Меридианы сотрудничества

На научном семинаре по релятивистской ядерной физике имени академика А.М.Балдина в Лаборатории высоких энергий профессор С.Р.Хашеми-Нежад из университета Сиднея рассказал об участии австралийских ученых в совместных экспериментах и научных результатах, которые получены коллаборацией "Энергия плюс трансмутация". Кроме этого, он встретился с руководителями и ведущими специалистами ЛВЭ, ЛФЧ и ЛЯП и был принят главным инженером ОИЯИ членом-корреспондентом РАН Г.Д.Ширковым, с которыми обсуждался вопрос о возможности создания ускорителя в Австралии.

Профессор С.Р.Хашеми-Нежад побывал в нашей редакции и ответил на вопросы газеты. В беседе приняли участие его коллеги - М.И.Кривопустов (руководитель проекта и коллаборации "Энергия плюс трансмутация") и болгарский физик П.К.Живков из Института ядерных исследований и ядерной энергетики (София), который находится в ОИЯИ в длительной командировке.

Как вы оцениваете сотрудничество с Дубной?

С.Р.Хашеми-Нежад: Я уже девять лет участвую в исследованиях, которые проводятся в Дубне коллаборацией, образованной из научных институтов и университетов на базе электроядерной установки "Энергия плюс трансмутация" с использованием релятивистских пучков синхрофазотрона и нуклотрона. Эти исследования были активно поддержаны в свое время директором Лаборатории высоких энергий академиком А.М.Балдиным. Большое внимание этому направлению уделял и профессор А.И.Малахов, который в 1999-2006 годах был директором лаборатории.

Надеюсь, что такая поддержка ожидает участников коллаборации "Энергия плюс трансмутация" и в будущем, потому что это очень актуальный проект, который содержит новые подходы в ядерной энергетике, способные решить сложную проблему переработки (обезвреживания) высокотоксичных радиоактивных отходов. В этом есть экологический аспект задачи. Моя уверенность подкрепляется впечатлением, которое я вынес из беседы с профессором В.Д.Кекелидзе - нынешним директором ЛВЭ и его заместителями Е.А.Строковским и А.Д.Коваленко. Поскольку Австралия входит в число государств так называемого "ядерного клуба", мы тоже озабочены поисками решения этой важной проблемы.

М.И.Кривопустов: Серия экспериментов, о которых сказал профессор С.Р.Хашеми-Нежад, выполнена с его участием на физической установке "Энергия плюс трансмутация", созданной в 1998-1999 годах в Лаборатории высоких энергий для изучения энерговыделения и энергозатрат на генерацию одного нейтрона; размножения, баланса и спектра нейтронов в бланкете из естественного урана; формирования и распада радиоактивных продуктов, образующихся в свинцовой мишени и урановом бланкете, а также получения информации для оценок коэффициента усиления мощности и данных, необходимых для оптимизации параметров электроядерных установок и тестирования кодов компьютерного моделирования ядерно-физических процессов.

Для измерения эволюционных характеристик спектров нейтронов в уран-свинцовой сборке применяются гелий-3-нейтронные счетчики, комплекты детекторов, выполняющих активационную и трековую томографию как в объеме, так и на поверхности свинцовой мишени (диаметр 8,4 см и длина 45,6 см) и бланкета из естественного урана, имеющего массу 206,4 кг.

В этих опытах в поле электроядерных нейтронов экспонировались образцы из долгоживущих радиоактивных изотопов (йод-129, нептуний-237, плутоний-238, плутоний-239 и америций-241), образующиеся в больших количествах в процессе длительной эксплуатации атомных энергетических реакторов, а также накопления высокотоксичных отходов отраслей индустрии, которые используют ядерные материалы и ядерные технологии.

Эти герметичные образцы для изучения их трансмутации были приготовлены по заказу Лаборатории высоких энергий ОИЯИ по уникальным методикам, которые разработаны специалистами Физико-энергетического института имени А.И.Лейпунского (Обнинск), ВНИИ неорганических материалов имени А.А.Бочвара (Москва) и Научно-производственного объединения "Маяк" (Озерск, Челябинская область).

С.Р.Хашеми-Нежад: В этом проекте на пучках сверхпроводящего нуклотрона ОИЯИ мы получаем важные научные результаты, которые публикуются в препринтах и сообщениях ОИЯИ, престижных научных журналах, а также докладываются на больших международных конференциях и семинарах. Так, например, в сентябре текущего года в Дубне и Болонье (Италия) состоятся крупные конференции по физике высоких энергий и ядерной физике, на которых участники коллаборации "Энергия плюс трансмутация" представят несколько докладов с результатами экспериментов, выполненных на протонных и дейтронных пучках нуклотрона ЛВЭ при энергиях в диапазоне от 0,7 до 2,6 ГэВ.

В качестве примера я хочу отметить, что недавно в одном из облучений на установке "Энергия плюс трансмутация" впервые в исследованиях по электроядерной тематике была применена методика ядерных эмульсий и получены убедительные результаты, которые подтверждают возможность ее использования для изучения спектров быстрых (с энергией вплоть до 300 МэВ) нейтронов, покидающих поверхность уранового бланкета. В эксперименте использовались высокочувствительные ядерные эмульсии; их просмотр, анализ и компьютерное моделирование полученных результатов были выполнены группой профессора Ю.А.Батусова из Лаборатории ядерных проблем ОИЯИ и моей группой в Сиднейском университете. Эти результаты будут доложены на конференции в Италии.

М.И.Кривопустов: Говоря сегодня о развитии сотрудничества с университетом в Сиднее я хочу назвать и других участников из 11 институтов и 5 университетов, которые много лет плодотворно работают в составе коллаборации "Энергия плюс трансмутация". В этом смысле для ученых Дубна является привлекательным центром. В подготовке и проведении экспериментов на пучках нуклотрона, длительных измерениях на гамма-спектрометрах и микроскопах, обработке и анализе информации участвуют специалисты из стран-участниц ОИЯИ: И.В.Жук и А.С.Потапенко из Объединенного института энергетических и ядерных исследований (Сосны, Минск, Белоруссия), М.Шута, Е.Стругальска-Гола, С.Килим, М.Билевич и А.Войцеховский из Института атомной энергии (Сверк, Варшава, Польша), В.А.Воронко и В.В.Сотников (ХФТИ, Харьков, Украина), А.М.Хильманович, Б.А.Марцинкевич, С.В.Корнеев и А.А.Тернова (Институт физики имени И.П.Степанова, Минск, Белоруссия), Р.Тогоо и Д.Отгонсурен из Института физики и технологии (Улан-Батор, Монголия), А.Куглер, В.Вагнер, А.Краса и О.Свобода из Института ядерной физики (Ржеж, Прага, Чехия), а также аспирант М.Майерле из Университета Любляны (Словения), который проходит длительную стажировку в ИЯФ (Ржеж) и приезжает на эксперименты в Дубну.

Важным обстоятельством в работе организованного в ЛВЭ сотрудничества по электроядерной и трансмутационной тематике является возрастающая в последние годы заинтересованность университетов, научных институтов и лабораторий стран-участниц ОИЯИ и других стран этой перспективной научной программой и готовность оказывать интеллектуальную и финансовую поддержку в ее реализации. Так, за последние три года к работе нашей коллаборации присоединились профессор С. Йокич из Института ядерных наук Винча (Белград, Сербия) и сотрудники Института ядерных исследований и ядерной энергетики (София, Болгария).

П.Живков (ИЯИЯЭ): В отделе ядерной спектроскопии нашего института группой сотрудников под руководством профессоров Ч.Стоянова и Л.Костова проводится обработка гамма-спектрометрической информации о трансмутационных образцах и активационных пороговых детекторах, анализ и компьютерное моделирование результатов экспериментов, которые выполняются по программе "Энергия плюс трансмутация" на пучках нуклотрона. Болгарские сотрудники участвуют также в подготовке активационных детекторов и проведении облучений свинцовой мишени с урановым бланкетом. Во всех этих работах, кроме руководителей группы, задействованы Х.Протохристов, С.Бацев, О.Иорданов и С.Иевлев, которые ранее по несколько лет трудились в лабораториях ОИЯИ.

М.И.Кривопустов: Кроме физиков из стран-участниц ОИЯИ и лабораторий нашего Института (ЛВЭ, ЛЯП и ЛНФ) в работах по этой программе принимают участие Х.Кумават (Атомный центр имени Х.Баба, Мумбай, Индия), профессор М.Замани-Валасиади, М.Манолополу, М.Фрагополу и С.Стилоус из Университета имени Аристотеля (Тессалоники, Греция), В.Кумар из Университета имени Раджистана (Джайпур, Индия), а также немецкие физики профессор Р.Брандт из Института ядерной химии при университете имени Филиппса (Марбург), профессор В.Энсингер (Технический университет, Дармштадт), В.Вестмайер (ОЯС, Молльн) и Э.Й.Лангрок (ИБЛ, Хойерсверда, Дрезден).

В нашем Институте реализуется широкая программа обновления экспериментальной базы (ускорители, реактор и физические установки). Каковы ваши планы относительно создания на базе нуклотрона ускорительного комплекса NICA?

С.Р.Хашеми-Нежад: Знакомясь с этим проектом, я с интересом и удовлетворением заметил, что программа работ на этом уникальном комплексе будет включать исследования как фундаментальных свойств материи, так и прикладных проблем в области радиобиологии и медицины, нанотехнологии и материаловедения и другие. В ряд этих задач включены исследования трансмутации отходов атомной энергетики и пополнение базы данных, необходимых для реализации электроядерного способа получения энергии и создания так называемого "трансмутатора". Участие в исследованиях по этой весьма актуальной тематике мы, физики из университета в Сиднее, начали с экспериментов на пучках вашего знаменитого синхрофазотрона, в настоящее время продолжаем их на пучках сверхпроводящего нуклотрона и будем готовиться к работе на пучках ускорительного комплекса NICA.

М.И.Кривопустов: Развитие сотрудничества по программе "Энергия плюс трансмутация" наглядно демонстрирует успешное выполнение рекомендаций КПП и Ученого совета ОИЯИ о приоритетности развития собственных, "домашних" базовых и экспериментальных установок и проведения на них конкурентоспособных, научно значимых исследований, в которых заинтересованы институты и университеты стран-участниц.

В настоящее время наш Институт располагает уникальными возможностями для выполнения работ по электроядерной и трансмутационной тематике: интенсивными пучками релятивистских протонов и ядер нуклотрона, необходимыми запасами материалов для уранового бланкета и радиоактивными образцами для изучения их трансмутации, современными методиками исследований и программами компютерного моделирования, а также коллективами специалистов высокой квалификации. Так, еще в 1992 году Министерство атомной энергии России предоставило нашему Институту материал, из которого создан урановый бланкет установки "Энергия плюс трансмутация". Именно благодаря этому у физиков из университетов и институтов стран-участниц ОИЯИ и других стран появилась возможность проведения исследований по электроядерной тематике и трансмутации отходов атомной энергетики. Участники нашей коллаборации благодарны за этот российский вклад.

Вы охотно приезжаете в Дубну. Как бы вы охарактеризовали атмосферу, в которой здесь работаете?

С.Р.Хашеми-Нежад: В сотрудничестве научных институтов и университетов по программе проекта "Энергия плюс трансмутация", руководителем которого является М.И.Кривопустов, поддерживаются дружественные отношения между всеми участниками. Ученые из России, Белоруссии, Греции, Чехии, Украины и Германии и сотрудники моей группы из Сиднейского университета в очень теплых дружеских отношениях между собой. Идет оживленный обмен научной информацией. Обстановка очень хорошая, открытая и способствует свободному общению. Думаю, что и в будущем все это сохранится. В ОИЯИ создана хорошая инфраструктура, которая способствует успешному развитию международных контактов.

Приятно отметить, что здесь не возникает никаких проблем с оформлением документов на получение виз, предоставлением транспорта и размещением в гостинице. Эффективную помощь в решении этих вопросов оказывают А.Г.Картавенко и Н.М.Зайцева из отдела международных связей вашего Института.

Каковы ваши планы в отношении развития сотрудничества с Лабораторией высоких энергий?

С.Р.Хашеми-Нежад: Для участия в эксперименте на установке "Энергия плюс трансмутация" и дейтронном пучке нуклотрона, который планируется на ноябрь 2008 года, я с удовольствием направлю двух моих аспирантов из Сиднейского университета. В настоящее время они заняты в проекте ATLAS (ЦЕРН), но думаю, что работа в ЛВЭ будет для них более успешной и в плане публикаций, и в вопросе подготовки диссертаций. Работа в Дубне, на мой взгляд, важна для молодежи и широкими возможностями для знакомства с исследованиями в разных научных направлениях физики, здесь работают специалисты высокой квалификации разного профиля, способные воспитать достойных учеников.

М.И.Кривопустов: Среди специалистов из Чехии, Белоруссии, Греции, Польши, Болгарии и Индии, которые приезжают к нам на совместные эксперименты в Дубну, более половины составляют молодые физики, ориентирующиеся на многолетнее сотрудничество с ОИЯИ. За последние 3-4 года на основе методических и научных результатов, полученных в лабораториях нашего Института в рамках нашей научной программы, молодые физики М.Фрагополу (Салоники, Греция), М.К.Киевец из ОИЭЯИ (Минск, Белоруссия), Х.Кумават (Мумбай, Индия), А.Войцеховски (Сверк, Польша) и Х.М.Хелла из Атомного центра в Каире (Египет) подготовили и успешно защитили кандидатские диссертации.

В настоящее время в Чехии, в Институте ядерной физики (Ржеж) и Политехническом институте (Прага) молодые ученые А.Краса, М.Майерле и К.Катовски представили к защите диссертации, которые основаны на результатах, полученных с их активным участием в экспериментах на электроядерной установке "Энергия плюс трансмутация" и пучках нуклотрона ЛВЭ.

Длительные измерения гамма-активности трансмутационых образцов йода-129, нептуния-237, плутония-238, плутония-239 и америция-241, активационных пороговых детекторов (кобальт, иттрий, висмут, золото, индий и другие) и образцов конструкционных материалов, экспонировавшихся в процессе облучения уран-свинцовой сборки протонными и дейтронными пучками, выполнялись на германиевых спектрометрах комплекса ЯСНАПП группой специалистов научно-экспериментального отдела ядерной спектроскопии и радиохимии Лаборатории ядерных проблем (В.Б.Бруданин, И.Адам, В.Г.Калинников, В.М.Цупко-Ситников, А.А.Солнышкин, П.Чалоун, В.И.Стегайлов, А.Р.Балабекян и другие) и молодыми физиками, которые приезжают на эксперименты из институтов Чехии и Польши.

Учитывая специфику выполняемых экспериментов, которая обусловлена использованием большого количества радиоактивных материалов и образцов, все работы в ходе их подготовки и проведения на пучках нуклотрона выполняются под контролем специалистов Отдела радиационной безопасности ОИЯИ.

Чем может помочь Дубна, скажем так, ядерно-физическому сообществу Австралии?

С.Р.Хашеми-Нежад: Я понимаю, что ваш вопрос продиктован программой моего нынешнего визита в Дубну, встречами со специалистами ОИЯИ, компетентными в вопросах создания и развития ускорительной техники. Да, сейчас в Австралии обсуждаются планы создания современного ускорительного центра как для фундаментальных, так и для прикладных исследований. Мои коллеги бывают в разных ядерно-физических лабораториях мира, интересуются новейшими тенденциями, сравнивают, обсуждают. Пока это консультации и предварительные обсуждения. Когда будет выделено финансирование этого проекта - придет время решений. И не исключено, что Дубна сможет оказать нам помощь в этом деле. Во всяком случае, именно такое впечатление оставила у меня встреча с профессором Григорием Ширковым.

М.И.Кривопустов: Глубокой благодарности всех участников коллаборации "Энергия плюс трансмутация" заслуживают огромный труд и настойчивость в достижении проектных параметров нуклотрона коллективов инженерно-технических отделов Лаборатории высоких энергий, которые под руководством Г.В.Трубникова, А.Д.Коваленко, Н.Н.Агапова, А.В.Бутенко, В.А.Мончинского и В.И.Волкова выполняют большую работу по созданию и развитию ускорительного комплекса нуклотрона на основе перспективной технологии сверхпроводимости и обеспечению достаточно стабильной его работы с максимальной интенсивностью пучков во время длительных облучений свинцовой мишени с урановым бланкетом.

Как в Австралии обстоят дела с популяризацией результатов фундаментальных наук? Ваши дубненские коллеги характеризуют вас как активного участника этого процесса.

С.Р.Хашеми-Нежад: Да, я довольно часто выступаю в прессе, на радио и телевидении Сиднея со своими комментариями по различным научным проблемам. Особенно это касается перспектив развития ядерной энергетики. Как известно, во многих развитых странах эта отрасль переживает своеобразный "общественный" кризис, связанный с сомнениями широких слоев населения в плане экологической безопасности ядерно-энергетических программ. И мой долг, и долг моих коллег по университету - с точки зрения результатов науки, развеять эти сомнения, в дискуссиях с оппонентами объективно доказать перспективность наших исследований и развития ядерной энергетики в целом.