Новые атомные реакторы, уникальные медицинские операции и путешествия во времени обсудили гости Информационного центра по атомной энергии (ИЦАЭ) Томска на «Языке Эйнштейна» 19 марта.

«Язык Эйнштейна» – это фирменное научно-популярное ток-шоу сети ИЦАЭ, на котором эксперты из разных областей делятся новостями из мира науки.

Владимир Кнышев, ведущий эксперт Инженерной школы ядерных технологий ТПУ, поделился с гостями новостью о завершении первого этапа испытаний в экстремальных условиях топлива для высокотемпературного газоохлаждаемого реактора.

Высокотемпературный газоохлаждаемый реактор (ВТГР) — это вид ядерного реактора, охлаждаемый газом (обычно гелием), а не водой, как большинство традиционных реакторов. Он способен работать при высоких температурах, превышающих стандартные параметры водо-водяных реакторов.

Топливо для ВТГР имеет особенности, отличающие его от ядерного топлива, используемого в водо-водяных реакторах. Такое топливо должно иметь высокую степень герметичности и надёжности и выдерживать экстремальные температуры и давление.

Разработкой такого топлива активно занимаются учёные «Росатома», а испытания проводятся в городе Димитровград Ульяновской области. На первом этапе образцы топлива ВТГР облучались в течение более 700 часов при максимальной температуре на уровне 1600 градусов Цельсия.

По результатам испытания подтверждено, что многослойное защитное покрытие топлива ВТГР надёжно удерживает образующиеся в ходе деления ядерного топлива газообразные продукты даже в условиях длительного облучения при температурах, примерно на 500 градусов Цельсия, превышающих параметры нормальной эксплуатации реакторной установки.

Дальнейшее развитие идеи ВТГР и ввод их в эксплуатацию позволит применять такие реакторы для решения разнообразных задач. Высокие температуры, достигаемые в реакторе, позволяют повысить эффективность теплового цикла, что ведёт к увеличению КПД электростанций. ВТГР может использоваться как для больших централизованных станций, так и для малых модульных реакторов, устанавливаемых ближе к потребителям, например на производствах, расположенных вдали от основной энергетической инфраструктуры.

Также ВТГР можно будет применять для производства водорода, опреснения воды и использовать его в производственных процессах, требующих высоких температур, например, при выплавке стали. Побочное тепло от работы подобных реакторов может быть использовано в системах теплоснабжения промышленных объектов или населённых пунктов.

Новость от кандидата технических наук, доцента Инженерной школы неразрушающего контроля и безопасности ТПУ Андрея Коломейцева была связана с квантовой физикой и парадоксами, которые в теории могут возникать при путешествии во времени в прошлое. Подобный сценарий характерен для большого количества научно-фантастических произведений, в которых путешественник во времени, меняя прошлое, делает подобные путешествия невозможными, а следовательно, делает невозможным своё вмешательство.

Хотя путешествия во времени людей на данный момент возможны только в фантастике, в квантовой механике теоретически исследуются замкнутые временеподобные кривые. Так называют гипотетические структуры пространства-времени, позволяющие объектам возвращаться в своё собственное прошлое. Они представляют собой траектории в четырёхмерном континууме, которые замыкаются сами на себя, образуя петлю.

Итальянский физик Лоренцо Гавассино предложил решение проблемы самосогласованности подобных систем. Его работа демонстрирует, что системы, путешествующие по таким кривым, благодаря дискретизации энергетических уровней и особенностям термодинамического поведения, автоматически возвращаются в исходное состояние, исключая возникновение временных парадоксов.

Важный результат работы заключается в том, что система на замкнутой временеподобной кривой не может изменять прошлое таким образом, чтобы возникали логические противоречия. Поскольку все состояния системы возвращаются к первоначальным значениям, включая физические процессы памяти наблюдателей, изменение прошлого становится невозможным.

Вечер закончился новостями медицины. Кандидат медицинских наук, хирург Андрей Байтингер рассказал об уникальной операции, впервые проведённой томскими хирургами.

Мужчина из Перми получил серьёзную травму стопы в результате производственной аварии, когда на него наехал электропогрузчик. После неудачной попытки местных хирургов восстановить стопу путём пришивания оторванного кожного фрагмента, пациенту пришлось обратиться в Томский институт микрохирургии.

Врачи разработали уникальную методику реконструкции стопы, поскольку использование обычной кожи для замены повреждённой подошвы оказалось невозможным из-за недостаточной прочности. Вместо этого специалисты пересадили плотные кожные фрагменты с других участков тела пациента, включая вторую стопу, обеспечив необходимые условия для приживаемости тканей. Операция длилась десять часов и завершилась успехом — спустя две недели стало ясно, что процедура прошла удачно. Сейчас пациент выписан и находится под наблюдением врачей в Перми.

Своими впечатлениями от прошедшего вечера поделилась Мария Филатова: «Очень интересные новости, хотя, конечно, ту, которая про путешествия во времени, понять очень сложно. Хорошо, что есть подобные события, на которых можно обсудить науку в неформальной обстановке. Особенно понравилось новое место, оно добавило необычной атмосферы и сделало обсуждение новостей более живым».

«ИЦАЭ OPEN» — проект сети ИЦАЭ. Еженедельно Информационные центры или внешние пространства становятся открытыми площадками, на которых любители интеллектуального досуга могут пообщаться с учёными, сыграть в интеллектуальные и настольные игры, стать зрителями научно-популярных ток-шоу и участниками мастер-классов.