Что мешает модернизации и инновациям

 

Сегодня модно говорить о модернизации, о необходимости внедрения инновационных разработок, разрабатываются проекты контор, которые должны заниматься сбором инновационных проектов. Но всё не идёт дело. Причин называется много: косность и бюрократизм чиновников, профнепригодность исполнителей, всеобщая система откатов, наконец, сама капиталистическая система, при которой любые инновационные разработки рассматриваются исключительно с точки зрения прибыли и где внедрить любой проект невозможно, не имея «стартового капитала» для выпуска опытного образца (без которого никто не будет ничего рассматривать). Всё это есть. Но одна из причин, почему не получается с инновационной экономикой – это то, что очень часто бывает, что в развитии своих технологий не заинтересованы сами разработчики. Рассказывать о большом значении своих открытий – это да. Но вот когда дело доходит до перспектив практического внедрения – то сами пугаются, что ли… Поясню на примере, которым мне приходилось заниматься – синтез сверхтяжёлых химических элементов в Лаборатории ядерных реакций (ЛЯР) Объединённого института ядерных исследований (ОИЯИ) в Дубне.

Для начала краткий ликбез. На сегодняшний день в таблице Менделеева имеется 118 химических элементов[1]. Из них на планете Земля существуют только 94 – от водорода до плутония[2]. Вообще в природе имеется 98 элементов – до элемента калифорний с атомным номером 98, который образуется при взрывах сверхновых звёзд[3]. Все остальные 19 элементов (каковые и называют сверхтяжёлыми) были получены искусственно на ускорителях. Из них три элемента – эйнштейний (номер 99), фермий (номер 100) и менделевий (номер 101) были открыты американцами в лаборатории в г.Беркли. Ещё один элемент – рентгений (номер 111) был открыт немцами в Центре тяжёлых ионов в Дармштадте. Все остальные 15 сверхтяжёлых элементов были открыты у нас, в ЛЯР ОИЯИ в Дубне[4]

: элементы с номерами 102-110 – ещё в советские времена, затем был перерыв на «чёрные девяностые», когда как раз и пришлось временно уступить первенство немцам, и, наконец, с конца 1998 года был синтезирован элемент с номером 114 – центральный элемент т.н. «острова относительной стабильности», в последующие годы были получены и окружающие его элементы с номерами от 113 до 118. Их время жизни намного выше, чем предсказывала теория: не тысячные и миллионные доли секунды, как должно быть, а десятки секунд и даже десятки минут. Если будут синтезированы изотопы с бОльшим числом нейтронов (конкретно – изотоп 114-го элемента с массовым числом 298), то не исключено, что время жизни этого изотопа может достигать миллионов лет.

Что это даст человечеству? Для делящихся ядерных материалов есть такое понятие, как «критическая масса» - это минимальное количество делящегося материала, необходимое для того, чтобы началась цепная ядерная реакция. Для классических материалов ядерной энергетики и атомного оружия – урана и плутония – критическая масса исчисляется килограммами, а соответствующая энергия – мегатоннами в тротиловом эквиваленте. Не меньше. Это удобно, когда нужно создать устрашающую супербомбу типа «кузькина мать» или построить мощную экономически эффективную электростанцию. Но вот для создания тактического ядерного оружия или транспортной установки на ядерной энергии уран и плутоний будут слишком громоздкими и избыточными. Поставить ядерный реактор на подлодку ещё можно, а вот на самолёт, локомотив и тем более на автомобиль – уже проблематично. Никому не нужен автомобиль или даже самолёт или поезд, у которого будет мощность двигателя величиной с крупную электростанцию. А меньше нельзя по фундаментальным причинам.

Чем тяжелее элемент – тем меньше его критическая масса. У элемента калифорний, искусственно полученного в реакторах, критическая масса составляет уже несколько граммов. В фантастических произведениях описываются «калифорниевые пули», каждая из которых производит разрушительный эффект как у хорошей авиабомбы. Один боец с винтовкой с калифорниевыми пулями сможет остановить и обратить в бегство целую армию! Но на практике эта идея утопична. И даже не только потому, что каждая такая пуля будет стоить миллионы долларов (в конце концов, цена – это вопрос развития технологии, а для защиты Родины и миллионов не жалко). А в первую очередь потому, что каждую такую пулю пришлось бы хранить в свинцовом сейфе. И как только вы достанете пулю, чтобы зарядить ствол – как мгновенно получите смертельную дозу облучения.

А вот у сверхтяжёлых элементов (того же 298-го изотопа 114-го элемента) критическая масса будет составлять миллиграммы, а соответствующая энергия – килограммы тротилового эквивалента. То есть, если говорить о тактическом ядерном оружии – то можно создать пули, содержащие лишь миллиграммы слаборадиоактвного делящегося вещества.  Для стрелка такая пуля будет совершенно безопасна, а для противника – поражающая сила одной такой пули составит килограмм в тротиловом эквиваленте. Тоже неплохо. Причём практически без радиоактивного заражения местности.

Но военное использование новых открытий – это лишь неизбежное зло в классовом обществе. Мирное применение сверхтяжёлых элементов пригодится везде, где требуется сверхвысокая концентрация энергии (которую может обеспечить только ядерная энергия), но для которых урановые реакторы слишком громоздки.

Например, электрореактивные двигатели, к традиционным преимуществам которых (возможность очень длительной работы при небольшом расходе топлива и возможность разогнаться до очень больших скоростей) добавляется сверхвысокая тяга, что позволит им стартовать не с орбиты, как сейчас, а прямо с земной поверхности. Чем вам не закрывающая технология: не нужны больше ни многоступенчатые ракеты, ни даже разные варианты шаттлов. Ставь такой двигатель на подходящий планер – и на Луну за пресловутым гелием-3 туда и обратно несколько раз в день. И этот гелий-3 – на термоядерные электростанции, получаемую энергию с которых – на ускорители для выработки нового топлива на сверхтяжёлых элементах для строительства новых космических аппаратов. Через год к Марсу, через 10 лет к звёздам.

Или машины для выжигания тоннелей в земной поверхности со скоростью пешехода и автомобиля. Строительство, например, новой линии метро – один день на прожигание тоннеля (смотри только, чтобы существующие подземные коммуникации не задеть), и далее задача сводится к тому, чтобы рельсы и провода проложить.

Или городской транспорт (колёсный или даже летающий) с двигательной установкой на сверхтяжёлых элементах. Спрашивается, чем не устраивают двигатели внутреннего сгорания или, допустим, электрические? Современный транспорт хрупок. Коснулся автомобиль на полной скорости другого автомобиля или какого-нибудь столба – и всё, транспортное средство непригодно к использованию, с вероятным летальным исходом для водителя. Причина такой хрупкости автомобилей – в слабости существующих энергоустановок. Двигатель внутреннего сгорания или электродвигатель на химическом аккумуляторе способен нести на себе тонкий стальной или алюминиевый корпус, но не способен нести сильную защитную систему.

Итак, всего-навсего внедрить одно-единственное реально-существующее открытие российских учёных – и вот вам и целый букет «закрывающих технологий», и вот вам налицо «образ желаемого завтра». Что для этого нужно сделать?

Нужно сделать всего ничего. Получить изотоп 114-го элемента с атомной массой 298. Есть все основания полагать, что он будет очень устойчивым. А значит, его можно будет накапливать в весовых количествах (только следить, чтобы слишком много атомов нового изотопа не скапливались в одном месте – сказано же, что критическая масса маленькая). Что этому мешает?

Всего лишь то, что с помощью применяемых ныне атомных реакций можно получить лишь лёгкие изотопы 114-го элемента. С атомной массой не больше 289. А нужно 298. Девяти нейтронов не хватает.

Где их взять, в общем-то понятно. Ещё в 1970-е годы тот же Ю.Оганесян (руководитель работ по синтезу большинства сверхтяжёлых элементов на протяжении последних четырёх десятилетий) предлагал получить искомый изотоп путём реакции U+U (то есть бомбардировать урановую мишень разогнанными ионами урана). В последние годы возникли и другие интересные варианты – использовать, например, экзотические изотопы типа никеля-78. Как раз для этих целей в ЛЯР ОИЯИ и создаётся установка DRIBS.

И чего не хватает?

Денег?

Ну, денег, конечно, тоже не хватает. Требуются для этих экспериментов суммы, которые хотя и составляют копейки по сравнению со всякими там сухими-суперджетами и сочинскими олимпиадами, но для обыденных представлений немалые. Порядка нескольких миллионов уе. Но это в принципе не самая главная проблема. После успехов с синтезом новых элементов областные и федеральные власти обратили на Дубну внимание и начали давать какие-то суммы хотя бы на поддержание текущих работ (как признался в частном разговоре один из сотрудников ЛЯР ОИЯИ – «откат является обязательным условием»). Но проблема в другом.

В том, что если вы предложите сотрудникам ЛЯР ОИЯИ требуемую ими сумму – могут и не взять. Докладывать на международных конференциях о полученных единичных атомах нового элемента – это с превеликим удовольствием. Но как только доходит до каких-то практических шагов – начинается самый типичный саботаж.

Вот, например, попробуйте их спросить о перспективах той же реакции U+U. Вы не добьётесь ответа. Вам могут сказать – мощности современных ускорителей не хватает для ускорение урана. Ну так давайте сооружать ускоритель, который сумеет ускорять ионы урана! Назовите сумму, какая вам нужна для сооружения такого ускорителя, мы поставим вопрос перед соответствующими инстанциями. Скажут – нет нет, не надо, реакция не получится. Спросишь: а вы откуда знаете, если, по вашим словам, уран никто не ускорял. Скажут: нет, проводили такую реакцию, всё ушло в деление. Спросишь: но, простите, на чём вы уран ускоряли, если, как вы говорите, таких ускорителей не существует? Теория вам предсказывает, что якобы не получится? А про провал эксперимента, о котором абзацем ниже, теория вам не предсказывала?

Вместо реальных шагов идут заведомо провальные направления, например, попытки поиска сверхтяжёлых элементов в природе. Например, в 2004 году был анонсирован такой международный эксперимент. Затея была найти в природных образцах осмия следы долгоживущих изотопов химического элемента с атомным номером 108, который является химическим аналогом осмия. Раньше пытались найти 114-й в минералах свинца, который является его химическим аналогом, но не получилось. 5 с лишним лет назад решили – вдруг с другим элементом получится. Мол, если период распада искомого изотопа составляет много лет, то он должен был где-то сохранится и его излучение можно будет обнаружить.

Знаний физики в пределах средней школы достаточно для понимания, что эксперимент провалится.  Если время жизни искомого изотопа мало по сравнению с возрастом  Земли, то в этом случае все существовавшие когда-то в природе атомы этого элемента давно распались и обнаружить их не удастся. Если же время жизни сверхтяжелого элемента сравнимо с возрастом Земли – то значит, они будут распадаться очень редко и вряд ли вряд ли вы дождётесь хоть одного распада, с помощью которого его можно обнаружить. В Интернете по адресу http://element114.narod.ru/Projects/monblan.html подробно описывается вся эта ситуация  с соответствующими расчётами.

Ну и каков же оказался результат? В течение уже нескольких лет про итоги этого эксперимента ничего не слышно. При попытках найти информацию в Интернете найдёте только ссылки на публикации несколько лет назад с анонсами данного эксперимента. При попытке спросить самих инициаторов эксперимента из ОИЯИ о том, чем же кончился этот эксперимент – то тоже не добьётесь чего-то вразумительно. Итак, деньги потрачены, несколько лет создавалась видимость работы – и ничего. А если попытаешься спросить за бездарно потраченные средства (см. выше что сами сотрудники ОИЯИ говорили про откаты), так вам скажут – это, понимаете ли, фундаментальная наука, результата эксперимента никто заранее предсказать не может!

Собственно, на начальном этапе советского атомного проекта картина была такая же. В 1930-е годы советская ядерная физика была одной из самых передовых в мире. И открытия мирового уровня делались – например, протонно-нейтронная теория ядра (Иваненко), открытие спонтанного деления ядра (Флёров и Петржак) и др. Но что стало, когда дошло до дела? К 1939 году во всех странах, где велись ядерные исследования (в СССР, США, Германии, Англии) стала понятной необходимость разработок по использованию атомной энергии в военных целях. В Германии с апреля 1939 года ряд крупных ученых - П.Гартен, В.Грот, В.Гейзенберг, К.фон Вейцзекер, О.Ган, К.Дибнер, Э.Багге начали координировать усилия для решения проблемы разделения изотопов урана и создания атомного реактора. 11 сентября 1939 года президент США Ф.Рузвельт дал положительную резолюцию на письмо Эйнштейна о необходимости содания атомной бомбы. В апреле 1940 года состоялось учредительное заседание уранового комитета Англии. А что же в СССР? В июле 1940 года была формально создана комиссия по проблемам урана во главе с директором Радиевого института В.Г.Хлопиным, но никаких положительных результатов в этом направлении не было вплоть до известного письма Г.Н.Флерова в адрес Сталина в 1942 году, где предлагалось ускорить работы по созданию ядерной бомбы. Причем этому письму Флерова Сталину предшествовал его доклад в декабре 1941 года на совещании эвакуированной в Казань Академии наук, но тогдашние бюрократы от науки завалили его предложения. В письме Сталину Флеров в сердцах пишет: "всё это время я чувствую себя в положении человека, пытающегося головой пробить каменную стену" О степени запущенности ситуации свидетельствовал тот факт, что в то время как в США уже был запущен первый урановый реактор, Флеров еще предполагал возможность использования в качестве делящегося материала не урана, а протактиния-231. Наверняка ведь и деньги выделялись под научные работы, и диссертации защищались на тему «О делящихся свойствах изотопа протактиния-231». Прямо как с тем же Монбланом сейчас.

Мы специально сейчас не распространяемся на ещё одну тему в вопросе о сверхтяжёлых элементах – о низкопоклонстве дубнинских учёных перед западными «партнёрами» в вопросе о названии элементов[5]. Сравните, например, таблицу Менделеева 1970-х годов и 1990-х. И поинтересуйтесь, куда из таблицы Менделеева исчезли такие названия, как жолиотий и курчатовий. И почему американцы и немцы могут предлагать названия для открытых ими элементов, а россиянские учёные от этой чести упорно уклоняются? Говорят: мы можем лишь предложить название, а окончательно утверждает всё равно ЮПАК. Но ведь вы же даже и не предлагаете!

Видимо, учёные из Дубны так боятся, что не в меру грамотные россияне будут задавать описанные выше неудобные вопросы, что всю свою информационную политику ориентируют лишь на тех же «западных партнёров», а не на своё население. Вы только представьте - сайты ОИЯИ и ЛЯР сделаны на… английском языке! Причём если на сайте ОИЯИ http://jinr.ru хотя бы совсем недавно появилась и русская версия (а титульная страница по-прежнему на английском), то на сайте ЛЯР http://flerovlab.jinr.ru/flnr/index.html  русской версии нет вообще! Дубна вообще в какой стране находится? И какой в этой стране государственный язык?[6] Если кто-то скажет, мол, язык межнационального общения, надо, чтобы и западные партнёры понимали… Для примера возьмём сайт конкурента – германского Центра тяжёлых ионов в Дармштадте http://www.gsi.de. Для западных партнёров там есть английская версия. Но титульная страница там всё-таки на национальном языке!

Сказанное относится не только к данному примеру. Можно привести много других случаев, когда тот или иной человек сделал какое-либо изобретение, но как только доходит до попыток практической реализации – то тут всё упирается в то, что невозможно добиться от изобретателя ответа на вопрос о том, что именно нужно для практической реализации. Какие, например, материальные (в том числе и финансовые) ресурсы привлечь. Даже если ему эти самые ресурсы предлагают.

Причина такого страха учёных и разработчиков перед практической реализацией их же идей понятна. Внедрение многих из известных научно-технических инноваций неизбежно повлечёт за собой инновации социальные. А специалисты, осознавая это, не готовы это воспринять в силу узости своей специализации.

Во времена первого атомного проекта, пример из которого мы приводили выше, для решения всех этих проблем потребовался Лаврентия Павловича Берия с его организаторскими талантами, научной компетентностью и осознанием политических задач. Сегодня Лаврентия Павловича с нами нет и людей его уровня не наблюдается. Значит, выполнять его функции придётся нам. Больше некому.

 

В продолжение темы:

Единоросы смотрели на циклотрон как баран на новые ворота

Лучше бы он продолжал строить ускорители...