company_banner
18 января в 17:35

Последний великий проект советской науки: коллайдер в Протвино



В ста километрах от Москвы, рядом с наукоградом Протвино, в лесах Подмосковья закопан клад в десятки миллиардов рублей. Выкопать и украсть его нельзя — навечно упрятанный в землю, он несет ценность только для истории науки. Речь идет об ускорительно-накопительном комплексе (УНК) Института физики высоких энергий Протвино — законсервированном подземном объекте размером почти с Большой адронный коллайдер.

Длина подземного кольца ускорителя — 21 км. Основной тоннель диаметром 5 метров проложен на глубине от 20 до 60 метров (в зависимости от рельефа местности). Кроме того, было построено множество вспомогательных помещений, связанных с поверхностью вертикальными шахтами. Если бы протонный коллайдер в Протвино удалось сдать в срок раньше БАК, в мире фундаментальной физики появилась бы новая точка притяжения. Далее — об истории главного советского коллайдера, на котором могла бы коваться физика будущего.

Самый большой проект



Протвино с высоты 325 метров

Перефразируя анекдот «А я тебе говорил — место проклятое!» можно сказать, что коллайдеры на пустом месте не возникают — должны быть подходящие условия. За много лет до принятия стратегического решения о постройке крупнейшего в СССР научного объекта, в 1960 году, в качестве базы для Института физики высоких энергий (ИФВЭ) был основан секретный поселок Серпухов-7. Место выбрали по геологическим соображениям — в этой части Московской области грунт, являющийся дном древнего моря, позволяет размещать крупные подземные объекты, защищенные от сейсмической активности.

В 1965 году получен статус поселка городского типа и новое название — Протвино — производное от названия местной речушки Протвы. В 1967 году в Протвино запущен крупнейший ускоритель своего времени — протонный синхротрон на энергию 70 ГэВ (109 электронвольт) У-70. Он до сих пор действует и остается самым высокоэнергетичным ускорителем России.


Строительство У-70

Вскоре начали разрабатывать проект нового ускорителя — протон-протонного коллайдера на энергию 3 ТэВ (1012 эВ), который стал бы самым мощным в мире. Работы по теоретическому обоснованию УНК возглавлял академик Анатолий Логунов — физик-теоретик, научный руководитель Института физики высоких энергий. Синхротрон У-70 планировалось использовать в качестве первой «разгонной ступени» для ускорителя УНК.

В проекте УНК предполагались две ступени: одна должна была принять из У-70 пучок протонов с энергией 70 ГэВ и поднять ее до промежуточного значения 400–600 ГэВ. Во втором кольце (вторая ступень) энергия протонов поднималась бы до максимальной величины. Обе ступени УНК должны были разместиться в одном кольцевом тоннеле размерами превосходящем кольцевую линию Московского метрополитена. Сходства с метро добавляет и тот факт, что строительством занимались метростроевцы Москвы и Алма-Аты.

План экспериментов



1. Ускоритель У-70. 2. Канал инжекции — ввода пучка протонов в кольцо ускорителя УНК. 3. Канал антипротонов. 4. Криогенный корпус. 5. Тоннели к адронному и нейтронному комплексам

В начале восьмидесятых в мире не было сравнимых по размерам и энергиям ускорителей. Ни Тэватрон в США (длина кольца 6,4 км, энергия в начале 1980-х — 500 ГэВ), ни Суперколлайдер лаборатории ЦЕРН (длина кольца 6,9 км, энергия столкновения 400 ГэВ) не могли дать физике необходимый инструмент для проведения новых экспериментов.

Наша страна имела большой опыт в области разработки и строительства ускорителей. Построенный в Дубне в 1956 году синхрофазотрон стал самым мощным в мире на тот момент: энергия 10 ГэВ, длина около 200 метров. На построенном в Протвино синхротроне У-70 физики сделали несколько открытий: впервые зарегистрировали ядра антивещества, обнаружили так называемый «серпуховский эффект» — возрастание полных сечений адронных взаимодействий (величин, определяющих ход реакции двух сталкивающихся частиц) и многое другое.

Десятилетняя работа



Полномасштабный макет тоннеля УНК

В 1983 году горным способом, используя 26 вертикальных шахт, начались строительные работы на объекте.



Несколько лет стройка велись в вялотекущем режиме — прошли всего полтора километра. В 1987 году вышло постановление правительства об активизации работ, и в 1988-м, впервые с 1935 года, Советский Союз закупил за границей два современных тоннелепроходческих комплекса компании Lovat, с помощью которых Протонтоннельстрой начал прокладывать тоннели.

Зачем понадобилось покупать проходческий щит, если до этого пятьдесят лет в стране успешно строили метро? Дело в том, что 150-тонные машины Lovat не только бурили с очень высокой точностью проходки до 2,5 сантиметров, но и выстилали свод тоннеля 30-сантиметровым слоем бетона с металлоизоляцией (обычные бетонные блоки, с приваренным с внутренней стороны листом металлической изоляции). Гораздо позже в Московском метрополитене из блоков с металлоизоляцией сделают небольшой участок на перегоне «Трубная» — «Сретенский бульвар».


Канал инжекции. В бетонный пол утоплены рельсы для электровоза

В конце 1989 года было пройдено около 70% тоннеля основного кольца и 95% канала инжекции — тоннеля длиной более 2,5 км, предназначенного для перевода пучка из У-70 в УНК. Построили три здания (из запланированных 12) инженерного обеспечения, развернули строительство наземных объектов по всему периметру: более 20 промышленных площадок с многоэтажными производственными зданиями, к которым были проложены трассы водоснабжения, отопления, сжатого воздуха, высоковольтные линии электропередач.



В этот же период у проекта начались проблемы с финансированием. В 1991 году, с развалом СССР, УНК мог быть брошен сразу же, однако стоимость консервации недостроенного тоннеля оказалась бы слишком высока. Разрушенный, затопленный грунтовыми водами он мог бы представлять опасность для экологии всего региона.


Источник

Потребовалось еще четыре года, чтобы замкнуть подземное кольцо тоннеля, но ускорительная часть безнадежно отстала — всего было изготовлено лишь около ¾ ускоряющей структуры для первой ступени УНК, и лишь несколько десятков магнитов сверхпроводящей структуры (а требовалось 2500, каждый из них весом около 10 тонн).


Стенд для испытания магнитов

Магнитная система — одна из самых важных в ускорителе. Чем выше энергия частиц, тем труднее пустить их по круговой траектории, и, соответственно, сильнее должны быть магнитные поля. Кроме того, частицы нужно фокусировать, чтобы они не отталкивались друг от друга, пока летят. Поэтому наряду с поворачивающими частицы по кругу магнитами нужны и магниты фокусирующие. Максимальная энергия ускорителей в принципе ограничивается размерами и стоимостью магнитной системы.


Часть инжекторного тоннеля в наши дни. Источник

Инжекторный тоннель оказался единственной частью комплекса, готовой на 100%. Так как плоскость орбиты УНК на 6 м ниже, чем в У-70, канал оснастили протяженным участком магнитов, обеспечивающим поворот пучка на 64°. Ионно-оптическая система обеспечивала согласование фазового объема пучка, выведенного из У-70, со структурой поворотов тоннеля.


Основной тоннель. В таком виде (только без света) он тянется на километры. Источник

На момент, когда стало понятно, что «денег нет и надо держаться», было разработано и получено все вакуумное оборудование канала инжекции, системы откачки, устройства электропитания, системы управления и контроля. Вакуумная труба из нержавеющей стали, давление в которой составляет менее 10-7 мм ртутного столба — это основа ускорителя, по ней движутся частицы. Суммарная длина вакуумных камер канала инжекции и двух ступеней ускорителя, каналов вывода и сброса пучка ускоренных протонов должна была составлять около 70 км.



Был построен зал «Нептун» размером 15 х 60 м2, где должны были располагаться мишени ускорителя и контрольно-измерительное оборудование.


Второстепенные технологические тоннели

Началось возведение уникального нейтронного комплекса — частицы, разогнанные в УНК, по отдельному тоннелю выводились бы в землю, по направлению к Байкалу, на дне которого установлен специальный детектор. Нейтринный телескоп на озере Байкал до сих пор существует и расположен на расстоянии 3,5 км от берега, на километровой глубине.



На протяжении всего тоннеля каждые полтора километра были построены подземные залы для размещения крупногабаритного оборудования.



Помимо основного тоннеля был построен еще один, технический (на фото выше), предназначенный для кабелей и труб.



В тоннеле имелись прямолинейные участки для размещения технологических систем ускорителя, обозначенные на схеме, как «СПП–1» (сюда попадает пучок частиц из У-70) и «СПП-4» (отсюда выводятся частицы). Они представляли собой протяженные залы диаметром до 9 метров и длиной около 800 метров.


Вентиляционная шахта глубиной в 60 м (она же на КДПВ). Источник

Смерть и перспективы



Нынешнее состояние тоннелей, за которыми еще следят

В 1994 году строители осуществили сбойку последнего и самого сложного по гидрогеологическим условиям (из-за грунтовых вод) участка 21-километрового тоннеля. В этот же период деньги практически иссякли, ведь затраты на проект были соизмеримы со строительством АЭС. Ни заказывать оборудование, ни платить зарплаты рабочим стало невозможно. Ситуацию усугубил кризис 1998 года. После того, как было принято решение участвовать в запуске Большого адронного коллайдера, от завершения УНК отказались окончательно.

Введенный в строй в 2008 году БАК оказался современнее и мощнее, окончательно убив идею реанимировать российский коллайдер. Однако просто бросить гигантский комплекс нельзя и сейчас он представляет собой «чемодан без ручки». Ежегодно из федерального бюджета тратятся деньги на содержание охраны и откачку воды из тоннелей. Средства уходят также на бетонирование многочисленных залазов, притягивающих любителей индустриальной экзотики со всей России.



Последние десять лет предлагаются различные идеи реновации комплекса. В тоннеле можно было бы разместить сверхпроводящий индукционный накопитель, который помогал бы поддерживать стабильность электросети всего Московского региона. Или там можно было бы сделать грибную ферму. Идей много, но все они упираются в отсутствие денег — даже похоронить комплекс и залить полностью бетоном стоит слишком дорого. Пока же невостребованные пещеры науки остаются памятником несбывшейся мечты советских физиков.

Наличие БАК не означает ликвидацию всех остальных коллайдеров. Ускоритель У-70 Института физики высоких энергий и поныне остается крупнейшим действующим в России. Ускоритель тяжелых ионов НИКА строится в подмосковной Дубне. Длина его сравнительно невелика — НИКА будет включать четыре 200-метровых кольца — однако область, в которой будет работать коллайдер, должна обеспечить ученым наблюдение за «пограничным» состоянием, когда ядра и высвободившиеся из ядер атомов частицы существуют одновременно. Для физики данная область считается одной из наиболее перспективных.

В числе фундаментальных исследований, которые будут проводиться с использованием коллайдера НИКА — моделирование микроскопической модели ранней Вселенной. Ученые намерены использовать коллайдер для поиска новых методик лечения рака (облучение опухоли пучком частиц). Кроме того, установку используют для исследования влияния радиации на работу электроники. Строительство нового ускорителя планируют завершить в 2023 году.

Источники:

Автор: @randall
Похожие публикации

Комментарии (112)

  • +24
    Перевезти в Петербург и сделать кольцевую линию метро.
    • +16
      Интересно, каким механизмом у питерцев сохраняется историческое желание притащить в город что-нибудь офигенно тяжелое? Гром-камень, царь-ванна, александровская колонна, протвинское метрокольцо… :D
      • +8
        Просто это самый реальный вариант построить еще станций метро ;)
      • 0

        У него же наверняка отрицательная (относительная) масса, порода то выбрана

        • +1
          Угу, как у царь-ванны. Она ж пустая… :D
          • 0

            Простите, но аналогия, IMHO, неуместна: царь-ванна в естественных условиях находится в окружении воздуха, чья плотность порядка килограмма на метр кубический, сама обладая плотностью гранита. Тоннель же в естественных условия находится наоборот, в окружении горных пород, сам же обладая плотностью воздуха. В этом смысле они полные противоположности.

            • 0
              Противоположна их форма, не это не обуславливает противоположность свойств. Если вы поместите в ходе перемещения царь-ванну в среду, идентичную её материалу, то она перестанет существовать до тех пор, пока вы не поместите ее в окружение воздуха той же формы, что до попытки перемещения. То же и с тоннелем — пока вы не поместите переносимый тоннель в форму из бетона и металла, идентичную форме до перемещения, он так же существовать не будет. :D
              А еще можно прицепиться к формулировке — ведь тоннель это комплексное сооружение, а не червоточина в толще земли. Таким образом, перенос тоннеля — это перенос всего комплекса.
              • 0

                Даже с учётом того, что тоннель не просто отсутствие части пород, его масса, всё равно, заметно меньше этих пород

                • 0
                  Неизвестно, какие породы были выбраны. Думаю, куб хорошего бетона в несколько раз тяжелее куба грунта. Ну и то, что тоннель может оказаться легче грунта с той же глубины аналогичного объема, не отменяет общей циклопичности сооружения.
                  • 0
                    Вам обоим надо идти работать в какую-нибудь Почту РФ или Сбер!
                    Само дело там часто вторично :)

                    (шутка)
      • –2
        Простите великодушно, любезнейший, но мы не «питерцы», а петербуржцы.

        «Питерцы» же невероятно сильно коробят слух некоторых жителей нашего прекрасного города, и вызывает неконтролируемые приступы раздражения.

        • +3
          А еще архангелогородцы, а не архангельцы. Будьте справедливы, выразите своё «фе» Российской газете вот за этот материал. А иначе от вашего комментария начинает разить неоправданным снобизмом.
          • +2
            Эдуард Успенский, Электроугли.
            Я ехал по трассе
            Владимир — Москва,
            И вдруг на плакате
            Увидел слова:
            «ЭЛЕКТРОУГЛИ — 10 КМ»,
            Сверкнули они
            И исчезли во тьме.
            И сотни вопросов
            Явились ко мне.

            Я в жизни не раз
            Посещал магазины
            И видел, допустим,
            Электрокамины.
            С электрогрелками
            Дело имею —
            Я ими свой чайник
            Заварочный грею.
            Электротоваров есть в жизни немало.
            Все знают, что электро есть одеяло,
            Электроплита и электроутюг —
            Опасная вещь
            Для рубашек и брюк.
            Есть электродрель и электрогитара,
            Электромотор есть
            Для электрокара.
            Но что же такое ЭЛЕКТРОУГЛИ?
            Мне даже друзья подсказать не могли.

            Люди души в своём граде не чают,
            Как же зовут их? Как величают?
            Электрогражданки? Электрограждане?
            Электроугольники?
            Эугольчане?
            Мозги у меня раскалились в затылке.
            Я срочно решил обратиться к «Мурзилке»:
            Ответьте, откуда на карте могли
            Возникнуть когда-то ЭЛЕКТРОУГЛИ?
            Откройте загадку ЭЛЕКТРОУГЛЕЙ,
            Не мучьте, пишите как можно
            Скорей!
            • 0
              Вы заставили меня гуглить. :D
              электроу́глинец (ж. р. нет)
              • 0
                Так и как же звать жителей ж.р. этого населенного пункта, интересно?
                • +2
                  Никак. Владивостокцы вон вообще по одному не существуют, и ничего, живём.
                • 0

                  Электроуглинка, чо :)
                  И электроуглинёнок :)

        • +3
          Для меня вы навсегда останетесь ленинградцами. Это легче выговаривается.
        • +4
          Простите великодушно мое мальчишество, но бордюр, шаурма, батон, подъезд!
        • 0
          По пустякам переживаете, прямо скажу. Вот мой родной город, например, на всю страну известен тем, что в нём одно лицо нетрадиционной ориентации членами деревянными торговало. Что же мне теперь, об стену убиться что ли? ;-)
    • +1

      Как насчёт Омска?

      • 0

        До Омска везти дальше

  • +6
    Ну вот теперь мы имеем объяснение подобному расширению Москвы. В Протвино ведь уже столько лет 21-киллометровая ветка метро простаивает.

    • 0
      Понятно, что вы пошутили, но к сожалению, судя по слухам, которым, правда уже лет десять, там не метро простаивает, а ХОЯТ (хранилище отработанного ядерного топлива). Благо, на это безобразие денег не нашли (пока?), или опасаются строить из-за близости Москвы.
      • +7
        Боже, какая чушь. Существующая система ХОЯТ вполне логична и достаточна по мощностям. Для чего использовать труднодоступный и опасный объект, если достаточно просто забетонировать площадку (даже строить ничего не надо?), окружить ее двумя заборами и горя не знать?
        • 0
          Спасибо за ссылку, хороший пост, но судя по фото там не хранилища, а что-то вроде бассейнов выдержки (БВ) при реакторах. Хранилища рассчитанные на сотни лет, должны выглядеть более надёжно. Хотя в целом, сейчас оно примерно так и есть. Все стройно идут к замыканию ядерного цикла, хранить ОЯТ стараются рядом с заводами по переработка, и у нас мощности «Маяк»-а хватает с избытком. Мой пост был скорее про то, что метро в той местности, гораздо менее вероятно.
          • 0
            Всё же «замыкание цикла» покамест проект с довольно большим техническим риском, до работающей технологии ещё ОЧЕНЬ далеко и далеко не факт, что получится. Хорошо бы получилось, но даже если получится — то далеко не факт что будет того стоить, как, например, дирижабли и экранопланы — технически вроде работают, только по совокупности свойств не оправдывают ожиданий. Много мы видели таких могообещающих вещей — и керамика в ДВС и высокотемпературные сверхпроводники и двигатель стирлинга… А прогресс в «обычных», «традиционных» технологиях оказался более быстрым и эффективным — так и в АЭС скороее всего мейнстримом ещё на многие-многие лета будет «просто» «ползучее» усовершенствование водо-водяных peaктopoв и хранилищ, «без чудес».
            • 0
              двигатель стирлинга
              Простите, а двигатель Стирлинга-то чем не угодил? Дедушка работал всю эпоху пара и более чем хорошо работал.
              • 0

                Более того — они и сейчас используются, правда "наоборот" — в промышленных криогенных установках.
                И после удачных экспериментов шведов, всерьез рассматриваются в качестве основных кандидатов на двигатели подводных лодок (некоторые до сих пор в строю с этими двигателями).


                Были так же идеи развертывания стирлингов на АЭС, в качестве "вторичных", но вроде пока ни к чему не пришли (по крайней мере про реальное внедрение ничего не пишут).

              • 0
                Тиражи ДС и паровозов сравнивать будем? или с Дизелем, с которым они вообще почти ровесники… А по идее — маломощный ДС чуть ли не на каждом если не мопеде, то моторной лодке мог бы быть… А не вышел каменный цвето, шведские ДС на неатомных ПЛ — это отдельная песня, совершенно штучные изделия
                • 0
                  Тиражи ДС и паровозов сравнивать будем?
                  Ну дык, вы ещё с тиражами, например, атомоходов, сравните тиражи теплоходов.

                  или с Дизелем, с которым они вообще почти ровесники
                  Всего-то лет 80 разделяет, если по патентам считать. Двигатель Стирлинга как раз был из той эпохи, когда мощный двигатель по-другому-то и не сделаешь. Другое дело, что в нынешние времена можно поиграть в «а что, если сделать то же на современной элементной базе» — вон, паровой самолет получился (хоть и на уровне курьеза) ещё в 38 году, кажется.
                  • +1
                    Всё-ткаи ДС не атомоход, вполне можно изготовить автомобильный и даже мотоциклетный вариант по массе и габаритам.
                    с ДС играются (по-другом не скажешь) — довольно много. результат — примерно как с высокотемпературными сверхпроводниками или экранопланами и дирижаблями — в принципе есть, но ОЧЕНЬ много сложностей, Т.е. цикл стирлинга (изоэнтропа кажется, лень искать, давно дело было) — в принципе неплох, материалы есть, можно даже полную герметичность обспечить магнитными муфтами, вместо воды взять сложные углеводороды (они не делают пористый накопитель через десяток тысяч циклов смачиваемым, с чем у воды огромная нерешаемая пробема) — а всё равно, не выходит каменный цветок, хотя потребность в относительно компактном двигателе внешним подводом тепла и мягкой тяговой характеристикой в мире — колоссальна. (по кажому пункту огромна — и по внешнему источнику тепла, и по мягкой характеристике)

                    Отдельно я буду вам благодарен за ссылку про «Дедушка работал всю эпоху пара и более чем хорошо работал» — у меня что-то запомнилось когда нас ещё при СССР-е вводили в проблему (тогда средмаш как раз пытался ДС осилить своими силами). что так всю историю и были лишь считаные штучные экземпляры-демонстраторы.
                    • 0
                      Отдельно я буду вам благодарен за ссылку про «Дедушка работал всю эпоху пара и более чем хорошо работал»

                      Собственно, начиная с англовики:
                      https://en.wikipedia.org/wiki/Stirling_engine — However, from about 1860, smaller engines of the Stirling/hot air type were produced in substantial numbers finding applications wherever a reliable source of low to medium power was required, such as raising water or providing air for church organs.[21] These generally operated at lower temperatures so as not to tax available materials, so were relatively inefficient. Their selling point was that, unlike a steam engine, they could be operated safely by anybody capable of managing a fire.

                      Т.е. долгое время двигатель Стирлинга активно использовался в качестве сравнительно маломощного стационарного двигателя, который ценился за простоту эксплуатации — нет высоких давлений, манометров, разрывающихся котлов-патрубков и т.д. Это в последнее время идею решили реанимировать, т.к. можно попробовать на его основе сделать что-то типа дарового двигателя в специфических условиях.
            • +1
              Росатом про это видимо не знает и планирует серийные реакторы на быстрых нейтронах. Да и заводы по переработке топлива тоже строят.
              • 0
                Заводы по переработке != замкнутый цикл. Перерабатывают сейчас далеко не всё — экономической выгоды нет.
                • +2
                  Нужно больше реакторов на быстрых нейтронах. Плюс двигаться в этом направлении.
                  • +1
                    каких? СВБР — отдел расформирован, проект «заархивирован», заказов 0, БН-800 — один шт и всё ждём статьи тут от пары людей (обещались) — до сих пор на номинал выйти не могут, при том что на него, кроме его родного всего что по проекту — ещё в качестве «донора» весь БН-600 по сути задействован (по людям и матчасти) — очень много проблем всплыло, (причём некоторые — буквально), которые в прошлые 15 лет были на стадии проектирования (напр «как платят так и работаем», но не только) (невольно) заложены.
                    А, ещё БРЕСТ есть, в стадии даже уже не «котлована». задумка хорошая, но он ещё в реале ничего не продемонстроровал, что бы можо было говорить о закзах на «ещё».
                    Может быть, подскажете, где и сколько росатом «планирует серийные реакторы на быстрых нейтронах»?
                    Увы, реальность в отрасли сильно отличается от речей… пусть Кириенко показал себя весьма с хорошей стороны, не Рогозин какой-нибудь и даже не Медведев, но где он сейчас?
                    • 0
                      А что с БН800 не так? Он с прошлого года в промышленной эксплуатации.
                      • 0
                        Если коротко — то идёт обкатка, переод детских болезней и итераций импортозамещения, на номинал выйти не получается, совсем не получается, говорить, что пуско-наладка закончена и идёт уже «просто эксплуатация», увы будет очень сильно против истины, местами даже с точностью наоборот, спецы с многих-многих мест производства и разработки, которых там при «просто эксплуатации» быть не должно — из командировок месяцами не вылезают. Подробности, уж извините, выходят за рамки и коммента и ресурса.
                        • 0
                          Лучше работает худо бедно и опыт накапливается, чем отсутствие реактора.
                      • 0
                        Он предсерийный по этому могут всплывать косяки те что не всплыли на БН-600
                    • 0
                      Реакторы со свинцовым теплоносителем как я понимаю пока решили отложить. Уж тем более что по БН всплыли косяки. Про серийный реактор, первым серийным должен был стать БН-1200 в Белоярской АЭС. Обещали к 2020 году но скорее всего не успеют. Опять же атомная отрасль закладывает сроки в десятилетия и плюс минус 5 лет там ничего не решает.
                  • 0
                    Пока не нужно. Сейчас даже имеющиеся объемы отработанного топлива перерабатываются (с целью извлечения из него множества полезных вещей, включая собственно готовое ядерное топливо — недогоревший уран-235 и наработавшийся плутоний) хорошо если на 1/3 относительно их ежегодного поступления/образования. Не говоря уже о накопленных за десятки лет огромных запасах.
                    Все потому, что переработать и произвести вторичное топливо обходится дороже, чем произвести свежее топливо из добываемого природного урана.

                    Больше работающих быстрых реакторов приведет только к тому, что будет накаливаться еще больше отработанного топлива ожидающего своей очереди на переработку.
                    • 0
                      Вообще говоря существует проблема, того что текущие реакторы недожигают ядерное топливо до конца. И использование реакторов на быстрых нейтронах позволяет это топливо запустить в повторное использование. Сейчас же отработанное топливо просто складируют, как итог затраты на хранение растут. Чем больше свежего топлива из природного урана сделано, тем больше в итоге отработанного топлива. Реакторы на быстрых нейтронах позволяют взбодрить такое топливо, да конечно требуется переработка перед загрузкой в реактор и последующая переработка для преобразования топлива для использования уже в обычных реакторах. Но в целом овчинка стоит выделки и начинать заниматься этим вопрос стоит сейчас.
                      • +1
                        Именно потому что существующие реакторы серьезно недожигают топливо (в отработанном топливе многих современных типов реакторов нужного урана-235 еще в 2-3 раза больше чем в добытом природном уране до процесса обогащения) и потому, что в обычных реакторах точно так же как в «быстрых» нарабатывается вторичное топливо (плутоний) то нет особой разницы перерабатывать топливо с обычных реакторов или с быстрых.

                        И там и там имеется куча ядерного топлива(уран-235 + плутоний) пригодного для повторного использования в других реакторах. Но стоимость переработки при имеющихся сейчас технологиях делает это занятие просто экономически нецелесообразным. Добыть природный уран и обогатить по 235 изотопу оказывается дешевле, даже не смотря на существенно выросшие цены на это сырье. Даже старые отходы от обогащения (отвальный/обедненный уран) зачастую оказывается дешевле/выгодней перерабатывать с целью извлечь всего 0.1-0.2% урана-235(за счет использования более эффективных технологий обогащения чем те, что использовались 30-50 лет назад: тогда это были уже отходы, сейчас это не очень качественно но все-таки сырье), чем связываться с отработанном топливом из реакторов, в котором 235го урана где-то в 10 раз больше (1-2%) + имеются плутоний + некоторые другие полезные изотопы (уже не для реакторов, но для других применений).

                        Единственно действительно важное отличие быстрых реакторов, от обычных (на «тепловых» нейтронах) действующих сейчас это коэффициент воспроизводства — сколько вторичного топлива образуется. В обычных реакторах этот объем примерно 50% от сожженного, а в быстрых теоретически можно довести до уровня немного выше 100%, в результате при глубокой переработке опять же теоретически можно будет вообще не добавлять природный-235й уран, а «жечь» преимущественно плутоний образующийся из 238 урана и так по кругу.

                        Но все это имеет значение и смысл только когда намечается общий глобальный дефицит ядерного топлива: все имеющееся отработанное топливо уже перерабатывается и пускается на вторичное использование, но его все-равно не хватает (т.к. в тепловых все-таки «сгорает» больше, чем нарабатывается) и нужно еще больше. Тут то и выручат быстрые реакторы.

                        А пока нет масштабной промышленности по переработке и пока в хранилищах по всему миру лежат огромные многолетние запасы топлива в котором полно нужных изотопов (только научись извлекать их) реакторы особо и не нужны.

                        Именно поэтому никто ими особо и не занимается всерьез. Не потому что не могут, а потому что не нужно. Идут лишь довольно вялые программы с небольшим финансированием — для проверки теории и для отработки технологий(чтобы были к тому моменту когда они на самом деле понадобятся), а не для масштабного промышленного внедрения.

                        Ставить быстрые реакторы вперед технологий и заводов переработки ОЯТ — это ставить телегу вперед лошади.
  • 0
    .
  • +1
    А почему не приватизировали? Можно же сделать там как минимум защищенный датацентр, а скорее всего у инвесторов могут быть идеи и интереснее.
    • +2
      От чего защищённый? Там же грунтовые воды постоянно подтекают.
      • 0
        Есть же датацентр в бункере — и он судя по всему популярный. В кольце он будет защищен от ЭМИ. А решить вопрос с подтеканием — ну в 2017 году мне кажется есть 10001 технология по гидроизоляции…
        • 0
          Да и зачем решать проблему? Насосы дренажа включить и не выключать.
          • –1
            Зачем вообще эти дата-центры? Сервер под столом включить и не выключать.
        • 0
          Любые технологии упираются в бабло. Защита от ЭМИ это конечно прекрасно, но вот только здание датацентра сплошняком обклеить в 3 слоя алюминиевой фольгой обойдется на порядки дешевле чем гидроизоляцию забабахать.
        • 0
          А решить вопрос с подтеканием — ну в 2017 году мне кажется есть 10001 технология по гидроизоляции…


          А не проще тогда построить там, где нет грунтовых вод и не мучать себя.
          Построили же скандинавы в скале?
          • 0
            Скала холодная, они на охлаждении экономили. А под землей тепло
      • 0
        От того же, зачем строили — от сейсмической активности. А водами можно охлаждать сервера, выпаривая крутить электрогенераторы и выводить наружу =)
        • 0
          Т.е. предлагаете ещё и очистные сооружения для грунтовых вод построить? Или вы предлагаете грязную воду вперемешку с глиной закачивать в систему охлаждения, а потом ещё и выпаривать её?
          • 0
            Может быть осадок будет легче убирать, чем фильтровать. Если у вас есть опыт в фильтрации, расскажите что лучше.
    • +1
      Диаметр тоннеля всего 5 метров. В лучшем случае можно стойки в 2 ряда поставить (ну если помнить про холодный коридор и технический коридор для транспорта).
      Не то чтоб там было мало места (21000/0,8*2~52500 стоек), но стоимость отделки каждого стойко-места может выйти в копеечку…
      Но да, идея интересная.
      • +3
        Зато на сетевом оборудовании можно сэкономить. Это же идеальный форм-фактор датацентра для Token Ring. :)
  • 0
    Тепло, лампово.
  • 0
    Интересно сколько же в итоге денег им «не хватило» чтоб запустить?
    • +3
      Предполагаю не хватило 70-80% от вложенных
      Стройка не самое главная статья расходов — начинка наиболее дорогое
      • 0
        От вложенных или необходимых?
  • 0
    Советую посмотреть на канале urban turizm на youtube посмотреть
    там человек
    по различным таким заброшкам путешествует
    МШ интересно снимает с историческими очерками
    • 0
      Уху, и по этому объекту тоже вроде было видео.
      • 0
        Довольно неплохое должен сказать,
        и в Чернобыль человек ездил снимал и не один раз
  • +2
    А почему вообще ускорители размещают в туннелях? Разве нельзя было бы расположить его на поверхности земли в гравийной насыпи, например?
    • +2
      Так тоже делают.
      Но все пересечения дорог с тоннелем надо делать или под землей или по мостам.
      Нужна дополнительная защита от радиации (спецбетон или более толстая гасыпь).
      На самом деле тоннели составляют меньшую часть стоимости ускорителя (зависит от проекта, но навскидку — около 10%). К тому же технология хорошо освоена.
    • +2
      Например хотя бы требования по соблюдению температурного режима. Зима-лето — температура +-, грунт ползает туда-сюда, расширение-сжатие металла — соответственно, точность, геометрия, да и герметичность кольца = +-трамвайная остановка.
      То же самое с защитой от вибраций, от постороннего космического излучения, опять же необходимость обслуживания вакуумированной трубы и километров кабелей, итэдэ итэпэ… Не сэкономишь на насыпи, короче, от «экономичного» варианта тупо току не будет.

      • 0
        Зато всё это — интереснейший технический вызов… К тому же кто сказал, что нельзя разместить трубу в насыпи железной дороги или автомагистрали (решив указанные проблемы) и генерировать пучок в Калининграде а «принимать» его в мишень во Владике?
        • +2
          Потому что слой грунта является естественным экраном от случайных частиц из космоса. А исследуют в коллайдере не случайные частицы…
          • 0
            Фон от космических лучей тут ни при чём. Наверное все детекторные установки тех же SPS и У-70 находятся в обычных наземных зданиях. Тут уже серьёзную роль играет синхротронное излучение. Поэтому их закапывают в землю, чтобы бы ниже уровня надземной жизни. Опять же температурный режим весьма благоприятен для сверхпроводящих магнитов: нет скачков.
        • +2
          7.5 тыс км магнитов… действительно, почему бы и нет? :)
  • +3
    Да, таких объектов — кольцо в Протвино, объект Солнце, купол в Истре, подземный комплекс Раменки, известная «подгорная» база ПЛ с Балаклаве и менее известная такая же в Гаджиево… Целая викимапия «осколков Империи» начинали всё это когда нефть стоила 70 тех ещё долларов…
    Впрочем, это вечный вопрос, на что тратить деньги — что семье, что государству — при любых раскладах кто-то сторонний скажет что с жиру бесятся, а кто-то другой — что мол караул, отстаём, «у них» мол давно есть…
  • +2
    Средства уходят также на бетонирование многочисленных залазов, притягивающих любителей индустриальной экзотики со всей России.


    Интересно рассматривался ли вариант возглавить это направление а не бороться с ним?
    • +1
      Думаю, что обеспечение безопасности людей на давно заброшенном объекте сведёт на нет потенциальную прибыль от туризма.
  • +4

    у меня там 65-и летняя бабушка работает охранником за 9000 р. в месяц, ну и все остальные "охранники" примерно этого же возраста, так что призываю диггеров быть понежнее))

  • 0
    А почему нельзя «просто бросить»?
    • +1
      Потому что спустя годы тоннель может обвалиться
      image
    • 0
      «В 1991 году, с развалом СССР, УНК мог быть брошен сразу же, однако стоимость консервации недостроенного тоннеля оказалась бы слишком высока. Разрушенный, затопленный грунтовыми водами он мог бы представлять опасность для экологии всего региона.»
      • +5
        Вот фраза про «опасность для экологии всего региона» мне непонятна вообще. Больше похоже на модную отмазку.
  • +1
    А я для себя даже что-то оптимистическое нашел в этой истории:
    теперь буду меньше переживать по поводу собственных недореализованных задумок и проектов :)
  • +3
    Надо устроить тематический парк метро 2033 и сдавать отдельные павильоны голивуду — и все вложения отобьются за десяток лет.
  • +1
    Живу в г.Протвино. Работал в ИФВЭ. Мне начальник рассказывал, что за сутки, это включая момент запуска ОУ-70 + его дальнейшая работа в течении суток равна по мощности потреблению г.Серпухов за месяц, наш соседний город.
  • 0

    И всё-таки Протвино склоняется.

    • 0

      В украинском языке. В русском — не.

      • 0
        Географические названия на -ово, -ево и -ино, -ыно: Иваново, Бирюлево, Кунцево, Сараево, Болдино, Бородино, Голицыно и под. в современной разговорной, профессиональной, газетной речи обнаруживают тенденцию к неизменяемости. Несмотря на это в письменной речи, в соответствии с действующими грамматическими правилами, географические названия на -ов(о), -ёв(о), -ев(о), -ин(о), -ын(о) склоняются: В небе над Тушином (газ.); Речь идет об аэропорте в Шереметьеве (газ.). Несклоняемость географических наименований нормальна в следующих случаях: 1) Если такое наименование является приложением к одному из следующих обобщающих слов: село, деревня, поселок, станция, становище, реже – город: в селе Васильково, в поселке Пушкино, в деревне Белкино, на станции Гоголево. 2) Если населенный пункт назван собственным именем известного лица: около Репино (назв. поселка под Ленинградом), недалеко от Лермонтово (назв. небольшого города около Пензы).

        «Русская грамматика», 1980 г,
  • 0
    Где взяли такие хорошо подсвеченные фото?

    С большим удивлением и интересом прочитал пост. Почему-то не думал, что такое в те годы строилось.

    • +1
      Многие диггеры делают такие фотографии, используя RGB-фонарики.
      • 0
        А почему обычный не использовать?
    • 0
      HDR Нет?
  • 0
    Всегда очень печально видеть подобные нереализованные проекты. Но нужно смириться, что некоторые вещи, если не реализованы своевременно, теряют свою актуальность и заканчивать постройку уже нет смысла. Другой вопрос, что даже не вижу попыток как-то использовать такие объекты для других целей, чтобы проделанный труд не был напрасен. На пример, в Украине, огромные территории не без известной зоны отчуждения могли бы использоваться под постройку массивов ветрогенераторов, гелиотермальной электростанции или еще чего, линии электропередач то остались ведущие к АЭС.
    • +1
      всё проще.
      Большой электрон-позитронный коллайдер(LEP) перестроен в большой адронный коллайдер (LHC). Что в нём сохранено кроме туннеля, я не знаю. Коллайдеры только и делают, что перестраиваются. Несколько лет эксплуатации, а потом очередная перестройка под новые энергии. Большой адронный коллайдер будет перестраиваться с 2018 по 2021 годы. Потом несколько лет эксплуатации и опять ремонт.
    • 0
      китайцы вроде будут строить солнечные елестростанции там
      http://grominfo.eu/news/ru/economy/business/86241-kitajskie-kompanii-postroyat-v-chernobylskoj-zone-solnechnuyu-elektrostancziyu
  • +1
    Так получилось, что я с детства знаю про коллайдер УНК: другом родителей был один из руководителей проекта (к сожалению, его уже нет в живых). По его словам, уже на этапе проектирования стало ясно, что УНК нереализуем в тех условиях, так как у СССР просто не было соответствующих технологий в масштабе, достаточном для такого проекта. Основными недостающими технологиями были:
    • Точное машиностроение. Его уровень совпадал со станками, вывезенными по репарации из Германии после Второй мировой войны; были нужны на порядки более высокие точности.
    • Компьютеры и вычислительные мощности. Нужно было разработать множество цифровых интегральных схем высокой надёжности для систем контроля пучка, триггерной логики детектора и т.д. А для расчётов моделей коллайдера и детектора необходимы вычислительные мощности, сопоставимые с суммарной вычислительной мощностью, имевшейся в СССР на тот момент.

    Тем не менее, работы продолжались, и не только потому, что учёным и инженерам нужно было кормить свои семьи: сама разработка проектов такого уровня сложности несёт сопутствующие научные открытия и новые технологические находки.

    А в целом, УНК — печальный урок того, как неразумно делать исключительно сложные проекты вне международного сотрудничества. И также некое напоминание в будущее, как связаны развитие с конкуренцией, импортозамещением и закрытостью. Хотя на 1/9 части суши наступание на грабли — любимый спорт. Увы.
    • 0
      Привет земляку! Очень интересно подмечено, что имелся недостаток не только денег, но и технологий.

      Но вроде бы международное сотрудничество по физике высоких излучений тогда велось с французами, в их же честь парк Мирабель назвали. Может быть, вы знаете, почему не помогло?
    • 0
      уже на этапе проектирования стало ясно, что УНК нереализуем в тех условиях
      А зачем ему быть реализуемым в тех условиях? Строить начали 1983, проектировали такой сложный комплекс лет десять, вряд ли меньше. Достроили тоннель в 1994. Сравним «компьютеры и вычислительные мощности»:
      1973 — ещё только выпекается i8080
      1994 — 32-битный Pentium любой желающий может купить в Формозе
      С точным машиностроением, конечно, сложнее. Но, возможно, существовал план его соответствующего проекту развития, не реализованный по известным причинам.
    • 0
      >> у СССР просто не было соответствующих технологий в масштабе, достаточном для такого проекта. Основными недостающими технологиями были: точное машиностроение <...>

      Могу ошибаться, но мне это кажется некоторым полемическим преувеличением. Технологически УНК вряд ли сложнее, чем LHC. Последний строился в конце 90-х — начале 00-х. Точно знаю, что новосибирский ИЯФ произвёл для него немалую часть магнитной системы, сверхпроводящих шин и вакуумных запчастей. ИФВЭ тоже должен был делать какое-то «железо». Сверхпроводящие магниты — одна из самых требовательных к точности изготовления систем ускорителя.
      И сделали же. По большей части, на том же оборудовании, что стояло к концу 80-х.
  • 0
    Заметил, что на схеме номера «СПП-» обозначили то римскими то арабскими цифрами. С чем интересно это было связано? Должен же наверное быть какой-нить регламент?
    • 0
      Интересно, СПП — «сюда попадает пучок»?
  • +1
    Часть инфраструктуры готова, почему бы не пригласить зарубежные институты совместно поработать над новым проектом ускорителя.
  • –2
    > Перефразируя анекдот «А я тебе говорил — место проклятое!»

    Как насчет идеи ввести наказание для тех, кто ссылается на анекдот, но не выкладывает его под спойлером?
    • +4
      Как насчет идеи ввести наказание для тех, кто ссылается на анекдот, но не выкладывает его под спойлером?
      Да вы же так весь постмодернизм вне закона объявите!
    • +3
      Купила компания Мерседес завод АвтоВАЗ.
      Перенастроили производство, запускают конвейер…
      Бац! на выходе Жигули!

      Демонтируют оборудование, пригнали новое из Германии, установили,
      наладили, запускают.
      !!! снова Жигули!

      Увольняют н***р весь персонал завода, привозят работников из Германии,
      налаживают, проверяют, запускают.
      СЦУКО! На выходе вновь — Жигули!

      Около завода холм, на нём отдыхают главный инженер и директор завода
      (оба с приставкой «экс»). Смотрят на всё это.
      Инженер директору:
      — А я тебе говорил — место проклятое! А то всё «руки из жопы, руки из
      жопы»…
    • 0
      Ни разу не было проблем с поиском анекдотов по его части
      тем более достаточно просто выделить часть текста и нажать правую кнопку в браузере.
      • +1
        Надо признать, иногда по обрывкам все таки не найти. Но не в этом случае.
        • 0
          Ну да, я посчитав, что анекдоты часто излагаются в разных вариантах, даже не стал гуглить. Но видимо, это полезная привычка.
  • 0
    Зато сейчас на базе У-70 сделали лучший протонографический комплекс в мире. Так что некоторые плюсы в том, что коллайдер не построили, для науки есть. Жаль, что вместо описания этого достижения, весь пост посвящён развалинам.
    Еще не совсем точно написано по магнитам для коллайдера, магниты делали в НИИЭФА, их сделали больше 10%, но закончилось тем, что вместо магнитов наделали гаражей-ракушек:) Они, конечно, не платиновые, но тоже весьма расточительно…
  • 0
  • 0
    Вы, конечно, насрете мне в карму. Но! После 20 ошибок в тексте я перестал читать.
    Во-первых — пишет безграмотный.
    Во-вторых — не зная истории. Хоть бы Шкловского или Гранина, Капицу почитал бы.
    В-третьих — безапелляцеонные рассуждения о проходе тоннелей, совесть иметь надо.

    Прежде чем писать такие статьи, затрагивающие многие стороны — физику, историю, горное дело, кибенематику, ну подготовтесь хоть немного!
    «Последний» — ой всё!
    Закон Даннинга-Крюгера и профанация.
  • 0
    Здорово!
    Но ведь у нас в СССР была ещё своя перспективная спутниковая программа, а сейчас остались лишь осколки в лесах… к сожалению.

Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

Самое читаемое