В отчаянии, ищу ускоритель
- Добрый день (звоню в НИИ физических проблем им. Ф.Лукина), я ищу человека, который может мне все рассказать о синхрофазотроне.
- О! Это вы по адресу обратились (бодрый мужской голос на другом конце провода)! Только правильно эта штука "синхротрон" называется. А откуда вы узнали, что он в Зеленограде есть?..
Спящий синхротрон
По местности я был сориентирован неплохо и то с первого раза смело прошел мимо нужных мне ворот. Просто не мог представить себе, что этот клубок хай-тековых технологий, этот прорыв в светлое будущее, этот мост к другим берегам окажется в тупике нечищенного проезда за изрядно замызганным бетонным забором.
Двери, пустынные коридоры, вахта. Через 5 минут знакомлюсь с Николаем СПИНКО - физиком, ангелом-хранителем синхротрона.
- Николай Владимирович, объясните мне, человеку гуманитарной профессии, что такое синхротрон?
- Это источник синхротронного излучения. Состоит из линейного ускорителя с электронной пушкой, малого и большого ускорительного колец. Линейный ускоритель выстреливает пучок электронов с энергией 100Мэв (100 млн электрон-вольт), он попадает в маленький ускоритель - бустер, где энергия пучка повышается до 450 Мэв. А в большом кольце ускорителя его энергия возрастает до 2 Гэв (2 млрд электрон-вольт).
Пучок с такой энергией живет в кольце 8 часов и является источником синхротронного излучения. Уникальность этого излучения - в его широчайшем спектре, который включает инфракрасный свет, вакуумный ультрафиолет, ультрафиолет, рентгеновское излучение. Это позволяет решать разные задачи в очень далеких друг от друга областях. Например, в микромеханике, физике твердого тела (исследование кристаллических решеток), биологии и химии (строение белков), медицине (можно создать томограф, который разложит вас на составляющие хоть вдоль, хоть поперек). Кроме того, оказалось, что если определенные полимеры облучить синхротронным излучением, то они не отторгаются организмом. Из них делают кровеносные сосуды.
- Но раз уж такой комплекс начали строить в Зеленограде, значит, и к микроэлектронике он должен иметь отношение.
- Конечно. Универсальная задача микроэлектроники - увеличение степени интеграции. То есть размещение на кремниевой пластине все большего количества элементов. А для этого на ней надо сделать как можно больше засечек. Здесь волна излучения выступает как лезвие ножа, которым их делают. Чем меньше длина волны, тем острее нож и тем больше можно поместить элементов на пластине. Изначально планировалось, что с помощью синхротрона будут решаться две основные задачи: во-первых, получение сверхбольших и сверхбыстродействующих интегральных схем и, во-вторых, - изучение физики поверхности вещества.
"Ё-мое, что ж я сделал?!"
Для синхротрона построено огромное здание, 120х72 м, с несущей плитой для синхротрона (60х60 м) в основании. На ней и располагается ускоритель, а вокруг построены лаборатории, и в каждой должен быть свой канал вывода синхроизлучения.
Все оборудование для синхротрона изготовлено и оплачено(!) и уже несколько лет хранится в Новосибирске. Частично его перевезли в 1990-91 годах, но вмешалась перестроечная кутерьма, и до 1994 г. работы не велись. Потом сотрудники НИИ физпроблем сделали все, что было можно сделать, на голом энтузиазме: вытащили мусор из машинного зала, покрасили. Смонтировали, все что было перевезено и несколько лет валялось без дела. Ввели в эксплуатацию источник ВЧ-энергии для линейного ускорителя. Для перевозки и монтажа всего остального помимо энтузиазма надо $8 млн.
Для энергопитания всего этого комплекса была специально построена подстанция. Это необходимо, поскольку в момент ускорения сила тока в обмотках электромагнита повышается до 7500-12000 Ампер. Если бы синхротрон был подключен к общей сети, то весь Зеленоград после запуска мог бы остаться без света.
А в коридорах фантомы белые и... тишина
- Николай Владимирович, насколько я знаю, все подобные исследовательские центры опутаны клубком тайн, легенд и слухов, которые касаются в основном аварий, радиоактивных выбросов и т.д. Не опасны ли все эти ускорители в плане радиации? Какие меры предосторожности предпринимаются?
- Сначала расскажу, что обычно стоит за этими легендами. Когда мы работали в Казахстане на циклотроне, то внештатные ситуации у нас бывали довольно часто. Надо, к примеру, в циклотроне заменить какой-нибудь элемент. Собираются добровольцы. Представитель службы радиационной безопасности рассчитывает допустимое для работы время - 30 сек. Вся операция разбивается на 30-секундные отрезки, расписываются все действия, и пошли. За 30 сек получаешь недельную дозу облучения.
А что касается синхротрона, то он не опаснее самовара. Когда самовар работает - он горячий. Сунете палец - и обожжетесь. Точно так же и здесь, не суйте пальцы в работающий синхротрон - и все будет о'кей. Но если серьезно, то ускоритель находится под землей в бетонном мешке. Можем спуститься, посмотреть...
Спустившись на лифте и пройдя узкими коридорами и громкими железными лестницами, мы оказались там, где электронную пушку можно не только увидеть, но и потрогать руками, если перелезть через ограждение. Звуки шагов тонули в неподвижном, прохладном воздухе. От внешнего мира нас отделяло 1,5 м бетона.
- Синхротрон - это так называемый "легкий" ускоритель, никакой остаточной радиации в нем нет. Как только прекратилась работа - можно заходить.
Вдоль внешней стены по кругу тянулись трубы системы водного охлаждения. Недалеко от электронной пушки виднелась сделанная черным маркером надпись: "20 марта 1990 года установлен первый поворотный магнит", а под ней ряды подписей.
- Это наши гости оставляют автографы на память, - пояснил Николай Владимирович. - Кто только у нас не был: министры, академики, директора. Все обещают деньги, уезжают и все остается по-прежнему.
Вернемся к теме безопасности. Нами специально разработана система непрерывного радиационного контроля и система фантомных сборок. Макет человека (он же фантом) изготовлен из спецпластмассы, максимально приближенной по своим характеристикам к человеческому телу. Рост фантома 172-173 см. И состоит он из 42 пластин, напичканных датчиками. 17-я соответствует человеческому сердцу, 20-21 - желудку и т.д. По ним можно точно определить, какая доза радиации пришлась бы на печень, сердце, щитовидную железу или хрусталик глаза человека, если бы он находился вместо фантома. По одному фантому обязательно должно стоять на выходе каждого из 37 каналов вывода синхротронного излучения.
- Есть одна тонкость, - поведал мне Николай Владимирович. - Помимо синхротронного излучения в канал может попасть тормозное излучение, а это уже опасно. Чтобы избежать неприятных для исследователя последствий, приемная станция должна быть снабжена свинцовой ловушкой - поглотителем излучения 30-сантиметровой толщины.
Мы бежали вперед. За спиной никого
- Инженерно-производственный корпус с синхротроном уже стоит 90 млн долларов, надо еще 8, есть ли хоть какая-то вероятность вернуть эти вложения? - интересуюсь у Николая СПИНКО.
- За 6-7 лет он себя окупит. По цене тех задач, которые он решит.
- Вам не кажется, что через 6-7 лет, когда он теоретически себя окупит, он морально устареет?
- Устареют некоторые из решаемых с помощью синхротрона задач, но появятся другие. А само синхротронное излучение - фундаментально, как свет, как радиоволна, устареть оно не может.
Попробуй сейчас выпускника любого института заманить сюда на эту зарплату в 500-600 рублей, не получится. Специалисты уходят. Многие уезжают за границу. Через 2-3 года может получиться так, что появятся деньги, но работать будет уже некому. Кому я передам свои знания и синхротрон? Рвется цепочка преемственности.
Но рук мы не опускаем и оптимизма не теряем. Здание у нас огромное. Сдаем часть помещений в аренду. В одном из корпусов организуем производство сухих аккумуляторов. На заработанные таким образом деньги привезем из Новосибирска линейный ускоритель и остатки накопителя и смонтируем их. Возможно, к концу 2000 года будем готовы к пуску малого кольца ускорителя. Как только запустим его - будем решать часть стоящих перед нами задач, значит, будем зарабатывать и начнем сборку большого кольца ускорителя.
- Вам нужно $8 млн, которые вы, по вашим словам, сможете окупить менее чем за 6 лет, может быть, вам просто попробовать взять кредит?
- В наше время кредит - это огромный риск. Дождемся выборов. Все успокоится, и вот тогда, если получим гарантии города или государства, можно будет и о кредите подумать.
А.ГОЛОВИН