Krievijas pētniecības centrs (RNC) "Kurčatovas institūts" ir vadošā vietējā pētniecības iestāde kodolenerģijas jomā. Padomju Savienībā tas bija pazīstams kā Atomenerģijas institūts. Nosaukts kodolzinātnieka Igora Kurčatova vārdā.
Klusi atomu
Dibināja Nacionālo pētniecības centru "Kurčatova institūts" 1943. gadā, lai izstrādātu kodolieročus. Līdz 1955. gadam tas bija zināms ar slepeno nosaukumu "PSRS Zinātņu akadēmijas laboratorija Nr. 2". Lielākā daļa padomju kodolreaktoru tika projektēti institūtā, tostarp F-1, kas bija pirmais reaktors ārpus Ziemeļamerikas.
Kopš 1955. gada Kurčatova institūtā ir veikti fundamentālie eksperimenti kodolsintēzes un plazmas fizikas jomā. Tieši šeit tika izstrādāti tokamaka tipa reaktori, tostarp:
- "Tokamak T-3".
- "Tokamak T-4".
Šie reaktori ļāva veikt pasaulē pirmos eksperimentus, lai pētītu plazmas īpašības. T-4 tika palaists 1968. gadāNovosibirskā, veicot pirmo kvazistacionāro kodolsintēzes reakciju.
Zinātnes pionieri
Pirmais NRC "Kurčatova institūta" direktors bija A. A. Logunovs - izcils padomju teorētiskais fiziķis, Maskavas Valsts universitātes rektors. M. V. Lomonosovs no 1977. līdz 1992. gadam. Tieši viņa vadībā iestāde kļuva par neatkarīgu pasaules līmeņa zinātnes centru. Pirms tam aptuveni gadu Pētniecības centrs bija Maskavas Teorētiskās un eksperimentālās fizikas institūta filiāle, kur 1958. gadā sākās U-7 protonu sinhrotrona (prototips U-70) būvniecība.
Lielāku projektu - 50 GeV protonu paātrinātāju - tika nolemts uzsākt citā vietā ārpus Maskavas. Daudzi izcili institūta zinātnieki un inženieri bija tieši iesaistīti tā projektēšanā un būvniecībā.
Zinātnes pilsētas izveide
Fundamentālie pētījumi augstas enerģijas fizikas jomā vienmēr ir bijuši cieši saistīti ar atomenerģijas attīstību. Tāpēc 2. laboratorijas vadītājs I. V. Kurčatovs, kurš stāvēja pie padomju atomprojekta pirmsākumiem, visos iespējamos veidos veicināja akseleratoru izpēti un tos attīstīja.
50. gados radās doma koncentrēt zinātnisko darbu vienuviet. Kurčatovs bija viens no tiem, kas aktīvi atbalstīja ideju uzbūvēt 70 GeV protonu superpaātrinātāju netālu no Serpuhovas, kas paredzēts fiziskai izpētei. Izvēloties akseleratora bāzi, tika apskatītas aptuveni 40 vietas dažādās valsts vietās. Rezultātā izvēle krita uz vietu netālu no Serpuhovas, kas atrodas uz ļoti līdzena un cieta akmeņaina.šķirne.
Visa Protvino pilsēta tika izveidota tieši institūta būvniecības nolūkā: saistībā ar to notika pilsētas infrastruktūras, sociālās, kultūras, sadzīves, enerģētikas un citu sfēru veidošanās. Nav brīnums, ka pilsētai ir zinātnes pilsētas statuss.
U-70 pastiprinātājs
1960. gada janvārī netālu no Serpuhovas sākās vērienīga tolaik pasaulē lielākā akseleratora celtniecība. Būvniecības laikā Nacionālā pētniecības centra "Kurčatovas institūts" uzraudzībā tika izmantotas jaunākās tehnoloģijas. Saskaņā ar inženieru atmiņām, aprēķinu un darba precizitāte gredzena likšanas laikā bija salīdzināma ar kosmosa kuģa lidojuma aprēķinu. Pateicoties šiem mērījumiem, būvnieki sinhrotronu tuneli noslēdza ar 3 mm precizitāti.
Akseleratoru komplekss U-70 (sākumā to sauca par Serpuhova Synchrophasotron) tika uzbūvēts 1967. gadā A. A. Logunova vadībā. Šī ir milzīga, ļoti sarežģīta inženiertehniskā sistēma. Tā ir milzīga vakuuma kamera ap apkārtmēru, kas sarullēta gredzenā un ievietota elektromagnētā, kas sver 20 000 tonnu. Starp citu, piecus gadus (līdz 1972. gadam) tas bija lielākais pasaulē.
Akseleratora darbības princips ir šāds. Kad daļiņas tiek paātrinātas līdz ātrumam, kas tuvs gaismas ātrumam, un mijiedarbojas ar mērķi, rodas dažādas sekundāras daļiņas, kuras fiksē vismodernākie kodolstarojuma detektori. Pēc eksperimentālo datu datorizētas apstrādes zinātnieki atjauno priekšstatu par paātrinātas daļiņas mijiedarbību ar vielu, izdarot secinājumus par intranukleāro daļiņu īpašībām, apm.fundamentālo mijiedarbību teorētisko modeļu parametri.
Sasniegumi un neveiksmes
Daudzi pētījumi par U-70 (kas joprojām turpinās institūtā šodien) ir patiesi sasniegumi. Jau pirmajos eksperimentos pie U-70 akseleratora tika atklāti hēlija-3 un tritija antikodoli, kas katrs saturēja trīs antinukleonus. Vēlāk tika atklātas vairāk nekā 20 jaunas daļiņas ar unikālām īpašībām, pateicoties kurām zinātnieki varēja izskaidrot vairākus procesus, kas notiek Visumā.
Īsi pēc tam tika izstrādāts projekts jaunam paātrinātājam - protonu-protonu paātrinātājam 3 × 3 TeV enerģijai, kas kļūtu par jaudīgāko pasaulē. Līdz 1989. gada beigām tika pabeigta ievērojama darbu daļa, gandrīz pabeigta akseleratora milzu pazemes gredzena izbūve. Visu darbu, diemžēl, 90. gados nācās iesaldēt un ierobežot. Tomēr zinātnieku un inženieru pieredze, kas bija iesaistīti Protvino "padomju kolektora" būvniecībā, vēlāk izrādījās ļoti pieprasīta, veidojot Lielo hadronu paātrinātāju Šveicē.
Šodien
Kurčatova institūtā ir 27 kodolpētniecības reaktori, no kuriem 7 ir demontēti un viens ir uz laiku atspējots. Saskaņā ar SAEA datiem joprojām darbojas 19 reaktori. Kurčatova institūts sadarbojas ar dažām vadošajām Krievijas universitātēm, piemēram:
- Lomonosova universitāte.
- Maskavas Fizikas un tehnoloģiju institūts.
- Maskavas Valsts tehniskā universitāte. Bauman.
Uz tiemstarpdisciplināras zinātniskās apmācības sistēmas pamats. Piemēram, tā rezultātā tika izveidotas nanotehnoloģijas, biotehnoloģijas, datorzinātņu un kognitīvās zinātnes nodaļas.
Kurčatova institūtā ir doktorantūra (23 nodaļas) un aspirantūra, kur tās sniedz padziļinātas zināšanas 16 specialitātēs. Iestāde ir galvenais zinātniskais koordinators darbību nanobiotehnoloģiju, nanosistēmu un nanomateriālu jomā Krievijas Federācijā. Institūts piedalās vairākos starptautiskos pētniecības projektos: CERN, XFEL, FAIR, Vācijas-Krievijas sinhrotrona starojuma izmantošanas laboratorijā un citos. Iestādes galvenais darbības virziens ir matērijas un elementārdaļiņu fundamentālo īpašību izpēte, izmantojot lādētu daļiņu paātrinātāju.
Organizācijas struktūra
Līdz 1991. gadam Kurčatova institūts bija Atomenerģijas ministrijas pakļautībā. 1991. gada novembrī iestāde tika reorganizēta par Valsts zinātnisko centru, ko tieši pārvalda Krievijas valdība. Saskaņā ar organizācijas statūtiem tās prezidentu tagad ieceļ premjerministrs saskaņā ar Rosatom ieteikumiem.
2005. gada februārī Mihails Kovaļčuks tika iecelts par iestādes vadītāju. Kurčatova institūts 2007. gada februārī uzvarēja konkursā, lai kļūtu par galveno organizāciju, kas koordinē centienus nanotehnoloģiju jomā Krievijā.
