Этот аппарат, на первый взгляд, - нечто вроде ксерокса. По крайней мере, в управлении он не кажется особенно сложным. Правда, вместо бумаги тут используются фрагменты перикардиальной ткани: установка, созданная в новосибирском Институте лазерной физики (ИЛФ), способна измерять её толщину - и вырезать элементы клапанов сердца только из тех участков ткани, которые по техническим условиям соответствуют их заданной толщине. А на одной из модификаций установки можно еще и готовить ткань для того, чтобы искусственный клапан быстрее принимался организмом и не вызывал реакции отторжения.

Без современных лазеров немыслимы ни функционирование спутниковых систем вроде ГЛОНАСС, ни работа точнейших в мире приборов вроде атомных часов. А еще без них невозможно развитие многих направлений медицины. В Институте лазерной физики давно научились использовать лазерные установки для коррекции зрения и лечения глаукомы, - а теперь не только монтируют искусственные части сердец, но и собирают компактные приборы для лечения сложных герпесвирусных заболеваний.

Фрагмент одной из установок в новосибирском Институте лазерной физики (ИЛФ).

“Наши лазеры работают в хирургии, в нейрохирургии, общей хирургии, гинекологии, значительно сокращая кровопотери и позволяя, например, удалять гигантские опухоли коры головного мозга. Они работают на длине волны 1,32 микрона, их средняя мощность - до 100 ватт, и используются в Новосибирске в институте травматологии и ортопедии, в ЦКБ в Москве и в различных центрах - в Томском, в Иркутском центре Сибирского отделения Академии наук”, - объясняет заведующий лабораторией лазерных медицинских технологий ИЛФ Александр Майоров.

Длинные открытые ловушки плазмы для энергетики будущего

Среднестатистическая электростанция, работающая на угле, сжигает на своем веку несколько миллионов тонн топлива - и выделяет еще больше углекислого газа. Можно спорить о том, на сколько - на 10, 100 или 1000 лет - хватит имеющихся на планете углеводородов, но, как ни крути, рано или поздно сожжено будет всё, что есть в наличии. То же самое касается и ядерной энергетики, основанной на реакциях деления: запасы редкоземельного урана не бесконечны, и в какой-то момент окажется, что все тяжелые элементы разделены и больше делить попросту нечего. Вот почему уже более полувека ученые бьются над решением проблемы управляемого термоядерного синтеза - слияния легких атомов.

Система электрофизических установок "Комплекс ДОЛ", на которой изучаются возможности управляемого термоядерного синтеза

Термоядерный реактор безопасен и чист (никаких радиоактивных отходов), а топливом для него служит самый распространенный во вселенной элемент - водород. Создание такого реактора потребовало решения невероятно сложных физических, инженерных и даже социально-политических задач. Плазма, при нагревании которой удалось достичь наиболее впечатляющих успехов в проведении управляемых термоядерных реакций, оказалась чрезвычайно своенравным состоянием вещества, способным и к неконтролируемой активности (вроде солнечных вспышек), и к самоорганизации.

Младший научный сотрудник ИЯФ Александр Касатов показывает, как плавится вольфрам при взаимодействии с раскаленной плазмой.

Один из вариантов магнитного удержания плазмы - замкнутые системы типа токамак (ТОроидальная КАмера с МАгнитной Катушкой), такие как установка ITER, которая возводится во Франции силами Европейского Союза, Индии, Японии, Китая, России, Южной Кореи и США. Другой вариант - открытые ловушки плазмы. Именно ими занимаются в Институте ядерной физики им. Будкера (ИЯФ) Сибирского отделения РАН. Возможно, когда будут запущены коммерческие термоядерные реакторы, токамаки и открытые ловушки станут сосуществовать, наподобие того, как сейчас уживаются бензиновые и дизельные двигатели. А пока на линейных магнитных ловушках в ИЯФ отрабатывают технологии, которые будут востребованы, когда на Земле удастся зажечь управляемое “солнце”. Например, изучают методы нагрева термоядерной плазмы и её взаимодействие с поверхностью материалов.

Одна из крупных линейных магнитных ловушек для плазмы в новосибирском Институте ядерной физики

В ИЯФ умеют формировать такие же мощные потоки плазмы, как и те, что ожидаются в диверторе (плазмоприемнике) ИТЭР. А значит, еще до старта реактора ученые могут изучать поведение материала - в частности, вольфрама, - самого тугоплавкого металла, из которого и конструируются перспективные диверторы. Учитывая, что температура плазмы внутри дивертора может достигать десятков миллионов градусов, вольфраму приходится нелегко: многократное его переплавление приводит к растрескиванию поверхности и образованию вольфрамовой пыли, способной мгновенно остудить температуру в реакторе. Сотрудники ИЯФ уже сейчас знают о подобных проблемах и учатся решать их.

КСТАТИ

Ядерная физика в борьбе с раком

Новосибирский Институт ядерной физики также внес свой вклад в битву против рака, причем против самых тяжелых его проявлений - таких, как глиобластомы. Эти опухоли головного мозга практически не поддаются лечению. Чуть ли не единственной методикой, успешно примененной против них, считается бор-нейтронозахватная терапия (БНЗТ), при которой пациенту вводят изотоп бора и затем облучают его нейтронами. Однако до недавнего времени для проведения БНЗТ требовалось наличие атомного реактора - что чрезвычайно затормаживало практическое применение. Далеко не каждая клиника и даже далеко не каждая страна имеет возможность проводить операции на площадке АЭС… И вот в ИЯФ разработали компактные ускорители для бор-нейтронозахватной терапии, - в перспективе позволить себе такое устройство сможет любая клиника, готовая внедрить эту технологию.

Зам. директора по научной работе ИЯФ СО РАН доктор физ.-мат. наук Алесандр Иванов рассказывает о вкладе своего института в работу большого адронного коллайдера. Из Новосибирска в ЦЕРН тогда доставили 7000 тонн магнитов.

ТЕМ ВРЕМЕНЕМ

Журналисты России и Беларуси встретились с губернатором Новосибирской области Владимиром Городецким

Губернатор региона отметил, что ключевыми точками роста области в настоящее время являются технопарки, программа реиндустриализации и привлекательная для инвесторов среда, предполагающая, в частности, льготы под целевые показатели (подробнее)

ЕСТЬ МНЕНИЕ

Сотрудничество с Беларусью является для нас приоритетным направлением, - председатель Сибирского отделения РАН

По словам Александра Асеева, Новосибирская область активно работает с Республикой Беларусь: идут регулярные обмены делегациями. Кроме того, в Новосибирске ежегодно проходит форум «Технопром», в котором белорусская сторона всегда принимает участие.

Самое перспективное и успешное направление сотрудничества, по мнению ученого, связано с созданием новых материалов, как для машиностроения, так и для химической промышленности. Также развивается сотрудничество в сфере биотехнологий (подробнее)

СООБЩАЕМ ПОДРОБНОСТИ

Будущее ядерной энергетики: сибирские ученые работают над прорывными технологиями

Фундаментальные и прикладные исследования – две взаимосвязанные сферы деятельности различных научных учреждений, однако отношение к ним разнится как в обществе, так и в научной среде. Для обывателя фундаментальная наука сложна и зачастую находится вне сферы его интересов. Для ученых же именно они являются приоритетом. В то же время результаты прикладных исследований не только приносят прибыль, но и используются в повседневной жизни всего человечества (подробности)

Алексей Архипов
Фото: Татьяна Мысова
Источник