Venemaa Uurimiskeskus (RNC) "Kurtšatovi Instituut" on juhtiv kodumaine uurimisasutus tuumaenergia valdkonnas. Nõukogude Liidus tunti seda Aatomienergia Instituudina. Nimetatud tuumateadlase Igor Kurtšatovi järgi.
Vaigista aatom
Asutas 1943. aastal riikliku uurimiskeskuse "Kurtšatovi Instituut", et arendada tuumarelvi. Kuni 1955. aastani oli see tuntud salanime "NSVL Teaduste Akadeemia laboratoorium nr 2" all. Enamik Nõukogude tuumareaktoreid projekteeriti instituudis, sealhulgas F-1, mis oli esimene reaktor väljaspool Põhja-Ameerikat.
Alates 1955. aastast on Kurtšatovi Instituudis tehtud fundamentaalseid katseid termotuumasünteesi ja plasmafüüsika vallas. Just siin töötati välja tokamak-tüüpi reaktorid, sealhulgas:
- "Tokamak T-3".
- "Tokamak T-4".
Need reaktorid võimaldasid teha maailmas esimesi katseid plasma omaduste uurimiseks. T-4 lasti vette 1968. aastalNovosibirsk, kus toimub esimene kvaasistatsionaarne termotuumasünteesi reaktsioon.
Teaduse pioneerid
NRC "Kurtšatovi Instituudi" esimene direktor oli A. A. Logunov - väljapaistev Nõukogude teoreetiline füüsik, Moskva Riikliku Ülikooli rektor. M. V. Lomonosov aastatel 1977–1992. Just tema alluvuses sai institutsioon iseseisvaks maailmatasemel teaduskeskuseks. Enne seda, umbes aasta, oli uurimiskeskus Moskva Teoreetilise ja Eksperimentaalfüüsika Instituudi filiaal, kus 1958. aastal alustati U-7 prootonsünkrotroni (prototüüp U-70) ehitamist.
Suurem projekt – 50 GeV prootonkiirendi – otsustati käivitada teises kohas, väljaspool Moskvat. Paljud instituudi silmapaistvad teadlased ja insenerid olid otseselt seotud selle projekteerimise ja ehitamisega.
Teaduslinna loomine
Fundamentaaluuringud kõrgenergiafüüsika valdkonnas on alati olnud tihed alt seotud aatomienergia arenguga. Seetõttu edendas labori nr 2 juhataja I. V. Kurtšatov, kes seisis Nõukogude aatomiprojekti alguses, igal võimalikul viisil kiirendite uurimist ja arendas neid.
50ndatel tekkis idee koondada teadustöö ühte kohta. Kurtšatov oli üks neist, kes toetas aktiivselt ideed ehitada Serpuhhovi lähedale 70 GeV prootoni superkiirendi, mis on mõeldud füüsikaliseks uurimiseks. Kiirendi aluse valikul uuriti umbes 40 kohta riigi eri paigus. Selle tulemusena langes valik Serpuhhovi lähedal asuvale saidile, mis asub väga tasasel ja kõval kiviseltõug.
Kogu Protvino linn loodi just instituudi ülesehitamise eesmärgil: sellega seoses toimus linnataristu, sotsiaal-, kultuuri-, majapidamis-, energeetika- ja muude sfääride kujunemine. Pole ime, et linnal on teaduslinna staatus.
U-70 võimendus
1960. aasta jaanuaris alustati Serpuhhovi lähedal tolleaegse maailma suurima kiirendi mastaapse ehitusega. Ehituse käigus kasutati riikliku uurimiskeskuse "Kurchatov Institute" järelevalve all uusimaid tehnoloogiaid. Inseneride mälestuste järgi oli arvutuste ja töö täpsus rõnga ladumise ajal võrreldav kosmoselaeva lennu arvestusega. Tänu nendele mõõtmistele sulgesid ehitajad sünkrotrontunneli 3 mm täpsusega.
U-70 kiirendikompleks (algul kandis seda nime Serpuhhov Synchrophasotron) ehitati 1967. aastal A. A. Logunovi juhtimisel. See on tohutu ülikeeruline insenerisüsteem. See on ümbermõõduga hiiglaslik vaakumkamber, mis on rullitud rõngaks ja asetatud 20 000 tonni kaaluvasse elektromagneti. Muide, viis aastat (kuni 1972. aastani) oli see maailma suurim.
Kiirendi põhimõte on järgmine. Kui osakesi kiirendatakse valguse kiirusele lähedase kiiruseni ja nad interakteeruvad sihtmärgiga, sünnivad mitmesugused sekundaarsed osakesed, mille salvestavad kõige keerukamad tuumakiirguse detektorid. Pärast katseandmete arvutitöötlust taastavad teadlased pildi kiirendatud osakese interaktsioonist ainega, tehes järeldusi tuumasiseste osakeste omaduste kohta, umbesfundamentaalsete interaktsioonide teoreetiliste mudelite parameetrid.
Saavutused ja ebaõnnestumised
Paljud U-70 uuringud (mis instituudis veel tänagi käivad) on tõeliselt murrangulised. Juba esimestes katsetes kiirendil U-70 avastati heelium-3 ja triitiumi antituumad, mis sisaldasid kumbki kolme antinukleoni. Hiljem avastati enam kui 20 uut unikaalsete omadustega osakest, tänu millele suutsid teadlased selgitada mitmeid universumis toimuvaid protsesse.
Varsti pärast seda töötati välja projekt uue kiirendi jaoks - prootoni-prootoni põrkeseadme jaoks energiaga 3 × 3 TeV, millest saaks maailma võimsaim. 1989. aasta lõpuks sai märkimisväärne osa töödest valmis, peaaegu valmis oli ka kiirendi hiiglasliku maa-aluse rõnga ehitus. Kahjuks tuli kogu töö 90ndatel külmutada ja piirata. Protvinos asuva "Nõukogude kokkupõrgeti" ehitamisega seotud teadlaste ja inseneride kogemus osutus aga hiljem Šveitsis suure hadronipõrguti loomisel väga nõutuks.
Täna
Kurtšatovi Instituudis on 27 tuumauuringute reaktorit, millest 7 on demonteeritud ja üks on ajutiselt invaliidistunud. IAEA andmetel töötab endiselt 19 reaktorit. Kurtšatovi Instituut teeb koostööd mõne Venemaa juhtiva ülikooliga, näiteks:
- Lomonossovi Ülikool.
- Moskva Füüsika- ja Tehnoloogiainstituut.
- Moskva Riiklik Tehnikaülikool. Bauman.
Nende pe alteadusliku koolituse interdistsiplinaarse süsteemi alus. Näiteks viis see nanotehnoloogia, biotehnoloogia, arvutiteaduse ja kognitiivteaduse osakonna loomiseni.
Kurtšatovi Instituudis on doktoriõpe (23 osakonda) ja aspirantuur, kus antakse süvendatud teadmisi 16 erialal. Asutus on Venemaa Föderatsiooni nanobiotehnoloogiate, nanosüsteemide ja nanomaterjalide valdkonna tegevuse peamine teaduslik koordinaator. Instituut osaleb mitmetes rahvusvahelistes uurimisprojektides: CERN, XFEL, FAIR, Saksa-Vene sünkrotronkiirguse kasutamise labor jt. Asutuse põhitegevusalaks on aine ja elementaarosakeste fundamentaalsete omaduste uurimine laetud osakeste kiirendi abil.
Organisatsiooni struktuur
Kuni 1991. aastani allus Kurtšatovi Instituut Aatomienergiaministeeriumile. 1991. aasta novembris reorganiseeriti asutus riiklikuks teaduskeskuseks, mida haldas otse Venemaa valitsus. Vastav alt organisatsiooni põhikirjale nimetab selle presidendi nüüd ametisse peaminister vastav alt Rosatomi soovitustele.
2005. aasta veebruaris määrati institutsiooni juhiks Mihhail Kov altšuk. Kurtšatovi Instituut võitis 2007. aasta veebruaris hanke, et saada peamiseks organisatsiooniks, mis koordineerib jõupingutusi nanotehnoloogia vallas Venemaal.
