Установка класса мегасайенс Центр коллективного пользования «Сибирский кольцевой источник фотонов» (ЦКП «СКИФ») – источник синхротронного излучения поколения «4+» с энергией 3 ГэВ – предполагает наличие системы инжекции, благодаря которой частицы будут ускоряться до установленной техническим заданием энергии 200 МэВ. Специалисты Института ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) разработали стенд одного из элементов инжектора, в котором будет происходить основное ускорение. Ученые определили основные требования к производству ускоряющих структур, чтобы достичь необходимого уровня ускорения. Полученные аналитические данные позволят создать инжектор, обеспечивающий заданные параметры пучка и стабильную работу источника синхротронного излучения ЦКП «СКИФ».

Инжектор будущего Сибирского кольцевого источника фотонов представляет собой электронную высокочастотную пушку, систему группировки пучка и регулярные ускоряющие секции. Именно в этом последнем элементе инжекционной системы – ускоряющей структуре – и будет происходить основное ускорение до энергии 200 МэВ.

«Ускоряющая структура в инжекторе позволяет выйти на необходимую энергию – только после этого пучок частиц попадает в накопительное, а потом в синхротронное кольцо установки, в котором генерируется излучение, – рассказывает заведующий сектором научного отдела ИЯФ СО РАН, кандидат физико-математических наук Алексей Левичев. – Чтобы достичь требуемого параметра по энергии в проекте ЦКП «СКИФ», мы предположили, что нам необходимо пять ускоряющих структур, каждая из которых даст около 40 МэВ».

Чтобы точно определить, какую энергию смогут набрать ускоряющие структуры, и какими для этого параметрами они должны обладать, специалисты ИЯФ СО РАН разработали стендовую установку, на которой и провели все необходимые измерения. Исследуемый элемент инжекционной системы представляет собой диафрагмированный волновод длиной три метра, внутри которого создается электромагнитное поле, пригодное для ускорения пучка.

«Наш стенд был собран на основе структуры, которая осталась после разработки инжекционного комплекса ВЭПП-5 ИЯФ СО РАН, – рассказывает магистрант Физико-технического факультета Новосибирского государственного университета (НГТУ НЭТИ), старший лаборант ИЯФ СО РАН Кристина Гришина. – Параметры «старой» версии ускоряющей структуры (ее фазовая скорость, коэффициент связи, групповая скорость и другие) последний раз измерялись очень давно. Мы взялись за измерение параметров, чтобы быть уверенными, что использование подобных структур в инжекционной системе ЦКП «СКИФ» даст необходимый уровень ускорения или понять, как необходимо их модифицировать».

Основные данные были получены при помощи созданного в ИЯФ СО РАН измерительного стенда. Он включает в себя шаговый двигатель для протягивания возмущающего тела, контроллер для управления шаговым двигателем, анализатор S-параметров, кабельную трассу.

«При формировании нужных параметров пучка у нас всегда может быть некоторый уход по энергии, то есть она может быть меньше или больше заданных параметров, – добавляет Кристина Гришина. – В ходе работы мы установили, как на данный уход при формировании пучка влияет ошибка набега фазы, а создает эту ошибку разный радиус ячеек ускоряющей структуры. То есть из-за разного радиуса ячеек мы теряем в энергии пучка».

По словам Кристины Гришиной, сделать все ячейки (их около 400) одинаковыми невозможно. «Но мы можем корректировать радиус каждой ячейки при помощи подстройки частоты. Специальные площадки будут сжимать ячейку, деформируя ее геометрию, за счет чего будет меняться частота», – поясняет Кристина Гришина.

В результате проведенных измерений было показано, что ускоряющие структуры инжекционной системы смогут достичь уровня энергии, отвечающего параметрам проекта.

«Теперь у нас есть данные, которые говорят о том, какую энергию реально мы сможем набрать», – рассказывает Алексей Левичев. – Сейчас проект ускоряющих структур отправлен на производство и уже изготавливается».

Ученый также отметил, что часть работы по измерению параметров ускоряющей структуры была проведена студенткой НГТУ НЭТИ, что очень важно в ключе подготовки кадров для ЦКП «СКИФ» и других амбициозных проектов. «Нам необходимы молодые специалисты, которые будут способны участвовать в изготовлении, запуске и работе источника СИ четвертого поколения», – добавляет

Алексей Левичев.

Для территории Кандалакшского природного заповедника - одного из старейших в России - создана интерактивная карта. Разработчиком выступила компания «Дата Ист» - корпоративный партнер Русского географического общества. Карта знакомит с бухтами и заливами, горными вершинами и экотропами, памятниками культуры и местами для отдыха, позволяет туристам сориентироваться на местности.

Территория Кандалакшских тундр и Кандалакшского заповедника интересна для путешественников в любое время года. В суровый край скалистых гор, многокилометровых тундр и северных лесов едут туристы из разных регионов России. Едут за впечатлениями, которые не могут дать никакие курорты. Нетронутая природа, северное сияние, спокойная красота без суеты и спешки, настоящие белые ночи на Кольском полуострове. В рыбацких деревнях у людей есть только самое необходимое, здесь сохранились островки деревянного зодчества и можно увидеть красивые церкви.

Кандалакшский заповедник расположен на побережье и островах Баренцева моря и Кандалакшского залива Белого моря. В нем обитают 67 видов млекопитающих, 258 видов птиц. В акваториях можно встретить птичьи базары – гагарок, кайр, атлантических чистиков, бакланов и тупиков. Здесь водится кольчатая нерпа, морской заяц и серый тюлень (тевяк). В заповеднике растет около 700 видов сосудистых растений и 400 видов мохообразных. Животные и растения научились противостоять холоду и сильным ветрам.

Цифровая карта Кандалакшского заповедника поможет туристам определить свое местоположение, найти информацию о пешеходных тропах, горных вершинах и бухтах, смотровых площадках и музеях, местах для отдыха и приютах. В карту включены две экотропы – «Кандалакшский берег» и «Лувеньгские тундры». Загрузив карту в смартфон c помощью бесплатного приложения CarryMap, путешественники могут использовать ее без подключения к интернету. Можно вносить путевые заметки и привязывать свои фотографии к точке на карте, а также записывать треки для истории.
Ранее компанией «Дата Ист» были опубликованы другие карты северных территорий – Териберки, Хибинских и Ловозерских тундр Мурманской области.

Скачать карту Кандалакшского заповедника

Сотрудники лаборатории инженерной экологии Байкальского института природопользования СО РАН (Улан-Удэ) создают комбинированные методы для очистки сточных и других вод. Эти методы основаны на применении окислительных реакций с использованием физически стимулированных процессов.

«Наши технологии водоочистки являются комбинацией уже известных способов — причем с очень хорошим результатом. Окислительные методы в сочетании с методами физического воздействия на воду (акустической, гидродинамической кавитации и ультрафиолетового излучения) дают синергический эффект. Иначе говоря, если по отдельности они работают на “единичку”, то при комбинированном воздействии, например химического окисления и ультрафиолетового излучения, получается большее число, что повышает энергоэффективность», — рассказывает научный сотрудник лаборатории инженерной экологии БИП СО РАН кандидат химических наук Денис Геннадьевич Асеев.

В лаборатории разработаны способы окислительной деструкции органических загрязнителей природных и сточных вод, в том числе микрополлютантов, — эти синтетические вещества являются компонентами и отходами производства пластмасс и смол, бытовой химии и тому подобного. «Поскольку концентрация органических микрополлютантов очень мала, порядка микро- и нанограммов на литр, они транзитом проходят через системы водоочистки и могут оказаться в питьевой воде. К тому же эти вещества способны поступать в поверхностные водные объекты и через них — в подземные воды. Опасность в том, что, попадая в организм, органические микрополлютанты негативно влияют на здоровье человека, в частности нарушают функции эндокринной системы»,— отмечает заведующая лабораторией инженерной экологии БИП СО РАН доктор технических наук Агния Александровна Батоева. 

Для того чтобы полностью нейтрализовать вредное воздействие этих веществ, сотрудники БИП СО РАН используют методы окислительной деструкции с применением физически стимулированных процессов. Например, ученые использовали экологически чистые окислители (пероксид водорода или персульфаты), в качестве катализаторов — ионы железа или наночастицы оксида железа, закрепленные на слоистых алюмосиликатных матрицах. Окислительные процессы они комбинировали с фотоактивацией при помощи солнца или эксимерных ламп, разработанных в Институте сильноточной электроники СО РАН (Томск).

«Ультрафиолетовая часть светового спектра воздействует на раствор, в котором образуются свободные радикалы. Таким образом, начинаются фотохимические процессы, — рассказывает Денис Асеев. — Суть окислительных методов заключается в работе свободных радикалов, в первую очередь гидроксильных, которые получаются при химическом и физическом воздействии. Именно они ответственны за окисление токсичных органических молекул и перевод их в более безопасные формы. Прежде всего, наша работа нацелена на то, чтобы оптимизировать физико-химические процессы, и чем больше радикалов мы можем получить, тем лучше. Также ведутся теоретические исследования». 

Получать свободные радикалы можно не только при воздействии ультрафиолета, но и посредством акустической или гидродинамической кавитации. Метод работает следующим образом: через специальное устройство под большим давлением пропускается водный раствор, возникают разрывы сплошности среды, и при их коллапсе образуются радикалы. Эта технология известна давно, но ученые пытаются оптимизировать ее для очистки воды в совокупности с химическими методами. Кроме того, разрывы сплошности среды можно создавать с помощью ультразвука. Обычно при его использовании применяются низкие частоты 22—44 кГц, однако исследователи БИП СО РАН попробовали работать с более высокими частотами мегагерцового диапазона (1,7 МГц), используя пьезокерамические излучатели, что позволило значительно повысить кавитационный выход и, следовательно, увеличить энергоэффективность метода.

Также ученые работают с загрязнителями неорганической природы (цианидсодержащими веществами), попадающими в сточные воды от предприятий по переработке золотосодержащих руд и флотоконцентратов —концентратов, получаемых при обогащении полезных ископаемых методом флотации. Другое направление деятельности лаборатории — одновременная деструкция биорезистентных органических загрязнителей воды и обеззараживание содержащейся в ней патогенной микрофлоры с помощью современных источников света. 

Ученые подчеркивают, что сейчас речь идет прежде всего о лабораторных исследованиях. В перспективе разработки можно будет использовать для очистки воды на городских очистных сооружениях, на промышленных предприятиях и так далее.

Исследования по созданию инновационных методов очистки природных и сточных вод проводятся не только в рамках госзадания, но и при поддержке грантов РНФ и РФФИ. В 2019 году сотрудниками лаборатории опубликованы три статьи в высокорейтинговых международных журналах, входящих в первый квартиль Q1 WоS.

«Мы живем в буферной экологической зоне — всё, что здесь производится, в итоге оказывается в Байкале. В нашем регионе не посыпают солью дороги, хотят отказаться от фосфатсодержащих поверхностно-активных моющих веществ, от полиэтиленовых упаковок и разовой посуды. К очистке воды здесь требования жестче, чем в других регионах России», — рассказывает Агния Батоева. Исследовательница подчеркивает, что пока экологические запросы сильно опережают современное развитие технологий: «Национальный проект “Экология” на период с 2019 по 2024 год содержит несколько пакетов проектной документации с требованиями для очистных сооружений населенных пунктов, где есть централизованная канализация. Однако на данный момент нет технологий, которые позволили бы достичь таких жестких показателей. Те же, которые удовлетворят требованиям, очень дороги, чтобы их использовать повсеместно».

Диана Хомякова

Важная новость сентября: Россия решила до конца текущего года ратифицировать Парижское соглашение по климату. Об этом заявил глава Минприроды Дмитрий Кобылкин. Напомним, что данный документ, принятый в декабре 2015 года 194 странами, определяет мировой план действий по сдерживанию глобального потепления. Ключевым пунктом Парижского соглашения является отказ от ископаемого топлива и ограничение выбросов углекислого газа. Руководство нашей страны долго переступало с ноги на ногу, но, наконец, определилось.

Тут же послышались голоса скептиков. Мол, Россия встала на гибельный путь и рискует совершить те ошибки, которые уже совершили-де ведущие европейские страны. Главная «ошибка», на их взгляд, заключается в том, что на Западе уделяют чрезмерное внимание альтернативной энергетике, якобы неспособной развиваться без государственных дотаций. Отсюда делаются предупреждения: дескать, если наша страна пойдет тем же путем, то нас ждет неминуемый энергетический коллапс.

Непонятно, почему в нашей стране сторонники традиционной энергетики считают, будто развитие ВИЭ окажется фатальным для наших угольных и газовых станций. Пока в планах российского правительства на такой исход нет и намека. Возможно, их настораживает другая тенденция. Не так давно в Германии закрыли последнюю угольную шахту. Без работы осталось пять тысяч горняков (в середине прошлого века в этой отрасли было занято более шестисот тысяч человек). Шахту закрыли отнюдь не по идеологическим, а по сугубо экономическим мотивам: в новых условиях угольная добыча в Германии показывает свою убыточность. Для поддержания отрасли правительство страны ежегодно тратило порядка одного миллиарда евро. В конце концов, было принято решение к 2018 году полностью отказаться от собственной угледобычи и перейти на импортное топливо. К слову, в настоящее время почти половина немецких угольных станций работает на российском угле (российский уголь составляет около 40% в общих объемах поставок).

Таким образом, складывается несколько двусмысленная ситуация. Российская экономика очень сильно зависит от спроса на ископаемое топливо. Причем, самым важным является для нас именно европейский рынок, куда мы поставляем не только нефть и газ, но еще и уголь. И в то же время наша страна ратифицирует Парижское соглашение, призванное, в конечном итоге, снизить спрос на подобный товар. Поэтому позиция критиков ВИЭ не совсем ясна. В чем, собственно, заключается «ошибка» России? В том, что наше руководство переоценивает роль альтернативной энергетики? Что же, давайте применим «трезвый» (как они считают) подход: сочтем развитие ВИЭ «авантюрой» и сделаем ставку на традиционную энергетику. Если ей нет реальной альтернативы (а именно так думают критики ВИЭ), значит, государству не стоит осуществлять поддержку «зеленых» технологий, а вместо этого – вкладывать средства в развитие новых месторождений, наращивать добычу нефти, газа и угля – нашего основного экспортного товара. Насколько разумной является такая стратегия?

Чтобы это понять, давайте оценим динамику развития «зеленых» технологий на определенном историческом отрезке.

Начнем с того, что данное направление выросло отнюдь не на пустом месте. Фактически, оно стало результатом сознательного обращения к возобновляемым источникам на фоне угрожающих выбросов углекислого газа в атмосферу. Причем, осознание опасности произошло в далеких 1970-х годах, когда и был поставлен вопрос о развитии «зеленых» технологий. Иными словами, нынешний бум на ветряки и солнечные панели стал результатом многолетних научных и опытно-конструкторских изысканий. То есть это не просто результат каких-то популистских решений европейских политиков (как утверждают все те же противники ВИЭ). История вопроса, подчеркиваю, достаточно длинная. И она недвусмысленно показывает само направление.

Так, в 1980-м году доля ВИЭ (солнце, ветер и энергия приливов) в энергопотреблении Европы была чуть больше одного процента. К 1999 году эта доля увеличилась в пять раз (5,2%). В 2004 году она поднялась до 8,5%, и в 2016 году составила 17 процентов. Согласно стратегическим планам, к 2020 году возобновляемые источники должны дать уже 20% потребляемой энергии, а в 2030 году – 27 процентов. В некоторых странах Европы уже сегодня данный показатель превысил указанную отметку. В Дании, Латвии, Австрии и Финляндии (!)  доля «зеленой» энергетики составляет уже более 30 процентов. Абсолютным лидером является Швеция. В этой стране за счет ВИЭ вырабатывается уже более 50% потребляемой энергии.

Не менее важно и то, что в соответствии с принятыми директивами «отстающие» в этом тренде европейские страны начинают принимать соответствующие национальные программы, чтобы сократить разрыв. По состоянию на конец 2016 года 11 стран-членов ЕС досрочно добились показателей, запланированных на 2020 год (то есть довели долю «зеленой» генерации до 20 процентов). В некоторых регионах Испании вообще стремятся добиться стопроцентного перехода на ВИЭ в течение нескольких лет.   Французский парламент в 2014 году принял закон по энергетике и климату, где фигурирует целевой индикатор, в соответствии с которым к 2030 году на долю ВИЭ должно приходиться 40% национального производства электроэнергии.

Особо бурное развитие в странах ЕС получила ветроэнергетика. На сегодняшний день в Дании на долю ветроэнергетики приходится более 40 процентов вырабатываемой электроэнергии. В Ирландии – 28%, в Португалии – 24%, в Германии – чуть больше 20%, в Испании – 19% и в Великобритании – 18 процентов. Согласно планам десятилетней давности, в 2020 году в Европе будет установлено 230 ГВт ветровой мощности (190 ГВт на суше и еще 40 ГВт на море). Это составит около 17% от потребляемой энергии, что позволит (согласно расчетам) сократить выбросы углекислого газа на 330 миллионов тонн в год и снизить на 28 миллиардов евро закупки ископаемого топлива.

Соответственно, в странах ЕС планомерно снижается потребление угля и нефти. Начиная с 1990 года, потребление угля к 2018 году упало на 48%, нефти – на 9 процентов (несмотря на совокупный рост ВВП). Здесь дополнительно сказались и такие факторы, как повышение топливной эффективности автомобильного парка Европы (в сравнении с серединой 1970-х), а также повышение КПД существующих тепловых станций. Учтем, что правительства европейских стран вполне осознанно ставят перед собой амбициозные цели, реализуя соответствующие экологические программы. То есть в странах ЕС осуществляется целенаправленный переход к новому технологическому укладу. И в этом плане Европа позиционирует себя как мирового лидера.

Глобальным итогом этого позиционирования становится то, что даже такие «динозавры» угольной энергетики, как Китай, начинают выстраивать свою экономическую и техническую политику с поправкой на «зеленый» тренд (вместо того чтобы артачиться и объявлять альтернативную энергетику «ошибкой» - как делают у нас критики ВИЭ). Сегодня в Китае довольно активно развивается солнечная генерация, на долю которой приходится уже два процента в общем производстве энергии. Согласно планам, к 2050 году ее доля должна увеличиться в пять раз (до 10 процентов).

Полагаю, что указанный разворот в сторону «зеленых» технологий вряд ли стоит трактовать как дань моде или как результат популизма действующих руководителей, идущих на поводу у экоактивистов. Даже если экоактивисты столь удачно «гонят» волну, что вынуждают согласовывать со своими требованиями государственную техническую политику, этот фактор вряд ли стоит сбрасывать со счетов. Поэтому вопрос о том, в какую сторону следует двигаться нашей стране, вытекает из общей международной обстановки. Сегодня развитие ВИЭ – тема мирового значения. В этот тренд встраивается не только Европа, но и развивающиеся страны. Встраиваются, конечно, с разной скоростью, но само направление выглядит недвусмысленно. И здесь совсем не важно, вызвано ли оно реальными страхами перед глобальным потеплением или на то есть какие-то другие причины. Главное, что процесс запущен, и подкрепляется он не только заявлениями политиков, но и (как я указал выше) неустанной работой научной и инженерной мысли.  Шутка ли, когда с 1980 года себестоимость солнечных панелей снизилась примерно в три раза, и примерно в три раза вырос их КПД. Большое упущение российских скептиков состоит в том, что они за политическими декларациями не усматривают вот эту самую работу ученых и инженеров. Только при таком ограниченном ракурсе можно рассуждать о «страхе» западных руководителей перед экоактивистами. Однако истина заключается в том, что «зеленые» технологии, в первую очередь, отражают очередной этап научно-технического прогресса. По-моему, здесь это совершенно очевидно.

Андрей Колосов

На осеннем заседании Президиума РАН обсегодня, 26 ноября,  на осеннем заседании Президиума РАН обсудили текущее положение дел РФФИ и РНФ. Академик Валерий Анатольевич Рубаков предложил президиуму повторно обратиться в Правительство. Ранее, 14 октября Академия наук направила свое несогласие с реорганизацией фондов в Правительство.

«Мы имеем право пригласить организаторов реформы выступить и рассказать, как новая система будет действовать» - отметил академик Лев Матвеевич Зеленый.

Академик Юрий Юрьевич Балега предложил провести обсуждение этой темы на очередном заседании президиума, 10 декабря, совместно с организаторами реформы и руководством РФФИ. Участники президиума поддержали решение.

«Любое реформирование существенных элементов научной политики должно обсуждаться с широкой научной общественностью».

н напомнил, что в октябре РАН получила письмо из Минобрнауки о проекте реформы фондов, которую предполагалось завершить к 2022 году. В частности, министерство предложило на базе РФФИ создать российский центр научной информации. В него предлагалось включить также Всероссийский институт научной и технической информации РАН, Институт проблем развития РАН и научные библиотеки. Однако академия не согласилась с подобным реформированием РФФИ.

"В ответном письме в Минобрнауки президент РАН изложил позицию академии. Во-первых, РАН указывает на отсутствие обоснования необходимости слияния фондов. Во-вторых, каждый российский научный фонд важен, так как занимает свою нишу. В-третьих, РАН считает преобразование РФФИ в центр научной информации нецелесообразным. РАН также предложила организовать специальное совещание и обсуждение этой темы, однако министерство проигнорировало это обращение", - отметил Балега.

В повестке предстоящего заседания – доклады на тему «Ресурсная база наземных экосистем», итоги выборов и общего собрания членов РАН.удили текущее положение дел РФФИ и РНФ.

Ранее стало известно о планах реформирования РНФ и РФФИ. На заседании президиума РАН 10 сентября было высказано опасение, что РФФИ в результате реформы может быть расформирован. На следующий день Котюков заявил, что реформирование системы научных фондов призвано повысить их результативность и общую слаженность в работе, а также не исключил, что в результате перед фондами будут поставлены новые задачи.

Ученые уже давно ищут неиссякаемый источник энергии. Полвека назад их воображение пленял управляемый термоядерный синтез. Работы в этом направлении ведутся до сих пор (хотя и без прежнего энтузиазма). В наше время стали всё чаще и чаще обращать внимание на энергию Солнца. В новом тысячелетии солнечная энергетика даже стала мейнстримом, и кто-то именно с ней связывает будущее человечества.

Но есть еще один неиссякаемый источник энергии. О нем говорят меньше, но от этого вопрос не становится менее актуальным. Речь идет об энергии глубинных слоев Земли. Как утверждает академик Сергей Алексеенко (Институт теплофизики СО РАН), этой энергии вполне достаточно для того, чтобы обеспечить человечество теплом и электричеством на всю оставшуюся жизнь. Недаром американцы планируют к 2050 году за счет глубинного тепла выработать не менее 100 ГВт электроэнергии (что составляет почти 40% ВСЕЙ генерации РФ). Уже сейчас в этой стране действуют небольшие опытные электростанции, извлекающие «градусы» с очень больших глубин. Как заметил по этому поводу ученый, есть все основания развивать аналогичную программу геотермальной энергетики и в России - с учетом имеющегося у нас потенциала и ряда преимуществ. По-видимому, к таким преимуществам отнесены очень большие «запасы» геотермальной энергии на территории нашей страны, особенно на территории Западной Сибири. К слову, наши ученые говорят об этом не первый год, пытаясь, очевидно, убедить государственных руководителей уделить внимание столь серьезной теме.

В этой связи остается сожалеть, что нам вновь придется догонять Америку. А ведь полвека назад мы шли здесь с американцами почти вровень, чуть ли, не дыша им в затылок. Эту историю, связанную с освоением советскими учеными технологий извлечения глубинного тепла, стоит вспомнить именно сейчас, когда многое из того, что наши ученые предлагают сегодня, является лишь забытым старым.

Для начала – немного теории. Как вы думаете, в чем сходство между Землей и… атомной электростанцией? В принципе, всё просто. Образно говоря, глубоко внутри нашей планеты бушует природный атомный реактор, вызывающий разогрев глубинных слоев. С научной точки зрения глубинное тепло появляется (и восполняется) в результате распада радиоактивных элементов, неравномерно распределенных в толще Земли. На глубине 15 – 20 километров температуры могут достигать 400 – 600 градусов Цельсия (что соответствует температуре пара в современных электростанциях). Даже на глубине трех километров некоторые породы имеют температуру 100 – 150 градусов, а на глубине 7 – 8 километров температура уже настолько высока, что способна привести к самопроизвольному взрыву пороха.

Таким образом, глубоко под землей существуют природные «котлы», у которых можно забирать энергию так же, как это делается в обычных электростанциях – с помощью воды. Как мы понимаем, для этого нужно пробурить на заданную глубину скважину (точнее – несколько скважин), закачивая туда воду и получая «на выходе» пар нужных параметров, способный вращать турбины электростанций. Например, бурятся две глубокие скважины и соединяются внизу продольными ветвями. Через одну из них (нагнетательную скважину) закачивают в пласт воду, из второй скважины (эксплуатационной) извлекают термальную воду или пар. Таких нагнетательных и эксплуатационных скважин может быть несколько, в зависимости от емкости пласта. Размещаются они разными способами – квадратами, треугольниками или по кругу.

В принципе, сама схема «извлечения» глубинной энергии достаточно проста. Главная сложность здесь заключается в технологии бурения на столь большие глубины. Полвека назад технологии сверхглубинного бурения успешно развивались только в двух странах – в США и в СССР.

К началу 1970-х самую глубокую скважину удалось пробурить американцам в штате Техас – на глубину 7 723 метра. Вторая сверхглубокая скважина была на территории Советского Союза, в Белоруссии. Ее глубина составляла 7 410 метров. То есть фактически наши разработчики не уступали американцам.

Показательно, что обе державы сформировали два разных подхода к бурению сверхглубоких скважин. В то время американцы намеревались пробурить наиболее тонкий слой земной коры в Тихом океане, чтобы достичь зоны верхней мантии. Тогда же, в самом начале 1970-х, американцами была предпринята попытка бурения пробной сверхглубокой скважины у берегов Южной Калифорнии. Такие же работы проводились ими в районе Гавайских островов.

Советский подход предполагал сверхглубокое бурение на суше. Главной целью таких экспериментов со стороны ученых было изучение строения гранитных и базальтовых слоев земной коры. Бурение сверхглубоких скважин намечалось в самых разных регионах СССР. Процесс должен был проходить поэтапно. Вначале планировали углубиться на 7–10 километров, и только потом двигаться дальше – на 15–20 километров. Понятно, что решение этой задачи связывалось не только с геотермальной энергетикой. Так, геологи надеялись, что в Прикаспийской низменности на глубине 6-7 километров могут обнаружиться крупные нефтяные и газовые месторождения. Аналогичные работы велись на Урале, в Средней Азии, в Забайкалье и на Курильских островах.

Вместе с тем вопрос поиска глубинного тепла также не снимался с повестки. Особенно это было актуально для северных территорий страны. Например, горнодобывающие предприятия Якутии, Колымы и Чукотки остро нуждались в топливных ресурсах. Из-за холодов добыча полезных ископаемых в этих краях велась всего 3-4 месяца в году. При наличии неиссякаемого источника горячей воды работу можно было вести круглогодично, причем – открытым способом. Особенно привлекательным виделось строительство северных теплоэлектростанций, работающих на глубинном тепле. Извлекаемый пар с температурой 300-350 градусов Цельсия можно было направлять в турбины электростанции, а отработанную горячую воду использовать для обогрева теплиц или для бытовых нужд. Уже в то время рассматривалась возможность создания мощных геотермальных электростанций на миллион и более киловатт.  Считалась, что такая станция способна работать неограниченное время (поскольку глубинное тепло всегда восстанавливается за счет радиоактивного распада).

Важно отметить, что советские энергетики довольно уверенно двигались в указанном направлении. Поиск альтернативных источников энергии такого рода связывался в ту пору с решением важных государственных задач. Для использования тепла очень глубоких слоев, конечно же, требовалось какое-то время. Однако первые шаги были сделаны. Такими шагами стало, например, строительство геотермальных электростанций на Камчатке. Так, в 1966 году была построена опытно-промышленная Паужетская геотермальная электростанция мощностью 5 МВт. И хоть температура на выходе из скважины была здесь не очень высокой (примерно 150 – 200 градусов), экономически станция себя оправдывала.  Как сообщалось в прессе тех лет, стоимость электричества, получаемого таким способом, оказалось в 10-15 раз ниже, чем стоимость электроэнергии, получаемой на дизельных станциях, разбросанных в различных регионах Камчатки.

Конечно, первые опытные геотермальные станции являлись некой «прелюдией» к извлечению тепла из глубинных слоев Земли. Но, подчеркиваю, принципиально то, что мы уверенно шли этим путем, почти не уступая американцам. Проникновение на многокилометровые глубины было лишь вопросом времени. К сожалению, мы сделали на этом пути остановку, тогда как американцы продолжили движение вперед. И теперь нашим ученым вновь приходится убеждать руководителей страны, чтобы мы возобновили прерванное движение.

Николай Нестеров

Систему ЕГЭ предложили изменить, чтобы сделать экзамен более гибким и объективным. Глава Российской академии наук Александр Сергеев выдвинул инициативу дополнить итоговый экзамен творческими заданиями. Он полагает, что школьники должны меньше заниматься зубрежкой, а вместо этого развивать свой творческий потенциал.

«В 11 классе дети перестают заниматься расширением кругозора. Раньше нужно было выполнить работы по всем дисциплинам, а теперь школьник концентрируется на двух дисциплинах, а остальное — по боку. Поэтому в 11 классе, когда важно шире смотреть на мир, зубрежка — это неправильно», — объяснил свою позицию Сергеев.

Эксперт добавил, что современная система ЕГЭ вынуждает учащихся старших классов банально заучивать материал.

«Система ЕГЭ не заточена на то, чтобы отбирать и тренировать людей по креативному началу. Надо что-то дополнительное давать, может быть, баллы суммировать не только по очкам сдачи экзамена, а ввести какую-то часть, которая набирается по творческим вещам», — заявил глава РАН.

Ранее стало известно, что в Единый государственный экзамен по некоторым дисциплинам добавят практическую часть. В первую очередь, это коснется таких предметов, как химия, биология, физика. Помимо выполнения стандартных заданий, выпускники должны будут ставить эксперименты и проводить опыты.

Руководитель Института педагогических измерений (ФИПИ) Оксана Решетникова рассказала, что модель экзамена изменится после 2022 года, когда школу закончат те, кто с 5 класса учился по последним школьным стандартам — ФГОС. «Задания ЕГЭ начнут изменяться под их требования», — объяснила она.

Она добавила, что подход в ЕГЭ будет постепенно смещен от принципа «знает — не знает» к оценке умений применять полученные знания на практике. Отметим, что для 9-классников на ОГЭ уже стали обязательными лабораторные эксперименты по химии, а в экзамен по физике включили опыты с измерительными приборами.

Компания «Современные Системы Выращивания» уже достаточно хорошо известна новосибирцам. Созданный ею прибор «Over Grower» для удаленного автоматизированного выращивания растений на гидропонике демонстрируется практически на каждой технологической выставке, организуемой в нашем городе (а такие выставки проходят в Новосибирске с завидной регулярностью). Совсем недавно президент компании Роман Рыбаков принял участие в открытии Седьмой Сибирской межрегиональной конференции «Современные подходы к организации юннатской деятельности», состоявшейся в стенах Института цитологии и генетики СО РАН. Юным натуралистам и их наставникам-педагогам были продемонстрированы возможности данной системы, созданной благодаря удачному совмещению знаний по биологии со знаниями в области физики и информатики.

В принципе, данная презентация была совершенно уместной, особенно учитывая то обстоятельство, что биология и генетика в наше время начинают тесно смыкаться с информатикой. Поэтому вполне стоит ожидать, что и область растениеводства также ждут революционные перемены. По большому счету, «цифра» уже сейчас начинает серьезно влиять на агротехнику, и этот тренд необходимо учитывать, как при подготовке специалистов, так и при работе с юными натуралистами, которые в скором времени выберут для себя эту стезю. Роман Рыбаков выразил уверенность, что будущее - именно за такими системами выращивания, требующими суперсовременных девайсов. Начинающих растениеводов было бы полезно ознакомить с такими сложными технологиями уже сейчас. И, насколько мне известно, в настоящее время Лаборатория экологического воспитания ИЦиГ СО РАН готовит совместно с компанией «Современные Системы Выращивания» соответствующую образовательную программу для юннатов, которая будет включать научно-практическую работу с гидропонным комплексом «Over Grower». То есть подростки ознакомятся с этой системой не только в теории, но и попрактикуются с ней, что называется, «вживую».

Кстати, необходимо учесть, что главная «фишка» таких систем как раз заключается в их «умном» цифровом наполнении. Они не только позволяют избавить вас от рутинных физических операций (скажем, вам не придется орудовать лопатой или тяпкой), но и берут на себя определенную часть сугубо умственного труда. Как специально подчеркнул Роман Рыбаков, гидропоника сама по себе требует очень тонкой «настройки». При грамотном исполнении вы будете щедро вознаграждены обильным и здоровым урожаем. Однако стоит вам ошибиться, как всё дело пойдет насмарку. По этой причине работа с гидропоникой требует очень тщательной специальной подготовки.

Так вот, предлагаемая система позволяет грамотно отстроить весь процесс, исключив возможность ошибки со стороны человека. Как выразился Роман Рыбаков: «Мы вложили в электронику умелые руки и пытливый ум». Мало того, она сама может передать новичку необходимые знания. Так, рассматривая на панели отображения параметров работы системы, человек начинает вникать в тонкости всего процесса, начинает понимать, каковы принципы выращивания растений на гидропонике.

Таким образом, данное оборудование как нельзя лучше подходит для образовательных целей. «Умная» машина многократно повышает эффективность учебной работы. При таком обучении, заметил Роман Рыбаков, вам не придется по десять раз губить урожай, чтобы кого-то чему-то научить. Все этапы процесса отображаются с помощью графиков, наглядно показывающих зависимости между разными параметрами. «Вы можете здесь всё сравнивать и сопоставлять. Это на самом деле очень интересно – наблюдать, как одно влияет на другое, изучать все эти связи», - заметил Роман Рыбаков.

Дело в том, что в гидропонике принципиально важно работать с питательными растворами, и подходы к формированию таких растворов могут быть разными. Но чтобы понять все нюансы технологии, необходимо иметь соответствующую практику. По словам Романа Рыбакова, за время существования компании (с 2016 года) уже было реализовано несколько образовательных проектов со школьниками. Сюда, например, входит проект создания гидропонной фермы, где растения выращиваются в вертикальных колоннах (что дает максимальную экономию площади). Особым предметом гордости для компании является создание в одной из школ поселка Баган довольно сложной аэропонной установки для выращивания семенного картофеля. Эта система настолько серьезная, признался Роман Рыбаков, что первое время к ней даже опасались просто так подходить. Здесь полностью регулируется весь климат и освещение. Причем главной особенностью является как раз система освещения, где используются специальные и довольно сложные лампы. Общая стоимость этого комплекса составляет примерно полтора миллиона рублей. Понятно, что для работы с такой установкой необходимо пройти отдельный инструктаж. «Это уже лабораторное оборудование. Здесь нет никакого баловства. Заходят сюда только в белых халатах», - пояснил Роман Рыбаков. По его словам, один клубенек, полученный таким способом, может стоить на рынке до двух евро. Наши производители закупают их, в основном, за рубежом. Отсюда становится понятной социально-экономическое значение подобных систем, ибо они должны играть ключевую роль в развитии отечественного семеноводства. И очень хорошо, когда с таким оборудованием начинают знакомить прямо со школьной скамьи.

В принципе, разработчики предлагают достаточно широкий спектр «умных» систем. Есть, например, небольшие шкафчики для выращивания зелени, стоимость которых начинается от 30 тысяч рублей. Использовать их можно, конечно же, не только в образовательных целях, но и чисто утилитарно. Такой шкафчик неплохо вписывается в интерьер квартиры. И при желании вы можете устроить для себя персональное «импортозамещение» - в том смысле, что у вас не будет необходимости покупать зелень в магазинах. Если говорить об эксплуатационных затратах, то на этот счет были приведены следующие цифры. Больше всего электричества «съедает» подсветка. В среднем для листового салата потребуется примерно 150 – 200 ватт на один квадратный метр. Средняя продолжительность подсветки – примерно 16 часов в сутки. Учитывая, что за сутки вы можете получить до килограмма зелени (по словам Романа Рыбакова), то соотношение расходов и полученного объема продукции выглядит вполне оптимистично. Пара квадратных метров посевной площади смогут полностью удовлетворить потребности вашей семьи в зеленных культурах. А расходов на электроэнергию при этом будет не больше, чем расходов на работу одного стационарного компьютера. Причем, как утверждает Роман Рыбаков, дальнейшее совершенствование светотехники позволит в недалеком будущем расходовать всего 100 ватт на квадратный метр (то есть расходы снизятся как минимум в полтора раза).

Конечно, пока в нашей стране рынок таких систем еще не сложился. Скорее всего, мы находимся только на первых этапах его становления. Тем не менее, со временем (в чем я абсолютно уверен), интереса к подобным разработкам буде все больше и больше. И главное значение здесь будут играть как раз образовательные программы. Ведь чтобы решиться на покупку столь мудреной, непривычной (и довольно дорогой) новинки, желательно предварительно с ней поработать, буквально потрогать ее руками. Поэтому обучение школьников работе с такими системами фактически готовит почву для появления нормального спроса. Я даже не исключаю, что со временем они станут для подрастающего поколения такой же привычной вещью, как ноутбуки и смартфоны. Фактически, мы получим двойной эффект – приобщение (через «цифру») к биологии и расширение производства продуктов питания. Теория и практика сольются воедино, а население увеличит грамотность в столь серьезных и жизненно важных вопросах. И не исключено, что в следующем поколении не только профессиональные растениеводы, но даже садоводы-любители будут легко «играться» с помощью девайсов с самыми разыми культурами, выращивая их по всем правилам передовой науки.

Олег Носков

Радиоизлучение делится на ближнюю и дальнюю к источнику зоны, и радиофизики ТГУ научились увеличивать ближнюю зону. Этот метод можно использовать при создании устройств, которые предназначены для радиолокации и неинвазивной диагностики внутренних органов человека и различных заболеваний. Учёные разработали прибор для регулирования ближней зоны радиоизлучения, выводы представлены в статье в журнале Journal of Applied Physics.

– Сред, которые поглощают радиоволны и трансформируют их в тепло, очень много – это, например, вода, земля, железо. Зондировать их при помощи радиоволн практически невозможно. Еще Попов – родоначальник радио – первым столкнулся с тем, что радиоволны не могут преодолеть преграды, и с тех пор начала развиваться радиолокация. Оказалось, что с помощью радиоволн можно определять наличие металлических объектов в туманах, за облаками, за горизонтом, – рассказывает профессор ТГУ Владимир Якубов.

Радиоизлучение делится на ближнюю и дальнюю к источнику зоны. Граница между ними достаточно резкая и называется каузальной поверхностью. За этой поверхностью возникает скин-слой, в котором радиоволна очень быстро (экспоненциально) затухает. Как правило, учёные исследуют дальнюю зону, это необходимо для создания антенн, работающих на большие расстояния. Ближнюю же зону стараются уменьшить, так как она не приносит заметной пользы с точки зрения связи и радиолокации.

Радиофизики ТГУ установили, что излучение в ближней зоне не имеет экспоненциального ослабления, а значит, оно может хорошо проникать в среды с большим коэффициентом поглощения, например, в человеческий организм. Достаточно лишь расширить границы ближней зоны, удаляя её от источника.

– Мы изготовили прибор, который позволяет приближать или удалять каузальную поверхность, и провели эксперимент с обычной водопроводной водой, которая является хорошим поглотителем радиоволн. Оказалось, ближнюю зону можно заметно продвинуть от источника, просто увеличив длину волны, т.е. сделав ее достаточно низкочастотной. Когда частота уменьшается, каузальная поверхность и скин-слой удаляются от источника, а когда увеличивается, то наоборот. Таким образом, варьируя эту границу, можно, например, увеличивать или уменьшать глубину проникновения радиоволн в тело человека. На этой основе можно проводить диагностику или лечить болезни органов, – поясняет Владимир Петрович.

Наступившее столетие, как мы знаем, принято связывать с развитием биологии и генетики. Именно биология на новом этапе будет определять общий характер современной науки. Параллельно этому в жизни людей ключевую роль станут играть экологические принципы, а само экологическое воспитание начнет оказывать определяющее влияние на облик человека будущего. Как раз на такой ноте 20 ноября в Институте цитологии и генетики СО РАН открылась Седьмая межрегиональная конференция «Современные подходы к организации юннатской деятельности».

Напомним, что в 1990-е годы руководство Института приложило все усилия к тому, чтобы сохранить в Академгородке Станцию юных натуралистов. Случилось так, что новоявленные «эффективные менеджеры» из правительства сочли тогда научное просвещение детей ненужным «пережитком» советских времен, поэтому юннатскому движению в стране грозило полное уничтожение. В ИЦиГ СО РАН просветительскую деятельность ценили высоко, понимая, насколько важным является приобщение подрастающего поколения к научной деятельности еще со школьной скамьи. С этой целью в Институте была организована Лаборатория экологического воспитания. Усилия себя полностью оправдали. Теперь юннатское движение стремительно развивается, а ИЦиГ СО РАН играет в данном процессе ключевую роль. Чему, кстати, служат и регулярно организуемые региональные конференции, собирающие юных натуралистов из разных городов страны. Так, в нынешнем году мероприятие посетили участники как минимум из семи регионов (НСО, Омская область, Алтайский Край, республика Алтай, Свердловская область, Кемеровская область, Иркутская область, Красноярский край).

Показательно, что на открытии конференции присутствовали представители мэрии Новосибирска. Это не удивительно. Мэрия изначально поддерживала Станцию юных натуралистов. Такой интерес к юннатскому движению имеет свои объяснения. Дело в том, что научное просвещение не ограничивается одной лишь профессиональной ориентацией. Разумеется, она берется во главу угла. Однако при этом надо учитывать и то, что мы сейчас называем экологическим воспитанием. По сути, речь идет о формировании нового мировоззрения, формировании нового человека, благожелательно настроенного в отношении живой природы.

Казалось бы, какая связь между развитием города и вопросами биологии? Тем не менее, такая связь есть. Об этом доступно рассказал начальник департамента промышленности, инноваций и предпринимательства мэрии Новосибирска Александр Люлько.  Он обратил внимание на то, что для многих из нас современный город до сих пор ассоциируется с железобетонными «коробками», с обилием стекла, пластика и металла. Такие представления достались нам в наследство от эпохи индустриализма, когда город воспринимался как цитадель промышленности, а человек служил неким «дополнением» к производству. Однако с тех пор всё поменялась. Теперь городская среда должна формироваться в строгом соответствии с экологическими принципами.  Поэтому современный город (по-настоящему современный) – это, прежде всего, «зеленый город», полный биоразнообразия, комфортный и наполненный свежим воздухом. Здесь должно быть много парков, скверов и прочих зеленых насаждений. Былой антагонизм между городом и живой природой будет, таким образом, преодолен.

«Перед нами стоит задача, - отметил Александр Люлько, - провести существенную модернизацию города Новосибирска к 2023 году, когда к нам на чемпионат мира приедет большое количество гостей». Что означает модернизация в указанном здесь контексте? Разумеется, речь идет о том, чтобы приблизить облик нашего города к облику городов передовых стран. И здесь как раз необходимо адекватное понимание современности. Раньше шутили, замечает чиновник, будто по улицам Новосибирска ходят медведи, хотя они здесь никогда не водились. Однако по нынешним меркам наличие на городских улицах диких животных совсем не свидетельствует об отсталости. Наоборот, современный «зеленый город» бывает привлекательным для братьев наших меньших. Такое можно уже сейчас увидеть в развитых странах, чьи города славятся своим комфортом. О медведях и прочих хищниках речи, конечно, не идет. Однако оленей и других безобидных травоядных вполне можно увидеть в самых комфортных городах мира.

«В качестве наглядного примера, – сказал Александр Люлько, - я могу привести Принстон. Там оленей вы можете спокойно встретить прямо возле жилых зданий. Можно привести пример Лондона. Это крупнейший мегаполис, который прославился, прежде всего, своими прекрасными парками. Или возьмите канадский Монреаль. Там разная живность садится тебе на колени, стоит только вам присесть в каком-нибудь парке».

Как раз такое вот биоразнообразие, считает чиновник, и отличает современный город от тех городов, которые застряли в прошлом веке. «Если мы хотим видеть Новосибирск современным городом, комфортным для проживания, мы должны сделать так, чтобы здесь было как можно больше живого, больше зеленых насаждений. Если же говорить о нашем жилье, то очень желательно, чтобы и там было некоторое биоразнообразие. Раньше такое биоразнообразие было представлено, в основном, горшками с цветами. Теперь же речь идет о сити-фермерстве. То есть когда в городских условиях мы сможем выращивать различные овощи и зелень. Это будет не только радовать глаз, но также приносить и практическую пользу. Сейчас мы в мэрии размышляем именно о таком развитии нашего города. И поэтому далеко не случайно мэр Новосибирска Анатолий Локоть совсем недавно посетил Лабораторию экологического воспитания», - подытожил Александр Люлько.

По его словам, сейчас рассматривается вопрос о создании – совместно с ИЦиГ СО РАН – Дарвинского образовательного центра. Это необходимо для того, чтобы развивать городскую среду как некую современную экосистему. Поэтому мэрия Новосибирска будет оказывать поддержку новому образовательному центру, а равно всем остальным направлениям, которые касаются создания современной комфортной городской среды.

От себя я бы добавил к сказанному, что внедрение в городскую среду таких вот «живых уголков» наблюдается даже в тех городах, которые более известны своими футуристическими небоскребами. В Нью-Йорке прямо на Манхеттене есть обычные коллективные огороды, где простые граждане с удовольствием выращивают цветы, зелень и овощи. Подобные зеленые участки есть и в других американских городах. Да и в Лондоне, как ни странно, также есть подобные огородики. Современные тенденции на самом деле резко расходятся с устоявшимися стереотипами. Что касается Новосибирска и, в частности, Академгородка, то здесь даже сохранились нетронутые участки живой природы. И в настоящее время, как мы знаем, в обществе разгорается дискуссия насчет того, что же делать дальше с этими участками, как их использовать в контексте стратегии развития города? Кто-то полагает, будто «развитию» необходимы новые площадки под высотную застройку (такого же мнения придерживаются и многие депутаты городского Совета). Однако, в свете современных экологических принципов само понятие развития требует радикального пересмотра. В этом смысле позиция мэрии нас вполне обнадеживает.

И уж в чем мы можем быть совершенно уверены, так это в том, что участники юннатского движения как раз несут в себе новый взгляд на формирование городской среды. Конечно, не обязательно должно случиться так, что все из них станут биологами. Однако не приходится сомневаться в том, что никому из этих ребят не придет в голову вырубать городские парки и закатывать все зеленые участки в бетон и асфальт.  Ведь кто-то из них в будущем вполне может оказаться в кресле большого городского начальника. Но их мировоззрение, их отношение к живой природе уже с сегодняшнего момента получает правильные установки. Пожалуй, в этом и заключается самая важная социальная роль экологического воспитания.

Олег Носков