В ОИЯИ обсудили перспективы создания

Научно-клинического центра протонной терапии

 

В начале апреля 2022 года на сайте дубнинского ОИЯИ рассказывалось о начале работ по созданию нового центра протонной онкотерапии на основе разрабатываемого сверхпроводящего медицинского циклотрона MSC-230. И вот:

 

... Состоялся визит представителей ФГБУ ГНЦ ФМБЦ им. А. И. Бурназяна и специалистов ФГБУ «Федерального научно-клинического центра медицинской радиологии и онкологии» ФМБА России в ОИЯИ. Цель визита — обсуждение перспектив создания Научно-клинического центра протонной терапии в Дубне. Делегация ознакомилась с научной инфраструктурой ОИЯИ в Лаборатории радиационной биологии, Лаборатории ядерных проблем и Лаборатории ядерных реакций. В рамках визита прошло совещание, на котором были представлены доклады, посвященные созданию в Дубне центра протонной терапии. В удаленном формате участие в работе мероприятия приняли академик РАН, хирург-онколог Игорь Решетов и генеральный директор Федерального научно-клинического центра медицинской радиологии и онкологии ФМБА России Юрий Удалов.

На первом этапе развертывания проекта последовательно будет производится установка головного образца MSC-230 в ОИЯИ. Параллельно с этим будет формироваться программа по разработке новейших технологий протонной терапии и проведению радиобиологических исследований. Далее будет проведена регистрация изделия в стране местоположения ОИЯИ, России, и опытная эксплуатация на базе клинического центра в Дубне. Также будет проведено лицензирование и внедрение в клиническую практику передовых медицинских методик и технологий. На завершающем этапе будет принято решение о запуске в серийное производство с дальнейшей возможностью для поставки оборудования в клинические центры стран-участниц ОИЯИ и других партнерских стран.

«В условиях разработки проекта на базе российских технологий установка MSC-230, благодаря которой будут исследоваться новые методы лечения онкологических заболеваний, была бы очень важна для развития передовых медицинских технологий», — заявил Ширков в завершение выступления.

 

Александр Бугай, директор Лаборатории радиационной биологии, представил доклад по тематике радиобиологических исследований на пучках протонов. Естественным продолжением проекта центра, по мнению ученого, является программа как фундаментальных исследований, так и их приложений по развитию новых технологий методов протонной терапии. В ОИЯИ реализуется широкая исследовательская программа как по направлению фундаментальной радиобиологии, так и её приложений в радиационной медицине, исследованиях космоса, в областях радиационной безопасности и астробиологии. В ОИЯИ реализуются проекты на выведенных пучках ускорительного комплекса NICA и других экспериментальных установках, межлабораторные проекты в области биоинформатики, а также работы с биологическими объектами и клеточными культурами.

О статусе реализации проекта «Медицинский сверхпроводящий циклотрон MSC-230» доложил главный инженер ЛЯП ОИЯИ Сергей Яковенко. Проект разрабатывается совместно с НИИЭФА им. Д.В. Ефремова. На основе уникальной технологии ОИЯИ по производству сверхпроводящих магнитов в Объединенном институте будут созданы сверхпроводящие катушки и криогенная система для MSC-230. Изготовление ее основных частей, таких как сверхпроводящая обмотка магнита, криостат, гелиевый рефрижератор, будет проводится в течение 2024 года.

/привлечённое фото будущего циклотрона/

Далее ОИЯИ планирует разработку узлов управления подсистемами установки, а также изготовление системы вывода, резонансной и вакуумной систем циклотрона. Завершение строительства циклотрона MSC-230 запланировано на начало 2025 года.

 

Завершал программу выступлений доклад начальника сектора радиационной медицины и биологии ЛЯП Геннадия Мицына, посвященный особенностям формирования пучка для проведения протонной флэш-терапии на ускорителе MSC-230. Метод флэш-терапии предполагает подведение терапевтической дозы облучения к опухолевому объему при сверхвысокой мощности дозы в пучке, на несколько порядков превышающей обычно используемую при стандартной радиотерапии. В таком режиме облучения уменьшается степень повреждения нормальных тканей, окружающих опухоль и попадающих под действие излучения, но в то же время воздействие на раковые клетки сохраняется практически на прежнем уровне, что улучшает перспективу локального контроля опухоли при меньшей частоте возникновения побочных эффектов.

 

Некоторые идеи и решения для реализации нового проекта удалось проверить на пучках ныне выведенного из эксплуатации фазотрона ОИЯИ с энергией протонов 660 МэВ и максимальным током 1 мкА. Задачей было сформировать пучок однородный в сечении диаметром, достаточным для облучения как клеточных культур, так и малых лабораторных животных, таких как мыши и крысы, и с мощностью дозы, необходимой для излучения флэш-эффекта (не менее 40-50 Гр/сек). Кроме того, такой пучок также был полезен для тестирования различных создаваемых детекторов для дозиметрии в условиях сверхвысоких мощностей дозы в плане реализации будущего проекта.

 

Итоги работы совещания были подведены во время дискуссии, в ходе которой участники обсудили планы и дальнейшую стратегию развития центра протонной терапии в Дубне.

 

См. оригинальный текст и фото - на сайте ОИЯИ здесь

 

 Обзор лекции Григория Трубникова о проектах megascience

для программы «Лидеры научно-технологического прорыва» /ЦТО СКОЛКОВО/.

 

Зачем нужна megascience и для чего создаются мегапроекты? В первую очередь это масштаб установки и задачи. У каждого есть амбиции и желание удивить мир. Но если говорить прагматично, когда у государства есть самый крутой в мире проект по астрономии или по физике – это в первую очередь престиж и интерес всего мира к такому проекту.

Второй аспект – это люди. Кроме уникальных технологий и престижа, этот проект привлекает самых агрессивных (в хорошем смысле) людей в науке. Это исследователи, которые хотят реализовать свои амбиции. Им нужна интересная задача и инструмент, которым они смогут свои амбиции реализовать. Поэтому megascience проекты работают как магнит.

В ЦЕРН при постоянном штате 2-2,5 тысячи человек находится до 20 тысяч человек. При этом в штате на официальных позициях всего 100 человек – это действительно выдающиеся ученые, экспериментаторы, которые делают мировую науку. Остальные штатные сотрудники – это инженеры, специалисты, которые эксплуатируют установки. Кроме них есть 15-20 тысяч человек со всего мира, которые приезжают заниматься исследованиями, сдвигая фронтир науки.

Это невероятная концентрация интеллекта, в которой аккумулируется все самое яркое и амбициозное, что можно представить в мире. На площадке мегапроекта формируются сильные научные школы, поскольку это магнит для талантов со всего мира. Кроме того, это индикатор, что страна вкладывает в исследовательскую инфраструктуру «в долгую».

Третий аспект заключается в том, что мегапроекты – это сотни национальных и международных научных коллективов. Чем выше уровень проекта, тем выше его экспертиза, тем выше стандарты исследовательской работы.

 

Последний, но не менее важный аспект: крупный мегапроект приводит к подъему национальной индустрии. Ни один из мегапроектов невозможно создать силами одной страны: ни технологически, ни физически, ни финансово. В этом смысле мегапроекты – это еще и магнит для супер-продвинутых технологий со всего мира. Ряд крупных индустриальных фирм хотели бы реализовать свои проекты, но им нужен для этого полигон. В рамках megascience проектов появляются долгосрочные заказы на подготовку кадров и на развитие технологий. Поэтому мегапроект – это колоссальный драйвер для высокотехнологичного сектора экономики.

На мой взгляд, будущие megascience проекты будут направлены на исследования космоса и глубин океана. В космосе это может быть освоение Луны, строительство базы на Венере. Для этого нужно решить множество проблем: кроме технологических, еще и медицинские. Сегодня мы владеем информацией о 6% океанского дна – это означает, что предстоит исследовать колоссальное количество полезных ископаемых, потрясающее биоразнообразие. Исследования океана потенциально могут решить проблемы пандемии (например, могут способствовать поиску лекарств от COVID-19), преодолеть дефицит пищи, а подводные станции могут стать новыми пространствами для жилья, - говорит Трубников.

 

Megascience проект должен решать какой-то большой вызов: он реагирует на 30 лет вперед на масштабную проблему для государства и для мирового сообщества. В 2020 году Всемирный экономический форум опубликовал Доклад о Глобальных рисках на ближайшие 10 лет. Наиболее вероятные риски в основном связаны с экстремальными погодными условиями, неудачами борьбы с изменением климата, утратой биоразнообразия, антропогенными экологическими катастрофами и киберугрозами. Они в свою очередь взаимосвязаны с пандемиями, угрозами дефицита пищи, вынужденными миграциями, ростом безработицы, обрушением информационной инфраструктуры. Для реакции на эти вызовы нужны консолидированные усилия множества акторов.

В естественных науках есть собственные вызовы. В области физики и астрономии заложена не только томография Земли, но и передача сигналов при помощи нейтрино. Моделирование человека – это венец для мегапроектов, и я думаю, что на ближайшие 100-200 лет будет стоять задача повторить организм человека в полном масштабе. Ближайшие десятилетия эта задача будет неподвластна исследователям, но в эту сторону однозначно стоит двигаться. Кроме физиологических аспектов, которые прежде всего хочется решить ближайшие 50 лет, здесь заложена химия процессов. Но гораздо сложнее будет проблема социальной психологии.

С увеличением энергии растут размеры установок. В 1960-е годы первый коллайдер был сопоставим с ростом человека – 2 метра. Через 40 лет Большой адронный коллайдер был размером 27 километров, следующие коллайдеры будут в 5-10 раз больше. Чтобы сделать машину на четыре порядка мощнее, ускоритель должен быть размером 40-50 тысяч километров. И все равно при текущем состоянии технологий будет не хватать, чтобы приблизиться к условиям, которые были при возникновении Вселенной. Необходим новый подход к архитектуре установок megascience. Поэтому сейчас все направлено на альтернативную энергетику, новые проводники, новые материалы, новые технологии.

 

Я представляю проект NICA на базе Объединенного института ядерных исследований (ОИЯИ) в Дубне. Сейчас в нем участвуют порядка 30 стран при ключевом вкладе России. Почему этот проект стартовал первым и довольно успешно? Я считаю, что главная причина в том, что это ОИЯИ – международная межправительственная научная организация, единственная на территории РФ. Это аналог ЦЕРН, созданный с разницей полтора года в 1956 году. Сейчас в мире существует около 20 таких организаций. Из них по численности персонала ОИЯИ на третьем месте, а по бюджету – на шестом, - напомнил Трубников.

Что такое международная организация и чем ёе можно охарактеризовать? В первую очередь, это количество партнерских организаций: в сети ОИЯИ их примерно 900 из 80 стран мира, это несколько тысяч визитов в год.

Вся организация управляется Комитетом полномочных представителей от каждой страны: 18 полноправных государств-членов и еще 6 ассоциированных членов. От каждой страны один голос, и каждую страну представляет министр. Этот комитет собирается два раза в год, чтобы обсудить бюджет, научную программу и принять её развитие.

Вопросами бюджета занимается Финансовый комитет, в котором состоят представители правительства всех стран. Это тоже абсолютно независимый и полностью интернациональный орган.

Главный научный орган – это международный Ученый совет из 50 человек, половина – представители стран-участниц, вторая половина – представители международных организаций и ведущих институтов. Например, в Ученом совете работают выдающиеся российские ученые: президент РАН, ректор МГУ, директора крупнейших академических институтов, директора крупнейших европейских и азиатских лабораторий и представители дирекции ЦЕРН, Президенты Международного союза чистой физики и Европейского физического общества. Два раза в год они проводят экспертизу научной программы института и принимают решения об открытии и закрытии проектов, выделении дополнительных ресурсов, объединениях нескольких проектов и выборе для них нового направления в науке. По каждой из областей науки в Ученом совете есть подгруппы, которые собираются два раза в год. Важно, что они все абсолютно независимые, и у института нет никакого влияния на их решения. Персонал института – примерно пять тысяч человек: 1200 научных сотрудников, из которых более 500 – зарубежные исследователи из других стран-участниц (не России), работу Института обеспечивают 2300 инженеров и специалистов.

 

Проект NICA является частью различных инициатив в рамках BRICS, старшие должностные лица входят в его структуры, например, в Международный совет по астрофизике. Для мегапроектов очень важно быть в ландшафте или плане, который принимает большой международный орган. Как только проект туда попадает, это сразу говорит о международном признании. Например, в рамках BRICS ОИЯИ отвечает за координацию работы всех крупных исследовательских инициатив – это около 70-80 проектов.

В рамках стран BRICS мы создали платформу, с помощью которой любой исследователь из стран-участниц может попасть со своей программой научных исследований на любую установку центра коллективного пользования в Бразилии, Китае, ЮАР или Индии. Все организовано по международным стандартам, режимам доступа и регламентам: вопросы этики и охраны труда, обучающие программы, авторское право обязательно должны быть отрегулированы и формализованы. Но при этом есть ограничение: всё это исключительно для мирной науки, мы не касаемся вопросов национальной безопасности, - резюмировал директор ОИЯИ.

 

  По: «Атомная энергия» - 16.12.2020

 Где работают над «созданием Вселенной» в лабораторных условиях

 

До введения санкций Россия как хозяйка или как партнер участвовала в ряде мегасайнс-проектов — это научные проекты, в которых участвуют несколько или множество стран, поскольку одному государству они не под силу. Такие проекты сопровождают сотни и даже тысячи ученых. В ряде из них наша страна участвует и сейчас, в других Россию «попросили на выход». Причем такие решения принимаются не зарубежными учеными, а правительствами их стран.

 

По состоянию на осень 2023 года продолжается сотрудничество с Большим адронным коллайдером /LHC/ на границе Франции и Швейцарии. Однако дальнейшие отношения с РФ — тема переговоров: существует риск того, что с января 2025 года российскую долю в проекте не продлят.

На территории Германии работает крупнейший европейский рентгеновский лазер /XFEL, см. https://www.liveinternet.ru/users/rewiever/post499292071/. Россия вложила в этот проект 27% его стоимости, Германия приняла решение заморозить сотрудничество. Судьба вложенных Москвой денег пока под вопросом.

Еще один проект России и Германии, один из самых затратных, — телескоп «Спектр-РГ». Он был запущен в 2019 году. В марте 2022-го Германия свои приборы отключила.

На Байкале работает подводный нейтринный телескоп — уловитель нейтрино, летящих из космоса. В проекте участвовали научные центры и институты из России, Германии, Чехии, Словакии. Таких гигантских подводных телескопов в мире всего три — байкальский, американский Ice Cube в Антарктиде и европейский в Средиземном море. В этом проекте для исследователей главное — сохранить обмен данными между тремя мировыми точками фиксации залетевших на землю нейтрино.

А в подмосковной Дубне достраивают российский коллайдер NICA. Над проектом ОИЯИ непосредственно в Дубне работали участники и партнеры из более чем 20 стран. В 2022 году Украина, Чехия и Польша вышли или заморозили своё участие в проекте коллайдера. Зато присоединились или заявили о желании это сделать новые участники: Египет, Сербия, Мексика, Китай…

 

Подмосковный коллайдер готовят к запуску

Несмотря на все эти процессы, коллайдер скоро будет запущен, обещает директор ОИЯИ академик РАН Григорий Трубников — гость НТВ-проекта «Инфощит». Запуск коллайдера и первые столкновения тяжелых ядер в Дубне запланированы на конец 2024 года. 

Григорий Трубников: «Успели что-то привезти (до санкций), не успели, будет сейчас сложно, не будет, — вопрос не стоит, проект мы практически запустили. Мы точно прошли точку невозврата. И даже те системы, которые зависли у зарубежных поставщиков в силу санкционных ограничений, — мы большинство из этих технологий сделаем в России и в (дружественных) странах. Нет абсолютно никаких сомнений, что все эти устройства будут созданы или воссозданы, что всё это заработает, потому что этапы прототипирования, моделирования, испытаний мы прошли».

Эксперимент, который планируется на коллайдере NICA, нужен для изучения фазовых переходов в ядерной материи — той самой, из которой состоит окружающий нас мир и мы сами. На коллайдере в Дубне воссоздадут условия, которые были в нашей Вселенной через 10 микросекунд после Большого взрыва, когда 14 миллиардов лет назад началось расширение Вселенной. Помимо научного смысла (изучения фундаментальных свойств материи и взаимодействия частиц), у эксперимента есть и прикладной. 

 Ученый объяснил возможное практическое применение новых научных знаний,   которые будут получены после запуска коллайдера.

  «Если мы у себя здесь приблизим два нейтрона настолько близко друг у другу,   что электроны на оболочках не будут мешать им, то, может быть, мы поймем   некоторые вещи в природе нейтронных звезд. Чем нейтронная звезда интересна, помимо того, что она — объект дикой плотности? Это тело всего 10 километров в поперечнике с массой больше, чем масса Солнечной системы. Это тело излучает огромное количество энергии. То есть потенциально можно говорить о том, что если понимать природу нейтронной звезды и пробовать создавать плотную нейтронную материю, то, может быть, можно говорить о новом источнике энергии. Скажем, лет через 100, 200, 300, когда будут технологии для этого доступны, может быть, это станет реальностью».

А могут ли использовать такую технологию для производства принципиально нового оружия? Ученый считает, что исключать этого нельзя. «Любой исход возможен», — констатирует он.

 «Цель вот таких экспериментов на таких проектах — узнать, глубже понять фундаментальные законы строения материи. Это самое главное. Что потом с ними дальше делать, обязательно кто-то придумает. Даже не сомневайтесь. Может быть, в мирном, а может, не совсем в мирном русле».

Ученый также успокоил тех, кто опасается, что в результате подобных экспериментов может возникнуть «черная дыра, которая всех нас засосет». Это невозможно по той причине, что эксперимент проводится в земных условиях.

«Тут (на Земле) нет гигантских искусственных плотностей, которые есть, например, в нейтронной звезде, где, если взять полулитровую бутылку и наполнить ее веществом из нейтронной звезды, она будет весить 350 миллиардов тонн. Это гораздо больше, чем наша Земля и много таких подобных планет. Таких условий у нас здесь в принципе создать невозможно».

 

Еще одной темой беседы стали отношения российских ученых с зарубежными коллегами, в том числе из покидающих совместные проекты стран.

Григорий Трубников: «Человеческие контакты, я называю это цеховая солидарность, остались. И я теми, с кем у меня совместные публикации, что в Германии, что в Штатах, что в других странах, спокойно общаюсь. Но они общаются, к сожалению, очень как бы сдержанно и ограничено, и не с корпоративных адресов, а с личных.

Это очень важно, что остались человеческие отношения, потому что они в конечном итоге научат политиков правильной жизни и правильной модели поведения. Это даже не мода и не тренд, это пена в политике. Поэтому я, например, стараюсь не употреблять термин „недружественные страны“. Мне больше нравится говорить „недружественные правительства“ или „недружественный режим“».

 

По публикации на сайте NTV 

На XXV Международном Балдинском семинаре

 

 

В нем участвовали 230 ученых и специалистов из 11 стран. В программу вошли 153 доклада, из них 83 были представлены на пленарных сессиях. Участниками семинара стали 83 молодых специалиста (возраст до 35 лет), большинство из них выступили с докладами о своих исследованиях и методических разработках.

Начало этой серии семинаров было положено в 1969 году при поддержке академика М.А.Маркова. 25-й юбилейный проходил в год важных дат для Лаборатории физики высоких энергий ОИЯИ имени В.И.Векслера и А.М.Балдина. Эти даты напрямую связаны с выдающимися учеными, чьи имена носит лаборатория... Предыдущая XXIV "Балдинская осень" состоялась в 2018 году. Долгий перерыв был связан с пандемией. И, конечно, возможность прямого общения и многочисленные обсуждения вне сессий еще раз продемонстрировали, что такая возможность не может быть компенсирована никакими интернет-сервисами...

 

Традиционно на "Балдинской осени" были представлены последние результаты, полученные на крупнейших в мире ускорителях LHC (Швейцария), RHIC (США) и ряде других, в том числе работающих в ОИЯИ, ИФВЭ НИЦ "Курчатовский институт" (Протвино) и ИЯФ СО РАН (Новосибирск). Одно только перечисление тем, которые затрагивались в докладах, заняло бы несколько страниц. Приведем наиболее активно обсуждаемые.

 

В первую очередь это работы, ведущиеся и планируемые на создаваемом в ЛФВЭ ОИЯИ комплексе NICA. Представлены первые результаты флагманского проекта BM@N, работающего на выведенных пучках тяжелых ионов, и целый ряд докладов, посвященных созданию различных детекторов и методов обработки данных.

На комплексе NICA планируется проведение работ в рамках прикладных проектов, которые будут использовать пучки ускорительного комплекса.

Экспериментальные результаты, полученные на RHIC и LHC, обсуждались в тесной привязке к экспериментальной программе создаваемого для работы на коллайдере с пучками тяжелых ионов детектора MPD. В связи с подготовкой исследований на детекторе MPD были представлены теоретические доклады, которые дают предсказания возможных явлений в образующейся при столкновениях тяжелых ионов горячей кварк-глюонной фазе.

 

Часть теоретических докладов была посвящена предсказаниям явлений, которые планируется исследовать на втором детекторе коллайдера, предназначенном для проведения исследований поляризационных эффектов с пучками поляризованных легких ядер, детекторе SPD. Отметим хорошую тенденцию, когда теоретики начали адаптировать подходы и методы, разработанные для анализа и предсказания эффектов при энергиях крупнейших ускорителей, к энергиям комплекса NICA.

 

И, конечно же, семинар не обходился без обсуждений и дискуссий, иногда довольно эмоциональных. Участие большого числа молодых специалистов позволило им познакомиться с ведущими специалистами из разных областей и узнать много нового о последних физических результатах, связанных с современной физикой высоких энергий, а также установить научные контакты с ровесниками из других научных центров.

 

Шесть дней напряженной работы семинара украсила культурная программа - прекрасный инструментальный концерт в Доме ученых ОИЯИ и экскурсионный день, свободный от научной программы. В этот день часть участников семинара посетила город Тверь и путевой дворец Екатерины II, а другая часть побывала на ускорительном комплексе NICA в ЛФВЭ.

В завершение председатель организационного комитета А.И.Малахов выразил надежду увидеть участников на следующем семинаре в 2025 году.

 

Опубликовано: газета ОИЯИ «Дубна - Наука, Сотрудничество, Прогресс» - 26.10.2023

Григорий Трубников: «Большинство наших партнеров гораздо мудрее политиков» 

 

В подмосковной Дубне усилиями 20 стран мира сооружают сверхпроводящий коллайдер NICA (Nuclotron based Ion Collider facility), готовятся к синтезу 120-го элемента таблицы Менделеева и лечению онкологических заболеваний на циклотроне нового типа. Директор Объединенного института ядерных исследований (ОИЯИ) академик РАН Григорий Трубников рассказал в интервью изданию «Ведомости» о том, что сотрудничество между институтами и центрами продолжает развиваться, несмотря на санкции и предпринятое Западом деление науки по национальному признаку, потому что ученые понимают – их открытия переживут любой геополитический кризис.

 

– Какие именно результаты вы надеетесь получить с помощью проекта NICA, какие загадки мироздания разрешить?

По современным представлениям, через несколько микросекунд после Большого взрыва возникло протовещество нашей Вселенной: кварки, глюоны (это компоненты, скажем так, заряженного клея между кварками), а также электроны, нейтрино и гамма-кванты. А затем при определенных температурах и плотности кварки сгруппировались по трое и образовали протоны и нейтроны, мы их называем нуклонами – а это и есть та самая ядерная материя, из которой мы с вами и весь наш мир состоим.

Первая загадка состоит в следующем: а можно ли создать в лаборатории на Земле такие условия, в которых нуклон развалится на свободные кварки и глюоны? Есть ли «обратный ход» у той реакции, которая случилась после Большого взрыва? И тогда следующий вопрос: какие термодинамические условия должны существовать в системе, чтобы в ней произошел фазовый переход – из ядерной в кварк-глюонную материю? Так вот, фундаментальная задача NICA как раз в этом: провести эксперимент с точно подобранными температурой и плотностью ядерного вещества, чтобы можно было наблюдать такие фазовые переходы.

 

– В чем состоит суть эксперимента?

Мы должны столкнуть два очень интенсивных пучка тяжелых ядер, в каждом из которых плотно упакованы сотни протонов и нейтронов. А энергия частиц определит температуру системы. Столкнуть пучки необходимо при таких энергиях, чтобы они на какое-то время, пусть очень короткое – доли секунды, «станцевали друг с другом вальс». Возможно, что мы сможем наблюдать высвобождение кварков и глюонов. Почему весь мир считает, что это нобелевский эксперимент? Потому что он, во-первых, дает возможности наблюдать и исследовать ядерную материю при недоступных на Земле плотностях и температурах. В таком виде ядерная материя существует в нейтронных звездах. И не нужно слушать алармистов, никаких катастроф для жителей Земли не случится. Мы говорим о возможности возникновения такой системы с размером одна квадриллионная метра и временем жизни всего одна квадриллионная секунды.

Второй момент: нам очень важно в деталях понять эволюцию материи после Большого взрыва. Это фундаментальная задача. В том числе благодаря такому фазовому переходу в нашей Вселенной вещества больше, чем антивещества, и мы с вами существуем. Окружающие нас звезды, галактики, планеты, туманности, скопления – все это состоит из ядерного вещества, которое образовалось в результате фазового перехода из кварк-глюонной материи. Поэтому это еще и поиск ответа на глобальный вопрос: как образовалась наша Вселенная?

 

– На каком этапе сейчас находится проект NICA?

Сооружение комплекса зданий и туннелей завершено в прошлом году. Весь 2023 год мы посвятим сборке сверхпроводящего кольца коллайдера внутри тоннеля с трехметровыми бетонными стенами и в начале следующего года начнем технологический запуск всех систем. И это тоже сложнейший процесс. Как с новым самолетом: вначале продувка в аэродинамической трубе, затем выкатка из ангара и включение всех систем на земле, потом разбег-торможение, затем взлет и низкие высоты на всех режимах, ну а года через 3–4 уже полноценно «на крыло». Так что к экспериментам с фазовыми переходами мы подойдем во всеоружии через несколько лет.

 

– Вы говорили, что международные исследования на коллайдере начнутся в 2024 г. – остается ли эта дата в силе?

Да, по плану. Хочу заметить, что набор экспериментальных данных мы будем осуществлять на всех этапах выхода к базовой конфигурации. Более того, в каких-то вещах мы движемся с опережением плана, поскольку первые эксперименты на комплексе NICA мы начали уже в 2023 году. Прежде чем сталкивать пучки в коллайдере, первый этап эксперимента – это ускорение пучка и сталкивание его с неподвижной мишенью. У нас прошел такой четырехмесячный сеанс, в котором приняло участие около 250 человек из международной коллаборации. Мы закончили в начале марта этого года набор данных, и уже идет их анализ, который обычно занимает 4–5 месяцев. Я думаю, что первые научные публикации появятся в августе-сентябре этого года.

 

– А какие страны принимали участие в этом эксперименте?

В этой коллаборации участвуют в первую очередь Россия, Мексика, Египет, Казахстан, Болгария. А в международном коллективе «вокруг» детектора фазовых переходов (MPD) проекта NICA сейчас уже более 500 человек из 13 стран мира.

 

– Есть ли аналоги проекта NICA за рубежом?

Эта проблематика очень интересна и востребована. В Брукхейвенской национальной лаборатории в США работает четырехкилометровый коллайдер, в нем сталкивают пучки ядер золота, но они пока не могут добиться такой точности, какая будет у нас. Есть эксперимент, в котором ионный пучок выводится на неподвижную мишень, расположен он в ЦЕРНе на синхротроне SPS. И есть еще немецкий проект, тоже на фиксированной мишени, который сейчас только строится. Он заработает полноценно не раньше 2028 г. Вот вам, пожалуйста, и востребованность, и амбиции: четыре большие международных коллаборации, в каждой участвуют десятки стран мира и по несколько сотен ученых. Каждый проект – это огромный бюджет и огромные ресурсы. Четыре точки в мире, которые в такой конкурентной борьбе хотят первыми обнаружить исследуемый эффект.

 

– Я так понимаю, это здоровая конкуренция?

Здоровая, именно здоровая конкуренция, поскольку каждый из нас хочет быть первым. Но каждый одновременно заинтересован и в успехе своего партнера, потому что Нобелевскую премию не дадут первооткрывателям, пока кто-то другой не подтвердит экспериментально этот результат. Это как на Олимпиаде: ты должен быть первым не во дворе у себя, а ты хочешь быть первым в мире. Значит, у тебя самые сильные партнеры со всего мира, это открытое соревнование. Более того, и сейчас, даже в это сложное время, мы делимся технологиями, мы делимся моделями, мы делимся базами данных по моделированию, по реконструкции событий. Такой грандиозный эксперимент невозможно сделать в одиночку ни одной стране мира.

 

– Изменилась ли вообще работа ОИЯИ в последнее время?

Планы по физике, по науке не поменялись, мы даже стали более энергичными и результативными. Сложности, конечно, возникают – и в силу геополитических турбулентностей, и в COVID-19 были свои сложности. Без преодоления не бывает успеха. Но все равно, конечно, часть этапов проекта сдвинулась. Проектирование и создание некоторых ключевых систем «поплыли вправо» примерно на год.

Кстати, COVID-19 гораздо больше повлиял на изменение графика. Мы выбрались, мы все преодолели и даже нагнали месяцев 5–6. Команда, которая создает NICA, – фантастическая, уникальная, гвозди бы делать из этих людей. Да и в целом по институту мы уже наверстали отставание из-за COVID, вернулись к доковидным темпам и показателям: публикационная активность, международная кооперация, диссертации, основные средства и введенные объемы.

 

– Но избежать сложностей все равно не получилось?

В пандемию, конечно, нас просто накрыло. Вспомните: границы были закрыты и для людей, и для товаров, предприятия и в России, и по всему миру из-за карантина просто закрывались на месяцы, а восстановление темпов производства после паузы – это тоже месяцы.

Что же касается текущего геополитического раздрая, порожденного известным заокеанским гегемоном, – по счастью, большинство наших партнеров, в какой бы они стране ни жили, гораздо мудрее политиков и конъюнктурных правительств. Люди науки прекрасно понимают, что наша сфера должна быть умнее и выше политической близорукости. Наука – это долгосрочная история, особенно когда речь о таких грандиозных международных проектах, как NICA. Это ведь про устойчивое развитие человечества. Мы благодарны всем нашим партнерам, которые помогают, которые продолжают участвовать в проекте, в коллаборациях наперекор недальновидным политическим режимам.

Мы, кстати, воспринимаем 2022–2023 гг. как определенный этап возможностей. И для нас это не пустые слова, хоть сейчас и модно всюду говорить, что любая эпоха проблем – это новые возможности. Мы же в реальности это демонстрируем. В этот период и в проект, и в институт пришли несколько новых стран, которым очень интересна именно наша передовая наука, которые хотят во взаимовыгодной кооперации развивать новейшие технологии и первыми получать уникальные научные данные.

 

– Кто за прошедший год присоединился к сотрудничеству с институтом?

Официально к сотрудничеству с ОИЯИ на уровне намерений своих правительств присоединились Китай и Мексика. Страны Латинской Америки сейчас вообще проявляют очень большой интерес к институту в целом. Это Бразилия, Аргентина, Чили. Ну а Мексика первым локомотивом стала. У нас очень динамичными темпами растет сотрудничество с Вьетнамом, Египтом, Казахстаном, Узбекистаном, Турцией, Израилем, Южной Кореей, ЮАР. В науке уровень исследований во многом определяется уровнем экспертизы. Так вот в наш обновленный в ноябре 2022 г. международный ученый совет, в усиление продолжающих работать в нем европейских и американских ученых вошли выдающиеся ученые из Бразилии, Аргентины, Мексики, Кореи, Индии, Китая. Китай с 2020 г. официально участвует в мегапроекте NICA и вносит вклад как участник коллаборации. А в целом мы сотрудничаем с 21 научной организацией КНР, это десятки ученых с обеих сторон.

 

– Вы лично за последний год убедились в том, что наука вне политики?

Нет, я в этом не убедился, к сожалению. Я убедился, что наука должна быть вне политики, но реальность показывает, что в нашем искривленном мире это не так. В некоторых странах политические правительства настолько сильно давят на научные организации, да и на людей, заставляя их играть в санкционные игры против ученых по национальному признаку, что от этого не только организации, но и страны уже страдают.

 

– А как сейчас обстоит сотрудничество в Европейским центром ядерных исследований, ЦЕРНом?

С ЦЕРНом у нас сейчас спокойные рабочие отношения. Настолько, насколько им европейская политика это позволяет и насколько всем удается сохранять голову холодной в этих неимоверных потоках СМИ. Мы взаимодействуем по текущим проектам, выполняем все свои обязательства по вкладу в эксперименты ЦЕРНа. От 30 до 70 человек наших сотрудников ежедневно находятся в ЦЕРНе в зависимости от загрузки, от того, какой режим на ускорителе.

Мы очень благодарны директорату ЦЕРНа за их мужество в сохранении связей. ЦЕРН – это великая международная организация с гигантским опытом и очень правильными «угловыми камнями», заложенными при основании. Им сейчас непросто, потому что там в управлении большое количество стран, и стран разных – Франция, Германия, Польша, Швейцария. Они находятся, к сожалению, в эпицентре принятия политических решений. ЦЕРН должен будет преодолеть все сложности, любое давление. Я уверен, что нас ждут очень яркие совместные масштабные эксперименты. Потому что идеология, по которой ЦЕРН должен развиваться, – это наука вне политики. Делать международную фундаментальную науку на благо человечества и ради мира на Земле.

 

– ЦЕРН решил указывать в своих публикациях российских и белорусских ученых без аффилиации с институтами РФ и РБ. Что это будет означать в перспективе для ученых?

В отношении именно наших авторов будет указываться фамилия и соответствующий идентификационный номер в мировой базе данных публикаций. У каждого ученого есть свой ID, по которому можно очень быстро посмотреть аффилиацию, его наиболее значимые статьи, наукометрию и опыт работы. Как ИНН у обычного человека. Поэтому технически это никак не повлияет на цитируемость, на публикационную активность ученых, на признание персонального вклада. Но по-человечески это неприятно, это попытка деления ученых по национальному признаку. Ведь у авторов из других стран будут указываться и страна, и финансирующие агентства.

А вот, например, в международных коллаборациях, работающих на территории Японии, решили гораздо мудрее. Подготовлена, скажем, статья по любым результатам международного эксперимента, в которой соавторов несколько сотен человек: Япония, США, Россия, Китай, страны ЕС и проч. Если хотя бы у кого-то аффилиацию не указывают по каким-то причинам, то её не будут указывать у всех авторов. Это честно, открыто, логично. Ведь принцип работы любого международного центра – открытая наука, равные возможности и права.

 

– Российские ученые активно участвовали в экспериментах ЦЕРНа?

Не то слово! С середины 60-х гг. прошлого века советские и российские ученые работают на успехи ЦЕРНа. По факту соавторство, наш материальный и интеллектуальный вклад зачеркнуть невозможно. И ЦЕРН признает по многим своим экспериментам ключевой фактор участия России в своей деятельности – на уровне 10% от общего потенциала. Этот вклад очень трудно заместить. Потому что интеллект и новейшие технологии – это не то, что доступно на полках магазина. Это плод многолетних НИОКР и инвестиций, многолетних интеллектуальных усилий тысяч, тысяч людей. Знаю, что Россия считает стратегически правильным продолжать участвовать в церновских экспериментах. Как и ОИЯИ, конечно. Я считаю, что не нужно идти на поводу у многих стран – членов ЦЕРНа, которые вводят санкции в отношении российской науки и ОИЯИ и провоцируют нас на зеркальные меры. Нужно быть умнее и дальновиднее.

 

– Вы считаете, что в научной сфере нельзя применять симметричные меры? Почему?

Не симметричные, а зеркальные политизированные. Я уверен, что пройдет несколько месяцев или несколько лет – а на горизонте 70-летней жизни ЦЕРНа это все равно что мгновение, – и все восстановится, все уравновесится, все утихомирится. Если мы в угоду чужим, недружественным политическим перекосам и маневрам будем делать резкие шаги, громко хлопать дверью и изолироваться, это приведет к тому, что про вклад наш забудут. Ну зачем самим себя стирать из истории, зачем перекрывать кислород? Это неправильно, недальновидно. Россия однозначно должна оставаться ведущим игроком в мировой научно-технологической повестке. Она была, есть и будет таковой. Если мы хотим, чтобы «будет», тогда нам нужно действовать умнее и рациональнее, нам нужно развивать международное сотрудничество.

 

– Вы упоминали уже, что в ОИЯИ пришли Мексика, Китай. Какие статусы есть в организации у каждого участника?

В ОИЯИ существует прежде всего статус «страны-участницы». Это те, кто вносит ежегодный взнос и участвует в полноценном формировании политики института, голосует за бюджет, за научную программу. Есть «ассоциированное членство», заключенное на межправительственном уровне. Страна с таким статусом осуществляет целевой вклад в реализацию тех или иных проектов научной программы ОИЯИ и голосует только по вопросам двустороннего сотрудничества. А еще есть «страны-кандидаты в ОИЯИ» и «организации-наблюдатели». Они могут участвовать как финансами, так материальными и интеллектуальными (технологии) вкладами.

 

– Какие страны в перспективе могут также войти в ОИЯИ, к примеру партнеры из Африки?

Большой интерес проявляют страны Северной Африки, это Алжир, Марокко, Тунис – страны, объединенные в лигу Арабского агентства по атомной энергии. Мы работаем на научно-образовательном треке и с некоторыми другими африканскими странами. Это Руанда, Замбия, Ботсвана. Вообще, мы в образовательном формате сотрудничаем очень со многими: студенческие и аспирантские школы, практики, программы и т. д. В первую очередь, конечно, градиент сотрудничества зависит от страны. Для того чтобы нам объединиться в рамках семьи ОИЯИ, нужно, чтобы в стране были научные проекты и коллективы, работающие на высоком мировом уровне в тех областях, которые являются нашим профилем: ядерная физика, физика частиц и конденсированного состояния вещества.

 

– Последний на данный момент, 118-й, элемент  – оганесон – был синтезирован в Дубне. Ждать ли в ближайшем будущем эксперименты по синтезу 119-го и последующих элементов?

Синтез нового элемента – это, как правило, этап длиною в 10–15 лет. Это целая серия экспериментов, нужно иметь много терпения, сил и энергии для того, чтобы достичь финального результата. Новый элемент, скажем 118-й, 117-й, 116-й, – это совершенно уникальные явления, это не слитки и не килограммы, это одинарные атомы с чрезвычайно коротким временем жизни, милли- или микросекунды. Вам нужно в детекторе, который представляет собой протяженную газовую ячейку, успеть обнаружить этот атом на лету. И обнаружить в концентрации «один-на-миллион». А зачастую такой одиночный атом впрямую и невозможно детектировать, из-за краткости мига. Тогда их восстанавливают по продуктам распада. Ядро в полете делится на осколки, которые живут уже гораздо дольше – секунды или минуты. Изучая эти осколки, вы восстанавливаете «в обратную сторону» распадную цепочку и доказываете, что у вас в детекторе рождался атом оганесона или флеровия. Это дико сложно, нужны сверхточные сенсоры.

 

– Тем не менее работу над синтезом новых элементов вы продолжаете?

Если сейчас опустить очевидную мысль, что работу над синтезом новых элементов мы продолжаем всегда, то в части непосредственной подготовки к экспериментам по синтезу 119-го и 120-го элементов мы работаем крепко уже два года. Для того чтобы их получить, нужно столкнуть пучок очень тяжелых ядер, в которых достаточное количество нуклонов, с мишенью из сверхтяжелых элементов. Сверхтяжелые мишени – это искусственно наработанное на специальных нейтронных реакторах вещество – трансплутониевые элементы, актиноиды. А пучок, который вам нужно ускорить, – нейтронно-избыточные изотопы кальция, титана или хрома. Они если и существуют в природе, то в тысячных долях процента. Поэтому берут природный элемент и дальше на центрифугах выделяют (мы говорим «сепарируют») нужный изотоп. Все эти процессы и на реакторах, и на центрифугах занимают годы, чтобы получить миллиграммы вещества. Дальше материалы нужно успеть привезти в Дубну, ускорить и вывести на мишень. И вот дальше… та самая искомая реакция слияния ядер, и может быть новый сверхтяжелый!

В этом году мы фактически завершаем подготовительную серию экспериментов по отладке всех режимов ускорителя и масс-спектрометров для синтеза 120-го элемента. Научились получать высокие интенсивности ускоренного хрома и титана. Научились детектировать сверхтяжелые одиночные атомы в реакциях с минимальным сечением. Теперь ждем, когда закончится наработка материала для мишени на реакторах и сепараторах у наших партнеров в «Росатоме» и в США: кюрий, берклий, калифорний. Надеюсь, что в 2025 г. мы полноценно приступим к синтезу 120-го элемента.

 

– В сентябре 2022 г. сообщалось, что в Дубне разрабатывают протонный медицинский ускоритель для терапии онкологических заболеваний. Есть ли успехи в этом проекте? Появились ли  новые наработки в медицинской сфере?

В 2021 г. мы заговорили об идее новой машины, нового циклотрона для пучковой терапии. На данный момент самым эффективным для ряда онкологических опухолей является ускоренный протонный пучок: им можно фактически «выжигать» опухоли и метастазы на любой глубине и в тех органах, куда нельзя скальпелю хирурга (головной и спинной мозг и т. п.). Причем выжигать с миллиметровой точностью и не затрагивая соседние здоровые ткани. Мы начали проектировать такую машину – расчеты, моделирование, концепция. В сентябре 2022 г. наш научный коллектив завершил разработку проекта и запатентовал его, сейчас уже идет выпуск документации с чертежами. Подписали контракт с НИИЭФА им. Ефремова («Росатом»), и изготовление такой машины началось весной 2023 г. Мы ожидаем, что к концу этого года бОльшая часть железа для будущего циклотрона будет получена и пойдет в производство, а в следующем году начнется его сборка. Мы планируем запустить ускоритель в конце 2024 г., т. е. получить в нем первый пучок.

 

– Какие-либо организации помогают вам в этом деле?

Тут надо поблагодарить за очень хорошую кооперацию и нашего стратегического партнера – госкорпорацию «Росатом», с которой мы вместе этот проект делаем. И, конечно, Федеральное медико-биологическое агентство (ФМБА) – они колоссальным образом поддерживают нашу инициативу. Мы обсуждаем создание центра протонной терапии на базе одной из клиник ФМБА, где могли бы лечить пациентов.

Нужно помнить историю: протонная терапия в СССР началась в Дубне в 1967 г. Именно здесь задействовали впервые протонный пучок из ускорителя для лечения пациентов. Здесь, в нашем радиологическом отделении, до 2017 г. было пролечено порядка 1500 пациентов, и это наше сотрудничество с ФМБА. Сейчас мы понимаем, что нужно делать новую протонную машину, на завтрашних технологиях и с новым качеством. Но самое главное у нас есть – замечательный коллектив медицинских физиков и инженеров, обладающих уникальными, наработанными за эти полвека методиками. В итоге наши страны-участницы одобрили создание нового циклотрона. Который, кстати, использует технологии коллайдера NICA. Это будет первая в мире сверхпроводящая машина со специальными магнитными обмотками, благодаря которым циклотрон получается сверхкомпактным. В отличие от существующих 400-тонных циклотронов масса нашего будет порядка 100 т и он будет очень энергоэффективный.

 

– Насколько, по вашему мнению, успешно идут в последние годы популяризация науки и повышение престижа профессии ученого? Сколько сейчас специалистов до 30 лет работает в ОИЯИ?

Развивается очень активно. И у нас, и по всей стране. Удается, что очень важно, влиять на родителей и педагогов, учителей школ. За последние годы чуть ли не в два раза увеличилось число родителей, желающих, чтобы их дети пошли в науку. ОИЯИ вовсю вовлечен в это дело. У нас молодых сотрудников в целом по институту около трети, в категории научных – около 45%, а среди иностранных сотрудников – около двух третей.

За 2022 г. мы организовали примерно 300 экскурсий в ОИЯИ – практически каждый день. Это группы школьников, группы учителей школ, студенты. Мы проводим специальные развивающие модули для учителей школ физики и математики из разных регионов нашей страны и из стран-участниц.

 

– По вашему мнению, какие меры, в том числе социальные, еще можно принять, чтобы сделать профессию ученого еще более привлекательной?

Мне кажется, что очень много чего уже делается. Я с удовлетворением все чаще включаю телевизор. Годами телевизор не смотрел, в том числе новости, потому что повестка одна и та же: про экономический кризис, про политический кризис, потом COVID-19. А мне на федеральных телеканалах хочется видеть информацию про изменения и достижения науки и техники в стране. Новостная повестка сейчас меняется, это очень серьезный социальный фактор. Эта информация чуть сложнее для восприятия, но у тебя возникает предмет для гордости за свою страну, потому что ты видишь, что появились новые самолеты и поезда, новые лекарства и излечение от смертельных болезней, новые сложнейшие супертехнологичные производства, революция в агротехнологиях. Вообще, информационное вовлечение всех слоев граждан в научно-технологическую повестку имеет государственное значение. Люди видят прогресс, у общества возникает чувство причастности.

 

– А что, по вашему мнению, вредит науке?

Науке, конечно, вредит недоверие, бюрократия и непрофессионализм в управлении. Стремление засунуть науку в те же тиски контроля и отчетности, как любую стройку или серийное производство, букеты индикаторов и показателей, непрерывный контроль и отчетность – это все смертельно и губительно. Это все сжирает время и человеческий ресурс, думать ученым некогда. Чем меньше формализма, чем больше доверия и творчества в науке, тем она будет эффективнее развиваться. Выпускники, например, хотят заниматься исследованиями и работой, они не хотят туда, где неэффективно тратится время. Ты мог бы заниматься четыре дня в неделю экспериментами, а полдня – административными обязанностями. На деле оказывается наоборот: кучу времени потратишь на ежеквартальные отчеты, а на основную работу – ни сил, ни времени, ни желания.

Время – наш самый главный и самый ценный ресурс. И доверять нужно ученым!

 

Опубликовано: cайт ОИЯИ - 16 июня 2023

В России создали и испытали важнейший элемент установки класса мегасайенс

 

   Специалисты Объединенного института ядерных исследований (ОИЯИ) спроектировали и испытали один из важнейших элементов строящейся установки класса мегасайенс JUNO (Jiangmen Underground Neutrino Observatory), на которой разворачивается масштабный международный научный эксперимент в Китае.

Для регистрации нейтрино будет использоваться 20 тыс. тонн сверхчистого жидкого сцинтиллятора - специально подготовленной жидкости, в которой будут наблюдаться слабые вспышки света, сопровождающие взаимодействия нейтрино с веществом. 

  "Уровни очистки жидкого сцинтиллятора от естественных радиоактивных примесей, требуемые для осуществления физической программы JUNO, невозможно контролировать с помощью обычных лабораторных методов. Поэтому и появилось предложение создать для JUNO специальный детектор OSIRIS (Online Scintillator Internal Radioactivity Investigation System), главной задачей которого было бы измерение качества жидкого сцинтиллятора перед его заливкой в главный детектор JUNO. Установка OSIRIS, хотя и невелика по сравнению с 20-килотонным детектором JUNO, с обычной точки зрения огромна: она вмещает единовременно 20 тонн сцинтиллятора", - рассказали в пресс-службе ОИЯИ. Чувствительными сенсорами установки OSIRIS являются фотоэлектронные умножители (ФЭУ), которые, однако, очень чувствительны к магнитному полю Земли и нуждаются в защите от него.

Источник:  «ТАСС»

Потому  JUNO и глубоко под землёй (вид на наземную площадку строящейся обсерватории, 2019 г.) :

WIKI - справка :

Нейтринная обсерватория JUNO, согласно проекту,  представляет собой массивное подземное сооружение (равное по высоте 13-этажке), располагающаяся на глубине 700 метров под землёй невдалеке от южно-китайского города Цзянмынь. JUNO будет обнаруживать и изучать нейтрино из разных источников, в том числе от 10 до 1000  - от Солнца в день, не пропустит  возможный внезапный приток тысяч таких частиц, если на определенном расстоянии от Земли взорвётся сверхновая. JUNO также может улавливать так называемые геонейтрино нашей планеты, где радиоактивные элементы, такие как уран-238 и торий-232, подвергаются естественному распаду. Изучение геонейтрино, таким образом, своеобразный способ узнать, каковы эти "энергетические запасы" для будущих поколений.

О производительности:  все существующие пока детекторы в Японии, Европе и Канаде, вместе взятые, регистрируют около 20 событий в год,  JUNO даёт надежу обнаруживать ежегодно более 400 геонейтрино.

«СВЕТЛАЯ ПАМЯТЬ ВАМ, ДЯДЯ ВОВА»

 

7 марта скончался главный научный со­трудник Объединённого института ядерных исследований (ОИЯИ, Дубна)  Владимир Николаевич Ройнишвили.

 

В.Н. Ройнишвили родился 7 января 1932 года в Тбилиси. После окончания физичес­кого факультета Тбилисского Государст­венного университета в 1957 году он посту­пил на работу в Институт физики АН Грузинской ССР, где занимался работами по созда­нию новых газоразрядных детекторов за­ряженных частиц. Результаты этих иссле­дований стали темой его кандидатской диссертации. В 1970 году за цикл работ «Трековые искровые камеры» группа физи­ков Москвы, Еревана и Тбилиси (в том числе  Георгий Евгеньевич Чиковани и Владимир Никола­евич Ройнишвили) была удостоена Ленин­ской премии. В 1970-году В.Н. Ройнишвили был при­командирован к Институту физики высо­ких энергий, и с этого времени вся его жизнь была связана с Протвино.

Он при­ехал в Протвино из ЦЕРНа в составе груп­пы европейских физиков второго совмест­ного ГКАЭ-ЦЕРН эксперимента - CERN-IHЕР BosonSpectrometer (CIBS).С самого начала работ в этом эксперименте он зани­мал лидирующую позицию. Дело в том, что основным детектирующим прибором этого эксперимента были широкозазорные искровые камеры с магнитострикционном съемом информации. Эти камеры были разработаны грузинскими физиками Г.Е. Чиковани и В.Н. Ройнишвили. Созданный ими прибор оказался очень успешным и проработал в Протвино мно­гие годы, сначала в эксперименте CIBS, a затем на установке СИГМА. Полученные на этих установках физические результаты касались различных процессов: упругого рассеяния, бозонной спектроскопии, рождение J/ψ  и ψ' в адронных взаимодействиях с распадом на два мюона, поляризуе­мость π -мезона и др. 

Необходимо отметить, что В.Н.Ройнишвили занимался не только работой с ис­кровыми камерами, но и активнейшим об­разом был вовлечён в обработку экспери­ментальных данных. Его оригинальные подходы к обработке и интерпретации экс­периментальных данных многим казались поначалу слишком простыми и наивными, но жизнь доказала их глубину и плодо­творность. Работы по инклюзивным про­цессам и спектроскопии были темой его докторской диссертации.

В середине 80-х В.Н. Ройнишвили стал руководителем двух утверждённых проек­тов на УНК - TSD (трековая стримерная камера) и MMS (многомюонный спектро­метр).В проекте MMS предполагалось экспериментальное обнаружение t-кварка по его мюонным модам распада. Для этого Владимиром Николаевичем была предло­жена оригинальная конфигурация магнит­ного поля для  измерения импуль­сов мюонов. Хотя эксперимент MMS не был реализован в Протвино из-за консервации проекта УНК,  эта конфигурация магнитного поля была осу­ществлена в эксперименте ЦЕРНа CMS.

В 1997 году В.Н. Ройнишвили, будучи уже крупным учёным, перешел на работу в СНЭО ОИЯИ (Серпуховский научно-экспериментальный отдел ОИЯИ в Протвино). Его деятельность в это время была связана с физической программой эксперимента CMS в ЦЕРНе, в коллаборации которого он являлся руководителем группы физиков от Республики Грузия. Им были разработаны метод коррекции недостаю­щей энергии, измеренной в адронном кало­риметре HCAL, с помощью информации с электромагнитного калориметра ECAL и трекового детектора, метод измерения ин­тегральной светимости по измерению выходов Jψ  частиц и различные методы иденти­фикации аромата b-кварков для измерения СР-нарушений в распадах В-мезонов.

Владимир Николаевич отличался ори­гинальными подходами к решению физичес­ких задач. Им был разработан новый подход к адронизации в pp-barвзаимодействиях и е⁺е^- аннигиляции при высоких энергиях и в распадах тяжёлых частиц (W, Z). Этот под­ход позволял установить прямую связь меж­ду ростом множественности и ростом пол­ных сечений при увеличении энергии в реакциях с рождением адронов.

В последнее время В.Н.Ройнишвили ра­ботал над альтернативным методом изме­рения массы бозона Higgs-a(H) при его распаде на 4 лептона. Этот метод позволил устранить различие опубликованных зна­чений масс Higgs-a, полученных в экспери­ментах ЦЕРНа ATLAS и CMS.

В.Н.Ройнишвили являлся автором бо­лее 250 публикаций, одного изобретения и многочисленных докладов на различных совещаниях и международных конференциях. 

 

Владимир Николаевич был очень хоро­шим, весёлым, скромным, деликатным и жизнерадостным человеком, с оригиналь­ным чувством юмора. Ровные, доброжела­тельные отношения с людьми, приветли­вость, неравнодушие снискали ему неизмен­ное уважение и любовь окружающих. Он настолько располагал к себе людей, что коллеги неизменно обращались к нему - батоно Вова  или по-русски - дядя Вова. Это была высшая степень любви, уважения и доверия к человеку, который одним своим присутствием делал мир светлее. До послед­них дней Владимир Николаевич сохранял живой интерес к науке, к происходящему в стране и. мире, плодотворно работал. Он из­лучал Благородство. Добрая память о нем будет долго жить в наших сердцах.

Друзья и коллеги

Опубликовано: газета "События" - 25 марта 2016 г.

Примечание публикатора:  Более подробный  и уходящий в далёкую историю рассказ о супруге Владимира Николаевича - Екатерине Юрьевне Ройнишвили («Дважды княжна Российской империи живёт в Протвино») , - см.  здесь

Медицинский циклотрон MSC-230, создаваемый в Объединенном институте ядерных исследований (ОИЯИ, Дубна), станет прорывной машиной для флэш-терапии онкологических больных, при которой излучение точно и недолго воздействует на опухоль при сверхвысокой мощности дозы. 

Ускоритель будет представлять собой сверхпроводящий изохронный протонный циклотрон для лучевой терапии пациентов с онкологическими заболеваниями и проведения медико-биологических исследований, сообщила пресс-служба ОИЯИ. MSC-230 предназначен для протонной флэш-терапии, методы которой в ОИЯИ изучают с 2020 года. Изохронный циклотрон MSC-230 – это ускоритель с непрерывным пучком протонов. Данная характеристика делает циклотрон наиболее перспективным типом ускорителя именно для флэш-терапии.

Методика флэш заключается в быстрой и точной доставке необходимой дозы излучения до опухоли при сверхвысокой мощности дозы. Обычная лучевая терапия использует мощность дозы от 1 до 7 Гр/с, а флэш-облучение проводится при мощности дозы свыше 40 Гр/с за время меньшее, чем полсекунды. Практически вся доза протонов выделяется точно в цель в конце пробега пучка, в так называемом пике Брэгга. Это позволяет в течение сеанса флэш-терапии сохранить здоровую ткань, усиленно воздействуя только на опухоль. Метод позволяет на порядок сократить количество процедур лечения: с 10–30 до 1–3. В настоящий момент инновационный метод флэш-терапии проходит в мире стадию доклинических исследований. Однако он открывает такие богатые перспективы, что новейшие медицинские ускорители уже разрабатываются непосредственно под этот метод лечения.

«Поскольку при методике флэш происходит облучение ударной дозой заряженных частиц за очень короткий промежуток времени, для этого становится необходимой высокая интенсивность пучка. Перспективы флэш-терапии определили актуальность именно изохронного циклотрона как ускорителя, способного её обеспечить», — рассказывает Галина Карамышева, доктор физико-математических наук, начальник Научно-экспериментального отдела новых ускорителей Лаборатории ядерных проблем ОИЯИ, где и был создан проект  MSC-230. 

«Проект не возник с нуля, он опирается на опыт работы ОИЯИ с Институтом физических наук Хэфэй (Китай), в сотрудничестве с которыми мы разрабатывали проект циклотрона SC200, из которого недавно был впервые выведен пучок протонов. Мы также совместно с компанией IBA (Бельгия) разрабатывали циклотроны для адронной терапии, один из них работает сейчас в Димитровграде», — пояснила Галина Карамышева. Оба эти ускорителя не были рассчитаны на использование метода флэш: для этого у них слишком маленькая интенсивность пучка, что не позволяет достичь требуемой мощности дозы. По этой же причине использование для флэш-терапии уже существующих протонных медицинских ускорителей ограничено. Именно отсутствие на рынке готовых решений сподвигло команду специалистов развивать в Объединенном институте ядерных исследований собственный проект. Он получил название MSC-230, поскольку будет иметь максимальную энергию протонного пучка в 230 МэВ – для реализации протонной терапии необходимо ускорить пучок протонов до энергий 60–230 МэВ. 

Циклотрон будет включать в себя магнитную систему из расположенных симметрично медианной плоскости четырех пар секторов магнита и ярма магнита со сверхпроводящими обмотками основных катушек, при этом в зоне вывода форма секторов магнита некруглая и повторяет форму орбиты ускоряемых частиц. В конструкцию ускорителя также заложены сверхпроводящие технологии, разработанные в Лаборатории физики высоких энергий ОИЯИ.  Ускоритель будет компактным: 3,5 м диаметром и 1,7 м в высоту и с   небольшим по сравнению с аналогами весом магнита – 94 т.

MSC-230 будет иметь ряд технических преимуществ перед другими медицинскими циклотронами: высокий темп ускорения, который обеспечивается четырьмя резонаторами, позволяющими избежать потерь в процессе ускорения; внутренний источник протонов, способный обеспечить в невысоком поле высокий коэффициент захвата в ускорение; низкий уровень магнитного поля, являющийся преимуществом для обеспечения высокой интенсивности пучка и способствующий более простому выводу пучка из ускорителя; фаска вдоль траектории пучка, которая позволит организовать его эффективный вывод.

«В любом циклическом ускорителе самым сложным действием является вывести пучок, поэтому любое улучшение условий для вывода пучка значимо, — прокомментировала Галина Карамышева. – Фаска по сектору вдоль траектории позволит максимально довести пучок дальше по радиусу, что способствует эффективному выводу. Вывод пуска с меньшим напряжением на дефлекторе позволит увеличить надежность работы дефлектора и добиться большей эффективности вывода. Чтобы получить высокоинтенсивный пучок на выходе из ускорителя, необходимо иметь эффективный источник протонов, обеспечить эффективный захват пуска в ускорение в центральной области циклотрона, эффективный вывод и добиться отсутствия потерь в процессе ускорения. И всему этому способствует именно низкий уровень магнитного поля изохронного циклотрона и та самая фаска вдоль траектории, которая была запатентована». 

В апреле 2022 года был заключен договор между ОИЯИ и АО «Научно-исследовательский институт электрофизической аппаратуры им. Д.В. Ефремова» на разработку и изготовление ускорительного комплекса на базе сверхпроводящего циклотрона MSC-230. Договором предусмотрены разработка технической документации, изготовление узлов и систем ускорителя, его сборка, наладка и пробный запуск в «НИИЭФА», последующая транспортировка в ОИЯИ, сборка и полномасштабный запуск в Дубне через два года.

Опубликовано:  «Медицинская газета» - 01/03/2023

Медицинский циклотрон MSC-230, создаваемый в Объединенном институте ядерных исследований (ОИЯИ, Дубна), станет прорывной машиной для флэш-терапии онкологических больных, при которой излучение точно и недолго воздействует на опухоль при сверхвысокой мощности дозы. 

Ускоритель будет представлять собой сверхпроводящий изохронный протонный циклотрон для лучевой терапии пациентов с онкологическими заболеваниями и проведения медико-биологических исследований, сообщила пресс-служба ОИЯИ. MSC-230 предназначен для протонной флэш-терапии, методы которой в ОИЯИ изучают с 2020 года. Изохронный циклотрон MSC-230 – это ускоритель с непрерывным пучком протонов. Данная характеристика делает циклотрон наиболее перспективным типом ускорителя именно для флэш-терапии.

Методика флэш заключается в быстрой и точной доставке необходимой дозы излучения до опухоли при сверхвысокой мощности дозы. Обычная лучевая терапия использует мощность дозы от 1 до 7 Гр/с, а флэш-облучение проводится при мощности дозы свыше 40 Гр/с за время меньшее, чем полсекунды. Практически вся доза протонов выделяется точно в цель в конце пробега пучка, в так называемом пике Брэгга. Это позволяет в течение сеанса флэш-терапии сохранить здоровую ткань, усиленно воздействуя только на опухоль. Метод позволяет на порядок сократить количество процедур лечения: с 10–30 до 1–3. В настоящий момент инновационный метод флэш-терапии проходит в мире стадию доклинических исследований. Однако он открывает такие богатые перспективы, что новейшие медицинские ускорители уже разрабатываются непосредственно под этот метод лечения.

«Поскольку при методике флэш происходит облучение ударной дозой заряженных частиц за очень короткий промежуток времени, для этого становится необходимой высокая интенсивность пучка. Перспективы флэш-терапии определили актуальность именно изохронного циклотрона как ускорителя, способного её обеспечить», — рассказывает Галина Карамышева, доктор физико-математических наук, начальник Научно-экспериментального отдела новых ускорителей Лаборатории ядерных проблем ОИЯИ, где и был создан проект  MSC-230. 

«Проект не возник с нуля, он опирается на опыт работы ОИЯИ с Институтом физических наук Хэфэй (Китай), в сотрудничестве с которыми мы разрабатывали проект циклотрона SC200, из которого недавно был впервые выведен пучок протонов. Мы также совместно с компанией IBA (Бельгия) разрабатывали циклотроны для адронной терапии, один из них работает сейчас в Димитровграде», — пояснила Галина Карамышева. Оба эти ускорителя не были рассчитаны на использование метода флэш: для этого у них слишком маленькая интенсивность пучка, что не позволяет достичь требуемой мощности дозы. По этой же причине использование для флэш-терапии уже существующих протонных медицинских ускорителей ограничено. Именно отсутствие на рынке готовых решений сподвигло команду специалистов развивать в Объединенном институте ядерных исследований собственный проект. Он получил название MSC-230, поскольку будет иметь максимальную энергию протонного пучка в 230 МэВ – для реализации протонной терапии необходимо ускорить пучок протонов до энергий 60–230 МэВ. 

Циклотрон будет включать в себя магнитную систему из расположенных симметрично медианной плоскости четырех пар секторов магнита и ярма магнита со сверхпроводящими обмотками основных катушек, при этом в зоне вывода форма секторов магнита некруглая и повторяет форму орбиты ускоряемых частиц. В конструкцию ускорителя также заложены сверхпроводящие технологии, разработанные в Лаборатории физики высоких энергий ОИЯИ.  Ускоритель будет компактным: 3,5 м диаметром и 1,7 м в высоту и с   небольшим по сравнению с аналогами весом магнита – 94 т.

MSC-230 будет иметь ряд технических преимуществ перед другими медицинскими циклотронами: высокий темп ускорения, который обеспечивается четырьмя резонаторами, позволяющими избежать потерь в процессе ускорения; внутренний источник протонов, способный обеспечить в невысоком поле высокий коэффициент захвата в ускорение; низкий уровень магнитного поля, являющийся преимуществом для обеспечения высокой интенсивности пучка и способствующий более простому выводу пучка из ускорителя; фаска вдоль траектории пучка, которая позволит организовать его эффективный вывод.

«В любом циклическом ускорителе самым сложным действием является вывести пучок, поэтому любое улучшение условий для вывода пучка значимо, — прокомментировала Галина Карамышева. – Фаска по сектору вдоль траектории позволит максимально довести пучок дальше по радиусу, что способствует эффективному выводу. Вывод пуска с меньшим напряжением на дефлекторе позволит увеличить надежность работы дефлектора и добиться большей эффективности вывода. Чтобы получить высокоинтенсивный пучок на выходе из ускорителя, необходимо иметь эффективный источник протонов, обеспечить эффективный захват пуска в ускорение в центральной области циклотрона, эффективный вывод и добиться отсутствия потерь в процессе ускорения. И всему этому способствует именно низкий уровень магнитного поля изохронного циклотрона и та самая фаска вдоль траектории, которая была запатентована». 

В апреле 2022 года был заключен договор между ОИЯИ и АО «Научно-исследовательский институт электрофизической аппаратуры им. Д.В. Ефремова» на разработку и изготовление ускорительного комплекса на базе сверхпроводящего циклотрона MSC-230. Договором предусмотрены разработка технической документации, изготовление узлов и систем ускорителя, его сборка, наладка и пробный запуск в «НИИЭФА», последующая транспортировка в ОИЯИ, сборка и полномасштабный запуск в Дубне через два года.

Опубликовано:  «Медицинская газета» - 01/03/2023

       ...каскад ускорителей, за исключением самого коллайдера, собран и испытан..

 

Единственный крупный ускорительный проект фундаментальной науки, осуществляемый в России - это комплекс сверхпроводящего коллайдера тяжелых ионов NICA в ОИЯИ (Дубна). О проекте, ходе работ и перспективах развёрнуто, доходчиво и откровенно рассказал Владимир Кекелидзе.

В том числе и о влиянии санкций:

 

"... Заместить полностью импортное оборудование невозможно, на наш проект работало почти 70 стран, с производителями из которых у нас были заключены контракты. Сейчас эти поставки частично зависли — что-то ещё предстоит произвести, а какое-то оборудование уже произведено, но есть трудности с его доставкой и оплатой. Поставщики не отказываются передать нам это оборудование, оно сделано специально под наши установки, но нам приходится искать новые схемы доставки и пути перевода средств. Поиск решений ведётся с обеих сторон, надеюсь, что вместе мы преодолеем эти трудности..."

 

Источник