Новости

11.06.2010 07:20
Рубрика: Общество

Электроны - на свободу

Доктор физико-математических наук Николай Винокуров из Института ядерной физики им. Будкера СО РАН удостоен премии за создание лазеров на свободных электронах. О нем рассказывает заместитель директора института академик Геннадий Кулипанов.

Николай Винокуров - один из самых авторитетных в мире специалистов в области лазеров на свободных электронах (ЛСЭ). Казалось бы, сегодня лазерами никого не удивишь, но на свободных электронах - установка особая. В отличие от традиционных лазеров, где излучение возбуждается в газе, жидкости или твердом теле, здесь источником является пучок свободных электронов. Кстати, сейчас в Германии при участии российских ученых создается подобный лазер - самый мощный в мире. Его стоимость около миллиарда долларов. Эта грандиозная система высотой в несколько этажей разместится на огромной площади. Наш лазер скромнее, стоит "всего" 20 миллионов долларов.

Чем привлекательны такие системы? Прежде всего они "закрывают" белое пятно. Дело в том, что сегодня человек применяет почти весь спектр электромагнитных волн: от жесткого гамма-излучения до радиоволн. А вот миллиметровая и субмиллиметровая области оставались неосвоенными. Но они были очень заманчивыми, прежде всего для оборонки. Лазеры на свободных электронах имеют несколько принципиальных достоинств по сравнению с обычными, у которых фиксированная длина волны излучения. Это существенно ограничивает их возможности. А ЛСЭ довольно легко перестраиваются, а значит, могут решать самые разные задачи. И еще важный плюс - высокая мощность, что открывает большие возможности в промышленности.

Первый ЛСЭ был создан американцами, это стало мировой сенсацией, ученые разных стран сразу включились в его усовершенствование. И здесь преуспели наши специалисты, предложившие принципиально новую модификацию, что позволило значительно увеличить силу излучения лазера. Сегодня эта конструкция (оптический клистрон) применяется во всех создаваемых в мире ЛСЭ. Одним из авторов и был Николай Винокуров. За эту работу он удостоен престижной международной премии.

Еще одно принципиальное новшество российских ученых - ускоритель-рекуператор. Он работает по принципу обычного троллейбуса, потребляя энергию при подъеме в гору и отдавая - при спуске. Это позволяет экономить энергию и максимально увеличить мощность излучения. У нашего лазера она - 500 ватт. Для субмиллиметрового диапазона он самый мощный в мире.

Проект по созданию этого мощного лазера возглавил Николай Винокуров. Чтобы его реализовать, мы построили ЛСЭ в Южной Корее и в США. Многие тогда говорили, давайте вырученные деньги потратим на зарплату, но жизнь показала, что выбор был верным. Дело в том, что уникальный лазер ждут ученые самых разных специальностей. Например, он может использоваться для разделения изотопов, что энергетически намного выгоднее, чем традиционные методы. Биологи смогут проводить уникальные эксперименты, ведь микроволновое излучение, как мягкий ножичек, "режет" связи в биологических объектах, выделяя, например, ДНК. После такой про цедуры объекты не разрушаются, оставаясь живыми. То есть ЛСЭ почти идеальный инструмент для генной инженерии, для изучения структуры белков.

То есть мощный лазер на свободных электронах по сути открывает новые "двери" для перспективных научных исследований.

Солнце в бензобаке

Рассказывает академик Валентин Пармон:

- Нам удалось создать и внедрить катализаторы для глубокой переработки нефти. За три года, с 2003 по 2006 год, мы на исследования получили от государства 500 миллионов рублей, а внедрение новых катализаторов дало на предприятиях дополнительной продукции - высокооктановых бензинов - почти на десять миллиардов рублей, то есть в 17 раз больше, чем вложено.

Давняя головная боль - сжигание так называемых попутных газов, до 50 миллионов тонн в год. Мы сделали опытную каталитическую установку по превращению пропан-бутановой фракции в жидкие углеводороды, которые сразу можно направлять в нефтепровод или заливать в цистерны.

В 2006 году в Томске Владимир Путин открывал первую в стране особую экономическую зону. Ему показывали нашу технологию получения из этилена сверхвысокопрочного полимера, из которого можно делать даже броню и бронежилеты.

Более подробно о лауреатах будет рассказано на полосах "Наука"

С лазерной начинкой

Рассказывает академик РАН Владислав Панченко:

- Суть работы в том, что она переводит многие очень сложные хирургические операции, скажем на мозге, на принципиально новый уровень. Одно дело выполнять их сразу на реальном органе и совсем другое - провести своеобразную репетицию на модели. Проблема в том, как эту модель максимально приблизить к реальному органу. Нам удалось ее решить.

Как это выглядит? Например, предстоит операция на мозге. Хирурги делают томографический снимок органа и по Интернету отправляют его в наш Институт проблем лазерных и информационных технологий РАН. Мы с помощью метода так называемой стереолитографии переводим снимок в трехмерную модель из пластика. Затем эту модель мы возвращаем хирургам для проведения операции. Имея такое наглядное пособие, они подбирают сценарии, инструментарий и т.д. А по сути, нередко делают операции на модели, что позволяет найти самые оптимальные варианты для конкретного пациента.

Другая задача - реконструировать потерянные части черепа, челюстей, каких-то костей и т.д.

Общество Наука Власть Работа власти Госнаграды