Институт ядерной физики (ИЯФ) СО РАН ассоциируется с фундаментальной наукой. Однако разработки новосибирцев имеют и прикладное значение. О том, как ученые пришли к идеям с помощью ускорителей и детекторов повышать прочность водопроводных труб и обнаруживать у авиапассажиров пластиковые ножи, в интервью корреспонденту РИА Новости Алексею Стрельцу рассказал замдиректора института Юрий Тихонов.

— Юрий Анатольевич, когда и с чего началась прикладная деятельность ИЯФ?

— Естественно, основной целью создания института была необходимость развивать науку. Ядерную физику, физику элементарных частиц. Это постоянное, естественное желание человечества понять, как устроен наш мир.

Для этой цели развивались ускорительные технологии, и у нас в институте появились первые ускорители на встречных пучках — коллайдеры.

Вершиной экспериментов с ними стало недавнее открытие бозона Хиггса.

Но еще при нашем первом директоре, Андрее Михайловиче Будкере, стало понятно, что многие вещи, которые мы делали для себя, для фундаментальной деятельности, востребованы и в других лабораториях, и в народном хозяйстве. Это и стало первым направлением нашей экономической деятельности – разрабатывали ускорители частиц и детекторы, которые эти частицы регистрируют, чтобы вести эксперименты у себя, но они оказались нужны по всему миру.

— И вы начали поставлять технологии другим научным центрам?

— Да, многие технологии, применяемые сегодня в фундаментальной науке, предложены в ИЯФ. Мы сегодня считаемся экспертами во многих областях, и это позволяет получать заказы на разработку, изготовление и запуск «под ключ» различных установок. Например, известному Курчатовскому институту ускоритель для синхротронного излучения целиком сделали наши специалисты.

— Насколько важен этот аспект для экономической деятельности института?

— Ну, посудите сами: в 1990-е годы на государственное финансирование приходилось лишь 10% общего бюджета ИЯФ. Все остальное мы просто зарабатывали. Это дало возможность институту выжить и продолжать исследования. Тогда, кстати, за пределы института вышли и наши другие технологии.

— Какими еще разработками ИЯФа кто-то интересовался?

— Мы стали думать, что предложить промышленности не для фундаментальной науки уже, а для экономики. Это оказалось направление, которое тоже зародилось еще при Будкере, но некий расцвет получило в последние 10 лет – так называемые промышленные ускорители.

— А первоначально они для чего применялись?

— Первоначально они как раз были разработаны как инжекторы для наших коллайдеров. То есть, как ускорители с небольшой энергией, которые нужны исключительно для того, чтобы запускать заряженные частицы в основной, большой коллайдер. Но оказалось, что они хорошо подходят для промышленных технологий.

— Например?

— Там примеров очень много, я приведу самые распространенные. Есть технология радиационной модификации полимеров. Сегодня, особенно в связи с развитием IT-технологий, применяется очень много кабелей. И облучение полиэтиленовой изоляции таким ускорителем позволяет существенно – со 100 градусов до 200 – повысить температуру плавления и увеличить прочность кабеля.

Сегодня во многих отраслях, например, в авиакосмической, применение необлученных кабелей запрещено, и сотни кабельных заводов по всему миру применяют ускорители. Другое смежное направление – производство водопроводных труб горячего водоснабжения из полимеров. Опять же, материал облучается электронами, увеличиваются прочность и температура плавления.

— А еще в каких отраслях (применялись), в медицине?

— Возьмем стерилизацию медицинской одежды и инструментов. Здесь традиционно применяются автоклавы, кипячение, химия. А применение радиации позволяет сделать стерилизацию экологичной, поскольку нет отходов процесса стерилизации, удобной и экономически более выгодной.

Потому что вся стерилизация происходит прямо в упаковке – коробки с медицинской одеждой, набором инструментов прогоняются под пучком электронов, сразу становятся стерильными и поступают в клиники. У нас в институте есть опытная установка, она облучает около 40 тонн медицинских изделий в месяц, и они поступают в клиники Новосибирска.

— Наверняка можно стерилизовать таким образом и что-то еще…

— Разумеется! В некоторых странах разрешена и стерилизация еды, чтобы увеличить сроки хранения. Например, мясо, в котором таким образом убиваются бактерии, и оно хранится незамороженным до месяца. У нас пока санэпидемнадзор не разрешает этого делать. Тут есть некая боязнь, радиофобия, но, я думаю, это вскоре пройдет.

— А это действительно безопасно?

— Да, радиоактивными продукты не становятся, поскольку там применяются электроны с небольшой энергией, которые не дают наведенной активности. Если вы будете облучать нейтронами, как в реакторе, у вас сразу возникнут радиоактивные элементы. А здесь, поскольку энергия мала, не происходит ядерных реакций, просто убиваются бактерии.

Таким образом, кстати, можно и утилизацию опасных отходов проводить. Облучать медицинские, сельскохозяйственные отходы, чтобы они становились обычным мусором и не наносили экологии колоссального вреда.

— Это теория или где-то уже проверено?

— Вот вам пример — в Корее одна из фабрик-производителей красок регулярно платила колоссальные штрафы из-за того, что сильно загрязняла своими сбросами водоемы. Мы туда поставили ускоритель, и после облучения грязной воды фабрика стала пускать ее на биологическую очистку.

Там вступали в дело микроводоросли, которые на предыдущем этапе работать не могли – необлученная вода была слишком грязной, и микробы в ней погибали. В результате сбросы очищались, фабрика перестала платить штрафы и буквально за полгода оправдала затраты на ускоритель, который стоит 3 миллиона долларов.

— А что-то еще из ваших разработок, кроме промышленных ускорителей, применяется в ненаучных целях?

— Да, есть другое направление. Если промышленные ускорители связаны с инжекторами для коллайдеров, то здесь за основу мы взяли детекторы, которые регистрируют в ускорителях определенные частицы. Оказалось, что это может применяться в медицине — на базе этих детекторов мы разработали рентгенографические установки.

— В чем их преимущество перед существующими рентгеновскими аппаратами?

— У них гораздо ниже доза облучения. Правда, врачам сложно это объяснить. Им ведь не важна доза, им важен диагноз.

— Какой выход вы из этого положения нашли?

— Не то чтобы выход, я ведь не говорю, что наши установки никому не нужны. Около 400 установок, изготовленных по нашей технологии, работают в клиниках России и продолжают выпускаться на заводе в Орле. Технология была также продана в Корею и Китай.

Мы также начали искать еще и другие области их применения. И нашли пять-шесть лет назад, предложив использовать их в борьбе с терроризмом.

Сегодня в аэропорту «Толмачево» стоят три установки, которые сканируют пассажиров. И в других российских аэропортах, а также в метро, установлены установки, изготовленные по нашей технологии. Люди довольны: спокойно, не разуваясь, не снимая одежду, можно проходить досмотр. Вас сканируют за пять секунд, и все.

И аэропорты постепенно заменяют такими установками металлодетекторы. Это не только удобнее, это и повышает безопасность. Потому что металлодетектор не реагирует на пластик, например. Вы можете пронести пластиковый нож в самолет, взрывчатку в пластиковой оболочке.

— А ваш детектор все регистрирует, в том числе и пластик?

— Да, вплоть до 50 граммов взрывчатки. Лишь бы оператор, который результаты сканирования видит на экране, был опытный. Но мы их сами обучаем, и через неделю они уже видят все посторонние предметы.

— А какая доза радиации?

Доза там – 0,25 микрозиверта. Это эквивалентно пяти минутам полета. Как видите, доза минимальна. Все потому, что для наших научных целей нужны детекторы с огромной чувствительностью, а именно такие при небольшой дозе облучения регистрируют все предметы, которые есть у пассажира.

— Расскажите о дальнейших перспективах всех этих разработок. Что с ними будет дальше?

— Ну, все, что где-либо применяется, мы постоянно совершенствуем. А вообще, конечно, для реализации многих планов нужен инвестор. Сейчас мы заканчиваем строительство пилотного центра радиационных технологий, он до конца года уже откроется. Это, на мой взгляд, очень привлекательный для инвесторов проект, развиваемый нами совместно с НГУ (Новосибирским госуниверситетом).

Национальная сеть из нескольких десятков таких центров по всей стране может полностью решить задачи по стерилизации и другим обсуждавшимся выше применениям радиационных технологий.

— А что из себя представляет этот центр?

— Это научно-производственная база, где будут развиваться и совершенствоваться технологии. Кроме того, там же можно их и применять. То, что сейчас мы облучаем… понимаете, институт не был для такой деятельности предназначен. Там расположение установок не самое удобное. Вручную все приходится делать – открыл, положил материал, закрыл, облучил.

А в этом центре все будет по максимуму автоматизировано.

— А есть ли в мире аналоги ваших технологий?

— Безусловно, есть — это рынок. Но мы делаем надежную и относительно недорогую технику, поэтому в том, что касается мощных промышленных ускорителей электронов, около 30% мирового рынка контролируем. Он, правда, не очень большой, этот рынок. В том, что касается рентгеновских детекторов, то рынок в России невелик — 20–25 установок в год продается. Я, честно говоря, ожидал, что продажи будут больше.

Но дело тут еще и в том, что это не компьютеры, не электроника, которые быстро устаревают, ломаются, и приходится часто покупать новые. Есть наши ускорители, которые уже 25 лет работают и только модернизируются периодически. Конечно, если бы они ломались чаще, мы бы продали больше. Но мы сделали их надежными.

Комментарий:

Прикладное направление существовало в Сибирском отделении РАН фактически с самого начала его основания, отмечает заместитель председателя СО РАН академик Василий Фомин.

«Изначально так и задумывалось — в примерно равных пропорциях фундаментальная и прикладная наука. И это правильно, нужно уделять большое внимание и тому, и другому», — сказал Фомин РИА Новости.

Разработки многих институтов Сибирского отделения сегодня имеют прикладной характер. Так, например, Институт сильноточной электроники СО РАН не так давно разработал генератор плазмы, который применяется в Японии для заточки бритвенных лезвий. Лезвие бомбардируется ионами плазмы и частично распыляется, что приводит к его затачиванию. В то же время, по мнению Фомина, Институт ядерной физики, реализующий свои разработки, в СО РАН сегодня стоит особняком.

«Они делают уникальный продукт, у них просто нет конкурентов в мире, поэтому они имеют возможность куда-то поставлять свои ускорители. ИЯФ нашел такую нишу для себя», — объясняет Фомин.

Институты СО РАН, по его словам, реализуют свои разработки по-разному и в разном количестве. Большим источником дохода для них этот сектор назвать нельзя. Это, пояснил Фомин, связано с тем, что

потенциальные заказчики часто не могут сформулировать, что именно им нужно и выдвинуть конкретные критерии требуемой продукции.

«Наука не может что-то массово производить. Дело ученых — разрабатывать технологии, а потом их нужно продавать бизнесу. Таких заинтересованных бизнесменов у нас пока не родилось», — резюмирует Фомин.