На сессиях ПКК

Впереди новый проект

14-15 июня в ДМС ОИЯИ работала 48-я сессия ПКК по физике конденсированных сред. Первая часть заседания была отведена новым проектам. По проектам нового источника нейтронов ОИЯИ выступили В.Л.Аксенов, Ю.Н.Пепелышев, Е.В.Лычагин, о новой лаборатории структурных исследований в Краковском центре синхротронного излучения рассказал Н.Кучерка, а о разработке стратегического плана долгосрочного развития ОИЯИ - Б.Ю.Шарков. К нему первому и подошли за комментариями журналисты.

- На этом программном комитете обсуждается концепция нового нейтронного источника, который придет на смену реактору ИБР-2, - отметил Борис Юрьевич. - ИБР-2 - совершенно замечательный аппарат, но имеет ограниченный срок службы, и после 2032 года мы должны иметь в ОИЯИ новый источник нейтронов. Началась очень активная дискуссия, каким должен быть этот новый источник. Мы услышали два доклада. Один посвящен концепции источника, основанного на использовании мощного линейного ускорителя и размножающей сборки, - это, действительно, перспективный вид источника, который включает в себя новейшие технологии, в том числе сверхпроводящий линейный ускоритель, которого пока нет. Второй доклад посвящен новой физике, которую можно делать на новом источнике с совершенно уникальными параметрами. Завтра на заседании рабочей подгруппы мы будем обсуждать параметры источника и физику на нем. Создана специальная международная рабочая группа, которая занимается стратегией развития всего Института, а данная подгруппа - новым источником и новой нейтронной физикой. Это все ложится в стратегию развития Института, и я вижу, что дискуссия очень профессиональная, глубокая и затрагивает как персонал и специалистов, которые занимаются источниками нейтронов, так и физиков, которые используют эти нейтроны. Я могу только порадоваться, поскольку разработка этой стратегии Института - чрезвычайно важная задача, дирекция придает этому колоссальное значение. Мне очень нравится, что страсти кипят, люди вкладывают свой талант, привлекаются ведущие специалисты как ОИЯИ, так и стран-участниц, партнеров из Академии наук - эта дискуссия привлекает лучшие силы и означает, что Институт имеет хорошую перспективу.

- Я, может быть, повторюсь, но, думаю, это будет нелишне, - подчеркнул научный руководитель ЛНФ В.Л.Аксенов. - В чем наша проблема? Я не касаюсь мировой проблемы с источниками нейтронов, наша проблема конкретна, в том смысле, что наш замечательный ИБР-2 заканчивает свою жизнь в интервале от 2032 года до 2037-го, в зависимости от режима эксплуатации. А для таких больших установок время проектирования, конструирования и строительства не меньше 20 лет, вот почему мы занялись этой задачей уже три года назад. В 2015 году были рассмотрены совершенно разные варианты, которые нацелены на достижение самых высоких параметров, тех, которых нет сегодня. Плюс к этому важный идеологический вопрос: наука должна двигать технологии, а технологии двигают науку. Если мы будем ставить амбициозные задачи, то эти задачи должны двигать технологии.

Такой вариант сейчас разработан, он получил название "Супербустер НЕПТУН", и он как раз удовлетворяет запросам сегодняшнего дня со взглядом на перспективу в 20-30 лет. Закончен первый этап, так называемые концептуальные исследования. Он продолжался три года, и по завершении этой работы мы выпустили отчет по концептуальной разработке. Сейчас переходим к следующему этапу - уже заключили договор с НИКИЭТ имени Н.А.Доллежаля, институтом, который проектировал все наши реакторы. Это наш давнишний надежный партнер, он знает наши реакторы, а это очень важно. Новый проект мне очень нравится, поскольку это, по существу, идея Блохинцева, которую он принес в Дубну с первым пульсирующим реактором, но переведенная на современный уровень с перспективой на 20 лет. Это все очень симпатично выглядит - на новых материалах, на новых идеях, и участие НИКИЭТ чрезвычайно важно.

Вместе с тем, эту работу по изучению типов источников, по делящимся материалам, которые будут использованы, мы будем продолжать. Сегодня был представлен доклад по очередной такой разработке. Дело в том, что работают две группы, и каждая считает свою разработку лучшей. И одна из моих задач, в том числе, состоит в том, чтобы их свести, примирить и убедить в том, что мы работаем для одной цели.

Главный инженер ЛНФ А.В.Виноградов прокомментировал доклад Ю.Н.Пепелышева (на снимке): Общую концепцию будущего нейтронного источника мы должны подготовить к началу 2020 года, это должна быть хорошо проработанная физическая модель с техническими и пользовательскими характеристиками, чтобы представить ее на утверждение руководству Института, научной общественности. За это время мы рассмотрим и уже рассматриваем несколько вариантов будущего нейтронного источника. У нас есть несколько рабочих групп, которые предлагают в какой-то степени конкурирующие между собой физические модели, у каждой есть свои плюсы и минусы. Идет творческий спор ученых и инженеров, завтра будет заседание рабочей группы по обсуждению тех моделей, которые сейчас имеются, и в итоге мы примем единую концепцию.

Сейчас предлагается не реакторный, а проект на базе достаточно хорошо отработанного протонного ускорителя с использованием размножающей мишени. Тут есть варианты: можно делать с модуляцией реактивности, можно без, можно использовать разные ядерные материалы для мишени. В одной модели предлагается нептуний - совершенно новый в ядерной технике материал с точки зрения массового использования в качестве ядерного топлива. В другом варианте предлагается для мишени использовать материал на основе хорошо нам известной двуокиси плутония. Мы выберем оптимальную по многим позициям концепцию - с точки зрения безопасности, эффективности нейтронного источника, чтобы обеспечить высококонкурентные исследования на ближайшие десятилетия.

Победителем постерной сессии стал А.А.Глебов (ЛТФ), призерами - Р.А.Рымжанов (ЛЯР) и В.Абгарян (ЛИТ).

После завершения сессии ПКК началось заседание подгруппы по новому источнику нейтронов Рабочей группы по стратегическому развитию ОИЯИ. В нем активно участвовал и председатель ПКК профессор Денеш Надь (Венгрия), который прокомментировал оба события.

- Эта сессия началась с обсуждения возможных проектов нового нейтронного источника, и сразу же возникли дискуссии. Источник стал основной темой этой сессии?

- Да, совершенно верно. Изюминкой этой сессии стало обсуждение нового источника нейтронов ОИЯИ. В прошлый раз мы приняли своего рода график обсуждений и работ по этой теме, который затем был одобрен Ученым советом. И теперь продолжаем двигаться в этом направлении. Профессором Виктором Лазаревичем Аксеновым был выдвинут очень хорошо продуманный проект "Супербустер НЕПТУН", его первая версия. Это проект ускорителя, использующего нептуний. Однако как раз на нынешнем заседании ПКК прозвучало еще одно предложение, также супербустера, на основе оксида плутония. Теперь наша задача - детально, шаг за шагом обсудить преимущества и недостатки каждого из проектов. Этот процесс не будет очень быстрым. Эксперты ПКК подчеркнули свое мнение, что новый источник нейтронов в ОИЯИ должен быть, по крайней мере, в некотором роде уникальным, лучшим в мире. Конечно, он не может быть лучшим во всех отношениях, но должен быть особенным, и для достижения этой цели мы должны проверить все возможности. Мы должны изучить потребности международного научного сообщества. Вот почему нам придется организовывать специальные совещания и, используя их выводы, мы сформулируем позицию ПКК. Комитет будет работать в очень тесной связи со стратегической рабочей группой или, точнее, с подгруппой по конденсированной материи и подгруппой по нейтронной физике. Эти две группы не могут быть разделены. Вот почему первое рабочее совещание началось сразу после завершения сессии нашего комитета.

- Кроме этого были и традиционные обсуждения по проектам, были научные доклады, выступления в постерной сессии молодых ученых...

- Да, это была обычная сессия. Прозвучали отчеты по темам, завершившимся успешно. Эксперты комитета выдвинули предложение о необходимости получения дополнительной информации по темам. На этой сессии были представлены 18 постеров молодых ученых, и мы выбрали победителей, которые будут отмечены дипломами на следующем заседании в январе. И, конечно же, занявший первое место выступит на сентябрьской сессии Ученого совета.

- И, может быть, несколько слов о совещании рабочей подгруппы, которая обсуждала два возможных варианта нового нейтронного источника. Понятно, что пока никаких конкретных решений не принято, но дискуссия была очень эмоциональной.

- Да, это так, обсуждение было в некотором смысле эмоциональным. Конечно, оно было более конкретным, проходило немного иначе, чем на ПКК, который рассматривает общую идею, общую схему. В первую очередь рассматривались параметры бустера, обсуждение шло очень дружелюбно, даже если иногда и эмоционально и, что, наверное, более важно, абсолютно прозрачно. Мы должны работать в таком прозрачном режиме, чтобы каждый в любое время мог проверить, почему принято то или иное решение. Избегая уловок или даже мыслей, что кто-то их пытался сделать. Наконец, мы должны понимать, что если новый нейтронный источник ОИЯИ будет построен, это, определенно, будет мега-проект. Его стоимость составит не менее нескольких сотен миллионов долларов, может быть, даже один миллиард долларов, может быть, даже немного выше. Чтобы получить такую сумму и, что еще важнее, ответственно ее потратить, единственный путь - обеспечить прозрачность всех решений.

В дискуссии на заседании участвовал заместитель генерального директора НИКИЭТ по НИОКР А.В.Лопаткин: Мы с этой идеей познакомились три года назад, и сначала даже испытали некоторое отторжение - она показалась слишком безумной. А когда поработали вместе с Шабалиным и Аксеновым, разобрались в этом деле, то увидели, что проблема абсолютно реализуемая, и сейчас включаемся в нее с большим удовольствием. Почему? Потому что этот проект, если он пойдет, принципиально отличается от всего, что было сделано в энергетике и исследовательских реакторах. Новые принципы, новое топливо, новые, решаемые задачи, - это всегда интересно. И нам надо воспитывать свою молодежь, мы сейчас набрали много молодежи, а воспитывать ее на старых проектах довольно глупо. А это проект достаточно интересен, наш молодой конструктор с большим интересом вник и стал заниматься, молодого физика тоже привлекли, так что мы с большим энтузиазмом и желанием входим в работу. Сейчас проблема не в нас - мы уже заинтересованы, - дело за ОИЯИ.

В заседании рабочей подгруппы активно участвовал Александр Иоффе (Исследовательский центр в Юлихе, Германия, на снимке слева): Идея создания нового источника нейтронов в мире заслуживает, несомненно, самого серьезного отношения и внимания. Сейчас ОИЯИ обладает одним из самых ярких источников нейтронов, который построен по уникальной, нигде не повторенной технологии. ИБР-2 - единственный импульсный источник нейтронов на сегодня. Идея нового источника, возникшая у Е.П.Шабалина и его коллег, поражает своей оригинальностью. И, наверное, может быть реализована только в России. Идея заключается в использовании старой технологии ИБР-2, помноженной на технологию spallation-источника нейтронов. Эта идея обладает исключительной оригинальностью, поскольку используется так называемый подкритичный режим работы реактора, что делает его абсолютно безопасным, и в то же время цепная реакция, необходимая для производства нейтронов, обеспечивается вспышкой ускорителя. При этом коэффициент размножения нейтронов, по расчетам, должен достигать нескольких сотен, что позволяет уменьшить мощность ускорителя, а это один из самых дорогостоящих элементов конструкции. Это делает новый источник исключительно привлекательным, и если все, что физики пишут на бумаге, будет реализовано на практике, то возникает относительно недорогой и очень эффективный вариант создания нейтронов. Источника нейтронов такого класса сейчас нет нигде. Строящийся в Лунде ESS должен заработать в начале 2020-х. Новый источник в Дубне будет запущен еще позже - в середине 2030-х. Если проект будет реализован, то это будет полезно для всего европейского научного сообщества.

Сегодня идет процесс вывода из эксплуатации стационарных реакторов из-за их старения и нежелания строить новые. Последний достраивающийся стационарный реактор - ПИК в Гатчине, и на этом эра таких реакторов, судя по всему, кончается. К сожалению, на таких источниках невозможно установить много экспериментального оборудования, поэтому создание нового комплекса позволит удержать европейское преимущество в нейтронном рассеянии, которое сегодня постепенно утрачивается из-за вывода из эксплуатации одного источника за другим. Это привлечет еще больше ученых в Дубну, и возможности российских ученых многократно умножатся: реактор ПИК в Гатчине и новый источник в Дубне станут огромным достижением российской науки, послужат прогрессу в разных областях фундаментальной и прикладной науки.

Об идее нового источника год назад было доложено на конференции по международному сотрудничеству в передовых нейтронных источниках. Эта идея вызвала интерес и в некотором роде шок. На заседании рабочей группы сегодня была видна полная поддержка дирекции ОИЯИ в лице участвовавшего от начала до конца заседания Б.Ю.Шаркова. Этот же вопрос интенсивно обсуждался на программном комитете по физике конденсированных сред. Это, безусловно, тема номер один в повестке дня. Судя по тому, какое количество специалистов из разных российских организаций: проектных, проектировщиков ускорителей, академических институтов, - участвовали в этом заседании, интерес просто огромный. Люди загорелись идеей сделать что-то принципиально новое. Я желаю успеха и очень надеюсь, что этот процесс завершится созданием нового источника. Дубна известна умением доводить до конца сложные проекты: от первых ускорителей, до ИБР-2, Нуклотрона и проекта NICA. Новый источник станет очередной жемчужиной в дубненской короне.

Ольга ТАРАНТИНА,
перевод Дмитрия Коробова, фото Елены ПУЗЫНИНОЙ