Russian Research Center (RNC) "Kurchatov Institute" è un istituto di ricerca nazionale leader nel campo dell'energia nucleare. In Unione Sovietica era conosciuto come l'Istituto di Energia Atomica. Prende il nome dallo scienziato nucleare Igor Kurchatov.
Silenzio l'atomo
Fondò il Centro nazionale di ricerca "Kurchatov Institute" nel 1943 per sviluppare armi nucleari. Fino al 1955 era conosciuto con il nome segreto di "Laboratorio n. 2 dell'Accademia delle scienze dell'URSS". La maggior parte dei reattori nucleari sovietici sono stati progettati presso l'istituto, compreso l'F-1, che è stato il primo reattore al di fuori del Nord America.
Dal 1955, presso l'Istituto Kurchatov sono stati condotti esperimenti fondamentali nel campo della fusione termonucleare e della fisica del plasma. Fu qui che furono sviluppati i reattori di tipo tokamak, tra cui:
- "Tokamak T-3".
- "Tokamak T-4".
Questi reattori hanno permesso di condurre i primi esperimenti al mondo per studiare le proprietà del plasma. T-4 è stato lanciato nel 1968 aNovosibirsk, conducendo la prima reazione di fusione termonucleare quasi stazionaria.
Pionieri della scienza
Il primo direttore dell'"Istituto Kurchatov" dell'NRC fu A. A. Logunov, un eccezionale fisico teorico sovietico, rettore dell'Università statale di Mosca. MV Lomonosov dal 1977 al 1992. Fu sotto di lui che l'istituto divenne un centro scientifico indipendente di livello mondiale. Prima di questo, per circa un anno, il Centro di ricerca era una filiale dell'Istituto di Fisica Teorica e Sperimentale di Mosca, dove la costruzione del protone sincrotrone U-7 (prototipo U-70) iniziò nel 1958.
È stato deciso di lanciare un progetto più ampio, un acceleratore di protoni da 50 GeV, in un altro sito, fuori Mosca. Molti eccezionali scienziati e ingegneri dell'istituto sono stati direttamente coinvolti nella sua progettazione e costruzione.
Creare una città della scienza
La ricerca fondamentale nel campo della fisica delle alte energie è sempre stata strettamente connessa con lo sviluppo dell'energia atomica. Pertanto, il capo del Laboratorio n. 2, I. V. Kurchatov, che era all'origine del progetto atomico sovietico, promosse la ricerca sugli acceleratori in ogni modo possibile e li sviluppò.
Negli anni '50, nacque l'idea di concentrare il lavoro scientifico in un unico luogo. Kurchatov è stato uno di quelli che ha attivamente sostenuto l'idea di costruire un superacceleratore di protoni da 70 GeV vicino a Serpukhov, destinato alla ricerca fisica. Nella scelta di una base per l'acceleratore sono stati presi in esame circa 40 siti in diverse parti del Paese. Di conseguenza, la scelta è caduta sul sito vicino a Serpukhov, situato su una roccia molto piatta e durarazza.
L'intera città di Protvino è stata creata proprio allo scopo di costruire l'istituto: in connessione con ciò, è avvenuta la formazione di infrastrutture urbane, sociali, culturali, domestiche, energetiche e altre sfere. Non c'è da stupirsi che la città abbia lo status di città della scienza.
Ripetitore U-70
Nel gennaio 1960, vicino a Serpukhov, iniziò una costruzione su larga scala del più grande acceleratore del mondo in quel momento. Durante la costruzione, sotto la supervisione del Centro nazionale di ricerca "Kurchatov Institute", sono state utilizzate le ultime tecnologie. Secondo le memorie degli ingegneri, l'accuratezza dei calcoli e del lavoro durante la posa dell'anello era paragonabile al calcolo del volo di un'astronave. Grazie a queste misurazioni, i costruttori hanno chiuso il tunnel di sincrotrone con una precisione di 3 mm.
Il complesso dell'acceleratore U-70 (all'inizio era chiamato Serpukhov Synchrophasotron) fu costruito nel 1967 sotto la guida di A. A. Logunov. Questo è un enorme sistema di ingegneria super complesso. È una gigantesca camera a vuoto attorno alla circonferenza, arrotolata in un anello e collocata in un elettromagnete del peso di 20.000 tonnellate. A proposito, per cinque anni (fino al 1972) è stato il più grande del mondo.
Il principio dell'acceleratore è il seguente. Quando le particelle vengono accelerate a velocità prossime a quella della luce e interagiscono con il bersaglio, nascono una varietà di particelle secondarie, che vengono registrate dai più sofisticati rivelatori di radiazioni nucleari. Dopo l'elaborazione computerizzata dei dati sperimentali, gli scienziati ripristinano il quadro dell'interazione di una particella accelerata con la materia, traendo conclusioni sulle proprietà delle particelle intranucleari, suparametri dei modelli teorici delle interazioni fondamentali.
Risultati e fallimenti
Molti studi sull'U-70 (che sono ancora in corso all'istituto oggi) sono davvero una svolta. Già nei primi esperimenti all'acceleratore U-70 furono scoperti antinuclei di elio-3 e trizio, contenenti ciascuno tre antinucleoni. Successivamente sono state scoperte più di 20 nuove particelle con proprietà uniche, grazie alle quali gli scienziati sono stati in grado di spiegare una serie di processi che si verificano nell'universo.
Poco dopo, è stato sviluppato un progetto per un nuovo acceleratore: un collisore protone-protone per un'energia di 3 × 3 TeV, che sarebbe diventato il più potente al mondo. Alla fine del 1989 una parte significativa dei lavori era completata, la costruzione di un gigantesco anello sotterraneo per l'acceleratore era quasi completata. Tutto il lavoro, purtroppo, ha dovuto essere congelato e ridotto negli anni '90. Tuttavia, l'esperienza di scienziati e ingegneri coinvolti nella costruzione del "collisore sovietico" a Protvino si è poi rivelata molto richiesta durante la creazione del Large Hadron Collider in Svizzera.
Oggi
L'Istituto Kurchatov ha 27 reattori di ricerca nucleare, di cui 7 sono stati smantellati e uno è stato temporaneamente disabilitato. 19 reattori sono ancora in funzione secondo l'AIEA. L'Istituto Kurchatov collabora con alcune delle principali università russe, come:
- Università Lomonosov.
- Istituto di fisica e tecnologia di Mosca.
- Università tecnica statale di Mosca. Bauman.
Su di lorola base di un sistema interdisciplinare di formazione scientifica. Ad esempio, ciò ha portato alla creazione di dipartimenti di nanotecnologie, biotecnologie, informatica e scienze cognitive.
L'Istituto Kurchatov ha studi di dottorato (23 dipartimenti) e studi post-laurea, dove forniscono una conoscenza approfondita in 16 specialità. L'istituto è il principale coordinatore scientifico delle attività nel campo delle nanobiotecnologie, dei nanosistemi e dei nanomateriali nella Federazione Russa. L'Istituto partecipa a diversi progetti di ricerca internazionali: CERN, XFEL, FAIR, il laboratorio tedesco-russo per l'uso della radiazione di sincrotrone e altri. Il principale campo di attività dell'istituto è la ricerca sulle proprietà fondamentali della materia e delle particelle elementari utilizzando un acceleratore di particelle cariche.
Struttura organizzativa
Fino al 1991, l'Istituto Kurchatov era subordinato al Ministero dell'Energia Atomica. Nel novembre 1991 l'istituto è stato riorganizzato nel Centro Scientifico Statale, gestito direttamente dal governo russo. In conformità con lo statuto dell'organizzazione, il suo presidente è ora nominato dal primo ministro secondo le raccomandazioni di Rosatom.
Nel febbraio 2005 Mikhail Kovalchuk è stato nominato capo dell'istituto. L'Istituto Kurchatov ha vinto una gara nel febbraio 2007 per diventare la principale organizzazione che coordina gli sforzi nel campo della nanotecnologia in Russia.
