Megascience: новая физика международного сотрудничества

Установки класса «мегасайенс» на протяжении последних десятилетий стали стратегической основой устойчивого научно-технологического и инновационного развития, а также построения эффективного международного взаимодействия в сфере науки и технологий. Традиционные форматы сотрудничества переживают кризис, но megascience установки остаются островками объединения. Являясь международными проектами, они доказывают: наука – вне политики.

– Термин «меганаука» неразрывно связан с крупными исследовательскими установками, корневая система которых восходит к атомному проекту, – подчеркнул модератор и активный участник дискуссии, президент НИЦ «Курчатовский институт» Михаил Ковальчук. – Чтобы наработать необходимое для ядерного оружия топливо, потребовалось создание сложнейших установок: нейтронных реакторов и циклотронов-ускорителей, характерных для того времени. Это происходило преимущественно в Соединённых Штатах, Советском Союзе и Европе. Результатом стала реализация атомного проекта. Однако ключевой факт: создавать и эксплуатировать такие установки способны лишь немногие страны. Фактически это элитный клуб государств, владеющих искусством расчёта, изготовления и эксплуатации мегаустановок. Россия всегда занимала в этом клубе видное место. Любая страна, стремящаяся к технологическому развитию, но не обладающая такими компетенциями, стремилась внедрить эти установки у себя. Так, и мы, и Соединённые Штаты, и ряд европейских стран строили комплексы установок по всему миру. Например, мы возводили их во Вьетнаме, в Ливии, в Ираке, во многих других государствах, не говоря уже о социалистических странах и бывших республиках Советского Союза. По инициативе Курчатова, а затем Анатолия Александрова, в большинстве стран были созданы институты ядерной физики с нейтронными реакторами и ускорителями. Культура работы с этими сложными системами распространилась на значительное число государств.

Хочу обратить внимание ещё на один аспект. Россия внесла огромный вклад в развитие ускорительной техники нейтронов. Приведу пример: синхротронное излучение – мощное рентгеновское излучение от ускорителей – было предсказано и открыто Иваненко и Померанчуком. Принципы устройства ускорителей, такие как автофазировка, предложенная Векслером, и встречные пучки, разработанные Будкером, – это основы, на которых зиждутся современные мегаустановки, и они были сформулированы советскими учёными. Мы всегда были в первых рядах в создании и использовании этих установок. Например, ускоритель протонов У-70 в Протвино на 70 млрд электронвольт долгие годы после запуска оставался самой мощной протонной машиной в мире и сегодня входит в тройку лучших. В Протвино строилось то, что можно назвать нашим ЦЕРН: был проложен 21-километровый тоннель, изготовлены магниты и прочее оборудование, начался монтаж. Однако после распада Советского Союза работы были остановлены и заморожены. Наши учёные вышли на открытый рынок, и, должен сказать, мы стали донорами для многих международных проектов.

Приведу простой пример: рентгеновский лазер на свободных электронах XFEL в Гамбурге. В его основе лежит идея советских и российских учёных. Наш вклад заключался в изготовлении исключительно важных и сложных узлов. На определённом этапе мы стали и крупнейшими финансовыми донорами: наша страна выплатила порядка €2 млрд в европейские проекты. Только взнос в XFEL в ценах 2005 года составил 406 млн евро. Это самый дорогой научный проект в истории Германии: чуть более 1 млрд евро, из которых 50% – Германия, 29% – Россия, остальное – другие европейские страны.

Мы благодарны нашим европейским коллегам, особенно за тот тяжёлый период, который мы пережили. Благодаря этому мы сохранили свой потенциал, поддержали и восстановили уникальные производства, работавшие для ЦЕРН, XFEL и Европейского синхротронного центра. Вместе с коллегами мы создали лучшую на тот момент интеллектуальную собственность. Кульминацией стало подписание в 2011 году в Курчатовском институте Московской декларации, к которой присоединились все крупнейшие ядерные центры мира и ряд других государств. Что важно? Мы стояли у истоков синхротронных источников: первого поколения, когда это было паразитное излучение, затем второго и следующего шага. В Курчатовском институте уже много лет работает синхротрон КИСИ-Курчатов – великолепно специализированная машина, единственная на постсоветском пространстве и одна из шестнадцати европейских.

Далее появились три синхротронных центра третьего поколения, которые мы у себя строить не стали: Европейский центр в Гренобле, Аргоннская лаборатория, Foton Surs и японский SPring-8. Мы договорились с ЕС о кооперации: Россия получила доступ к третьему поколению, не строя его, но приступила к строительству четвёртого и последующих. Это было полное согласие на европейском уровне. Когда ситуация изменилась, мы вернулись назад, и в 2019 году указом Президента была запущена Программа развития рентгеновских, синхротронных и нейтронных исследований.

Затем последовало соответствующее распоряжение Правительства, и Курчатовский институт стал главной научной организацией проекта. В рамках этой программы мы создаём целую сеть установок. В ближайшие пять-семь лет, полагаю, мы будем обладать самой совершенной в мире исследовательской инфраструктурой на мегаустановках. Мы создаём уникальные, не имеющие аналогов установки. Один из самых мощных нейтронных реакторов – реактор «ПИК» мощностью 100 МВт в Гатчине. В этом году мы завершаем создание 20 станций, и машина вступает в строй.

На площадке в Протвино мы строим машину «Сила» – синхротрон плюс лазер на свободных электронах. Это два главных флагманских проекта. Параллельно, в августе-сентябре этого года, будет сдана синхротронная машина четвёртого поколения СКИФ около Кольцово под Новосибирском. Затем последует новый синхротрон КИСИ на основной площадке Курчатовского института в Москве. Также предусмотрено строительство синхротрона РИФ («Русский источник фотонов») на острове Русский в Дальневосточном федеральном университете.

Параллельно мы «разморозили» синхротрон, построенный в 1990-е годах в Зеленограде, в нашей силиконовой долине, для нужд высоких технологий, прежде всего микроэлектроники. Сейчас Министерство науки совместно с Москвой и Курчатовским институтом воссоздают эту машину: она построена, полузапущена, идёт модернизация. В обозримом будущем мы получим уникальные технологические возможности в области микроэлектроники. В рамках этой же программы реализуется мощный комплекс центров ядерной медицины. В этом году мы уже сдали центр офтальмологии в Гатчине. Готовится проект изотопов, где разрабатываются все виды изотопов для радиофармпрепаратов. Кроме того, в этом году на площадке Протвино будет сдана единственная в России и одна из тринадцати в мире установок для ионной терапии на базе ускорителя У-70.

В этом смысле мы фактически вернулись на новом уровне на ту поляну, на которой находился Советский Союз. По поручению Президента на базе реактора «ПИК» был создан Международный центр исследований на мегаустановках. Сегодня в этот центр входят все установки Курчатовского института – как действующие, так и создаваемые. В него уже вступили Беларусь, Таджикистан, Узбекистан и Иран. Два дня назад мы получили согласие китайских партнёров присоединиться. Обсуждается целый ряд других вопросов: Вьетнам выразил желание, ведутся переговоры с коллегами из Казахстана. Международное сотрудничество складывается достаточно успешно. Хочу отметить роль Росатома, с которым мы действуем как единое целое, в тесном контакте и при полной поддержке. Сопровождение таких установок, прежде всего реактора «ПИК», происходит в глубоком взаимопроникающем сотрудничестве на всех этапах развития.

В завершение хочу подчеркнуть главное. Мы перешли в новую эру. Сегодня наука стала междисциплинарной. Утверждена Стратегия развития природоподобных технологий, которые не просто воспроизводят природные системы в виде сложных технических моделей, как микроэлектроника, не имеющая ничего общего с работой мозга, а переходят к воспроизводству систем живой природы. Это междисциплинарная задача. Центры меганауки являются зародышами и прообразом новой науки и её организации. Мы до сих пор живём в узкоспециализированной системе знаний: узкоспециальная наука, образование, отраслевая экономика. Но сегодня эти грани стираются, формируется новая наддисциплинарная система. Синхротронные и нейтронные центры – её прообраз. В Европейском Союзе существовала и, вероятно, существует сегодня так называемая Европейская исследовательская инфраструктура. Реактор «ПИК» был единственным российским проектом, активно входившим в неё. Сейчас, в связи с осложнением отношений, мы развиваемся абсолютно суверенно и самодостаточно. Мы полностью восстановили все квалификации и производства, вложены значительные средства в площадки Курчатовского института в Сибири.

Сегодня мы достигли полной самодостаточности: мы самостоятельно создаём самолёт от начала до конца, а также турбореактивный двигатель – технологию, которой владеют лишь четыре страны в мире. Аналогичным образом мы работаем с мегаустановками. Я могу ответственно заявить об этом сегодня. Однако радует, что международное сотрудничество, несмотря на все трудности, продолжается. Примером служит проект ИТЭР, и мы рады видеть сегодня здесь его генерального директора. Хочу подчеркнуть, что Казахстан ещё в советское время был важнейшей частью нашей атомной программы. Это наследие сохраняется, и сегодня суверенный Казахстан, динамично развиваясь, демонстрирует значительные успехи. У нас установлены тесные связи в области космической деятельности. На его территории, как известно, расположен Байконур. Кроме того, недавно были приняты решения о строительстве атомной станции, как ранее это было согласовано с Узбекистаном. Более того, некоторое время назад мы поставили туда токамак и материаловедческий реактор в рамках сотрудничества по линии СНГ, где существует целая программа развития этой деятельности.

Страна Байконура и Семипалатинска

– Широкие возможности для развития межотраслевой и межгосударственной кооперации открылись благодаря достижениям и уникальным потенциалам советской научной школы, – подчеркнул Алмасадам Саткалиев, председатель Агентства Республики Казахстан по атомной энергии. – Казахстан, как и другие государства, стал правопреемником эффективной исследовательской и научной инфраструктуры, включающей два мощнейших научных кластера. Речь идёт об Институте ядерной физики в Алматы, на базе которого действует исследовательский реактор, обеспечивающий широкий спектр прикладных применений: от производства радиофармпрепаратов до задач материаловедения и индустриальных, технических и социальных разработок.

Данные технологии не стоят на месте: их дальнейшее развитие осуществляется совместно с Объединённым институтом ядерных исследований. В области фундаментальной науки уже достигнуты уникальные результаты, в частности, связанные с получением ультрахолодных нейтронов. Эта работа продолжается. Что касается Национального ядерного центра, вы упомянули Семипалатинск, – действительно, наследие здесь глубоко как в плане научной преемственности, так и в применении наших исследовательских реакторов для будущих разработок, включая мегасайенс-проекты. В их числе – импульсный реактор, действующий на базе Национального ядерного центра. Уже заключены и реализованы договоры с международными партнёрами из России, Японии и Европейского союза. Безусловно, особого внимания заслуживает упоминание нашего материаловедческого токамака КТМ.

Это уникальная технология, специально созданная для исследования воздействия плазмы на различные материалы. Её уникальность заключается в том, что это единственный в мире токамак, позволяющий без разгерметизации вакуумной камеры проводить замену и считывание соответствующих данных. На базе данного токамака мы существенно усилили взаимодействие с традиционными партнёрами, в том числе с Российской Федерацией, где ведутся перспективные исследования. Подписаны контрактные обязательства, и буквально недавно мы вступили в научный консорциум, организованный в Китае под лидерством Китайской национальной атомной корпорации (CNNC). Это открывает серьёзные возможности для доступа к научной базе, исследовательской инфраструктуре и объединения научного потенциала наших учёных.

Продолжая тему международного сотрудничества, хочу особо отметить наши договорённости с Институтом Лауэ – Ланжевена в Гренобле, научный центр которого вы упомянули. Казахстанская инфраструктура рассматривается как возможность интеграции в текущие научные исследования. Тем не менее, мы осознаём, насколько важно сотрудничество с Российской Федерацией в развитии наших мегасайенс-проектов. Мы уделяем особое внимание именно новым перспективам. Я думаю, знаковым примером станет ускорительный комплекс ДЦ-60, построенный совместно с Объединённым институтом ядерных исследований в Астане. Благодаря пучку высокой интенсивности уже накоплены серьёзные наработки в области мембранных технологий и материаловедения. Мы договорились о модернизации данного комплекса в ближайшее время. В плане развития научных направлений и более широкого охвата прикладного применения этих установок открывается огромный потенциал для сотрудничества между нашими государствами. Мы полагаем, что меморандум, который планируем подписать сегодня, создаст серьёзную основу для углубления взаимодействия между нашими учёными.

Мы благодарны Российской Федерации и Росатому за проект, который существенно изменит структуру энергетики и экономики Республики Казахстан, – строительство АЭС на российских реакторных технологиях. Госкорпорация «Росатом» выиграла открытый международный конкурс, доказав свою конкурентоспособность. В рамках государственного визита Владимира Путина в Казахстан были подписаны два ключевых документа: межправительственное соглашение о строительстве и финансировании данной станции. Мы убеждены, что развитие по данному направлению даст существенный импульс сотрудничеству как в области атомной энергетики, так и в области атомной науки.

Термояд с опережением

– Мы ещё вернёмся к атомной тематике, но сейчас позвольте обратить внимание на один важный вопрос. Часто задают: каковы приоритеты развития науки? – продолжил Михаил Ковальчук. – Приоритетов всегда два, и они предельно просты. Представьте: у композитора в сознании рождается мелодия. Как мы о ней узнаем? Её необходимо материализовать – нужен музыкальный инструмент, ноты, бумага, чернила. У художника возникает замысел картины. Как нам о нём узнать? Вновь требуется материализация: холст, краски, кисти, мольберты. Материал – единственный способ воплощения человеческой мысли. Следовательно, материаловедение – главный приоритет. Не случайно на протяжении тысячелетий эпохи цивилизации именовались по материалу, преобразившему мир: каменный век, бронзовый век, железный век. Взгляните сегодня: если прежде самолёты создавали из кристаллических сплавов или фанеры – первого композиционного материала, – то сегодня мы вновь вернулись к композитам. Трудно представить, но чиновники зачастую не понимают, зачем авиационному заводу ткацкие станки. А затем, что композиционную ткань – препреги – необходимо обрабатывать не на токарных станках. Первый приоритет очевиден: материаловедение.

Однако для создания материала требуется энергия. Следовательно, вот они, два вечных приоритета: материаловедение и энергетика. А главный приоритет – человеческая мысль и интеллект, естественный, не искусственный. Именно он рождает принципиально новые решения, которые никакой искусственный интеллект не способен изобрести, ибо он лишь воспроизводит то, чему его научили. Энергетические технологии и их развитие – ключевой фактор. В этом контексте хочу обратить внимание на проект ИТЭР. Когда началась эра атомной энергетики, не нужно быть квасным патриотом, но следует знать собственную цену. Родоначальниками атомной энергетики в мире являются Россия и Курчатовский институт. В 1954 году под руководством Александрова и Курчатова в Обнинске была запущена первая в мире атомная электростанция. С тех пор развивается атомная энергетика на делении тяжёлых элементов – на тепловых нейтронах. Следующий этап – копирование Солнца: синтез лёгких элементов. Именно в Курчатовском институте в 1950-х годах впервые в мире был предложен метод магнитного удержания плазмы и создана первая установка – токамак, тороидальная камера с магнитными катушками. Токамак, подобно «Спутнику», стал русским сокращением, определившим целую эру. Эта эпоха, активно развивающаяся сегодня во всём мире, началась в Курчатовском институте в середине 1950-х годов.

Кстати, о наших коллегах и партнёрах в Китае. В 2007 году, 18 лет назад, мы передали им первый в мире токамак со сверхпроводящими магнитами Т-7. После длительного взаимодействия Китай сегодня занимает значительное место в развитии плазменных термоядерных технологий. Недавно у нас была большая делегация, и мы вышли на новый уровень сотрудничества. В своё время мы помогли Китаю с нуля: до 2007 года там не знали слова «токамак». Теперь у них есть новая установка, спроектированная совместно. Сегодня взаимодействие с китайскими коллегами становится ещё более тесным и продуктивным.

В этой связи я предлагаю выступить генеральному директору Международного центра ИТЭР во Франции Пьетро Барабаски. Однако отмечу перед вашим выступлением одну вещь. Мы состоим в большом количестве крупных международных проектов, играя в них существенную роль. Например, в проекте Эксфель, куда наши взносы составляют десятки млн евро лишь эксплуатационного взноса. Но наиболее плодотворно и системно развивается сотрудничество с ИТЭР.

Ждать осталось недолго

– Большое спасибо за приглашение. Я также хочу выразить искреннюю признательность «Росатому» за ту поддержку, которую Российская Федерация оказывает проекту ИТЭР, – сказал Пьетро Барабаски. – Действительно, токамак – это российское изобретение. Профессор Велихов предложил идею развития этого проекта, ещё в эпоху Горбачёва. Это был проект мира, проект сотрудничества между народами. И он начался. Первыми были Россия и Соединённые Штаты, затем к работе подключилась Европа, за ней – Япония, а позднее – Китай, Индия и Южная Корея. Таким образом, сегодня в проекте участвуют тридцать стран. И я хочу, безусловно, поблагодарить прежде всего Российскую Федерацию за поддержку. Я работал в рамках этого проекта в 1990-е годы, когда начиналась научная работа. Затем я покинул проект двадцать лет назад, а не так давно вновь присоединился. Но на самом деле, должен сказать, Россия всегда поддерживала этот великолепный проект, несмотря на сложные годы. Потому что ИТЭР – это проект чрезвычайно сложный. Это проект сложный, во-первых, потому что он уникален: первый в своём роде. Нам предстояло построить такую ядерную печь впервые. Это было крайне трудно, ведь речь идёт о 500 МВт нейтронов. Представляете? Это невероятная мощность. Это источник получения нейтронов. Проект сложен ещё и потому, что использует огромное количество различных технологий. Сами эти технологии требуют экзотических материалов и чрезвычайно сложных методов изготовления. И он сложен также тем, что сложность здесь обусловлена не только индивидуальными компонентами, но и тем, что токамак, особенно его ядерные элементы, имеет множество взаимодействий с другими системами.

И, конечно, это приводит к ряду проблем. Есть и сложности сотрудничества, ибо сотрудничество – это прекрасная вещь, и мы все за него. Но когда вы сводите вместе семь различных культур со всего мира, это, безусловно, становится ещё одним серьёзным элементом сложности в рамках нашего проекта. Сейчас мы работаем на юге Франции, и там трудятся примерно сто человек. Десять % этого состава – инженеры из России. Они вносят очень серьёзный вклад в работу всей команды. И я думаю, вновь выражая своё мнение, что мы работаем в рамках различных программ сотрудничества, и всё это действует как оркестр. У нас не семь оркестров, у нас один оркестр, который работает вместе. Конечно, с нами Курчатовский институт, институты в Петербурге, например, НИИЭФА им. Ефремова, с которым мы сотрудничаем. Они вносят свой вклад, уже многое сделали для проекта и продолжают эту работу.

Доктор Кирилл Комаров контролирует нашу работу и под чьим управлением мы действуем. Могу сказать: через несколько недель вы будете у нас и увидите, какого прогресса мы достигли. За последние три года мы ускорили работу благодаря двум факторам. В 2025 году мы примерно увеличили ценность нашего проекта на этапе строительства по сравнению с предшествующими годами, и фактически удвоили эту ценность и стоимость. Как вы понимаете, скорость осуществления проектов очень высока, и вклад России здесь чрезвычайно велик. Мы идём с опережением графика примерно на шесть месяцев. В июле мы устанавливаем очередную часть установки и будем сохранять этот темп. Последний сектор будет установлен в ближайшие месяцы, после чего мы будем двигаться как можно быстрее, чтобы завершить создание криостата. Мы работаем под большим давлением, но я убеждён, что мы сможем закончить этот проект, который зародился в головах очень и очень мудрых, умных и образованных людей вашей страны.

Двуединство науки и производства

– Действительно, вклад Евгения Велихова огромен, потому что благодаря в значительной мере его усилиям, воле и интеллекту этот проект стал реальностью, – напомнил Михаил Ковальчук. – В 2006 году Президент Путин совместно с руководством Франции подписал окончательное соглашение об ИТЕР в Париже. И это действительно успешно развивающийся проект. Подобного рода мегапроекты важны тем, что даже если они ничего не дадут с точки зрения целеполагания, они колоссальным образом двигают технологии. Понимаете, они развивают технологии, потому что создаётся то, что в нормальной ситуации никогда не может быть сделано. Это некая Формула-1 для высоких технологий.

Понимаете, это очень важно. Вот я вам скажу, если взять сейчас только поле, которое родилось из деятельности, связанной с Токамаком. Во-первых, мы создаём приборы и целые машины, которые с помощью плазменных технологий упрочняют материалы и обрабатывающий инструмент. Это уже работает в реальном производстве, скажем, в авиации. И вторая ветвь, отсюда вытекающая и очень важная, – это принципиально иные плазменные двигатели совершенно другого типа. Вот, например, с 1974 года НПО «Факел» в Калининграде серийно выпускает электрореактивный двигатель Морозова. Совершенно иной принцип. Сегодня нет ни одного космического объекта, который бы не имел этого двигателя, корректирующего орбиты с помощью ускорения ионизированного благородного газа – криптона или аргона, неважно. Сегодня полёты в дальний космос: мы летаем в космос, как Мюнхгаузен на ракете, – двигатель отработал несколько сот секунд, и вы летите по баллистической траектории. А вам нужно менять ускорение, приблизиться к Луне, астероиду или совершить манёвр. Вам нужен совершенно иной принцип движения. Этот принцип реализуют плазменные, или электрореактивные, безэлектродные двигатели.

Мы всегда занимались этим много десятилетий, и сегодня это находится на качественно новом уровне в рамках Федеральной космической программы. Вот этот самый Токамак, который ещё не дал нам энергию, но уже дал огромное количество важных и новых вещей. И хочу сказать: смотрите, начиная с первой атомной станции 1954 года, сегодня Росатом практически монопольно строит атомные станции по всему миру. Это колоссальный результат. Кроме того, пару лет назад мы сформулировали и практически завершили основные элементы проекта «атомной энергетики 2.0» – это зелёная природоподобная атомная энергетика с замкнутым топливным циклом и с эквивалентным принципом захоронения. То есть вы взяли условное топливо – уран в почве, пропустили его, извлекли энергию и, как чистую воду из фильтра, положили обратно. Это двухкомпонентная атомная энергетика, включающая энергетику на тепловых нейтронах, которые сегодня активно действуют, и энергетику на быстрых нейтронах, работающие взаимодополняюще. Затем сюда встраивается жидко-солевой реактор-мусорщик, который дочищает минорные актиниды. А ещё идея, которая возникла у нас, – добавить туда, как профессор Барабашов говорил о нейтронах, ведь их всегда не хватает. Если вставить в эту цепочку токамак не как энергетическую установку, а как источник термоядерных нейтронов и окружить его стенкой из топлива, например тория или урана-238, то мы получим неограниченные возможности на тысячелетие по получению топлива в этом замкнутом цикле. И вот мы активно работаем над этим вместе с Росатомом.

– Я хотел бы начать с той основополагающей темы, которая сегодня задана самим контекстом нашей беседы: мы говорим о двух вещах одновременно – о высоких технологиях и о международном сотрудничестве, – отметил получивший слово первый заместитель генерального директора Росатома Кирилл Комаров. – Что здесь примечательно? В мире две фундаментальные основы для развития атомных технологий: советская, а ныне российская технология, и американская. Однако технологии настолько сложны, что для оправдания разработок, исследований и выхода на новые рубежи требуется огромное пространство для их применения. Какой бы обширной ни была наша страна, ни территория Советского Союза, какими бы масштабными ни оставались Соединённые Штаты Америки, рынка одной страны никогда не хватит, чтобы обеспечить экономическую целесообразность столь сложных технологий.

Именно поэтому с самого зарождения атомных технологий, ещё в их первой версии, начиная с середины прошлого века, они всегда были пространством международной кооперации. Потребность в рынках, консолидация усилий учёных из разных стран, привлечение лучших решений со всего мира – всё это необходимо для того, чтобы в конечном итоге предложить потребителю финальное, наиболее конкурентоспособное решение. И это сравнение происходит не только между различными атомными технологиями, но и между другими источниками энергии, поскольку атом не является единственным энергоносителем в мире. Мы постоянно должны думать о том, как сделать его более конкурентоспособным и доступным для всего человечества.

И вот эту логику мы сегодня реализуем в рамках победного шествия, о котором вы говорите. Сегодня мы обладаем практически 90% мирового рынка сооружения атомных электростанций на экспорт. Мы строим 26 больших реакторов и впервые в мире – два малых модульных реактора в девяти странах. Чтобы воплотить этот план в жизнь, необходимо учесть следующий факт. С одной стороны, Россия способна построить любую атомную станцию до последнего гвоздя, используя исключительно российские технологии. Но когда мы приходим к нашим партнёрам в третьи страны, мы всегда стараемся сформировать серьёзный международный консорциум, даже если заказчик нас об этом не просит – хотя он часто просит, как, например, сейчас происходит в Казахстане. Мы формируем такое партнёрство, где российские атомные технологии сопровождаются лучшими технологическими решениями со всего мира.

Франция является нашим историческим партнёром на протяжении многих лет и участвует в огромном количестве проектов. То же самое можно сказать о Китайской Народной Республике и Южной Корее. Многие страны способны внести свой вклад. Германия до последнего времени, к сожалению, по своей воле вышла из развития атомной науки и техники, но уже сейчас осознаёт, что это было огромной ошибкой. Основа международного партнёрства – это и есть серьёзная основа для развития и распространения атомной энергетики в мире. Кроме того, что очень важно, приведу пример Казахстана.

Сегодня мы не просто обсуждаем, как реализовать проект сооружения атомной станции. Мы говорим о том, как вывести атомную отрасль Казахстана на принципиально новый уровень. Казахстан не новичок в атомной энергетике: там накоплены десятилетия научных работ, успешный опыт эксплуатации быстрых реакторов и многое другое. Мы думаем о том, как вовлечь людей, как привлечь национальные казахские компании к реализации этого проекта, как обучить персонал, дать им возможность в течение 100 лет сопровождать, обслуживать и проводить сервисные работы на построенной станции. Каждый блок потребует 1000 обученных специалистов с высшим образованием, которые будут работать операторами. Всё это невозможно реализовать в рамках экспорта. Это может быть только результатом масштабной работы международной кооперации, когда разные компании – российские, казахстанские и компании из других стран – объединяются для реализации такого проекта.

И, конечно, это важно даже в проверенных, апробированных и референтных технологиях, потому что то, что мы строим по всему миру, – это не эксперимент, а то, что уже построено и работает в России. Когда мы говорим о научных проектах, они в принципе немыслимы без самой широкой научной кооперации. Сегодня многократно упоминался проект ИТЭР. Россия действительно играет в нём очень важную роль: мы поставляем 25 важнейших систем. Да, мы один из его участников, но далеко не единственный. Для нас это большая честь – участвовать в этом проекте, и это огромная возможность получить все научные знания, накопленные в ходе его реализации, и использовать их в российской науке для развития наших направлений.

Мы сегодня реализуем в России проект по многоцелевому быстрому исследовательскому реактору (МБИР) в Димитровграде. Формально это российский проект, в отличие от ИТЭР, который с самого начала был международным. Но с первых дней его реализации мы начали заниматься созданием международного консорциума, заинтересованного в результатах его деятельности. Уже сегодня к нам приходят партнёры из самых разных стран мира, которые, по сути, на будущее закупают реакторное время и реакторные мощности для того, чтобы, когда этот комплекс будет построен, использовать его для своих научных разработок и исследований, присылать своих специалистов для работы и пользоваться полученными результатами.

Мы глубоко уверены: как бы ни была турбулентна ситуация в мире, есть вещи, которые были, есть и останутся абсолютно незыблемыми. Международная кооперация в атомных технологиях, в термоядерных технологиях, в технологиях завтрашнего дня – вокруг материалов и вокруг энергии – это то, без чего всё это не сможет продвигаться дальше. Мы очень гордимся нашими учёными и Курчатовским институтом, который является основоположником атомной энергетики не только в России и Советском Союзе, но и во всём мире. Но мы понимаем ценность международного сотрудничества и международной кооперации. И как бы нам ни было сложно, мы будем эту ценность поддерживать реальными действиями, вносить свой вклад. Мы гордимся возможностью участвовать в проекте ИТЭР и многих других международных проектах. И мы призываем всех абсолютно отбросить любую политизацию, сосредоточиться на благе людей, на науке, на достижениях, которые помогут сделать жизнь человечества комфортнее, лучше и чище во всех смыслах этого слова, дать нам возможность развиваться и заглядывать в завтрашний день – и в области дальнего космоса, и в области новых источников энергии, и в области бесконечной помощи человеку в сфере ядерной медицины. Учёные всего мира, конструкторы и мыслящие люди должны объединяться и реализовывать это. Это не просто призыв и не просто мечта. Это то, что мы уже сегодня делаем, реализуя такие проекты, как ИТЭР, и осуществляя огромную программу по сооружению атомных электростанций по всему миру. И мы считаем, что это необходимо продолжать крайне активным образом.

Германия, до свидания

– Германия, с нашей точки зрения, совершила стратегическую ошибку. У нас были исключительно тесные отношения с этой страной, – согласился Михаил Ковальчук. – Представьте себе: мы инвестировали колоссальные средства в их проекты и по сей день выплачиваем огромные суммы лишь за эксплуатационные расходы, при этом наш доступ остаётся ограниченным. И закрытие атомных станций Федеративной Республикой Германия было очевидной для нас ошибкой. Взгляните, что происходит сегодня. Вы должны понимать природу искусственного интеллекта – я не буду углубляться в детали, это отдельная тема, но скажу кратко: это сублимированное электричество. Согласно расчётам Международного энергетического агентства, уже сегодня треть всей производимой в мире энергии уходит исключительно на поддержание сетевой инфраструктуры – интернета, Wi-Fi и так далее, не говоря о промышленном производстве. Искусственный интеллект выводит этот процесс на новый уровень, чего, к сожалению, не осознают наши финансисты и многие другие специалисты, занятые в этой сфере. Представьте себе: искусственный интеллект – это новая стадия автоматизации, в которой мы когда-то были одними из лучших в мире. Напомню вам, что в Советском Союзе создавались уникальные системы автоматического управления. Даже сегодня грузовик едет, а рядом сидит водитель – на всякий случай. А «Буран» совершил полёт в беспилотном режиме: он выполнил заданное количество витков и самостоятельно приземлился на Байконуре. Но вот что важно: при заходе на посадку он внезапно изменил траекторию: его системы определили, что боковой ветер сильнее расчётного, и он скорректировал курс. Никто не повторил этого достижения за сорок лет. Надо и помнить, и понимать это.

Вторая ключевая мысль заключается в следующем. Когда уровень автоматизации был столь высок, что его до сих пор не удалось воспроизвести, почему не раздавалось криков об искусственном интеллекте? Всё просто. Искусственный интеллект – это новая степень автоматизации, суть которой состоит в двух вещах. Во-первых, необходимо создать базы данных, то есть собрать огромные массивы информации в одном месте. Во-вторых, обработать их быстро – не за годы и месяцы, а за доли секунды – и проанализировать. Раньше не было таких вычислительных мощностей. Сегодня это стало реальностью. Фактически, современные компьютерные мощности позволяют аккумулировать гигантские объёмы данных и мгновенно их анализировать. Но вся эта работа требует чистого электричества, потому что сегодняшний компьютер, который мы используем, устроен неправильно.

60 лет назад, после открытия полупроводниковых явлений, мы начали создавать микроэлектронику и построили компьютеры на интегральных схемах. Но современный компьютер – это не вычислительный прибор, а тепловой. Приведу пример. Вы заходили в лифт, где висела лампа накаливания? Вы обливались потом, потому что лампа накаливания – это тепловой прибор, а не световой. Почему? Потому что ток течёт по нити, раскаляет её, нагревает, и большая часть энергии уходит в инфракрасное излучение – тепло, а не свет. Сегодня висит светодиод: никакой жары, никакого тепла, а свет заливает всё вокруг. То же самое с компьютером. Мы создали машины, которые потребляют огромное количество энергии, выделяют тепло и имеют практически нулевой коэффициент полезного действия. Я не буду углубляться в детали, но могу подробно объяснить, почему мы совершили несколько ошибок при проектировании компьютеров.

Поэтому главный вопрос в следующем: если мы хотим развивать искусственный интеллект, нам необходимо в первую очередь создать принципиально новую материальную базу для вычислений. С одной стороны, нужно наращивать энергетические возможности. Германия уже обсуждает возможную разморозку атомных станций, в том числе тех, что были построены ещё в советское время в ГДР. Это первое. С другой стороны, американцы активно пытаются запустить новые мобильные установки.

Хочу обратить ваше внимание: на фоне того, что Росатом покрывает почти 90 % рынка модульными малыми реакторами, у нас уже много десятилетий существует работающая принципиально новая разработка – атомная батарейка. Это реактор без движущихся частей. Вы изготавливаете его на заводе и поставляете в удалённые районы – куда угодно. Он вырабатывает до одного мегаватта электричества и до десяти мегаватт тепла в течение сорока лет без персонала, без дополнительного обслуживания, абсолютно безопасно. Это атомная батарейка. И сегодня она становится основой для освоения Северного морского пути, удалённых районов добычи нефти, газа и многих других сфер.

Современные технологии предъявляют огромный запрос к энергии и методам диагностики. Говоря о мегаустановках, например, на тепловых нейтронах, – они породили современное материаловедение. Молекулярная биология возникла из рентгеновской физики: благодаря открытию сложной структуры биологической молекулы из описательной зоологической биологии родилась глубинная наука – молекулярная биология. В связи с этим я попрошу генерального директора нашей крупной компании «Трансмашхолдинг». Все знают вагоны, которые ездят в метро, в электричках, а также двухэтажные вагоны дальнего следования, выпускаемые этой компанией.

Локомотив для прогресса

– Для меня большая честь участвовать в панельной дискуссии, посвящённой Mega Science, – сказал генеральный директор «Трансмашхолдинга» Кирилл Липа. – Размышляя о том, что объединяет Трансмашхолдинг и эту тему, я пришёл к нескольким ключевым выводам. Транспортная отрасль, во-первых, обладает колоссальным масштабом применения материалов. Например, в области композитов мы превосходим даже авиацию, поскольку используем их в значительно больших объёмах. Во-вторых, это потребление энергии, также затронутое в обсуждениях. Транспорт является одной из крупнейших сфер человеческой деятельности по уровню энергопотребления, и здесь, на мой взгляд, у человечества в целом заложен огромный потенциал для развития. Третье направление, уже прозвучавшее сегодня, – это Big Data, большие потоки данных. Транспортная система, использующая множество разноплановых компонентов, работающих на различных физических принципах, генерирует колоссальные объёмы информации. Эти данные могли бы и должны применяться для предиктивной аналитики. Последняя, как мы понимаем, базируется на двух составляющих. Первая – диагностика, то есть получение данных с физически функционирующих приборов, что само по себе является непростой задачей. Вторая – математическая обработка этих данных с помощью алгоритмов.

Действительно, на предыдущих этапах развития человечества и индустрии отсутствовали соответствующие вычислительные мощности. Сегодня они появились. И мне кажется, что компания и индустрия, которую мы представляем, служат важным подспорьем для прогресса в самых разных направлениях. Если мы сумеем собрать эти данные, качественно их обработать и на их основе построить методы предиктивного анализа, то сможем сократить стоимость жизненного цикла всего оборудования, которое активно используется сегодня, в том числе на атомных станциях, куда мы поставляем дизельные генераторы. Вопрос их надёжности, качества и стоимости именно в рамках жизненного цикла является критически важным.

Таким образом, моё мнение таково: потребление энергии остаётся чрезвычайно значимым обстоятельством. Что такое сегодня транспортное средство? По большому счёту, это сваренный кусок металла на колёсах. Однако этот кусок металла приводится в действие за счёт использования энергии – электрической или дизельной. Сейчас мы обоснованно обсуждаем водородную энергетику. В жизненном цикле транспорта потребляемая энергия составляет около тридцати % его стоимости. Следовательно, снижение энергопотребления – это, во-первых, высвобождение генерирующих мощностей для таких полезных задач, как искусственный интеллект, а во-вторых – существенная экономия затрат.

В качестве примера – метрополитен. Когда вагон метро тормозит, и в этот момент выделяется тепло. Поскольку тоннели замкнуты, тепло остаётся внутри, и для комфорта пассажиров приходится устанавливать кондиционеры. Получается парадоксальная ситуация: мы сначала нагреваем воздух в тоннеле, затем охлаждаем его, и этот цикл повторяется бесконечно. В результате Московский метрополитен является одним из крупнейших системных потребителей электричества в городе Москве. От того, насколько качественно мы сумеем снизить энергопотребление в приборах, которыми занимаемся, фундаментально зависит весь ландшафт города и окружающей среды. Иными словами, масштаб деятельности и сотрудничества между нами и Mega Science, в том числе в международном контексте, поистине огромен.

Не самоцель, а совершенствование

– Я хотел бы добавить буквально одну фразу к сказанному вами, затронуть ещё один крайне важный аспект, – уточнил Михаил Ковальчук. – Все синхротронно-нейтронные центры отличаются тем, что помимо исследовательских станций на них размещено значительное количество станций, построенных крупными частными компаниями, прежде всего для изучения материалов и сопутствующих задач. Речь идёт, к примеру, о технологиях сварки трением без нагрева и других инновационных процессах. Поэтому мы с вами будем обсуждать вопрос создания общих станций технологического применения на синхротронно-нейтронных источниках. Это ключевой момент для разработки новых технологий, новых материалов и обеспечения резкой экономии во всех направлениях. Если Курчатовский институт выступает главной организацией, научным руководителем и идеологом программы, то Министерство образования и науки является фактическим заказчиком, ведёт и сопровождает данную программу.

– Я с огромным интересом следил за ходом дискуссии, стараясь уловить ту образность и метафоричность, которой столь искусно владели выступающие, – присоединился к разговору заместитель министра Денис Секиринский. – И знаете, чтобы продолжить эту линию, я вспомнил статью Николая Бердяева «Человек и машина». В ней он утверждал, что техника – это последняя влюблённость человечества, кардинально меняющая сам образ человека. Мне кажется, эта мысль как нельзя более точно отражает тему нашей сегодняшней беседы. Ведь мегаустановки – это не просто огромные приборы, не совокупность магнитов, колец, виглеров и ондуляторов. Это невероятно масштабная техника, которая подлинно преображает человека, формирует принципиально новые требования к университетам. Они должны готовить исследователей, начиная с самых ранних этапов вовлекая их в созидание – будь то проектирование установок, разработка отдельных элементов или работа на этих установках. Поскольку каждая станция имеет свой предмет и фокусировку, это требует совершенно иной подготовки. Именно это сейчас реализуется в рамках Федеральной научно-технической программы, о которой вы упомянули. А это уже иные требования к промышленности – и одновременно новые возможности для неё. Это требования точности, качества материалов, прочности, других характеристик. Меняется и сама наука – прежде всего в сторону междисциплинарности. Но, что важно, меняется и государство. Создание больших мегаустановок диктует совершенно другие горизонты планирования, необходимость проектирования длинных технологических циклов. И в этом смысле, если немного закруглить, изменение образа человека происходит – и происходит именно через человечество. Оно идёт не так, как опасался Бердяев, предрекая, что человек, меняясь, сам станет винтиком и элементом машины. Напротив, это происходит в гораздо более благородном ключе – я бы сказал, в цивилизационном. Россия как цивилизация в полной мере обладает всеми этими способностями, свойствами, технологиями и компетенциями – начиная от светодиодов и тепловой машины до компьютера и искусственного интеллекта. Уверен, здесь было много таких сюжетов.

– Эта программа возникла не просто из потребности в строительстве мегаустановок, – сказал Михаил Ковальчук. Она – ответ на вызов времени. Мы живем в переломный, сложнейший период, когда человечество переходит к новому технологическому укладу – природоподобному. Технология должна быть не самоцелью, а средством совершенствования бытия. Цель была проста и величественна одновременно. Недавно Правительство утвердило план мероприятий по развитию природоподобных технологий, воспроизводящих системы живой природы. После утверждения стратегии указами Президента были запущены две ключевые программы. Первая – генетическая, о работе с природой на атомно-молекулярном уровне. Вторая – нейтронная программа мегасайенс, позволяющая с атомарным разрешением наблюдать за нашим вмешательством в природу на молекулярно-генетическом уровне. Обе программы активно реализуются.

Цель дальше жизни

– Цель должна быть, и, как учит нас Михаил Валентинович, она должна простираться дальше жизни, – продолжила директор Курчатовского института, академик РАН Юлия Дьякова. – Именно поэтому мы сегодня говорим о мегаустановках. Программа называется «Программа развития синхротронных и нейтронных исследований», но суть ее – в мегаустановках. Почему? Потому что это колоссальные объекты, требующие создания и применения поистине лучших технологий. Что общего между мегаустановками и Трансмашхолдингом? Локомотив. Локомотив, который ведет за собой науку, ведет за собой людей. Цель, уходящая за горизонт жизни, чтобы совершать новую науку, переходить к природоподобным технологиям, создавать новую биосферу, не противоречащую окружающей среде, и новую техносферу, преобразуя ее. Мы говорили о новых подходах к созданию компьютеров, интеллекта, новой энергетики. Чтобы перейти к системам генерации энергии, не наносящим ущерба природе, к экономичным технологиям потребления и замкнутому ресурсообороту, необходимо создавать принципиально новые технологии. Мы должны увидеть то, что никто до нас не видел. Для этого нужно построить научные установки, которых ранее не существовало. Этот локомотив и обеспечивает наше технологическое лидерство.

Вторая составляющая – связность страны, технологическое и пространственное развитие. Если железные дороги и локомотивы объединяют всю страну в единое целое, то мегаустановки призваны объединить весь научный потенциал. То, что вы делаете на местах, в лабораториях, невозможно вывести на новый уровень без этих установок. Нельзя глубже проникнуть в суть материи только локальными средствами. Как уже не раз говорили выступающие, существует установка-локомотив, генерирующая уникальное излучение, позволяющее заглянуть внутрь материи. А пользователи работают на станциях. Экспериментальные станции объединяют ученых, промышленность, потребителей. Когда мы создали установку и увидели – это дает принципиально новые технологии. Не будь рентгеновского излучения, не возникло бы генетических технологий. Только определение структуры ДНК позволило понять, как кодируется и передается информация, что привело к взрыву в развитии генетики. Мы уже живем в принципиально ином мире. Только синхротроны дают возможность изучать живой организм на уровне белковых молекул и разрабатывать лекарства.

Это не просто принципиально новая медицина, новые подходы к здоровью и жизни. Это новые подходы к продовольственной безопасности, залог нашей биобезопасности. И, конечно, основа новых компьютерных технологий и передачи информации. Такие установки требовали принципиально новых суперкомпьютерных решений. Первый суперкомпьютер в Курчатовском институте и сама технология Интернета создавались для обеспечения работы этих установок. Затем они стали массовыми и теперь требуют дальнейшего развития. Поэтому, говоря о меганауке, мы говорим о локомотиве, который требует разработки новых технологий. И, как уже отмечалось, выходя в ненаучную сферу, они дают прорывы. Создавая принципиально новые установки, мы можем перевернуть наше понимание мира, расширить возможности и создать новую техносферу, новое будущее. Это действительно цель, уходящая за горизонт жизни. Сегодня сотни и тыс. молодых ребят по всей стране, у которых горят глаза, которые ничего не боятся и готовы к любым вызовам. Достигая этой цели, они уже импортозамещают всё, поскольку установки создаются на наших новых технологиях. Раньше они работали на наших же технологиях, но теперь это принципиально иной уровень, объединяющий всех. Они знают заводы, знают, что и где можно сделать, они ничего не боятся, они готовы двигаться вперед.

В будущее на Формуле-1

– Заканчивая, хочу сказать вот о чем. Возьмем «Формулу-1». Казалось бы, бессмысленная гонка машин по трекам, – подвёл итоги Михаил Ковальчук. – Но в результате мы получаем безопасность. У меня до сих пор есть «Победа», на которой я ездил ещё в юности. Сядьте в нее сейчас – ничего не изменилось. Сравните «Победу» и современный автомобиль: четыре колеса, руль – все то же. Но ощущения разные. В «Победе» нужно включать скорость, держать сцепление, тормоза, на горку не поднимешься при выезде из современного гаража. Инновации бывают взрывные – принципиальные, и эволюционные. В авиации произошел «взрыв» от винтового двигателя к турбовинтовому, что позволило выйти в разряженную среду и полететь. Это принципиально иной тип движения. То же самое мы делаем сейчас с космосом – переход от жидкостного двигателя к плазменному. В автомобильной эволюции внешне ничего не менялось, но качество растет. «Формула-1» доводит идеи до совершенства, обеспечивая гарантированную безопасность и новые потребительские качества.

В глобальном масштабе то же самое делают мегапроекты. Создавая эти установки, мы получаем, например, сверхпроводимость – передачу электроэнергии без сопротивления. Россия – одна из ведущих стран в этой области. Мы поставили для ИТЭР 290 тсверхпроводящего кабеля из ниобий-оловянных сплавов, разработанного в Курчатовском институте. Никто в мире не смог его произвести, а Росатом создал завод для выпуска. У нас есть испытательные станции, созданные для космических программ, где материалы испытываются при температурах, близких к абсолютному нулю, на механические свойства. В результате это меняет современную электроэнергетику. Переход к сверхпроводимости позволяет не строить новые станции, а лишь на 20 % сократить потери при передаче, например, за счет высокотемпературной сверхпроводимости. И это происходит благодаря тому, что мы реализуем свою «Формулу-1» в области науки и мегатехнологий.

Об авторе

A

Administrator

Просмотреть все записи