Rosyjskie Centrum Badawcze (RNC) „Instytut Kurczatowa” jest wiodącą krajową instytucją badawczą w dziedzinie energetyki jądrowej. W Związku Radzieckim był znany jako Instytut Energii Atomowej. Nazwany na cześć naukowca nuklearnego Igora Kurchatova.
Wycisz atom
Założył Narodowe Centrum Badawcze „Instytut Kurczatowa” w 1943 r. w celu opracowania broni jądrowej. Do 1955 r. znany był pod tajną nazwą „Laboratorium nr 2 Akademii Nauk ZSRR”. Większość sowieckich reaktorów jądrowych została zaprojektowana w instytucie, w tym F-1, który był pierwszym reaktorem poza Ameryką Północną.
Od 1955 r. w Instytucie Kurczatowa przeprowadzane są podstawowe eksperymenty w dziedzinie syntezy termojądrowej i fizyki plazmy. To tutaj powstały reaktory typu tokamak, w tym:
- "Tokamak T-3".
- "Tokamak T-4".
Te reaktory umożliwiły przeprowadzenie pierwszych na świecie eksperymentów badania właściwości plazmy. T-4 został zwodowany w 1968 rokuNowosybirsk, przeprowadzający pierwszą quasi-stacjonarną reakcję fuzji termojądrowej.
Pionierzy nauki
Pierwszym dyrektorem NRC "Instytut Kurczatowa" był A. A. Logunov - wybitny radziecki fizyk teoretyczny, rektor Moskiewskiego Uniwersytetu Państwowego. M. V. Łomonosow od 1977 do 1992 roku. To pod jego rządami instytucja stała się niezależnym ośrodkiem naukowym światowej klasy. Wcześniej, przez około rok, Centrum Badawcze było oddziałem Moskiewskiego Instytutu Fizyki Teoretycznej i Doświadczalnej, gdzie w 1958 r. rozpoczęto budowę synchrotronu protonowego U-7 (prototyp U-70).
Większy projekt – akcelerator protonów o energii 50 GeV – postanowiono uruchomić w innym miejscu, poza Moskwą. Wielu wybitnych naukowców i inżynierów instytutu było bezpośrednio zaangażowanych w jego projektowanie i budowę.
Tworzenie miasta nauki
Podstawowe badania w dziedzinie fizyki wysokich energii zawsze były ściśle związane z rozwojem energii atomowej. Dlatego kierownik Laboratorium nr 2 I. W. Kurczatow, który stał u początków sowieckiego projektu atomowego, promował badania nad akceleratorami w każdy możliwy sposób i je rozwijał.
W latach 50. powstał pomysł skupienia pracy naukowej w jednym miejscu. Kurczatow był jednym z tych, którzy aktywnie poparli ideę budowy superakceleratora protonów o energii 70 GeV w pobliżu Serpuchowa, przeznaczonego do badań fizycznych. Wybierając bazę pod akcelerator, zbadano około 40 miejsc w różnych częściach kraju. W rezultacie wybór padł na działkę w pobliżu Serpukhov, położoną na bardzo płaskiej i twardej skalerasa.
Całe miasto Protvino zostało stworzone właśnie w celu budowy instytutu: w związku z tym nastąpiło powstanie infrastruktury miejskiej, społecznej, kulturalnej, bytowej, energetycznej i innych sfer. Nic dziwnego, że miasto ma status miasta nauki.
Wspomaganie U-70
W styczniu 1960 roku pod Serpuchowem rozpoczęto zakrojoną na szeroką skalę budowę największego wówczas akceleratora na świecie. Podczas budowy, pod nadzorem Narodowego Centrum Badawczego „Instytut Kurczatowa”, zastosowano najnowsze technologie. Według wspomnień inżynierów dokładność obliczeń i pracy podczas układania pierścienia była porównywalna z obliczeniami lotu statku kosmicznego. Dzięki tym pomiarom budowniczowie zamknęli tunel synchrotronowy z dokładnością do 3 mm.
Kompleks akceleratorowy U-70 (początkowo nazywany Synchrofasotronem Serpuchowa) został zbudowany w 1967 roku pod kierownictwem A. A. Logunowa. To ogromny, bardzo złożony system inżynieryjny. Jest to gigantyczna komora próżniowa na obwodzie, zwinięta w pierścień i umieszczona w elektromagnesie ważącym 20 000 ton. Nawiasem mówiąc, przez pięć lat (do 1972) był największym na świecie.
Zasada akceleratora jest następująca. Kiedy cząstki są przyspieszane do prędkości zbliżonych do prędkości światła i wchodzą w interakcję z celem, powstają różnorodne cząstki wtórne, które są rejestrowane przez najbardziej wyrafinowane detektory promieniowania jądrowego. Po komputerowym przetworzeniu danych eksperymentalnych naukowcy przywracają obraz oddziaływania przyspieszonej cząstki z materią, wyciągając wnioski na temat właściwości cząstek wewnątrzjądrowych, oparametry modeli teoretycznych oddziaływań fundamentalnych.
Osiągnięcia i porażki
Wiele badań nad U-70 (które nadal trwają w instytucie) to naprawdę przełom. Już w pierwszych eksperymentach w akceleratorze U-70 odkryto antyjądra helu-3 i trytu, zawierające po trzy antynukleony. Później odkryto ponad 20 nowych cząstek o unikalnych właściwościach, dzięki którym naukowcom udało się wyjaśnić szereg procesów zachodzących we wszechświecie.
Niedługo potem powstał projekt nowego akceleratora – zderzacza proton-proton o energii 3 × 3 TeV, który miałby stać się najpotężniejszym na świecie. Do końca 1989 roku zakończono znaczną część prac, prawie ukończono budowę gigantycznego podziemnego pierścienia dla akceleratora. Cała praca niestety musiała zostać zamrożona i ukrócona w latach 90-tych. Jednak doświadczenie naukowców i inżynierów zaangażowanych w budowę „sowieckiego zderzacza” w Protvino okazało się później bardzo poszukiwane przy tworzeniu Wielkiego Zderzacza Hadronów w Szwajcarii.
Dzisiaj
Instytut Kurczatowa ma 27 jądrowych reaktorów badawczych, z których 7 zostało zdemontowanych, a jeden został czasowo wyłączony. Według MAEA 19 reaktorów nadal działa. Instytut Kurchatowa współpracuje z niektórymi wiodącymi rosyjskimi uniwersytetami, takimi jak:
- Uniwersytet Łomonosowa.
- Moskiewski Instytut Fizyki i Techniki.
- Moskiewski Państwowy Uniwersytet Techniczny. Bauman.
Na nichpodstawą interdyscyplinarnego systemu kształcenia naukowego. Doprowadziło to na przykład do powstania działów nanotechnologii, biotechnologii, informatyki i kognitywistyki.
Instytut Kurchatowa ma studia doktoranckie (23 wydziały) i studia podyplomowe, na których dostarczają dogłębnej wiedzy w 16 specjalnościach. Instytucja jest głównym koordynatorem naukowym działań w dziedzinie nanobiotechnologii, nanosystemów i nanomateriałów w Federacji Rosyjskiej. Instytut uczestniczy w kilku międzynarodowych projektach badawczych: CERN, XFEL, FAIR, niemiecko-rosyjskie laboratorium wykorzystania promieniowania synchrotronowego i inne. Głównym obszarem działalności instytucji są badania podstawowych właściwości materii i cząstek elementarnych przy użyciu akceleratora cząstek naładowanych.
Struktura organizacyjna
Do 1991 roku Instytut Kurczatowa podlegał Ministerstwu Energii Atomowej. W listopadzie 1991 roku placówka została zreorganizowana w Państwowe Centrum Naukowe, zarządzane bezpośrednio przez rząd rosyjski. Zgodnie ze statutem organizacji jej prezesa mianuje teraz premier zgodnie z zaleceniami Rosatomu.
W lutym 2005 r. szefem instytucji został Michaił Kowalczuk. Instytut Kurczatowa wygrał w lutym 2007 przetarg na główną organizację koordynującą działania w dziedzinie nanotechnologii w Rosji.
