О том, что Сибирь богата газом, известно всем. Но кроме газа, она обладает внушительными запасами угля. Сегодня «угольная» тема немного отошла на второй план, хотя еще полвека назад у руководства страны была грандиозная программа по использованию богатейших угольных запасов Сибири для развития экономики. Некоторые аспекты этой государственной программы (незаслуженно забытой нынешними руководителями) звучат вполне актуально даже по нашим временам, когда в мире обсуждаются подходы к формированию энергетики будущего.

Отметим, что к середине 1970-х годов уже вовсю шло освоение угольных месторождений Кузбасса, дававшего стране почти 20% угля. Однако растущие энергетические потребности экономики переключали интерес специалистов и к Канско-Ачинскому угольному бассейну, крупнейшему по своим масштабам и технико-экономическим показателям. В 1970-е годы его даже называли «уникальным топливным резервуаром планеты» (именно так – «планеты»!).

Согласно расчетам тех лет, если довести добычу угля в Канско-Ачинском бассейне до миллиарда тонн в год, то в таком ритме можно было работать более ста лет! Очень важной особенностью здешних месторождений является то, что уголь этот лежит очень близко к поверхности. Толщина же самих пластов (по тогдашним оценкам) варьирует от 15 до 60 метров. Главным образом речь идет о буром угле, имеющем теплоту сгорания 3200 – 3800 килокалорий на килограмм. Этот уголь отличается невысокой зольностью и малым содержанием серы. Причем, данный бассейн расположен в достаточно обжитых местах, простираясь вдоль железнодорожной магистрали (что имело дополнительную выгоду). Как показывали экономические расчеты, сделанные в середине 1970-х годов, себестоимость канско-ачинского угля (в переводе на тонны условного топлива) должна была быть ниже себестоимости тюменского газа и нефти.

Интересно, что уголь в этих местах обнаружили русские инженеры по время изысканий Транссибирской железнодорожной магистрали. Правда, попытки наладить его добычу ни к чему не приводили вплоть до послевоенного времени. Именно тогда появились два первых крупных угольных разреза. Однако к интенсивной разработке мощных пластов приступили только после XXV съезда КПСС, на котором четко определили стратегию дальнейшего развития топливно-энергетической базы страны.

Так, в докладе главы правительства СССР Алексея Косыгина, посвященном основным направлениям экономического развития, отмечалось, что в снабжении страны топливом, в частности, ее восточных регионов, уголь начинает играть возрастающую роль. Как раз на XXV съезде было определено, что для производства электроэнергии должно расширяться использование канско-ачинских углей. Такое решение было принято даже несмотря на то, что в стране имелись большие запасы нефти и газа, а параллельно строились новые ГЭС и АЭС. Но в высоких кабинетах полагали, что в перспективе будет возрастать и значение твердого топлива, включая и бурый уголь.

Не в последнюю очередь внимание к Канско-Ачинскому бассейну усилилось благодаря бурному росту промышленности Красноярского края. Рост потребности в электроэнергии был здесь таков, что для их удовлетворения пришлось бы ежегодно (!) вводить энергетические объекты, сопоставимые по мощности с Красноярской ГЭС.

Схожая ситуация была и в европейской части СССР. По прогнозам тех лет, для покрытия нарастающего дефицита топливно-энергетического баланса в эти регионы к 1980 году необходимо было транспортировать до 700 миллионов тонн топлива (в условном исчислении).

В свете изложенных причин руководством страны была поставлена задача создания нового топливно-энергетического комплекса – КАТЭКа. По замыслу проектировщиков, КАТЭК должен был включать в себя: угольные разрезы, способные давать в год 350-400 миллионов тонн угля, и тепловые электростанции суммарной мощность около 50 ГВт.

Чтобы понять порядок этих цифр, можно привести такое сравнение. Запланированные объемы добычи угля для КАТЭК соответствовали всей суммарной добыче на территории СССР в 1954 году или половине добыче последнего года девятой пятилетки. Указанная мощность запланированных тепловых электростанций соответствовала мощности всех электростанций СССР в 1957 году! Полная же «отдача» КАТЭК должна была составить один миллиард тонн угля в год и завершиться строительством больших тепловых электростанций совокупной мощностью 100 ГВт!

Как признавались тогдашние специалисты, по масштабу новых сооружений, возводимых на сравнительно небольшой территории, по условию технических решений, по экономическому эффекту данный комплекс не имел мировых аналогов в области энергетики. Стоит сказать, что крупнейший американский комплекс «Теннесси» состоял из 31 электростанции общей мощностью 13 ГВт.

Предполагалось, что переработка топлива в электроэнергию в зоне КАТЭКа будет осуществляться сверхмощными ГРЭС по 6,4 ГВт каждая. Отметим, что существующие на тот момент (вторая половина 1970-х) крупнейшие генерирующие объекты страны (включая Красноярскую ГЭС) не дотягивали до этой мощности. Только сооружаемая в те годы Саяно-Шушенская ГЭС могла сравниться с будущими тепловыми гигантами КАТЭКа. Кстати, в свете этих планов специалисты допускали пересмотр соотношения и роли ГЭС и ГРЭС в системе Ангаро-Енисейского бассейна. Дело в том, что базовая нагрузка в этих местах обеспечивалась за счет крупных гидроэлектростанций. Но со временем, по мере возведения сверхмощных ГРЭС, им уже отводилась вспомогательная роль. На их долю должна была прийти только треть вырабатываемой электроэнергии в общем объеме. Остальные две трети должны были поставлять гиганты КАТЭКа, к которым и могла перейти базисная роль. Именно так ситуация представлялась во второй половине 1970-х годов.

На тот момент уже был создан технический проект «первенца» КАТЭКа – Березовской ГРЭС-1, сооружение которой началось в 1977 году. Речь шла о здании длиной почти 700 метров и шириной 220 метров. В нем должно было разместиться восемь энергоблоков мощностью по 800 МВт каждый. Этот гигант мог ежегодно «съедать» 25 миллионов тонн угля и вырабатывать 40 миллиардов киловатт-часов электроэнергии. По проекту, высота уникального котла составляла 130 метров! Столь же впечатляющи и размеры труб: высота – 360 метров и диаметр устья – более 14 метров. По замыслу проектировщиков, Березовская ГРЭС-1 должна была стать началом серии однотипных ГРЭС. На первом этапе собирались построить до шести таких объектов.

Этим грандиозным замыслам не суждено было сбыться. Вплоть до нашего дня (о чем мы писали) добыча угля в Канско-Ачинском бассейне не ведется должным образом. Строительство сверхмощных ГРЭС также осталось на бумаге. И надо сказать, что в наши дни строить угольные тепловые электростанции такой огромной мощности мало кому приходит в голову. Как мы знаем, в нынешнем руководстве страны есть уже планы по возведению в Сибири атомных электростанций. Так что мирный атом (по крайней мере, в теории) одержал победу над углем.

И тем не менее, планы по освоению здешних угольных запасов не утратили своей актуальности. Как мы заметили в самом начале, концепция освоения Канско-Ачинского угольного бассейна содержала некоторые аспекты, вполне созвучные нашему дню. Так, уже тогда, во второй половине 1970-х годов, советские ученые ставили вопрос о разработке технологических методов для комплексного использования канско-ачинских углей. В частности, об этом заявлял академик Н. В. Мельников. Конкретно речь шла о получении из угля сырья для химической промышленности и окускованного полукокса, который было куда экономичнее транспортировать на далекие расстояния, чем «сырой» бурый уголь.

В то время немалый интерес представляла работа, осуществляемая Научно-исследовательским энергетическим институтом имени Г. М. Кржижановского. Суть работы в следующем. Ученые предлагали подвергать канско-ачинские угли термическому разложению без доступа воздуха при быстром нагреве до температуры порядка 500-800 градусов Цельсия. Таким путем можно было получить высококалорийный газ, смолу и твердое топливо. Это технологическое решение давало следующие возможности: упрощение транспортировки, уменьшение параметров котлоагрегатов, сведение к минимуму вредных выбросов в атмосферу. Кроме того, появлялось ценное сырье для химической промышленности и для металлургического производства.

Уже тогда ставился вопрос о создании электростанций принципиально нового типа – так называемых энерготехнологических комбинатов. Они должны были объединить добычу и доставку первичного угля, получение электроэнергии и целого ряда полезных продуктов. И надо сказать, что такие проекты уже прорабатывались на бумаге.

К сожалению, данная тема также не получил должного развития. Однако необходимо учесть, что она проговаривается в наше время сибирскими учеными (о чем мы писали неоднократно). В частности, технология, известная под брендом ТЕРМОКОКС, получила наглядное воплощение в городе Красноярске более двадцати лет назад. Сегодня информация о данной технологии начинает активно популяризироваться и доводиться до руководителей угледобывающих и энергетических компаний. И как считают ее разработчики, будущее энергетической отрасли напрямую связано с созданием энерготехнологических комплексов, прообраз которых подробно обсуждался нашими учеными еще полвека назад.

Андрей Колосов

Ранее мы уже писали о том, что в западных странах пробуждается интерес к гречихе, и спрос на этот продукт стабильно растет (примерно на 7% в год). Причин тому несколько.

Начнем с того, что семена гречихи (которые часто неправильно называют «зерном» по аналогии со злаковыми культурами) не содержат глютена. По это причине она стала привлекательна для поклонников здорового образа жизни, предпочитающих «безглютеновую» диету. Здесь гречиха прямо выступает в качестве здоровой альтернативы пшенице, содержащей этот самый глютен (способный вызвать аллергические реакции у некоторых людей). На Западе, где многие буквально помешались на здоровой еде, указанное качество вышло на первое место и активно используется в маркетинге.

Помимо того, что гречневая крупа содержит массу полезных веществ, она способна достаточно долго храниться, поскольку входящие в ее состав жиры не подвергаются быстрому окислению. К тому же гречиха – довольно питательный продукт, способствующий подъему сил. И в этом качестве ее даже рассматривают как более здоровую альтернативу… мясу.

Наконец, в условиях климатических изменений гречиху стали рассматривать как культуру, отвечающую ряду экологических требований и вполне подходящую для так называемых «органических» методов земледелия. Ее считают достаточно выносливой для противодействия сорнякам и вредителям, что заметно снижает пестицидную нагрузку (в отличие от пшеницы). Кроме того, гречиха нормально растет там, где пшеница начинает испытывать проблемы. Сведения здесь противоречивы. В одних публикациях утверждается, что гречиха хорошо выносит жару и засуху, в других – избыток влаги. Но общим мнением является то, что она не требовательна к плодородию почв (что необходимо принимать с оговоркой, о чем мы еще скажем ниже).

Суммируя сказанное, у нас и в самом деле появляются все основания рассматривать гречиху в качестве важного претендента на роль «суперпродукта» и связать с ним будущее земледелия. По крайней мере, в западных странах сегодня наблюдаются активные попытки популяризации данной культуры. Самое интересное здесь то, что в сознании европейцев и американцев гречиха устойчиво ассоциируется со странами Восточной Европы и особенно – с Россией. Удивляться этому не приходится. В свое время Советский Союз поставлял на мировой рынок до 70% гречихи.

В настоящее время Россия также находится на первом месте по выращиванию этой культуры. Так, по данным за 2022 год Россия произвела 1,22 миллиона тонн гречихи. Чуть более полумиллиона тонн приходится на долю Китая и 89 тысяч тонн – на долю США. Причем, согласно недавним прогнозам, в США производство этой культуры будет неуклонно возрастать вплоть до конца 2030-х годов благодаря растущему спросу на здоровые продукты питания.

Интересно, что некоторые западные компании, продвигающие гречиху как современный «суперпродукт», нередко используют в маркетинге упомянутые ассоциации с Россией и русской кухней.  Как ни странно, но на Западе блюда из гречихи до сих пор воспринимаются как экзотика - по аналогии с балалайкой и шапкой-ушанкой. По этой причине в западных СМИ (а равно и на страницах западных блогеров) тиражируются неверные представления о том, будто этот продукт не имеет никакого отношения к традиционной европейской кухне и пришел туда с «азиатского Востока» (куда европейцы помещают и Россию) только в наши дни.

Советские ученые еще полвека назад провели обстоятельные исследования истории гречихи и пути ее распространения. Во многом эта история является впечатляющим примером успешной интродукции, когда сельскохозяйственная культура за долгие века «расползлась» на тысячи километров от мест своего исходного возделывания, попав в совершенно иные природно-климатические зоны.

Часто можно слышать, будто гречиха является растением прохладных северных стран (очевидно, здесь также имеет место ассоциация с Россией). На самом же деле гречиху изначально возделывали на севере Индии, в Пенджабе, на отрогах Гималаев, и началось это еще две с половиной тысячи лет тому назад. Не удивительно, что в Индии для нее существует не менее двадцати (!) наименований. По мнению советских ученых, отсюда гречиха попала в Непал, Китай, Корею, Японию, в страны Средней Азии и Ближнего Востока. К началу нашей эры она появляется в греческих полисах, находившихся на побережье Черного моря. Отсюда, кстати, ее русское название, ибо в наши края она пришла от греков и называлась «греческим злаком», а по-простому – «гречихой». В средние века она перекочевала из России в страны Восточной, а затем и в страны Западной Европы. Параллельно гречиха проникала в Сибирь вместе с первыми русскими поселенцами.

В Италию и соседние с ней страны гречиха проникла, судя по всему, с арабскими купцами. Итальянцы называли ее «сарацинским злаком». Мука из гречихи была в рационе бедных итальянских крестьян и называлась «черной мукой» (в отличие от белой пшеничной муки, которая беднякам была тогда не по карману). «Черной» ее называли потому, что крестьяне перемалывали семена вместе с шелухой. Очевидно поэтому за гречихой укоренилось репутация грубой еды для бедняков.

В общем, в европейских странах с гречихой были знакомы давно. Так, на севере Франции и в Нидерландах ее широко культивировали вплоть до XIX века, после чего на была вытеснена картофелем. В Нидерландах ее называли «буковой пшеницей» за внешнее сходство семян гречихи с семенами бука. Отсюда происходит и английское название гречихи – buckwheat, что как раз и означает «буковая пшеница». Интересно, что голландские поселенцы, основавшие Нью-Йорк (который изначально, до прихода сюда англичан, назывался Новый Амстердам), выращивали гречиху вдоль берегов реки Гудзон. И надо сказать, что жителям Нью-Йорка этот продукт был хорошо известен со времен основания города.

Как видим, для западных стран гречка совсем не является экзотическим «восточным» продуктом. Скорее всего, европейцы и американцы открывают ее для себя заново. Основной движущей силой этого процесса, о чем мы сказали в самом начале, является растущий интерес к здоровому питанию. В этом аспекте преимущества гречихи перед основными культурами (пшеницей, рисом и кукурузой) очевидны.

В таком случае, каковы ее шансы стать в недалеком будущем если не первым, то хотя бы вторым «хлебом»?

К сожалению, здесь есть одна существенная проблема, на которую обращали внимание еще советские ученые и которую не особо высвечивают нынешние апологеты этой культуры. Речь идет о проблемах со сбором урожая, где гречиха проигрывает той же пшенице. Так, если последняя дает на том же Западе по 40 – 50 центнеров с гектара, то для гречихи этот показатель остается на уровне 13 – 16 центнеров (в отдельных случаях – чуть более 20 центнеров). Суть проблемы в том, что семена у гречихи вызревают не одновременно. Этот процесс растягивается, и если ждать полного созревания, то часть ранее поспевших семян просто осыплется. Советский опыт показал, что намеренное запаздывание со сбором дает потери урожая до нескольких центнеров на гектар. У советских селекционеров даже была задача: создать сорт, способный дать полный урожай. Но она, судя по публикациям в прессе, не решена до сих пор.

Есть еще одна проблема, связанная с преувеличением неприхотливости данной культуры. Так, сегодня часто пишут, будто гречиха не нуждается в плодородных почвах. Однако это опровергает опыт советских лет. В СССР лучшие урожаи гречихи получали только на черноземах. При этом советские агрономы постоянно подчеркивали, что она является влаголюбивой культурой. Также отмечалось, что гречиха регулярно испытывает дефицит некоторых питательных веществ. Вырастая, она выносит из почвы в два раза больше фосфора, в три раза больше калия и в пять раз больше кальция, чем яровая пшеница. Из этого следует, что плодородие почвы является важным условием ее выращивания.

Необходимо напомнить, что легковесные суждения о том, будто гречиха может расти, подобно сорняку, в 1970-е годы сослужили плохую службу советским аграриям. Из-за легкомысленных подходов к агротехнике урожайность гречихи резко упала в традиционных зонах ее возделывания. В итоге мы получили дефицит этой культуры, о котором хорошо помнят жители нашей страны, заставшие те годы. Чтобы исправить ситуацию, в дело вмешались высшие партийные органы. Так, в 1977 году ЦК КПССС направил специальное Письмо работникам колхозов, совхозов и агрономам, где ставился вопрос о повышении валовых сборов гречихи. Одним из пунктов значилось необходимость отведения под нее хороших земель.

Таким образом, советский опыт опровергает нынешние заявления о неприхотливости гречихи, благодаря чему она якобы может выращиваться на плохих землях. Данная точка зрения почему-то настойчиво проводится в ряде публикаций в западных СМИ. На практике это может привести к тому, что начинающих фермеров, решивших (на волне моды) заняться возделыванием «суперпродукта», постигнет жесткое разочарование (в том случае, если они отнесутся к делу легкомысленно, не озаботившись качеством почв).

И все же у гречихи есть важное преимущество, но раскрывается оно не в конкуренции с другими культурами, а в «творческом» сотрудничестве с ними. Еще советские ученые обращали внимание на то, что скороспелые сорта гречихи (с циклом вегетации, не превышающим двух месяцев) можно спокойно высевать по жнивью во второй половине лета после основных культур севооборота. Таким образом, с одного поля вы будете получать за сезон два урожая разных культур (соответствующим образом можно получать и два урожая гречихи).

То, о чем мы сейчас говорим, вполне укладывается в логику органического земледелия. И надо отметить, что примерно так поступают фермеры-новаторы в США и в Европе, сочетая гречиху с другими культурами на одном поле (например, с бобовыми). Естественно, такой подход плохо укладывается в логику индустриального монокультурного хозяйства. Здесь гречиха будет явно проигрывать той же пшенице. Однако если исходить из того, что земледелие будущего ознаменуется как раз с переходом на «органические» методы, эта культура имеет очень большие шансы занять важные позиции на «футуристических» полях.

Насколько уместно будет назначать ее на роль альтернативы традиционным злаковым культурам, пока что остается под вопросом. Однако несомненно то, что такая альтернатива пшенице кажется куда более приемлемой для потребителей, чем мука из сушеных сверчков.

Николай Нестеров

Исследователи Передовой инженерной школы Новосибирского государственного университета (ПИШ НГУ) разработали математические модели и инструменты мониторинга, которые позволяют оценивать безопасность захоронения углекислого газа (CO₂) в геологических формациях. Работа велась в рамках трёхлетнего гранта Министерства науки и высшего образования РФ совместно с коллегами из университета Тунцзи (Шанхай, Китай).

Речь идёт о технологии улавливания и захоронения CO₂, которая считается одним из перспективных способов снижения негативных эффектов от выбросов парниковых газов. Суть подхода заключается в том, чтобы закачивать углекислый газ в надежно изолированные геологические структуры, включая уже выработанные месторождения углеводородов, и надёжно изолировать его там на десятки и сотни лет. Ключевая задача при этом — исключить риск утечек газа на поверхность.

Как рассказал научный сотрудник ПИШ НГУ Александр Валов, в рамках проекта исследователи сосредоточились на самых уязвимых элементах таких систем.

– Мы изучали устойчивость скважины и околоскважинной зоны — то есть сценарии, при которых может нарушиться её целостность и закачанный CO₂ начнёт выходить наружу, разрушая пространство за обсадной колонной скважины. Наша задача — заранее смоделировать такие риски и предложить способы их предотвращения, — пояснил он.

Учёные разработали несколько математических моделей, описывающих возможные механизмы разрушения скважин по техногенным причинам. Особое внимание уделялось цементной оболочке, которая герметизирует скважину и считается наиболее слабым звеном конструкции. Модели учитывают механические и температурные воздействия, возникающие при закачке газа, а также сценарии отслоения цемента с образованием каналов утечки.

Параллельно команда отрабатывала системы мониторинга, позволяющие обнаружить утечки на ранней стадии. Для этого использовались акустические методы и распределённая термометрия — датчики, фиксирующие наличие характерных шумов и изменения температуры в скважине. Разработанные подходы проверялись на специальном экспериментальном стенде, где в уменьшенном масштабе воспроизводился процесс закачки CO₂.

– Эксперименты показали, что часть датчиков хорошо справляется с задачей, а для других требуется более высокая чувствительность. По итогам экспериментов и сопоставления с разработанными нами математическими моделями мы сформировали конкретные технологические рекомендации, — отметил Александр Валов.

Работа велась в сотрудничестве с китайским университетом Тунцзи. При этом партнёры сосредоточились на условиях, характерных для базальтовых шельфов в районе Шанхая, а новосибирские учёные — на геологических особенностях осадочных пород, распространённых в России. Это позволило охватить широкий спектр возможных условий захоронения CO₂.

Практическую заинтересованность в результатах проекта проявила одна из российских компаний нефтегазовой отрасли, которая рассматривает зрелые скважины как потенциальные хранилища углекислого газа. Для неё были разработаны инструменты, позволяющие под конкретные параметры месторождения моделировать сценарии закачки и выбирать наиболее безопасные режимы.

– Модель нужна именно для того, чтобы заранее «проиграть» разные сценарии и понять, какие из них минимизируют риски. Конкретные параметры всегда зависят от геологии и конструкции скважины, — подчеркнул Александр Валов.

Полученные в ходе проекта компетенции, по словам учёных, могут быть востребованы и для оценки рисков разрушения цементной оболочки обсаженной скважины и при других технологических операциях, подразумевающих интенсивное воздействие на скважину. Разработанные подходы позволяют не только оценивать безопасность захоронения CO₂, но и снижать экологические риски при развитии технологий добычи нефти и газа.

На так давно глава корпорации «Роснефть» Игорь Сечин (который, по совместительству, является ответственным секретарем Комиссии при президенте РФ по вопросам стратегии развития ТЭКа и экологической безопасности) сделал довольно неоднозначное заявление, выступая на очередном Российско-китайском энергетическом форуме.

Это выступление приводит агентство ИНТЕРФАКС. По словам Сечина, в прошлом году Россия обеспечила почти 19% китайского импорта энергоресурсов на общую сумму 100 миллиардов долларов США. Самое интересное, что в последние года расчеты между двумя странами были полностью переведены в национальные валюты, а доля доллара и евро «опустилась до статистической погрешности».

Далее Сечин отметил, что для Китая закупки российской нефти более выгодны (эффективны), чем закупки нефти с Ближнего Востока. По оценкам нашей стороны, с 2022 года суммарный эффект на российских закупках составил порядка 20 миллиардов долларов. Причем, всё это происходит на фоне серьезного недоинвестирования мировой нефтяной отрасли, отметил глава «Роснефти». Так, очень сильно сокращаются затраты на геологоразведку. По этой причине у крупнейших западных нефтяных компаний коэффициент органического замещения запасов за последние пять лет не превышает 40 процентов. Грубо говоря, действующие месторождения постепенно вырабатываются, а стопроцентного замещения за счет освоения новых месторождений не происходит. Здесь, как мы понимаем, содержится намек на возможный дефицит углеводородов в будущем.

Как ни странно, но в этом выступление была затронута и тема угля. По мнению Сечина, угольная сфера обретает «второе дыхание». По крайней мере, в Китае. Так, в прошлом году в этой стране было выдано разрешение на строительство около 100 ГВт новой угольной генерации. При этом он добавил, что Россия обеспечивает более четверти импорта угля в Китай.

Параллельно развивается сотрудничество с Китаем в газовой сфере. Как сказал глава «Роснефти», Россия укрепляет свое положение в качестве крупнейшего поставщика газа в Китай – с долей более 20 процентов.

По выражению Сечина, Китай является «великой энергетической державой», которая формирует «новый облик мировой энергетики». Страна идет семимильными шагами к построению энергосистемы нового типа, представляющего собой синтез традиционных и альтернативных источников. Дальше последовала шпилька в адрес Европы, где, мол, надеются на магическое чудо (очевидно, это был намек на безудержное увлечение «зеленой» энергетикой).

В целом, исходный посыл нам ясен. Поскольку западные страны постарались выдворить российские энергоресурсы с европейского рынка и ведут настоящую войну против российского энергетического комплекса (не стесняясь даже подрывами газопроводов и вооруженным захватом танкеров), необходимо было заявить на весь мир, что у России есть куда более надежные партнеры. Судя по всему, столь безудержное восхваление китайской энергетики было призвано показать коллективному западу, что российские энергоресурсы есть куда сбывать. Всё это понятно.

Но есть моменты, которые не просто вызывают вопросы, но и сильно омрачают наше сознание. Глава «Роснефти», по сути, воспроизвел старую формулу, по которой вчерашние «эффективные менеджеры» пытались развивать российскую экономику в условиях открытого рынка. Получается всё то же самое: мы торгуем энергоресурсами с технически продвинутой страной, взамен получая товары и технологии. Разница только в том, что раньше в роли такого технически продвинутого партнера выступали западные страны. Теперь на это место поставили Китай.

Действительно, слушая эти панегирики Сечина в адрес китайской экономики, становится не совсем понятно, за кого нам тут радоваться – за Китай или за Россию? России, дескать, хорошо от того, что благодаря упомянутым семимильным шагам, которыми развивается сейчас наш южный сосед, мы получим свой кусочек благ, обменяв свои энергоресурсы на какие-то плоды этого развития. То есть нас как будто опять приучают к мысли, что иного удела, как жить за счет распродажи природных запасов, у нас нет. Такой взгляд на отечественную экономику стал складываться еще в так называемые «годы застоя», когда страна подсаживалась на «нефтяную иглу». В 1990-е годы такой подход уже формулировали открыто. Что поменялось сейчас?

Поразительно то, что у нас уже полтора десятка лет на каждом углу рассуждают об инновационном развитии, об импортозамещении в высоких технологиях, очень много говорят о цифровой экономике, о развитии искусственного интеллекта. На эти темы проводят бесконечные технологические форумы, которые в последние годы организуются в стране чуть ли не в режиме нон-стоп. Постоянно происходит демонстрация каких-то новейших отечественных разработок, демонстрируются умные схемы и графики.

И тут вдруг выясняется, что построение энергосистемы нового типа происходит не у нас, а в Китае. А наше содействие этому процессу заключается в поставках нефти, газа и угля. Вдумаемся в те цифры, что огласил глава «Роснефти». Китай намерен построить еще 100 ГВт новой угольной генерации. Ключевое слово здесь – «новой». А как обстоят дела с угольной генерацией в России? Есть ли план замены старых угольных электростанций на новые, более современные? Вопрос не праздный, особенно для сибирских регионов. У нас сейчас много говорят о повышении энергоэффективности генерирующих мощностей, что параллельно решает еще и экологическую проблему. Но где официальные планы на этот счет, где проекты новых, более современных энергетических объектов, где инвестиции в этот сектор?

Не так давно (о чем мы писали) в нашей стране поставили на паузу модернизацию не менее десяти крупных электростанций (якобы из-за нехватки средств). А в это время в Китае закладывают новые мощности на 100 ГВт. И советник президента РФ по вопросам развития ТЭКа выражается об этом с таким восторгом, будто речь идет о нашей стране. Но в нашей стране, подчеркнем, и близко ничего подобного не происходит. Остается спросить: если у нас так восхищаются государственной политикой Китая в области энергетики, то почему не следуют этому примеру? Почему, например, на заменяют устаревшие угольные электростанции на новые, более эффективные (а именно так, подчеркнем еще раз, происходит в Китае)? Вместо этого докладчик пытается окрылить нас надежной, что китайская программа развития угольной генерации позволит нам сбывать туда больше угля. Но разве это можно считать поводом для радости в стране, где на официальном уровне декларируют нашу приверженность инновационному развитию?

Показателен ее один момент. У нас сейчас с самых высоких трибун заявляют о том, что мировая потребность в электрической энергии будет существенно увеличиваться. В основном – за счет бурного развития ИИ-технологий. Это уже стало притчей во языцех. То же самое подтвердил Заместитель председателя правительства РФ Александр Новак в своем выступлении на упомянутом форуме. То есть развитие цифровой экономики потребует больше электроэнергии. Почему же тогда за этот год в нашей стране – по данным Росстата – выработка электрической энергии сократилась на 1,4 процента? Ведь у нас уже не один год говорят о создании цифровой экономики, о строительстве центров обработки данных и так далее. Почему-то на практике получается, что потребление электричества растет у наших высокотехнологичных соседей. Мы же, со своей стороны, обещаем им «подбросить» побольше энергоресурсов.

Я совсем не исключаю, что у нас есть новые разработки на этот счет. Но проблема в том, что у этих новых разработок куда больше шансов обрести свое промышленное воплощение в том же Китае, чем у себя на родине. Так, сотрудники наших институтов из Академгородка прекрасно осведомлены об интересе китайцев к нашим разработкам. «Охота» на эти разработки ведется еще со времен рыночных реформ. В некоторых случаях – весьма успешно (мы уже не говорим о работе наших специалистов в Китае).

В этой связи необходимо напомнить о судьбе одной такой разработки. Речь идет об изобретении сотрудников НГТУ, с помощью которого удается безболезненно интегрировать «умные» локальные электросети в единую сеть. Китайцы были готовы купить ее, что называется, «не отходя от кассы». При этом в адрес разработчиков звучали такие аргументы: «Мы у себя внедрим ее за год, а у вас в России это внедрение растянется на долгие годы». В принципе, они были правы. Эта разработка актуальна там, где есть программа развития локальных сетей, а значит – объектов малой генерации в рамках развития региональных энергетических рынков.

Например, таким путем можно решить проблему энергетического дефицита новосибирского Академгородка. И такая концепция (предложенная, кстати, профильными специалистами) уже презентовалась несколько лет назад. Но кого она заинтересовала, и кто ее сейчас вспомнит? В том-то и проблема, что такие инновационные разработки не находят у нас применения, поскольку до сих пор не поставлен вопрос о коренной модернизации в стране энергетической инфраструктуры. У нас вообще пока не берутся всерьез за модернизацию энергетической отрасли как таковой. Удивляться не приходится. Если ключевой задачей нашего ТЭКа является увеличение сбыта энергоресурсов, то инновационные разработки могут подождать.

Константин Шабанов

Недавно СМИ облетела новость: ученые обнаружили в планктоне озера Байкал целый затерянный мир ДНК-вирусов. Секвенирование выявило 47 CRESS-подобных геномов, которые оказались совершенно новыми, не имеющими аналогов в мире. Один из авторов исследования, научный сотрудник Лимнологического института СО РАН (Иркутск) Сергей Анатольевич Потапов рассказал о том, чем интересны эти вирусы ученым, откуда у них сходные черты с вирусами из США и Новой Зеландии и представляют ли эти вирусы опасность для человека?

— В чем особенность CRESS-вирусов по сравнению с другими группами? 

— Особенность CRESS-вирусов отражена в их названии — Circular Rep-encoding single-stranded (CRESS) DNA viruses, все они реплицируются по принципу катящегося кольца. Их геном — это маленькая кольцевая одноцепочечная ДНК (оцДНК), у многих представителей ее длина составляет менее десяти тысяч нуклеотидов. Эта ДНК кодирует капсидный белок и характерный белок Rep (Replication initiator protein), который необходим для репликации вируса. Именно Rep мы использовали в качестве маркера для идентификации, классификации и оценки разнообразия этих последовательностей. CRESS-вирусы — довольно разнообразная группа, включающая на сегодняшний день 24 семейства. Несмотря на свою примитивность, они имеют широкий круг хозяев: от архей (по некоторым данным) до животных. 

— Что было известно про CRESS-вирусы Байкала до начала вашего исследования? Почему к ним возник интерес?

— На самом деле, про них было известно довольно мало. Мы (соавторы статьи — группа ученых из ЛИН СО РАН и НИИ эпидемиологии и микробиологии имени Пастера, Санкт-Петербург. — Прим. ред.) и наши коллеги (старший научный сотрудник ЛИН СО РАН кандидат биологических наук Татьяна Владимировна Бутина с соавторами) ранее видели последовательности этих вирусов в метагеномных данных из воды озера Байкал, но до этого исследования детально не изучали. 

Метагеномика является сейчас основным способом исследования вирусов в природных местообитаниях. Культивирование вирусов — это очень затратный по времени и сложный процесс, который в конечном счете может не привести к успеху. Кроме того, для культивирования вируса нужно получить его хозяина в чистой культуре и провести инфицирование в эксперименте, что также является сложной, а иногда и невыполнимой задачей. Именно метагеномика позволила нам выявить байкальские CRESS-вирусы, и их было очень мало по сравнению с двухцепочечными ДНК-содержащими вирусами. Таким образом, интерес к этой группе возник из-за их ускользающего количества в данных метагеномики из воды Байкала (менее 1 % от всех вирусных последовательностей на образец). У меня появилось желание детально изучить эти немногочисленные последовательности, узнать, насколько они разнообразны в озере и представлены ли похожие последовательности в мировых базах данных.

— Как проходило исследование и что оно показало?

— Мы отбирали образцы воды, пропускали их через фильтры с диаметром пор 200 нанометров для получения вирусной фракции, выделяли ДНК вирусов и осуществляли ее высокопроизводительное секвенирование. Затем следовали биоинформатический анализ данных и интерпретация результатов. 

На основе ряда анализов (филогенетического, структурного, сравнительного) мы сделали вывод, что байкальские CRESS-вирусы являются новыми, не имеющими 100 % сходства с известными в базах данных. Здесь важно учитывать, что эти вирусы обладают довольно высокой скоростью мутации. Кроме того, как показано в работах наших коллег, CRESS-ДНК-вирусы представляют собой динамичную популяцию, в которой обмен фрагментами генов чрезвычайно распространен. Другой важный результат нашей работы — депонирование (включение) определенных нами геномов в международную базу данных. Это позволит другим исследователям проводить сравнительные анализы с выявленными нами последовательностями.

— В статье отмечается, что некоторые байкальские CRESS-вирусы имеют сходство с аналогичными вирусами из США, Новой Зеландии, Швеции. Чем это можно объяснить?

— Учитывая слабую изученность этой группы и небольшой объем данных из природных источников, сложно сказать однозначно, думаю, в будущем нам еще предстоит ответить на этот вопрос. Отмечу, что у большинства последовательностей сходство с другими вирусами было невысоким. Только для одной последовательности на аминокислотном уровне удалось найти в базе данных RefSeq NCBI родственника со сходством 77,2 %, им оказался кольцевой вирус, ассоциированный с пресноводной мидией, выловленной в маленьком высокогорном озере Сара в Новой Зеландии. У остальных последовательностей общих черт с другими вирусами было значительно меньше. 

— Можно ли сказать, что обнаруженные уникальные вирусные кластеры Байкала — это не результат заражения озера, а важная естественная часть его экосистемы?

— Конечно, ни о каком заражении речи быть не может. То, что мы начали изучать эти вирусы, не означает, что они появились внезапно. Сложная структура вирусного разнообразия, вероятно, характерна для природных экосистем, в том числе для Байкала. Наличие в воде озера тех или иных вирусов, действительно, является естественной частью его экосистемы.

— Кого заражают CRESS-вирусы Байкала и могут ли они представлять потенциальную опасность для человека? 

— Пока сложно ответить на вопрос, кто выступает хозяином этих вирусов в Байкале. Мы предполагаем, что ими могут являться членистоногие, моллюски, рыбы. Однако об этом мы может судить только по литературным данным, так как мы не культивировали эти вирусы в лаборатории. Проведенный нами сравнительный анализ аминокислот показывает, что нет гомологов, которые имели бы отношение к вирусам, способным поражать людей. Таким образом, наши данные не выявили никаких признаков опасности обнаруженных байкальских CRESS-вирусов для человека.

— Каким образом CRESS-вирусы Байкала могут помочь изучению законов вирусной эволюции? Планируете ли вы продолжать их исследование?

— Изучение уникальных вирусных сообществ изолированных экосистем, таких как Байкал, позволяет получить новые данные о генетическом разнообразии и эволюционных путях вирусов, в частности о механизмах генетического обмена (химеризма). Так как это исследование является пилотным, в дальнейшем мы планируем расширить географию отбора образцов, чтобы более детально изучить разнообразие этой интересной группы вирусов. Следите за нашими новыми публикациями!

Диана Хомякова

Фото автора

На сегодняшний день в мире реализуются или находятся на стадии проектирования несколько экспериментальных термоядерных реакторов. Среди них самым масштабным является Международный экспериментальный термоядерный реактор ИТЭР (International Thermonuclear Experimental Reactor), но есть и локальные проекты, которые развиваются силами отдельных стран, например, EAST (Experimental Advanced Superconducting Tokamak, Китай), KSTAR (Korea Superconducting Tokamak Advanced Research, Корея), ТРТ (Токамак с реакторными технологиями, Россия). Независимо от масштабов и конфигураций установок у них есть общая проблема – выбор материала первой стенки, то есть поверхности, которая должна выдержать экстремальный нагрев в результате соприкосновения с плазмой. Специалисты Института ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) совместно с коллегами из Института химии твердого тела и механохимии СО РАН (ИХТТМ СО РАН) проводят цикл экспериментов, направленных на изучение поведения различных керамических соединений в условиях термоядерных температур. Испытания проводятся на установке ВЕТА в ИЯФ СО РАН, где на материал воздействуют лазерными и электронными пучками, имитируя тепловую нагрузку от плазмы. В последних испытаниях на устойчивость к термоядерным нагрузкам был проверен диборид титана, изготовленный в ИХТТМ СО РАН. Образцы продемонстрировали хорошую теплопроводность и отсутствие эрозии.

Развитие управляемого термоядерного синтеза (УТС) на сегодняшний день достигло этапа, когда в мире уже строятся экспериментальные термоядерные реакторы. В основе создания таких установок могут лежать магнитные системы (магнитные ловушки) либо замкнутого типа (токамаки и стеллараторы), либо открытого типа (пробкотроны). Один из наиболее известных международных проектов – токамак ИТЭР, в котором принимает участие Россия, и в том числе ИЯФ СО РАН. Несмотря на различные конфигурации установок первая стенка есть у каждой. Этот элемент реактора контактирует непосредственно с плазмой, поэтому выбранный материал должен обладать практически запредельными характеристиками, чтобы устоять под натиском высоких температур.

«Первая стенка, а также любые другие обращенные к плазме элементы, под ее воздействием подвергаются эрозии, испаряются и трескаются, в следствии чего микрочастицы материала летят в плазму и засоряют ее, – прокомментировал советник дирекции ИЯФ СО РАН доктор физико-математических наук Александр Бурдаков. – Первая стенка токамака ИТЭР будет сделана из вольфрама, так как по сравнению с первоначально выбранным вариантом, бериллием, он не токсичен и более устойчив к экстремальным температурам. Но несмотря на преимущества перед бериллием, вольфрам тоже не идеален, у него большое зарядовое число и при попадании тяжелых частиц в горячую плазму термоядерный реактор может не заработать. Чтобы предотвратить подобные явления вольфрам предлагается покрывать материалом с маленьким зарядовым числом. В рамках реализации проекта ИТЭР целая группа научно-исследовательских институтов занимается вопросом подбора нужного материала. ИЯФ СО РАН работает в этом же направлении, но по своей. Институт реализует свой флагманский плазменный проект – ГДМЛ (Газодинамическая многопробочная ловушка). Планируется, что ГДМЛ продемонстрирует возможность проектирования компактного, экономически и экологически привлекательного термоядерного реактора на основе магнитных ловушек открытого типа. И проблема первой стенки встанет и при его создании, потому что это общее место для всех термоядерных реакторов».

Испытания проводятся на установке ВЕТА в ИЯФ СО РАН, где образцы материалов подвергают импульсным тепловым нагрузкам, которые имитируют термоядерные условия. Свежие результаты посвящены испытанию диборида титана.

«На установке BETA мы можем моделировать уникальные процессы –  импульсный нагрев, возникающий в результате пульсации плазмы на краю зоны удержания, – добавил научный сотрудник ИЯФ СО РАН кандидат физико-математических наук Дмитрий Черепанов. – Преимущество нашей установки в том, что мы можем в режиме реального времени отслеживать степень эрозии и момент, когда она начинается, а также определять повышение температуры, поток тепла, изменение шероховатости поверхности. Процессы повреждения обращенных к плазме материалов могут приводить к интенсивному засорению плазмы материалами стенки, поэтому их изучение очень важно для покорения УТС. Керамик, которые потенциально могут смягчить нежелательное влияние на плазму, довольно много. Мы провели цикл поисковых работ, изучили карбид бора, карбид кремния, диборид циркония и вот перешли к дибориду титана. С точки зрения стойкости к импульсному нагреву он оказался среди наиболее устойчивых кандидатов. Так получилось, в том числе, благодаря хорошей теплопроводности, позволяющей снизить вероятность перегрева поверхности. Еще одно преимущество в электропроводности, которая у диборида титана на уровне металлической, что снижает возможность появления разрушительных для материалов униполярных дуг. Данные исследования интересны еще и тем, что мы смогли испытать и сравнить диборид титана коммерческого производства и экспериментальные образцы. Последние изготовили для нас коллеги-химики из ИХТТМ СО РАН. Экспериментальные образцы оказались заметно устойчивее к нагреву электронным пучком. На их поверхности при импульсном нагреве до температуры 1100 Кельвин не наблюдалось образования кратеров, в отличие от коммерческой керамики, на которой один такой дефект мог быть миллиметрового характерного размера».

Исследованием керамики в ИХТТМ СО РАН занимаются несколько лабораторий. Они имеют большой опыт в этой области, в том числе опыт внедрения. Поэтому, несмотря на то, что эксперимент по спеканию диборида титана для коллег из ИЯФ СО РАН был пробным, он сразу принес хороший результат – увеличение прочности на 50%.

«То, что образец ИХТТМ СО РАН оказался лучше коммерческого, не случайность, ведь фирма использовала стандартную технологию, оптимизированную на параметр цена-качество, – добавил заведующий лабораторией ИХТТМ СО РАН доктор химических наук Борис Толочко. – А ИХТТМ СО РАН проводил спекание в экстремально высоких температурах и давлениях, что для коммерческих изделий не выгодно. А еще, мы – химики, поэтому не покупаем исходные реагенты, а сами их синтезируем. Это обеспечивает воспроизводимость характеристик конечного продукта – ведь булочник никогда не покупает тесто, а сам его замешивает. Так и с керамикой: мы сами получаем сверхчистые реагенты, благодаря имеющимся технологиям и оборудованию, из которых спекаем образцы. Кроме того, перед спеканием каждая частица порошка проходит многочасовую (семь суток и дольше) обработку поверхности на специальной установке – в процессе поверхность частичек очищается и приобретает специальный дефектный рельеф, что способствует их прочному спеканию между собой. Так же делает электросварщик, когда зачищает места сварки. И третье, самое главное, мы можем имплантировать в частицы добавки, которые улучшают как процесс спекания керамики, так и прочность конечного продукта. И если использовать все технологические разработки нашего института, есть шанс еще улучшить прочность диборида титана».

Пресс-служба Института ядерной физики СО РАН

Есть у нас такая поговорка: замах – на рубль, удар - на копейку. Прошедший в Бразилии климатический саммит ООН COP-30 как никогда соответствует этой поговорке. Замах был очень широким, а удар вышел почти никаким. Причем, что показательно: сторонники климатической повестки сосредоточились на обсуждении итогов, на «ударе», в то время как их противники более всего обсуждают «замах». То есть одних интересуют результаты, других – намерения.

Здесь есть, о чем поговорить – и о результатах, и о намерениях. Начнем, пожалуй, с результатов, поскольку их уже широко обсуждает западная леволиберальная пресса.

Выразить эти результаты можно такой фразой: «Мы так и не смогли победить, но у нас осталось желание биться до конца, а значит – всё ОК». Нельзя не заметить, что для борцов с глобальным потеплением саммит оказался во многом провальным (что их сильно расстроило), однако при этом они пытаются сохранить лицо нарочитой демонстрацией оптимизма.

Они не скрывают досады на то, что в борьбе с климатическим кризисом обнаружились сильные разногласия, и что для подписания итогового документа потребовалось слишком много времени, а еще больше - нервов. Ходило даже опасение, что подписание соглашения будет сорвано. Поэтому пришлось предпринять невероятные усилия, чтобы не допустить полного провала. После напряженной ночи пункты документа все же согласовали, чем и «обрадовали» общественность на следующее утро, преподнеся это как «победу» светлых сил. То есть «эпохальным» событием стало даже не содержание подписанного документа, а сам факт его подписания! Дескать, его могли бы вообще не подписать, но мы – люди Доброй воли – все же настояли на своем. Вот вам и повод для оптимизма: переговоры не провалились – и это великое достижение само по себе.

Как видим, былого единства в рядах участников уже не наблюдается. Мало того, США вообще не прислали своих делегатов, поскольку Трамп публично – с трибуны ООН – объявил климатический кризис «аферой». Конечно, для защитников климата это очень плохой знак, однако они не унывают, указывая на то, что 194 страны всё-таки готовы и дальше продвигать климатическую повестку. И это также преподносится как хороший повод для оптимизма.

А теперь о том, что стало поводом для расстройств. По мере обсуждения итогового документа, отмечают наблюдатели, разногласия начали обостряться всё сильнее и сильнее. Документ хоть и со скрипом, но все же был подписан. Но в каком виде? Стало ли это на самом деле «победой» и дальнейшим продвижением на пути решения климатического кризиса?

Центральная тема климатической повестки, а именно – отказ от ископаемого топлива, почему-то выпала из итогового текста. Как выясняется, предложение по дорожным картам так и не было согласовано. За эти меры выступили более 80 стран, но остальные участники, якобы подстрекаемые Саудовской Аравией, ее ближневосточными союзниками, а также Китаем и Россией (да, Россия теперь помещается в список врагов климата), сорвали консенсус по этому важному вопросу и прогнули остальных под свою линию.

И вот результат – в итоговом документе отсутствуют прямые отсылки к ископаемому топливу. Как открыто признаются некоторые очевидцы, климатический саммит ООН показал свою неспособность принудить страны к поэтапному отказу от ископаемого топлива. Такой результат воспринимается как «позорный».

Не менее «позорным» выглядит и то, что в итоговом документе не затронута проблема вырубки амазонской сельвы и защита лесов (на что сильно надеялись накануне мероприятия). Ведь саммит специально провели в Бразилии, где эта проблема обостряется с каждым годом. Было, как мы понимаем, намерение обратить на нее внимание со стороны всего мирового сообщества. И тем не менее, к окончанию саммита эта тема неожиданно «сдулась». Обвинять теперь можно кого угодно, но факт остается фактом: консенсуса по защите тропических лесов не сложилось. Намекают на то, что здесь сыграли свою роль планы руководства Бразилии осуществлять нефтедобычу в непосредственной близости от устья Амазонки. Поэтому пункт по защите сельвы объединили с пунктом по ископаемому топливу, а затем удачно «слили» и то, и другое.

Что же сохранилось в сухом остатке? Прежде всего, обещания по компенсационным выплатам со стороны западных стран -  бедным странам. Эта тема уже неоднократно поднималась на предыдущих саммитах (о чем мы писали ранее). Напомним, что развитые страны объявлены главными виновниками глобального потепления, за что они теперь обязаны оказывать финансовую помощь не столь удачливым собратьям, якобы больше всего страдающим от климатических изменений. Речь шла как минимум о трехстах миллиардов долларов. Как мы писали, западные страны уже согласились выплатить порядка 40 миллиардов, но не ранее 2030 года. Теперь в этом деле будто бы наметился «прогресс», поскольку сумму первого взноса увеличили в три раза (то есть до 120 миллиардов). Правда, срок выплаты передвинули… на пять лет вперед – к 2035 году! Надо ли говорить, что если срок выплаты постоянно передвигать вперед, то обещанную сумму можно увеличивать до бесконечности. Уместно ли называть это «прогрессом» в переговорах, пусть каждый решит сам.

В общем, с результатами всё понятно. Результат признан «позорным», а текст соглашения - «пустым» и ни к чему не обязывающим. И это тем более очевидно, что у подписантов не возникает никаких юридических обязательств выполнять подписанные ими пункты. Всё строится исключительно на Доброй воле.

Теперь обратим внимание на намерения, ибо оно того стоит. Дело в том, что руководство ООН давно добивается усиления своего влияния – вплоть до прямого администрирования национальных правительств по решению климатических вопросов. Иными словами, из этой организации пытаются слепить некую глобальную бюрократическую структуру, перед которой будут подотчетны все страны без исключения.

Тема борьбы с климатическим кризисом является веским поводом для выстраивания такой наднациональной руководящей инстанции. И чтобы ее влияние было всесторонним, климатическую проблему пытаются увязать со всеми сферами деятельности: с промышленностью, с энергетикой, с сельским хозяйством, со строительством, с медициной, наукой, образованием и так далее.

С этого как раз и начинался разговор на прошедшем саммите, когда ключевые докладчики излагали свое видение решения проблемы. По сути, вопрос ставился об юридических обязательствах по выполнению принятых мер. Как мы понимаем, речь идет о мерах по отказу от ископаемого топлива, по снижению парниковых выбросов и тому подобном. В результате на место Доброй воли был бы поставлен какой-нибудь международный закон, за неисполнение которого могли бы наложить международные санкции (как это делается, мы наглядно видим на примере нашей страны).

Похоже, именно этот проект всеми силами пытаются «протолкнуть» главные инициаторы климатической повестки, что вызывает вполне ожидаемую реакцию со стороны национальных правительств. И как показал прошедший саммит, у инициаторов этого проекта много чего явно «не срослось». О том, что ситуация обострилась нешуточно, свидетельствуют те бурные столкновения позиций, о которых сообщают очевидцы. От оценок пока воздержимся, но все же отметим, что исход этих баталий способен затронуть каждого из нас. Поэтому не стоит относиться к ним равнодушно и пренебрежительно.  

Константин Шабанов

Пневматическую пушку смонтировали и успешно испытали в отдельном здании станции 1-3 «Быстропротекающие процессы» Центра коллективного пользования «Сибирский кольцевой источник фотонов» (ЦКП «СКИФ»). Эксперименты с ее использованием позволят исследовать поведение материалов под действием ударных волн: такие нагрузки они испытывают в экстремальных условиях — на электростанциях, в авиации и космосе. Также для проведения экспериментов с пневматической пушкой разработан сверхбыстрый импульсный рентгеновский затвор.

Пушка калибром 50 мм и длиной 6 м изготовлена производственной компанией «Дефорт» в Санкт-Петербурге под руководством конструкторов из Российского федерального ядерного центра ВНИИТФ (Снежинск). Скорость ударника на выходе из ствола будет достигать двух километров в секунду. Пушка состоит из камеры высокого давления и камеры низкого давления, разделенных металлической мембраной, а также ствола. Компрессор нагнетает давление до 450 атмосфер, ударник вылетает из ствола и, попадая в образец, генерирует требуемые условия плоского нагружения. В этот момент высокоскоростной рентгеновский детектор фиксирует «рентгеновское кино» о том, как происходит ударно-волновое сжатие образца.

«Сейчас активно развиваются технологии производства конструкционных материалов с улучшенными свойствами, появляются и внедряются в промышленность новые композитные материалы, но нет достаточного количества данных о том, как ведут себя эти материалы в экстремальных условиях. Если ударно-волновые характеристики металлов были исследованы еще советскими физиками, то таких данных о новых материалах у нас нет, и динамические эксперименты на СКИФ могут восполнить этот пробел», — рассказывает младший научный сотрудник Института гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН (ИГиЛ СО РАН) Алексей Студенников.

Эксперимент подтвердил работоспособность оборудования. «Испытания прошли на 100% успешно. Можно даже сказать, что мы провели первый эксперимент на СКИФ, но пока без пучка синхротронного излучения. Мы достигли проектной скорости, достаточной для проведения реальных экспериментов. Осталось только принять пучок, и мы начнем получать результаты мирового уровня», — добавил Алексей Студенников.

Для проведения экспериментов с пневматической пушкой в ИГиЛ СО РАН также разработан сверхбыстрый импульсный рентгеновский затвор.

Непосредственно в момент выстрела образец испытывает нагрузки в очень короткий промежуток времени, характерное время этих процессов порядка десятков микросекунд.  Основная сложность исследования таких явлений — необходимость высокого временного разрешения и высокой чувствительности регистрирующей аппаратуры, ведь скорость структурных и химических изменений образца зачастую составляет менее ста наносекунд.

Для регистрации таких процессов необходимы два противоречивых условия: первое — очень мощный пучок синхротронного излучения, что означает большой поток фотонов в единицу времени, он позволит ученым собрать достаточно данных о быстрых процессах; второе — крайне чувствительное оборудование, способное с маленького участка снять информацию о тонких изменениях в структуре или о характере протекания химической реакции в короткий промежуток времени.

Чтобы чувствительное оптическое и регистрирующее оборудование, в частности, уникальный рентгеновский детектор, не вышли из строя под воздействием высокой тепловой и радиационной нагрузки (~10 кВт), поток фотонов необходимо пропускать на станцию только на время эксперимента.

Рассчитать с точностью до микросекунд вылет ударника из ствола пневматической пушки невозможно, поэтому сотрудники ИГиЛ СО РАН разработали управляемый сверхбыстрый затвор, открывающийся со скоростью 100 м/с.

Затвор представляет собой маленькую электромагнитную пушку: на электромагнитной катушке располагается рамка, которая приводится в движение с помощью высоковольтного блока. В этот момент рамка ускоряется до 100 000 g (для сравнения, ускорение ракеты при запуске — до 9 g). Рамка раскрывает полную апертуру (эффективная площадь пучка СИ) излучения за 10 микросекунд, пропускает пучок, после чего расположенная сверху магнитная ловушка тормозит рамку и возвращает в исходное положение.

Все элементы импульсного быстрого затвора и высоковольтный блок изготовлены на 100% из отечественных компонентов. После завершения испытаний пневматической пушки с использованием пучка синхротронного излучения ученые планируют провести испытания быстрого затвора.

Справка

Станция 1-3 «Быстропротекающие процессы» — одна из семи станций первой очереди ЦКП «СКИФ». Интегратором создания оборудования станции выступает Институт гидродинамики имени М. А. Лаврентьева СО РАН (ИГиЛ СО РАН). Эксперименты на станции будут направлены на изучение свойств материалов в экстремальных условиях — при мощном взрыве, импульсных ударных нагрузках и высоких температурах. Сверхчувствительные детекторы будут фиксировать процессы длительностью в тысячные доли секунды, что позволит как в замедленном кино рассматривать, как распространяются ударные или взрывные волны, как образуются микротрещины и как разрушается образец прямо во время взрыва или при столкновении с ударником пневматической пушки. Изучение процессов, характерное время протекания которых достигает миллионной доли секунды, необходимы для моделирования свойств авиационных и космических материалов, испытывающих экстремальные нагрузки, уточнения параметров взрывчатых веществ, а также решения задач фундаментальной физики. Для проведения исследований на станции предусмотрена взрывная камера и две пневматические пушки.

Пресс-служба ЦКП СКИФ

Фото Анна Плис

В Новосибирском государственном университете открылась именная аудитория выдающегося физика-теоретика, академика РАН Владимира Евгеньевича Захарова. Она расположена в корпусе поточных аудиторий, входящем во вторую очередь нового кампуса НГУ, который возводится в рамках национального проекта «Молодёжь и дети». В торжественной церемонии приняли участие ректор НГУ академик РАН Михаил Федорук, деканы физического и механико-математического факультетов, а также ученики и коллеги учёного. Часть участников присоединилась к мероприятию в онлайн-формате из разных стран.

Открытие аудитории имени Владимира Захарова стало значимым событием для всего университета. Учёный принадлежал к первому выпуску НГУ и на протяжении всей своей карьеры сохранял тесную связь с Академгородком. Именно здесь были получены многие из его ключевых научных результатов, определивших развитие нелинейной физики и математической физики во второй половине ХХ века.

Открывая церемонию, декан физического факультета НГУ Владимир Блинов отметил, что Владимир Захаров был личностью редкого масштаба, сочетавшей в себе блестящего исследователя, вдохновляющего педагога и поэта. По его словам, учёный входил в пятёрку самых цитируемых физиков-теоретиков России: количество ссылок на его работы превышает 40 тысяч, а индекс Хирша достигает 65. При этом коллеги и ученики запомнили Захарова как удивительно жизнелюбивого, энергичного и открытого человека.

Ректор НГУ Михаил Федорук подчеркнул, что открытие аудитории – это не просто формальный жест, а знак признательности университету своему выпускнику и наставнику нескольких поколений учёных. Он напомнил, что Владимир Захаров сыграл важную роль в формировании научных школ, связанных с НГУ и институтами Сибирского отделения РАН.

«Он был совершенно незабываемым и потрясающим человеком. Последующие годы нашей совместной работы стали для меня одними из самых ярких и насыщенных в жизни», – отметил Михаил Федорук, вспоминая сотрудничество с Владимиром Захаровым после его возвращения в Новосибирск в 2010 году.

Особое место в программе церемонии заняло послание ближайшего ученика и коллеги Владимира Захарова – академика Евгения Александровича Кузнецова. В своём обращении он напомнил, что Захаров стоял у истоков сразу нескольких фундаментальных направлений современной науки. Речь идёт о теории солитонов, теории волновых коллапсов и теории волновой турбулентности – областях, которые сегодня используются для описания процессов в плазме, океане, нелинейной оптике и ряде других физических систем.

Кузнецов подчеркнул, что в области теории солитонов Владимир Захаров по праву считается классиком. Он внёс решающий вклад в развитие метода обратной задачи рассеяния – одного из ключевых инструментов теоретической физики ХХ века. Найденное Захаровым и Шабатом представление Лакса для нелинейного уравнения Шрёдингера сегодня является каноническим результатом и включено в учебники по математической физике по всему миру. Само уравнение используется для описания самых разных явлений – от волн на поверхности воды до распространения света в оптоволокне и поведения квантовых конденсатов.

Говоря о втором направлении – теории волновых коллапсов, – Евгений Кузнецов напомнил о предсказании ленгмюровского коллапса в плазме. Этот эффект был позднее подтверждён экспериментально в Институте ядерной физики СО РАН и оказался важным для понимания процессов нагрева плазмы электронными пучками и мощным СВЧ-излучением. В рамках третьего направления Владимир Захаров получил пионерские результаты по спектрам волновой турбулентности. Эти неравновесные спектры сегодня известны как спектры Колмогорова–Захарова и широко применяются при анализе сложных волновых процессов.

«Многие основополагающие результаты Владимир Евгеньевич получил именно в Новосибирске, когда работал в Институте ядерной физики и одновременно преподавал в НГУ», – отметил Евгений Кузнецов, добавив, что преподавание было для Захарова важным источником научного вдохновения. За годы работы он воспитал большую плеяду учеников, известных сегодня во всём мире как школа Захарова.

Своими воспоминаниями о Владимире Захарове поделились и его ученики, работающие за рубежом. Профессор Университета Лидса Александр Михайлов рассказал о лекциях Владимира Евгеньевича для студентов первых курсов и эпизоде, который стал для него важным жизненным уроком.

«Он учил нас не только физике. Он показывал, как важно не бояться признавать ошибки, искать правильное решение и двигаться дальше», – отметил Александр Михайлов.

Профессор Университета Аризоны Ильдар Габитов обратил внимание на прикладное значение научного наследия Захарова. Его работы продолжают активно использоваться в самых разных областях – от фундаментальных исследований до прикладных технологий. Уравнения и методы, разработанные Захаровым, лежат в основе современных моделей нелинейных процессов, которые применяются в физике плазмы, океанологии, лазерной физике, нелинейной оптике и квантовых технологиях.

В частности, нелинейное уравнение Шрёдингера, для которого Захаров получил ключевые результаты, сегодня используется при моделировании распространения сигналов в оптоволоконных линиях связи. Именно эти теоретические разработки стали фундаментом для создания высокоскоростных телекоммуникационных систем, без которых невозможно представить современный интернет и глобальные цифровые сети.

Не менее актуальны идеи Захарова в области волновой турбулентности. Они применяются при изучении сложных природных процессов – от динамики океанских волн и атмосферных явлений до поведения плазмы в управляемом термоядерном синтезе. В этих задачах особенно важно понимать, как энергия перераспределяется между различными масштабами, и именно спектры Колмогорова–Захарова позволяют описывать такие процессы.

Кроме того, школа Захарова продолжает жить в работах его учеников, многие из которых сегодня возглавляют научные группы в ведущих университетах и исследовательских центрах мира. Через них его подход к науке – строгий, фундаментальный и одновременно ориентированный на реальное физическое содержание – остаётся востребованным и сегодня, формируя язык, на котором современная нелинейная физика говорит о сложных системах.

Отдельно участники церемонии говорили о личности Владимира Захарова за пределами науки. Он был хорошо известен своей гражданской позицией, активно высказывался по общественно значимым вопросам и одновременно серьёзно занимался поэзией. Его стихи вошли в антологию русской поэзии ХХ века, изданную Евгением Евтушенко, а шеститомное собрание сочинений стало важным событием уже в литературной среде.

Открытие аудитории имени Владимира Захарова в Новосибирском государственном университете стало напоминанием студентам и молодым учёным о том, что фундаментальная наука, педагогика и личная ответственность перед обществом могут органично сочетаться в одном человеке – и формировать наследие, значимое далеко за пределами одной эпохи и одной страны.

Сергей Исаев

В глубинах Северного Урала, в суровых и древних горах, геологи совершили открытие, которое может изменить представления о богатствах недр России. Исследуя старые вулканические породы у горы Редка, ученые из Института геологии ФИЦ Коми НЦ УрО РАН, СПбГУ и Всероссийского научно-исследовательского геологического института им. А.П. Карпинского обнаружили целую коллекцию необычных минералов, содержащих редкие и редкоземельные элементы — те самые, что жизненно необходимы для современной электроники, «зеленой» энергетики и высокотехнологичной промышленности.

Эти породы, называемые метавулканитами, — не что иное, как окаменевшие следы древней вулканической активности возрастом около 600 миллионов лет. Они похожи на зашифрованное послание из глубины времени, и теперь исследователям удалось его прочесть. С помощью мощных электронных микроскопов и точнейшего химического анализа они разглядели в серовато-белых камнях крошечные, но бесценные крупицы.

Среди находок — ниобиевый рутил, минерал, содержащий ценный ниобий, используемый в сверхпрочных сплавах и сверхпроводниках. Рядом с ним сверкают в микроскопе алланит и монацит — главные хранилища легких редкоземельных элементов, таких как церий и лантан. А ещё более экзотические гости: ксенотим, эшинит и ниобоэшинит, богатые иттрием и тяжелыми редкими землями, которые придают уникальные свойства лазерам, люминофорам и постоянным магнитам.

Что делает это открытие особенно интересным? Учёные считают, что эти минералы появились здесь двумя путями. Часть из них кристаллизовалась прямо из магмы древних вулканов, которые извергались в условиях, похожих на современные Гавайские острова или Исландию — то есть в середине древнего континента, а не на краю литосферных плит. Другие же образовались позже, когда эти горячие породы подверглись давлению, нагреву и воздействию подземных растворов — процессам, которые перетасовали химические элементы и создали новые минеральные комбинации.

Но главная интрига заключается в практическом значении открытия. Район горы Редка уже был известен геологам благодаря аномалиям урана и тория. Теперь выясняется, что эти кислые вулканические породы — риолиты и трахириолиты — выступают как своего рода «донорская порода», природный концентратор ценных элементов. В тектонически активных зонах, по мнению исследователей, горячие флюиды могут выщелачивать из этих пород торий, уран, иттрий, ниобий и редкие земли и переносить их, формируя более богатые и удобные для добычи скопления — рудные проявления.

Таким образом, работа учёных — это не просто каталогизация красивых минералов. Это ключ к пониманию того, как, где и почему формируются месторождения будущего. Она рисует новую минерагеническую карту Северного Урала, отмечая древние вулканические пояса как перспективные территории для поиска критически важного для технологий сырья. Исследование продолжается, и кто знает, какие ещё сокровища скрывают серые скалы у подножия горы с говорящим названием Редка.

Исследование опубликовано в журнале «Литосфера».