Семинары

ISINN - коллеги встречаются в Дубне

Международный семинар по взаимодействию нейтронов с ядрами ISINN-23 традиционно собрал своих участников в Дубне в конце мая. Его тематика неизменна: фундаментальные взаимодействия и нейтроны, ядерная структура, ультрахолодные нейтроны, прикладная тематика. Практически постоянен состав участников семинара: российские ПИЯФ, ФЭИ, "Курчатовский институт", ИЯИ, специалисты из Болгарии, Великобритании, Венгрии, Вьетнама, Германии, Ирана, Китая, Румынии, Сербии, Словакии, США, сотрудники ОИЯИ, - почти 130 ученых и специалистов привлекла тематика ISINN. Всё как всегда, но есть два отличия. Первое - в программу семинара впервые включено обсуждение будущих экспериментов на создающемся в Гатчине реакторе ПИК. Второе - семинар посвящен столетию Ф.Л.Шапиро.

Сопредседатель оргкомитета, директор ЛНФ В.Н.Швецов: ISINN - это место для дискуссий, возможность обсудить с коллегами самые свежие результаты. Поскольку семинар ежегодный, то он непрост как для организаторов, так и для участников, - не у всех ежегодно появляются новые результаты, а организаторам трудно приходится каждый год. В то же время такая периодичность позволяет показать, обсудить еще не опубликованные, предварительные результаты, получить советы от коллег, что-то подправить и через пару лет приехать с опубликованной работой.

Семинар посвящен той же теме, что и 23 года назад, в этом смысле мы поддерживаем традиции, - это различные аспекты взаимодействия нейтронов с ядрами, фундаментальные свойства самого нейтрона. То есть нейтрон используется и как инструмент для того, чтобы исследовать какие-то объекты, и сам становится объектом исследования. Например, доклад А.П.Сереброва (ПИЯФ) посвящен и измерению электрического дипольного момента нейтрона, и измерению времени жизни нейтрона. Обе величины имеют совершенно фундаментальное значение для современного понимания картины мира, начиная от Большого взрыва. Всеобщий интерес вызывают прорывные вещи, на уровне открытий, то, что никто еще не делал. В программе есть несколько таких докладов. Это измерение асимметрии вылета гамма-кванта после захвата нейтрона дейтроном - мы слышали об этом эксперименте и рады, что участник этой коллаборации здесь, на семинаре. Несколько интересных докладов посвящены физике деления, в том числе доклад Д.В.Каманина и Ю.В.Пяткова по трехчастичному кластерному распаду, который вызывает очень большой интерес на всех последних наших семинарах и на других конференциях. Интересные результаты представлены сектором М.В.Фронтасьевой по использованию нейтронного активационного анализа для экологических исследований.

Е.В.Лычагин, П.Гельтенборт и Ю.Н.Копач

Научные задачи, которые реализуются на ИБР-2 и будут выполняться на ПИК, комплементарны и ни в коем случае не соперничают. Уже сейчас у нас есть договоренность с руководством ПИЯФ, чтобы эти две установки, реакторы ПИК и ИБР-2, образовали совместный пользовательский центр, и мы в России выступим единым фронтом. Исследователи, заинтересованные в использовании импульсных источников, приедут к нам, кому нужны стационарные - в Гатчину, и есть такие эксперименты, где нужно делать измерения, используя и импульсные, и стационарные источники нейтронов.

Открыли семинар доклады сотрудников Петербургского института ядерной физики, среди которых был и один из ведущих ученых России в области нейтронной ядерной физики А.П.Серебров: Этот семинар очень интересен для физиков, специалисты из Дубны - наши давние коллеги, мы с ними очень тесно взаимодействуем и планируем продолжать сотрудничество. А мой сегодняшний доклад был посвящен фундаментальной физике: мы до сих пор не знаем, как возникла наша Вселенная, это главная загадка, которая не решается в рамках Стандартной модели. Многие эксперименты, в том числе на LHC, были направлены на то, чтобы эту задачу решить. На LHC, как все и ожидали, наблюдался хиггсовский бозон, но что находится за пределами Стандартной модели - остается главной загадкой. Но есть и альтернативные методы, такие как поиск электрического дипольного момента нейтрона, попытка измерить нейтринные осцилляции вблизи реактора. Может быть, существуют стерильные нейтрино - кандидат на темную материю. Физика по-прежнему остается очень интересной и важной, и честно говоря, мы, как когда-то наши предшественники, многого еще не понимаем.

Реактор ПИК - новый источник с более интенсивными пучками, и наш эксперимент по поиску электрического дипольного момента сейчас упирается в статистику. Мы планируем увеличить интенсивность в 100 раз, а значит, в 10 раз лучше видеть ЭДМ. За счет этой чувствительности мы можем открыть или закрыть новые предсказания, которые выходят за рамки Стандартной модели. Наши шансы зависят в основном от того, когда будет запущен реактор ПИК, но мы до сих пор надеемся, верим и работаем в этом направлении.

В.В.Воронин - на фото в центре (ПИЯФ, Гатчина): Ситуация с реактором ПИК перешла, как мне кажется, в новую стадию: складывается впечатление, что реактор в обозримом будущем заработает. Сейчас принято решение и выделено финансирование на завершение строительства. В конце 2018 года реактор должен выйти на энергопуск и достичь проектной мощности, то есть стать источником нейтронов. Это то, к чему мы все стремимся, на что нацелены. После этого можно уже рассуждать, как эти нейтроны использовать, готовить оборудование.

Интерес к реактору ПИК, безусловно, есть. Сейчас ощущается дефицит нейтронов, а строительство новых источников в Европе ведется не очень активно: запуск нового мощного европейского источника ESS планируется в 2018-2019 годах, но это источник импульсного типа. Собственно, самый крупный источник нейтронов уже давно эксплуатируется в ИЛЛ (Гренобль). Его планируют выводить из эксплуатации в обозримом будущем, и тогда реактор ПИК должен заменить этот главный европейский непрерывный источник нейтронов. Интерес у европейского и мирового сообщества к нашему реактору очень активный, сейчас ведется проработка приборной базы и программы научных исследований с привлечением ведущих европейских ученых. Для фундаментальных исследований это будет уникальный источник, и так же как ИБР-2 он станет "окном в наномир".

От семинара к семинару все весомее становится вклад участников секции "Нейтронный активационный анализ и науки о жизни". Не первый раз участвует в ISINN М.Флорек (Университет Братиславы, Словакия): Впервые в Дубну я приехал в 1965 году и все эти 50 лет я сотрудничаю с ОИЯИ. Я участвовал, наверное, в 18 семинарах ISINN из 23. С Мариной Фронтасьевой мы работаем с 2000 года, когда судьба свела нас на совместном проекте по Словакии. Уже опубликовано более 55 работ, из которых свыше 15 - в самых престижных журналах мира. Нам очень помогает эколог Бланка Манковская. У нас есть интересные результаты. Например, считается, что радиоактивный цезий-137 в Северном полушарии появился после Чернобыля. Наши измерения показали, что основной вклад в это загрязнение дали испытания ядерного оружия на Новой Земле в 1960-1962 годах.

М.В.Фронтасьева (ЛНФ): В Университете Коменского есть прекрасная низкофоновая лаборатория для радиоэкологических исследований. А для нас радиоэкология - это следующий шаг: мы хотим кроме нейтронного активационного анализа проводить и современные радиоэкологические исследования. И в этом плане Университет Коменского нам может очень помочь, поскольку мы рассчитываем получить грант Полномочного представителя Словакии, чтобы эти работы развивались и в ОИЯИ.

В.Е.Зайчик - на фото слева (Медицинский радиологический центр, Обнинск): Мне нравится сюда приезжать. Видно, что здесь есть наука, в то время как в нашем центре фундаментальная наука просто умерла. Все, что последние 25 лет делается в российской медицине, - это освоение западного оборудования и западных технологий, на этом делаются кандидатские, докторские диссертации. Разве освоение того, что было сделано на Западе 30 лет назад, - это наука? Марине Владимировне Фронтасьевой удалось собрать коллектив молодых специалистов, увлеченных экологическими исследованиями ядерными методами.

М.В.Фронтасьева: Это, кстати, очень соответствует современным тенденциям в Европе, когда многие ядерные центры переориентируются на науки о жизни - очень широкое понятие, куда входит и биология, и всё о живом и о природе. Это естественное направление, и очень отрадно, что руководство нашего Института поддерживают эти исследования.

Третий год отдельная секция семинара отводится выступлениям по системам, управляемым ускорителем.

Николай Каржан (Румыния): Я сейчас работаю по годовому контракту в ЛЯР, а в ISINN принимаю участие уже в третий раз. Это очень интересное место встречи хороших специалистов, в большинстве, из России, с которыми можно обменяться идеями о своей работе. Я сделал доклад, была дискуссия, интересные вопросы. Мы обсудили один нюанс, связанный с коллаборацией, и тут же решили включить его в будущую работу. Тема моего доклада связана со сверхтяжелыми элементами - это, наверное, наиболее известная тематика в Дубне.

В.В.Чилап - на фото внизу справа (Центр физико-технических проектов Атомэнергомаша, Москва): Я здесь с 2006 года, приезжаю всегда с удовольствием. ISINN -совершенно фантастическое мероприятие, потому что собираются очень разные, думающие люди. Крайне важно, что кроме докладов, представления результатов, здесь очень много общения. Собственно, на ISINN и возникла идея создать проект "Энергия и трансмутация" из давнего проекта ЛВЭ "Энергия плюс трансмутация", который долго шел ни шатко ни валко. Когда я познакомился на ISINN с В.И.Фурманом, мы пришли в этот проект с принципиально новой идеей ядерной энергетики, единственной, на наш взгляд, широкомасштабной. В чем смысл ядерной энергетики? В замещении органического топлива, легко извлекаемых запасов которого осталось примерно на 40 лет. А урана-235 в энергетическом эквиваленте не больше, чем нефти и газа. Тогда зачем вообще атомная энергетика? Проблем много, отходы надо утилизировать, а запасов топлива мало. И когда мы стали разбираться, оказалось, что в ОИЯИ уже выполнены этапные, ключевые работы, которые как раз давали основу развития наших идей. Во-первых, это эксперименты середины 1960-х годов Василькова, Гольданского, Покотиловского. Это группа Барашенкова, сделавшая очень интересные расчетно-теоретические работы. Это и уникальные работы на свинцовой мишени группы Юревича-Яковлева в ЛВЭ, они впервые измерили не просто выходы нейтронов из этой мишени в зависимости от энергии, а их энергетические характеристики.

Кстати, когда мы начали вместе с "нейтронкой" этот проект, на ISINN появилась новая секция - ADS (системы, управляемые ускорителем), хотя к классической схеме ADS наш проект не имеет отношения. Классическая абсолютно бесперспективна: электроядерных технологий там несколько процентов, а в основном - реакторные.

В этой попытке соединить электроядерную и классическую реакторную технологии больше проблем, а выхода нет. Наша схема позволяет в качестве топлива, и это наиболее эффективно, использовать отработанное ядерное топливо, причем без радиохимической переработки. Схема построена на том, чтобы сформировать максимально жесткий нейтронный спектр в объеме глубоко подкритической зоны. В жестком спектре осколки не паразитируют, поглощая нейтронный поток, а работают на производство нейтронов. А чтобы извлечь ядерную энергию, нужны нейтроны, чему собственно и посвящен в разных ипостасях ISINN.

Работа у нас пошла, сделали мишень, и поскольку в проекте "Энергия плюс трансмутация" особых идей не было, то нашу поддержали. И люди в основном сохранились, это коллаборация 15 стран. Но главными идеологами были "нейтронка" и наш центр, а на Нуклотроне был совершенно блестящий координатор Миша Кадыков, и самые большие проблемы в проекте начались, когда, к сожалению, Миши не стало...

Сегодня по проекту сделаны четыре хороших доклада, бывает и больше, просто мы сейчас подошли к тому моменту, когда на нашей "Квинте" в 500 кг урана в основном все получено. К сожалению, из нее улетает 80 процентов нейтронов, и мы обнаружили, что расчеты от 4 до 7 раз недосчитывают высокоэнергетичную компоненту нейтронного излучения, а она как раз предопределяет развитие в большой мишени. Дальше, раз расчеты недостоверны, единственный путь - эксперименты. В ОИЯИ еще с советских времен осталась принадлежащая "Курчатовскому институту" гигантская мишень в 21 т обедненного урана. На ней уже можно получить все ответы на вопросы. Для работ с этой мишенью интенсивности Нуклотрона недостаточно, поэтому мы сейчас продвигаем идею проведения измерений на этой мишени используя ускоритель У-70 в Протвино, а там можно все, что нужно на одной энергии, получить не за 100 суток, как на Нуклотроне, а за 12 часов. Нужно, чтобы была принята программа. Сейчас нас очень поддержал в этом плане "Курчатовский институт", в отличие от "Росатома".

Но вернусь к ISINN. Здесь уникальная атмосфера, и даже я, не знающий языка, легко общаюсь с иностранцами, а замечательный пикник - это нечто! Я снимаю шляпу перед организаторами, потому что это колоссальный труд. Я хочу назвать фамилии организаторов - Вальтер Ильич Фурман, Юрий Николаевич Копач, Егор Валерьевич Лычагин, Наталья Андреевна Малышева, Валерий Николаевич Швецов. Они несут на себе такую обузу, но организуют великолепную площадку для общения, обмена идеями. Спасибо ребятам за то, что они делают, ну и - поздравляю вас всех со 100-летним юбилеем Федора Львовича Шапиро.

О взаимодействии Болгарии и ОИЯИ рассказал Ч.Стоянов (Институт ядерных исследований и ядерной энергетики, Болгария): Наше сотрудничество продолжается много лет. Мы ежегодно проводим Дни ОИЯИ в Болгарии. Очередные дни только что прошли. На них мы приглашаем представителей всех лабораторий Института прочитать лекции студенческой аудитории. Но последние два года мы расширили аудиторию, приглашая еще и школьных учителей. Идея этого мероприятия - заинтересовать молодых людей возможностью работы в ОИЯИ. Такие Дни проведены уже в восьмой раз, это уже хорошая традиция.

Известная международная конференция по физике экзотических ядер EXON проводится раз в два года в России. А между ними стали проходить международные симпозиумы по той же тематике - уже был в ЮАР, а в сентябре состоится в Болгарии. У нас очень много грантов для совместных исследований, ежегодно много болгарских сотрудников приезжает в командировку в ОИЯИ, а институтские специалисты едут в Болгарию для обмена самыми последними результатами.

В семинаре ISINN мы тоже регулярно участвуем, поскольку задействованы в новом проекте "Энергия и трансмутация". Мы работаем по новой технологии, которая должна заменить ядерные реакторы на реакторы другого типа. Это принципиально новая форма получения энергии. Конечно, в Болгарии такой установки нет, но мы занимаемся моделированием процессов, которые при этом проходят. У нас есть немало публикаций. Надеюсь, придут молодые люди, которые будут в этом участвовать. Эта деятельность, я думаю, будет расширяться в международном плане, поскольку запасы урана-235 ограничены. А здесь нужен уран-238, запасы которого велики, или торий. Болгария заинтересована в этих исследованиях, поскольку довольно большой процент электроэнергии в стране вырабатывается на атомных станциях.

Сотрудница Тегеранского института ядерных исследований Зохра Голамзаде - на фото в центре (Иран) впервые участвовала в ISINN в прошлом году: Мне понравился семинар, и поэтому я снова участвую в нем. Вместе со мной приехала моя коллега Масуме Ализаде. Это очень полезный опыт общения с дубненскими физиками, здесь получаешь хорошие идеи от разных исследователей. Мне очень понравилась организация семинара, общая доброжелательность, внимательность председателей сессий. Я буду рекомендовать этот семинар своим коллегам, и, может быть, на следующих ISINN участников из Ирана будет больше.

Ольга Тарантина,
перевод Юрия Копача и Марины Фронтасьевой,
фото Елены Пузыниной