Заглядаючи в «зерцало Бога» за кілька кілометрів від лінії фронту

Цього року цю знаменну подію харків’яни відзначають в умовах воєнного стану. Про який власне експеримент йде мова і як переживає війну інститут зі світовим авторитетом розповідають вчений секретар ННЦ "ХФТІ" Олександр Волобуєв та Генеральний директор ННЦ «ХФТІ», академік НАНУ Микола Шульга.

Микола Шульга та Олександр Волобуєв

Не для вбивства, а для прогресу!

- Дуже довго наука уяви не мала про те, що атом має ядро. Коли ж про його існування, нарешті, довідалися, то виявили, що на те ядро аж ніяк не можна вплинути, наприклад, зруйнувати його. А коли так, то його не можна й дослідити. І лише в 1919 році англійському вченому Ернестові Резерфорду вдалося здійснити першу штучну ядерну реакцію, - пояснює Олександр Волобуєв. - Майже одразу вчені збагнули, що альфа-частинки, що є прискореними ядрами гелію, можна отримати штучно за допомогою високих напруг. Щоправда, розрахунки, виконані за допомогою класичних формул, свідчили, що ці напруги мають бути занадто високими - кілька мільйонів вольт, що далеко виходило за можливості тогочасної високовольтної техніки. Так тривало доти, доки геніальний молодий одесит Георгій Гамов не скористався новою теорією – квантовою механікою – для розрахунків необхідної напруги. Виявилось, що ця напруга може бути в 10 разів меншою за ту, яку дають класичні формули.

Взимку 1929 року Гамов особисто доповів про свої розрахунки “батькові” Резерфордові і той негайно зробив розпорядження про спорудження відповідної експериментальної установки, за допомогою якої в травні 1932 року з використанням штучно прискорених протонів було успішно розщеплено атомне ядро літію. За цей результат його учасники отримали Нобелівську премію. А про Гамова академік Абрам Йоффе писав, що «теорія Гамова відкрила шлях для проникнення в ядро».

Тим часом у Харкові було організовано Український фізико-технічний інститут. Рішення про це було прийнято в 1928 році, в 1930 було споруджено Головний корпус інституту. Штати нового інституту комплектувалися, головним чином, з молодих та талановитих вчених.

Головний корпус УФТІ 

Можна вважати, що ядерно-фізичні дослідження в колишньому Радянському Союзі були започатковані саме харківським дослідом по розщепленню атомного ядра. У серпні 1931 року в УФТІ влаштовується на роботу Гамов і одночасно в тематичному плані інституту з’являється рядок про підготовку досліду про розщеплення атомного ядра. Щоправда, Гамов невдовзі полишив Харків, але надовго залишився в штаті інституту його консультантом. Підготовка досліду велася повним ходом і його було здійснено 10 жовтня 1932 року.

Харківський дослід набув широкого не стільки наукового, скільки політичного розголосу. Про проведення досліду та його позитивний результат вчені та громадськість країни довідалися не з наукової публікації чи доповіді, а з газети “Правда”, що було незвичним. Імена майбутніх академіків К. Синельникова, А. Вальтера, О. Лейпунського, Г. Латишева, які здійснили дослід, стали відомі всій країні.

 

10 жовтня 2002 року біля входу до Національного наукового центру “Харківський фізико-технічний інститут” було відкрито Пам’ятний знак з нагоди цієї події (автор проекту – відомий скульптор А. І. Табатчиков).

Після успішного розщеплення атомного ядра харківськими вченими було відкрито фінансування Високовольтного корпусу і Великого електростатичного генератора. Високовольтний корпус проектував харківський архітектор В. Богомолов. Його спорудження здійснювалося в час директорства інститутом Олександра Лейпунського. Великий електростатичний генератор деякий час вже по війні був єдиною установкою в Радянському Союзі, придатною для отримання експериментальних даних, так званих «ядерних констант», необхідних для розробки атомної бомби.

Зайдемо на територію довоєнного УФТІ. У Головному корпусі знаходилися робочі кабінети видатних вчених: Л. Шубнікова, Л. Ландау та інших.

Меморіальний кабінет Лева Ландау. Фото автора.

У 1946 році в рамках Атомного Проекту СРСР була організована спеціальна лабораторія №1. Символічно, що вона була розміщена у Високовольтному корпусі інституту, спорудженому одразу після розщеплення атомного ядра. У цьому приміщенні ще до війни велися роботи по урановій тематиці, а в 1940 році була написана заявка на винахід атомної бомби, на яку аж в 1946 р. було отримане авторське свідоцтво. Його автори В. Маслов та В. Шпінель. Перші радянські електростатичний та лінійні прискорювачі протонів і електронів були споруджені в цьому корпусі на початку 50-х.

Ядерна наука в колишньому Радянському Союзі була започаткована саме в Україні і до другої світової війни Український фізико-технічний інститут у Харкові був одним з головних осередків ядерно фізичних досліджень в СРСР.

На фото: лише частина наукових установок, визнаних національним надбанням України.

У Харкові працювали не лише такі всесвітньо відомі вітчизняні фізики, як майбутній “батько” радянської атомної бомби Ігор Курчатов, Олександр Лейпунський, Кирило Синельников, а й закордонні фахівці - Віктор Вайскопф, Фрідріх Ланге, Фрідріх Гоутерманс та інші. Отже історія ядерно-фізичних досліджень в Україні - це вагома частина історії науки в світі.

Співробітники УФТІ на сходах головного корпусу, 1934 рік. Ландау - третій ліворуч у нижньому ряду. Праворуч від нього — Петро Капіца, під особисту поруку якого через п’ять років його випустять із в’язниці

Найбільший у світі лінійний прискорювач електронів на енергію 2 ГеВ став до ладу в Харкові в 1966 році.

… Чи мріяли геніальні харківські фізики про атомну... бомбу? Переконана, що – ні! Вони думали про те, що за горизонтом атома відкриється і горизонт Всесвіту, а за горизонтом Всесвіту – горизонти всього сущого. Як пожартував один гуморист, адже атомна бомба – найгрізніша зброя людей кам’яного віку. А Харків завжди був стартовим науковим майданчиком не для вбивства, а для прогресу.

Одним з найважливіших напрямів діяльності ННЦ «ХФТІ» сьогодні є область ядерної енергетики  - науково-технічний супровід атомно-енергетичного комплексу України, підвищення його надійності та безпеки, розробка новітніх ядерних і радіаційних технологій для потреб промисловості, агросектору та медицини.

 Унікальне у своєму роді джерело

Одним з пріоритетних напрямків роботи ННЦ «ХФТІ» у найближчі роки й на перспективу є створення «Джерела нейтронів», що працує в режимі підкритичної зборки, керованої прискорювачем електронів, й підготовка програми робіт на ньому по проведенню фундаментальних та прикладних досліджень. Ця передова установка не буде мати аналогів в світі, як мінімум, до середини 30-х років нашого століття.

Відкриття установки "Джерело нейтронів" за участю міжнародних делегацій

Особливий інтерес до цієї установки має НАН України та МАГАТЕ. Перед самою війною, після фізичного пуску установки, що відбувся у серпні 2021 року, велися роботи з дослідно-промислової її експлуатації та створення на її основі Міжнародного центру з ядерної фізики та медицини.

 «Джерело нейтронів» - прообраз безпечних ядерних енергетичних установок майбутнього. Тут же можна буде отримувати медичні ізотопи для лікування онкохворих. Поруч працюють інші, менші за потужністю прискорювачі, на яких харків’яни досліджують радіаційну стійкість матеріалів та знезаражують медичні вироби та матеріали. Згадайте радянську медицину з біксами у маніпуляційних, де з ранку до ночі кип’ятили шприци. У Харкові дві третини медичних матеріалів України оброблялося потоком електронів: 100% виходу чистої продукції та жодного шкідливого фону!

- Інститут з першого дня широкомасштабної агресії Російської Федерації проти України перебуває у зоні активних бойових дій, - із гіркотою констатує академік Микола Шульга. - Наша установа розташована на ділянці близько 50 га на півночі Харкова у наукограді «П’ятихатки», на відстані лише трохи більше 20 км від кордону з країною-агресором. Поруч знаходиться будівля ядерної підкритичної установки «Джерело нейтронів» та навчальний корпус фізико-технічного факультету Харківського національного університету ім. В.Н. Каразіна.

У лютому лінія фронту проходила в кількох кілометрах від П’ятихаток. Під час першої спроби прориву ворога на Харків 25 лютого постраждав корпус фізико-технічного факультету, поблизу якого тривав бій. Друга спроба прориву сталася через два тижні. Окупанти намагалися прорватися дорогою вздовж прилеглого лісового масиву, але їх зупинили наші військові, проте бої точилися за 300 м від головного корпусу ХФТІ. У всі наступні дні територія інституту неодноразово зазнавала ракетних та артилерійських обстрілів.

Так, 6 березня було обстріляно територію інституту, повністю зруйновано високовольтну електропідстанцію, градирню, п’ять снарядів влучили в дах будівлі ядерної підкритичної установки «Джерело нейтронів», шість боєзарядів розірвалися біля її стін. Однак споруда витримала, лише в деяких місцях було пошкоджено обшивку будівлі. Сама установка не постраждала, її переведено в режим тривалого зупину, а радіаційний фон залишається в нормі.

26 березня під час чергового обстрілу сильно постраждала будівля, в якій на першому поверсі розміщується наш відокремлений підрозділ — Науково-технічний комплекс «Ядерний паливний цикл». Дах споруди повністю зруйновано, повилітали вікна, пошкоджено обладнання.

Значних руйнувань зазнали й багато інших будівель ННЦ. Так, під час обстрілу 16 квітня постраждали історичні будівлі на вул. Гуданова, один з вибухів стався біля будинку, де розташовано електростатичний прискорювач — генератор Ван де Граафа.  До речі, найпотужніший на той час у світі електростатичний прискорювач було споруджено в Харкові  ще у 1937 році. В цьому мав змогу особисто пересвідчитися американський вчений, винахідник цього прискорювача Роберт Ван де Грааф, який відвідав Харків.

Американський фізик Роберт Ван де Грааф (другий ліворуч) в УФТІ поруч із генератором, який згодом отримає його ім’я

Зруйновано також гуртожитки і житлові будинки, в яких мешкають співробітники нашого інституту. Загалом на сьогодні на території інституту зафіксовано вже близько ста влучань ракет, снарядів, мін.

На сьогодні поки що немає можливості в повному обсязі оцінити розмір збитків, тим більше, що ймовірність нових пошкоджень є досить високою, оскільки обстріли Харкова та Харківської області не припиняються. І хоча зараз багато співробітників інституту повертаються в місто і мають велике бажання працювати, деякі з них втратили житло і не мають можливості орендувати квартири, тобто людям просто ніде жити. Тому інституту зараз дуже потрібна допомога.

Близько 200 наших співробітників вимушено виїхали за межі України і знайшли притулок у 30 країнах світу. Проте більша частина науковців евакуювалися в більш спокійні регіони нашої держави.

Для науки головне за всіх часів – легкі чи нелегкі – не розгубити своїх досягнень, а навпаки – примножити їх. Інакше немає руху вперед. Тому завдання науки – вміти постояти за себе, пред’явити суспільству ті досягнення, яких воно потребує.

У ХФТІ створено унікальний комплекс: єдиний в Україні сертифікований центр обробки результатів експерименту століття на Великому адронному колайдері Європейського центру ядерних досліджень ЦЕРН.

Від самого початку війни в інституті запроваджено дистанційний режим роботи. Продовжується виконання тематичного плану, в тому числі на експериментальній базі установ, куди виїхали працівники центру. Силами співробітників відбувається усунення наслідків обстрілів та відновлення можливості експлуатації наукового обладнання. Здійснюється постійний радіаційний контроль місцевості. Проводяться технічні обстеження пошкоджених будівель і споруд та визначаються заходи, необхідні для їх відновлення.

Першочерговим завданням є відновлення інфраструктури ядерної підкритичної установки «Джерело нейтронів». Ми проводимо інтенсивні консультації і перемовини з представниками Аргонської лабораторії і Департаменту енергетики США з метою отримання від них додаткової допомоги. Актуальним залишається також питання розбудови на базі установки «Джерело нейтронів» під егідою МАГАТЕ міжнародного центру з ядерної фізики та медицини.

Зараз ми здійснюємо попередні роботи з метою якнайшвидшого відновлення діяльності Науково-дослідного комплексу «Прискорювач» ННЦ ХФТІ. Це дуже важливо, оскільки цей центр забезпечував в Україні понад 70 % радіаційної обробки медичних матеріалів і крові, що є вкрай необхідним і для цивільних лікарень, і для військових шпиталів.

Також на базі ННЦ ХФТІ функціонує Національний контактний пункт зі взаємодії з Євратомом. На початку липня в Брюсселі відбулося засідання генеральної асамблеї EUROfusion, в якому прийняв участь керівник української дослідницької ланки EUROfusion академік НАН України І.Є. Гаркуша.

Одним з найважливіших напрямів діяльності ННЦ ХФТІ і загалом Відділення ядерної фізики та енергетики НАН України є роботи з наукового забезпечення функціонування галузі ядерної енергетики. Незважаючи на тимчасове захоплення російськими військами Запорізької АЕС, ми продовжуємо науковий супровід її ядерно-паливного циклу і переходу на ядерне паливо виробництва компанії Westinghouse, а також заходів, спрямованих на забезпечення стабільної роботи станції в умовах війни.

Ми продовжуємо друкувати науковий журнал «Питання атомної науки і техніки», вийшли в світ номери 2, 3 та 4. Закінчується підготовка к випуску №5  та останнього в цьому році - №6.

Серед найголовніших завдань, які стоять сьогодні перед ННЦ ХФТІ, є не лише відновлення зруйнованих війною будівель, інфраструктури та обладнання, а й пошук нових напрямів досліджень, у яких ми могли б мати певний пріоритет у світі. Зараз відкриваються широкі можливості для поглиблення і розширення співпраці з провідними світовими науковими центрами. Наприклад, Німеччина, припинивши наукове співробітництво з РФ, вивільнені кошти планує спрямувати на спільні проекти з Україною, і сьогодні ми проводимо активні переговори з цього приводу з німецькими колегами.