Протвино: институт физики высоких энергий и самый большой ускоритель в России ( 22 фото )

Ускоритель построен в 1967 году и запущен к 50-й годовщине Октябрьской революции. На тот момент он был крупнейшим в мире. Благодаря протвинскому синхротрону проведены тысячи экспериментов и совершены важные открытия, в том числе "серпуховский эффект" (населенный пункт тогда назывался Серпухов-7). Исследования проводятся до сих пор. Мне довелось побывать в институте физики высоких энергий и увидеть своими глазами легендарное сооружение.


Институт физики высоких энергий существует с 1963 года. Сейчас на нем висит вывеска НИЦ "Курчатовский институт" - ИФВЭ. Это один из крупнейших научных центров в России, который занимается физикой высоких энергий.



Корпуса института расположены посреди леса. Чтобы попасть в ускорительный комплекс необходимо спуститься ниже уровня земли. Мобильная связь отсутствует, сигнал не ловит. В выходные работников нет, в залах тихо. На фото линейный ускоритель протонов с высокочастотной квадрупольной фокусировкой на энергию 30 миллионов электронвольт УРАЛ-30. Физики разговаривают совершенно непонятным языком, вроде все слова русские, а смысл не складывается. Если переспрашиваешь, чтобы уточнить, тебе пытаются объяснить более доступным языком, но все равно ничего непонятно В общем, я записывала.



Ускоряющая структура начальной части ускорителя.
Основные параметры ускорителя УРАЛ-30:
️ энергия протонов на входе - 0,1 МэВ;
️ энергия протонов на выходе - 30 МэВ;
️ ток пучка на выходе - 100 мА;
️ импульсный разброс на выходе - 0,1%;
️ полная длина ускорителя - 25 метров;
️ диаметр контейнера ускорителя - 0,4 метра.



Ускоритель запускается несколько раз в год. Когда он работает, вход в помещение запрещен и закрыт. Обстановку в залах контролирует автоматическая система. В остальное время, когда ускоритель выключен, работа института не прекращается.


Быстрый синхротрон бустер У-1.5 на энергию 1.32 ГэВ (протоны), 455 МэВ на нуклон (ядра углерода). Это малый 100-метровый синхротрон. Протоны ускоряются до 30 МэВ в линейном ускорителе УРАЛ-30, и инжектируются в У-1.5, где ускоряются до энергии 1,32 ГэВ, после чего попадают в У-70.




Тот самый У-70 и я. Не удержалась, сделала фото на память. Здесь происходит ускорение до максимальной энергии 76 ГэВ. Здесь проводятся эксперименты на выведенном пучке. Для удержания протонов на орбите ускорителя установлено 120 электромагнитов общим весом более 20 тысяч тонн. Под ускорителем расположен отдельный кабельный этаж. Пучок ускоренных частиц очень плотный, настолько, что один магнит весом 200 тонн поворачивает его только на 3 градуса!





Схема установок для наглядности. Еще ниже общий вид на территорию института физики высоких энергий, как это выглядит сверху. Периметр У-70 составляет примерно 1,5 км. До 1985 года в качестве инжектора использовался линейный ускоритель И-100 на энергию 100 МэВ. Возможно, ему найдется какое-то применение в будущем. Есть несколько идей, но ни одна не дошла до реализации.



Большой экспериментальный зал. На его стене сохранилась надпись "Слава советской науке". Здесь планируется создать центр ионно-лучевой терапии. Воздействие будет будет проводиться пучками ускоренных ионов углерода. Подобное уже существует в некоторых странах.



Прототип 6-координатного стола для позиционирования пациентов. Экскурсию проводил научный сотрудник института - Анатолий Калинин.


По соседству проводятся радиобиологические исследования. В этих контейнерах облучают мышей и крыс.



Краткая экскурсия в институт физики высоких энергий на видео. Пожалуйста, посмотрите.

Напоследок хочу рассказать вам любопытную историю. В 1978 году на ускорителе произошел экстраординарный случай: интенсивный пучок протонов прошел через голову работника института. Это был Анатолий Бугорский. Он рассказал, что ощутил яркую вспышку, но без болевых ощущений. Радиационная доза на входе составила 200000 Рентген, на выходе - 300000 Рентген. Считалось, что такое воздействие смертельно для человека. Однако, Бугорский выжил и даже защитил кандидатскую диссертацию. Без последствий все же не обошлось, он оглох на левое ухо. Сейчас Анатолию Бугорскому 81 год.

В Протвино есть еще недостроенный коллайдер. Реализация грандиозного проекта началась в 1980-х. Диаметр тоннеля составляет 5 метров, длина кольца - 21 километр! Инжектором должен был стать синхротрон У-70. Но, увы, грянули 90-е, финансирование науки прекратилось. Проект подвис. Все это время сооружение пребывает в законсервированном состоянии. Территория охраняется, периодически откачивается грунтовые воды.

В 2008 году запущен Большой адронный коллайдер в ЦЕРНе, он имеет длину 27 километров. Теперь большинство исследований в Швейцарии.