Открыть новые горизонты
Научная программа совещания включала в себя биологические и медицинские приложения трековых мембран, а также испытания электронной компонентной базы на радиационную стойкость на ускорителях.
Мероприятие объединило более 60 ведущих специалистов в области медицины, биотехнологии, мембранного разделения, радиационного материаловедения, космических исследований и приборостроения. Среди участников – представители свыше 20 организаций, включая многолетних партнеров ЛЯР, а также организаций, заинтересованных в развитии совместных проектов. Для участников были организованы экскурсии на специализированный циклотрон ДЦ‑140 и в лабораторный корпус ЛЯР («Наноцентр»). Во время экскурсий и в кулуарах совещания участники имели возможность общаться в неформальной обстановке, делиться впечатлениями и идеями, устанавливать деловые контакты.
С приветственным словом к участникам обратился Ю. Ц. Оганесян, отметивший, что совещание проходит в исторический момент, когда ОИЯИ отметил свое семидесятилетие, а Лаборатория ядерных реакций готовится встретить этот юбилей в следующем году. В истории ЛЯР много достижений, среди которых прикладные исследования представляют особую страницу, начатую 50 лет назад. Об истории и особенностях этих исследований и своих впечатлениях от совещания Юрий Цолакович рассказал нашему еженедельнику:
«Есть такое подразделение в ЛЯР со своим статусом, которое живет уже 50 лет. Родилось оно по инициативе Г. Н. Флёрова, который считал, что человек, занимающийся фундаментальными исследованиями, наиболее близок к тому, чтобы результаты этого исследования нашли применение в других отраслях и были бы полезны обществу. Надо сказать, что этот его подход не сразу был принят в ОИЯИ, потому что многие считали, что ученые должны заниматься, прежде всего, фундаментальными исследованиями, а внедрением их результатов – другие учреждения. Может быть, оно и так – когда всё уже налажено, но, когда делаются первые шаги, и не всегда удачные, искать варианты всегда лучше самому автору. Он знает, чем можно пожертвовать, а что нужно сохранить. Сюда вплетается еще один параметр – насколько это изделие будет полезно обществу, насколько оно им востребовано. Это будет определять все усилия, для того, чтобы производство совершенствовалось и расширялось, было экономически выгодным и создателю, и потребителю. Это и есть по сути его новое качество: при минимальной стоимости получить максимальный эффект. Я бы сказал, что это даже труднее, чем вести научные исследования, потому что в отличие от человека науки, увлеченного идеей или желанием что-то сотворить, здесь необходимо все время огладываться на рынок – найдет ли изделие спрос? Это самое сложное – когда сам создатель занимается внедрением, потому что в каком-то смысле он наступает на горло собственной песне. Но когда люди долго работают в этом режиме, они втягиваются в дело и всё приходит в разумное равновесие. Тогда появляются специалисты нового профиля, которые входят в режим, занимаясь только внедрением. Здесь своя жизнь, она отличается от жизни лаборатории, но было самым правильным, что и те, и другие находятся под одной крышей. Они общаются, ведут обсуждения. Одни знают, что могут, а что не могут научные работники, а научные работники чувствуют, насколько они могут быть востребованы. Тут не столько работают назидания, сколько личный пример. И в этом отношении Флёров сам был ярким примером для всех. В конечном итоге его инициатива все-таки нашла выход. Я считаю очень важным достижением ОИЯИ, что люди науки, особенно физики-экспериментаторы, у нас ориентированы на использование своих возможностей для таких дел.
Одним из ярких примеров являются трековые мембраны. Георгий Николаевич меня спрашивал: «Сколько вам нужно ионов, чтобы получить один атом сверхтяжелого элемента? – Никак не меньше тысячи триллионов. – А вот я могу делать так, что каждый ион будет делать дырочку, и пока вы будете получать свой один атом, я могу тысячу триллионов треков сделать за 20 минут». А если так работать не минуты, а много дней, то получится новый материал, который может закрыть проблемы целой отрасли. Например, электроники, других технологий, где требуется создание сверхчистых условий, медицины и тому подобное. С того времени прошло 50 лет, и за этот период трековые мембраны получили прописку в ЛЯР и нашли многие применения. Они родились как треки от взаимодействия частиц с полимерами. Анализ этих треков давал нам возможность регистрировать очень редкие события радиоактивного распада ядер. В отличие от других детекторов, которые могут работать, а могут не работать, треки в материале могут существовать миллионы лет. Они успешно использовались в поисках сверхтяжелых элементов в метеоритах, возраст которых составлял 100 миллионов лет. Подобный трек можно получить в лаборатории, если атом из середины таблицы Менделеева ускорить до скорости примерно 1/100 скорости света, «прострелить навылет» им полимерную пленку, затем растравить поврежденный канал. Это и есть трек. Получится сквозной «тоннель», диаметр которого может быть в 10 или в 100 раз меньше, чем его длина. А дальше это станет уникальным «ситом», через которое могут проходить живые и неживые объекты – бактерии, вирусы, аэрозоли.
Все-таки Центр прикладной физики (ЦПФ) ЛЯР – это необычное научное подразделение ОИЯИ, здесь сотрудники делают в строгой очередности только то, что нужно, и просто не могут позволить себе делать то, что не нужно. Эта строгость должна быть в жизни, а не на словах, а для этого принципы работы должны быть более жесткими. Всё это регулирует, как принято сейчас говорить, рынок. Здесь любой промах очень чувствителен, и люди более самоорганизованы.
Другое направление – небольшие ускорители, которые задействованы у нас в ядерных реакциях, могут быть великолепно использованы в области радиационного материаловедения, в частности для определения радиационной стойкости материалов, композитов и более сложных объектов, в том числе, для изучения воздействия космического излучения на электронное оборудование спутников. В настоящее время надежность работы сложных электронных систем в длительных космических полетах определяется в лабораторных условиях, на пучках ускоренных ионов, имитирующих дозовую нагрузку космических лучей на конкретный модуль. Словом, всё, что полетит в космос, должно быть проверено на Земле. Этим занимаются во всем мире, но каждый по-своему. Наш Институт имеет уникальный парк ускорительных установок разного калибра: от малых ускорителей с энергией ионов до одного МэВ/нуклон, есть до 5 МэВ/нуклон, даже до 50 МэВ/нуклон; уже заработал бустер комплекса NICA с энергией 500 МэВ/нуклон. Помимо штатной процедуры определения надежности работы того или иного изделия здесь появляется возможность более детального исследования воздействия первичного космического излучения на работу интеллектуальных электронных устройств в длительных экспозициях в открытом космосе, а также вариантов их защиты».
Начальник ЦПФ П. Ю. Апель в своем докладе представил ретроспективу развития технологии трековых мембран в ЛЯР, рассказал о совершенствовании методики облучения ускоренными тяжелыми ионами, создании новых поколений технологического оборудования, глубоком изучении процессов, на которых базируется ионно-трековая технология. Особо он отметил роль Г. Н. Флёрова и руководства ЛЯР в становлении прикладных исследований в лаборатории.
Для нашего еженедельника он сказал: «Совещание было посвящено двум аспектам. Первый включает всё, что связано с трековыми мембранами, второй – с испытанием электронной компонентной базы при помощи ускорителей ЛЯР. Когда мы организовывали совещание, опасались, что эти две тематики друг с другом слабо связаны. Оказалось, что и то и другое интересно всем собравшимся участникам. Прежде всего, потому что делаются интересные вещи, многие узнали что-то новое, другие стали понимать лучше то, что уже знали. Оказалось, что обмен мнениями очень полезен.
По тематике трековых мембран мы подбирали участников из разных областей – из мира медицины, биологических исследований, технических областей – занимающихся наноструктурами, композитными материалами, – так, чтобы отразить разные направления приложений трековых мембран. При этом некоторые из этих направлений уже широко применяют нашу продукцию, а есть направления, где идут первые эксперименты. Нам было очень интересно и в первом, и во втором случае. В первом – убедиться, что всё идет как надо, во втором – путем обмена мнениями выяснить, куда идти дальше. В совещании участвовали и специалисты без докладов, с которыми у нас идет сотрудничество. Думаю, они услышали для себя тоже много полезного. Это коллеги из областей медицины, биологии, разработчики различных аналитических методов, в том числе, по сенсорике, которая сейчас везде очень востребована.
Если бы в своё время дирекция ЛЯР во главе с Георгием Николаевичем не вложили столько усилий в прикладные исследования, ничего бы не получилось. Руководство лаборатории искало поддержку на очень высоком уровне. Специально подчеркну, что Юрий Цолакович сделал доклад на заседании Госплана СССР, а Георгий Николаевич – на заседании Президиума Академии наук СССР. Президиум академии выпустил специальное решение по трековым мембранам, нас поддержал Госкомитет по атомной энергии в 1980‑е годы. Благодаря этой поддержке технология была создана и позже начала свою жизнь. На протяжении многих лет, когда экономические условия сильно менялись то в плохую сторону, то в лучшую, отдел существовал с разным успехом, но выжил и сделал, я думаю, очень много полезного. Некоторые продукты на трековых мембранах уже исчезли, рынок – дело динамичное, но они сыграли в свое время огромную роль. Например, для микроэлектроники в 1980‑е годы ЛЯР делал десятки тысяч квадратных метров мембран. В 1990‑е было очень интересное сотрудничество с США, американцы делали продукцию на наших мембранах. А средства, которые зарабатывал Центр прикладной физики, шли на пользу лаборатории и всему Институту.
В 2000-е годы начались довольно масштабные продажи продукции в Китай. Н. С. Дмитриев много работает над тем, чтобы это сотрудничество продолжилось и, по возможности, усилилось. Еще хотелось бы, чтобы и в нашей стране применение развивалось, особенно, связанное с биологией и медициной, чему сегодня есть много препон. Относительно изделий, которые давно живут и, я надеюсь, будут жить на рынке, – это плазмофильтры. Сейчас мы станем по всей вероятности основным производителем этого продукта. Когда завершится строительство нового ускорителя ДЦ‑140, мы запустим полностью новое производство, и под целевые требования заказчиков будем производить мембраны для плазмофильтров в широком ассортименте».
«С целью разработки новых изделий был построен «Наноцентр», – добавляет заместитель начальника ЦПФ по инновациям Н. С. Дмитриев, – который оснащен современным оборудованием – и аналитическим, и другим. Тем самым, мы вышли на новый уровень – не просто производить изделия и продавать, но и самим разрабатывать, патентовать, лицензировать и внедрять. Этот новый этап реализуется последние семь лет».
Итоги совещания подвели начальник Управления по космосу РАН М. Н. Хайлов и Ю. Ц. Оганесян, которые высоко оценили перспективы использования ускорительного комплекса ЛЯР для прикладных исследований. В финальной дискуссии, Юрий Цолакович подчеркнул, что данная проблематика крайне важна, и, несмотря на достигнутые успехи, следуют задумываться о принципиальном развитии методологии обеспечения и контроля стойкости космических аппаратов к воздействию ионизирующих излучений космического пространства. Целесообразно объединить усилия исследователей и ученых Роскосмоса, РАН и ОИЯИ для формирования предложений по программе научных исследований на ускорительном комплексе ЛЯР ОИЯИ, которые станут фундаментом для долгосрочного развития космической программы Российской Федерации.
«На этом совещании встретились специалисты разного профиля, можно было увидеть различные подходы и варианты решения задачи, – добавил Ю. Ц. Оганесян. – Мы пока говорим только об электронике в космосе, но придет и время человека. А пока хватает проблем на Земле: вспомним о коронавирусе, который унес многие жизни, эпидемиях свиного и птичьего гриппа среди животных. Мы сейчас очень серьезно занимаемся вирусами, потому что понятно, что они не исчезнут, и человек должен быть готов к новым вызовам. Мне кажется, что подобное совещание надо проводить каждый год. Я для себя почерпнул много нового, и многие из участников говорили, что было очень интересно, информативно. Хочу отметить высокий уровень приглашенных докладов и хорошую подготовку совещания. Встретились ключевые люди, которые говорили ключевые вещи – это всегда очень важно».
Некоторые участники прислали отзывы организаторам совещания.
Е. Г. Завьялова (МГУ):
«Решение оргкомитета совещания сделать в первый день фокус на биотехнологических и медицинских приложениях трековых мембран было абсолютно оправданным. Спектр выступлений был достаточно широк – от биотехнологических приложений трековых мембран в получении вакцин до раневых покрытий. Можно ожидать, что одной из основных задач в будущем станет расширение спектра медицинских изделий и аналитических материалов, основанных на уникальных свойствах трековых мембран».
С. А. Бедин (Сколтех):
«Совещание помогло шире посмотреть на нашу работу, связанную с трековыми мембранами. Было полезно увидеть, где фундаментальные наработки находят применение в медицинских задачах и сенсорике. При этом стало очевидно, что синтез новых функциональных материалов на основе трековых мембран способен вдохнуть новую жизнь в эту область и открыть новые горизонты в их применении – особенно с учетом скорого запуска ускорительного комплекса, который позволит реализовать новые экспериментальные идеи».
Д. Ю. Бутыльский (Кубанский госуниверситет):
«Участие в совещании оставило незабываемые впечатления: поразила масштабность областей применения трековых мембран, разрабатываемых здесь. Впечатлило уникальное оборудование и новые ускорители, разрабатываемые и создаваемые сотрудниками ЛЯР, что, безусловно, говорит о высочайшем уровне их академического опыта и уникальных инженерно-физических компетенциях. Хочу отметить сочетание открытой научной атмосферы мероприятия и редкой возможности заглянуть «за кулисы» грандиозных исследований, проводимых в ЛЯР».
М. Н. Хайлов:
«Благодарю ОИЯИ за возможность принять участие в совещании. Отмечаю высокий уровень его организации как в плане логистики для участников, так и в ходе проведения мероприятий совещания. Благодаря участию в совещании я сумел существенно расширить понимание текущего состояния дел как в профильных вопросах по испытаниям электронной компонентой базы космического применения на стойкость к условиям космического пространства, так и в смежных областях народного хозяйства, где нашли широкое применения технологии ОИЯИ. Надеюсь на продолжение плодотворного сотрудничества с ОИЯИ, включая регулярные обмены мнениями по вопросам текущего состояния и перспектив совместных работ в интересах космических исследований».
В. Б. Стешенко (АО «Российские космические системы»):
«Совещание оказалось очень полезным – мы ознакомились с новыми возможностями по части испытаний электронных компонентов и модулей. Порадовала междисциплинарность – многие вопросы из, казалось бы, далеких от космоса областей вызвали интерес – особенно в части материаловедческих исследований. Благодарим за возможность участия, рассчитываем на дальнейшее плодотворное сотрудничество».
А. Б. Бычков (НПП «Детектор»):
«Совещание прошло на высочайшем уровне, с полной вовлеченностью всех приглашенных в течение двух дней. Для меня было, безусловно, познавательно прослушать доклады коллег по изготовлению и применению трековых мембран, доклады по прикладным исследованиям электронной компонентной базы (ЭКБ) и по развитию ЛЯР ОИЯИ. Я получил полезную информацию по перспективам развития отечественной и зарубежной космической отрасли, ее более узкой составляющей – испытаний ЭКБ. Со своей стороны, удалось дополнительно подтвердить наше видение по развитию этого направления и его актуальность на годы вперед, а также поставить для себя цели и донести с трибуны наши проблемы и их возможные пути решения совместно с ОИЯИ. Считаю совещание новой и важной площадкой для обмена опытом и синхронизации научного сообщества, коммерческих организаций и государственных компаний для понимания текущих трендов и возможностей, а также корректировки стратегии своей работы. С удовольствием приму участие в будущих совещаниях».
П. А. Чубунов (НТЦ-1 АО «НИИ КП»):
«ЛЯР ОИЯИ уже более 15 лет активнейшим образом вовлечена в проведение испытаний всей космической электроники в нашей стране. Циклотроны У‑400 и У‑400М сегодня являются единственным местом, где возможно моделировать воздействие космических частиц во всем спектре значений линейной передачи энергии. Поэтому, несмотря на временное снижение в потребности в испытаниях, необходимо обеспечивать техническую готовность к реализации всех космических проектов страны».
Подготовила Ольга ТАРАНТИНА,
фото Елены ПУЗЫНИНОЙ
и Олега ОРЕЛОВИЧА