Руски изследователски център (RNC) "Курчатовски институт" е водеща местна изследователска институция в областта на ядрената енергетика. В Съветския съюз е бил известен като Институт по атомна енергия. Кръстен на ядрения учен Игор Курчатов.
Успокойте атома
Основява Национален изследователски център "Курчатовски институт" през 1943 г. за разработване на ядрени оръжия. До 1955 г. е известна под секретното име „Лаборатория No 2 на Академията на науките на СССР“. Повечето от съветските ядрени реактори са проектирани в института, включително F-1, който е първият реактор извън Северна Америка.
От 1955 г. в Курчатовския институт се провеждат фундаментални експерименти в областта на термоядрения синтез и физиката на плазмата. Именно тук са разработени реактори от типа токамак, включително:
- "Tokamak T-3".
- "Tokamak T-4".
Тези реактори направиха възможно провеждането на първите в света експерименти за изследване на свойствата на плазмата. Т-4 е изстрелян през 1968 гНовосибирск, провеждане на първата квазистационарна реакция на термоядрен синтез.
Пионери на науката
Първият директор на НИЦ "Курчатовски институт" е А. А. Логунов - изключителен съветски физик-теоретик, ректор на Московския държавен университет. М. В. Ломоносов от 1977 до 1992 г. Именно при него институцията се превръща в независим научен център от световна класа. Преди това, за около година, Изследователският център беше филиал на Московския институт по теоретична и експериментална физика, където през 1958 г. започва изграждането на протонния синхротрон U-7 (прототип U-70).
По-голям проект - протонен ускорител 50 GeV - беше решено да бъде стартиран на друго място, извън Москва. Много изключителни учени и инженери на института са участвали пряко в неговото проектиране и изграждане.
Създаване на научен град
Фундаменталните изследвания в областта на физиката на високите енергии винаги са били тясно свързани с развитието на атомната енергия. Ето защо ръководителят на лаборатория № 2 И. В. Курчатов, който стоеше в началото на съветския атомен проект, насърчава изследванията на ускорителите по всякакъв възможен начин и ги развива.
През 50-те години възниква идеята да се концентрира научната работа на едно място. Курчатов беше един от тези, които активно подкрепиха идеята за изграждане на протонен суперускорител с мощност 70 GeV близо до Серпухов, предназначен за физически изследвания. При избора на база за ускорителя бяха разгледани около 40 обекта в различни части на страната. В резултат на това изборът падна на мястото близо до Серпухов, разположено на много равна и твърда скалапорода.
Целият град Протвино е създаден именно с цел изграждане на института: във връзка с това се осъществява формирането на градска инфраструктура, социална, културна, битова, енергийна и други сфери. Нищо чудно, че градът има статут на научен град.
U-70 бустер
През януари 1960 г. близо до Серпухов започва мащабно строителство на най-големия по това време ускорител в света. По време на строителството, под надзора на Националния изследователски център "Курчатовски институт", са използвани най-новите технологии. Според мемоарите на инженерите, точността на изчисленията и работата по време на полагането на пръстена е сравнима с изчисляването на полета на космически кораб. Благодарение на тези измервания строителите затвориха синхротронния тунел с точност от 3 мм.
Ускорителният комплекс U-70 (първоначално се наричаше Серпуховски синхрофазотрон) е построен през 1967 г. под ръководството на А. А. Логунов. Това е огромна супер сложна инженерна система. Това е гигантска вакуумна камера около обиколката, навита на пръстен и поставена в електромагнит с тегло 20 000 тона. Между другото, в продължение на пет години (до 1972 г.) той беше най-големият в света.
Принципът на ускорителя е както следва. Когато частиците се ускоряват до скорости, близки до скоростта на светлината и взаимодействат с целта, се раждат различни вторични частици, които се записват от най-сложните детектори за ядрено излъчване. След компютърна обработка на експериментални данни, учените възстановяват картината на взаимодействието на ускорена частица с материята, като правят заключения за свойствата на вътрешноядрените частици, запараметри на теоретичните модели на фундаментални взаимодействия.
Постижения и неуспехи
Много изследвания върху U-70 (които все още се провеждат в института днес) са наистина пробив. Още в първите експерименти на ускорителя U-70 са открити антиядра на хелий-3 и тритий, съдържащи по три антинуклона. По-късно бяха открити повече от 20 нови частици с уникални свойства, благодарение на които учените успяха да обяснят редица процеси, протичащи във Вселената.
Малко след това беше разработен проект за нов ускорител - протон-протонен колайдер за енергия 3 × 3 TeV, който ще стане най-мощният в света. До края на 1989 г. значителна част от работата е завършена, изграждането на гигантски подземен пръстен за ускорителя е почти завършено. Цялата работа, за съжаление, трябваше да бъде замразена и съкратена през 90-те години. Опитът на учените и инженерите, участвали в изграждането на "съветския колайдер" в Протвино, по-късно се оказа много търсен при създаването на Големия адронен колайдер в Швейцария.
Днес
Институтът Курчатов разполага с 27 ядрени изследователски реактора, от които 7 са демонтирани, а един е временно изключен. 19 реактора все още работят според МААЕ. Курчатовският институт си сътрудничи с някои от водещите руски университети, като:
- Университет Ломоносов.
- Московски физико-технически институт.
- Московски държавен технически университет. Бауман.
На тяхосновата на интердисциплинарна система за научно обучение. Например това доведе до създаването на отдели по нанотехнологии, биотехнологии, компютърни науки и когнитивни науки.
Институтът Курчатов има докторантура (23 катедри) и следдипломна квалификация, където дават задълбочени познания в 16 специалности. Институцията е основен научен координатор на дейностите в областта на нанобиотехнологиите, наносистемите и наноматериалите в Руската федерация. Институтът участва в няколко международни изследователски проекта: CERN, XFEL, FAIR, немско-руската лаборатория за използване на синхротронно лъчение и др. Основната област на дейност на институцията е изследване на фундаменталните свойства на материята и елементарните частици с помощта на ускорител на заредени частици.
Организационна структура
До 1991 г. Курчатовският институт беше подчинен на Министерството на атомната енергия. През ноември 1991 г. институцията е реорганизирана в Държавен научен център, управляван пряко от руското правителство. В съответствие с устава на организацията, нейният президент сега се назначава от министър-председателя в съответствие с препоръките на Росатом.
През февруари 2005 г. за ръководител на институцията е назначен Михаил Ковалчук. Институтът Курчатов спечели търг през февруари 2007 г., за да стане основна организация, координираща усилията в областта на нанотехнологиите в Русия.
