - больше. Логично было бы проникнуться в этой связи вопросом экологической безопасности. Однако, уверяют физики, экологически опасных последствий в результате работы микротрона практически никаких не возникает, поскольку при работе могут образовываться только ультракороткие изотопы, поэтому вред окружающей среде вне зала не наносится. Тем более, что проблемы радиоэкологии - их профильная тема.

В день нашего визита микротрон запускали для облучения органических аминокислот. «Это новое направление работы, дополнительные научные разработки, которыми сейчас занимается смежное подразделение нашего института - отдел квантовой электроники», - объясняет Иван Мегела. Цель работы - изучение механизма устойчивости органических соединений к радиации, особенностей их мутаций в условиях природной и космической радиации.

Машинный зал - еще одно интересное для экскурсанта место. Увиденная перед этим камера ускорителя - оказывается, была лишь «вершиной айсберга». Ведь именно в машинном зале расположены практически все «внутренности» микротрона - важные приборы, которые и обеспечивают «жизнедеятельность» ускорителя. Двигатели, кабели питания, магнетрон ... От количества агрегатов и установок - разбегаются глаза. Все они функционируют, работают и шумят. Вследствие всей этой слаженной работы радиочастотные волны короткой длины, мощностью 12 миллионов ватт в импульсе подаются волноводами в вакуумную камеру в резонаторе которой осуществляется ускорение электронов, скорость которых уже на второй орбите близка скорости света. В зависимости от числа используемых орбит,  энергия электронов изменяется от 1 МэВ до 30 МэВ. «1-30 МэВ - это очень интересный диапазон, важный для понимания природы устойчивости материи и ряда прикладных приложений», - говорит заведующий отделом, доктор физико-математических наук, профессор Владимир Маслюк. «Важной особенностью ускоренных на микротроне электронов является их высокая моноэнергетичность. И мы в этом плане не имеем конкурентов. Это все равно, что сравнивать обычную лампочку и лазер. Так вот - наш микротрон - это лазер ».
Для чего же нужен микротрон? Всего направлений исследований и научных разработок на основе ужгородского ускорителя очень много: это энергетика, ядерная медицина, радиационная физика, радиоэкология, космические технологии, специальная техника, например, для АЭС и т.д.. А проведенные исследования изомерных или долгоживущих состояний возбужденных ядер ранее были отмечены Государственной премией Украины в области науки и техники.
В советские времена именно здесь, на базе ужгородского ядерного отдела проводились все исследования, которые были связаны с космосом. Для этого был сконструирован специальный стенд, который моделировал факторы космической радиации. Поэтому перед полетом в космос все оборудование сначала подвергали необходимым тестированием здесь, на земле, в Ужгороде, где проверялась их радиационная стойкость.
Однако у ужгородского микротрона не только славное прошлое. Он активно задействован в новейших научных и технических разработках. К примеру, в создании материалов с новыми свойствами, дозиметрии ионизирующих излучений, разработки энергетических реакторов нового поколения.
 «Неожиданно, наши результаты по возбуждению тяжелых ядер на микротроне М-30 стали востребованными для нового направления в науке - нуклеосинтеза, исследующего как создавались во Вселенной атомные ядра и химические элементы.  Кстати, для этих целей и создан упоминавшийся Большой адронный коллайдер», - говорит профессор Маслюк. «Для исследований в этом направлении как раз лучше всего оказался пригодным именно ужгородский микротрон. Чтобы провести их, на Закарпатье приезжают ученые из других научных центров. Среди наших достижений также участие в международном проекте "КОРОНАС-ФОТОН", координатор от Украины проф. Дудник А.В. (г. Харьков), по созданию, калибровке и размещению в космосе телескопа ядерных частиц для диагностики состояния земной коры. »
 «В перспективе, наша установка может быть важным фактором для реализации регионального международного научного кластера, например, с коллегами из Дебрецена, имеющие иной тип ускорителя - циклотрон в области ядерно-физических исследований. Именно создание таких исследовательских кластеров с совместным использованием уникального оборудования есть главная перспектива развития региональной науки », - считает Владимир Маслюк.

СПИД победит ядерная медицина?
Другая перспективная отрасль для исследований, которая сейчас, как никогда актуальна - это ядерная медицина, предлагает целый набор диагностических и терапевтических методик. «На сегодня врачу важно наряду с использованием новейших томографических (рентгеновских и ЯМРТ) методов привлекать те, которые позволяют изучать особенности функционирования организма больного. Это реализует, в частности, так называемая изотопная диагностика. Она на порядок менее вредна и заключается в том, что определенный изомер атомного ядра «привязывается» к лекарствам, и таким образом дает возможность увидеть изнутри, каким образом работают органы, показывает сам принцип их функционирования. У нас есть наработки по «изготовлению» на микротроне М-30 именно этих ядер-меток для медицинских целей », - рассказывает Владимир Трофимович. «Есть также интересные результаты по радиационной иммунологии, по методам активации защитных функций организма человека, являются перспективными для лечения СПИДа. Впереди непростой путь по внедрению этих методик в медицинскую практику », - говорит Владимир Маслюк.
Радиоэкология - еще одно перспективное направление, важное для изучения как глобальных изменений окружающей среды, так и их региональных характеристик по воздействию техногенных факторов на качество жизни наших земляков. Такие исследования требуют лабораторий с низкими уровнями радиации, поскольку исследуются природные или фоновые характеристики излучения образцов окружающей среды. «Наши горы играют большую роль в обеспечении качества водных и воздушных ресурсов стран Восточной и Центральной Европы. Они очень чувствительны к различным техногенным и антропогенным факторам, ведь облака оставляют всю грязь на горах. Поэтому горные массивы являются индикаторами загрязнения окружающей среды. У нас для его определения есть необходимая аппаратура. Например, после событий на Фукусиме, через неделю наши установки зафиксировали, что действительно там был выброс. Затем это подтвердили и в Болгарии, и во Франции », - говорит профессор.

По этой теме ужгородские физики уже делали доклады в Братиславе и Дубно. А в этом году доклад по радиоэкологии Владимир Маслюк вместе с другими украинскими учеными представлял в Брюсселе.
«2-я глобальная программа наших исследований - это проект «Тиса»- международная коллаборация для проведения мониторинга на Тисе с использованием ядернофизических методов.
«А реки играют функцию очистки гор. Из-за наводнений происходит самоочищение гор. Таким образом состояние Тисы влияет на состояние всего биоэтноса, проживающего в ее бассейне », - объясняет Владимир Маслюк, добавляя, что изучение состояния Тисы сейчас очень важно для всего Еврокарпатского региона.
Ядерные исследования - роскошь?
Ядерная наука дорогое, но престижное направление исследований. Тем не менее еще с десяток лет назад ужгородскому ядерному отделу жилось трудно. «В первые годы независимости у нас в отделе вопрос стоял на выживание ... Несколько легче стало в 2003 году, когда наш микротрон получил статус Национального достояния, что позволило привлечь дополнительное государственное финансирование на содержание инфраструктуры. Мы полны оптимизма на хорошее будущее нашей науки », - говорит Владимир Маслюк.
 В то же время заведующий отделом подчеркивает, что сейчас его структура - самоокупаема. «Есть договоры, которые покрывают наши расходы. У бизнеса есть заинтересованность с нами сотрудничать. Например, мы снова на следующий год включены в программу сотрудничества со знаменитым «Южмашем».
Дозированная, контролируемая радиация (а именно такой мы здесь «владеем») сейчас очень дорогая в мире. Но мы понимаем, что не можем создать «оазис благополучия» в отдельной структуре. Если бы промышленность работала, то и у нас были бы заказы на исследование. А так, их значительно меньше, чем могло бы быть », - вздыхает профессор ...

Читайте также

Оставить комментарий

Комментаторы, которые будут допускать в своих комментариях оскорбления в отношении других участников дискуссии, будут забанены модератором без каких либо предупреждений и объяснений. Также данные о таких пользователях могут быть переданы правоохранительным органам, если от них поступил соответствующий запрос. В комментарии запрещено добавлять ссылки и рекламные сообщения!

Комментариев нет
]]>