«От Аркаима до Южноуральской АЭС»: в Челябинске 22-23 августа состоялся пятый фестиваль науки «КСТАТИ», посвящённый 80-летию атомной отрасли. Гостей фестиваля ждали два дня, наполненных общением с учёными, рассказами о людях, открытиях и технологиях, рождённых в Челябинской области. Фестиваль организован сетью Информационных центров по атомной энергии (ИЦАЭ) и проводился совместно с Государственным историческим музеем Южного Урала при поддержке Госкорпорации «Росатом».

От Штирлица до мемов

Первый день фестиваля «КСТАТИ» прошёл на площадке ИЦАЭ Челябинска. Открыла программу командная интеллектуальная игра «Адреналин», посвящённая истории атомной отрасли. Отвечая на вопросы, игроки смогли убедиться в том, насколько велика и важна атомная индустрия, её следы можно обнаружить повсюду: в литературе, кино, фольклоре и даже географии. Часть вопросов про следы, которые уже заметны, а часть – про следы, которые проявятся в будущем и о них уже будут говорить наши потомки.

Например, с вопросами, посвящёнными известному литературному и киногерою Максу Штирлицу, который по сюжету романа, написанного Юлианом Семёновым, должен был сорвать создание атомной бомбы, и с вопросом про известных физиков-атомщиков Юлия Харитона и его ученика Евгения Забабахина лучше справились команды с игроками старшего поколения. Зато молодые люди без труда отвечали на вопросы про мемы, современное искусство и песни группы «Uma2rman».

Карманный Курчатов

В одном из атомных городов Южного Урала — Снежинске — уже сегодня активно развивают аддитивные технологии. Студент СФТИ НИЯУ МИФИ, студент «Росатома» Никита Гнеушев рассказал о технологиях 3D-печати, меняющих будущее промышленности, и провёл мастер-класс, на котором гости ИЦАЭ могли самостоятельно сделать памятные фигурки из двухкомпонентного пластика.

«Такая технология применяется в различных сферах, например, быстрое проектирование, снятие копий, создание и реставрирование произведений искусства, — пояснил эксперт. — Аддитивные технологии позволяют создавать то, что либо очень дорого создавать классическими технологиями, либо вообще невозможно. Например, у нас в институте есть модель тепловыделяющей сборки атомного реактора, и она была напечатана на металлическом 3D-принтере за один день. Чтобы сделать её с помощью обычных технологий, нужно где-то получить тонкие металлические трубки, взять такой же тонкий металлический профиль, согнуть его в форме спиралек и каждую спиральку приварить к трубкам, потом эти трубки спаять друг с другом – всё это долгая и трудная работа».

Особой популярностью пользовались фигурка в виде руководителя советского атомного проекта Игоря Васильевича Курчатова, маленький ледокол и герб Челябинска. Фигурки миниатюрные, их можно носить в кармане, и как признавались, некоторые участники мастер-класса, из них получились хорошие талисманы, которые должны принести удачу тем, кто хочет посвятить себя науке и, возможно, найти работу в большой семье предприятий ГК «Росатом».

«Зубной налёт – это круто!»

Прикоснуться к истории смогли участники интерактивной лекции Андрея Епимахова, доктора исторических наук, главного научного сотрудника, руководителя Южно-Уральского археологического центра Института истории и археологии УрО РАН, профессора Южно-Уральского государственного университета. Лекция прошла в музее «Народы и технологии Урала» ЮУрГУ. Участники лекции могли задать эксперту вопросы об истории археологических находок на Южном Урале.

Так Андрей Епимахов рассказал, почему археологи радуются зубному налёту. У найденных при раскопках черепов, конечно.

«Зубной налёт – наилучший источник информации о рационе человека. Это уникальная вещь, позволяющая увязать конкретного человека и конкретную еду, которую он в течение жизни употреблял, — рассказал эксперт. – Налёт – это нереализованная часть, за счёт чего очень хорошо сохраняется то, что мы по другим данным понять не можем».

Поделился учёный и тем, какие экспонаты он любит больше всего. Любимой оказалась витрина с экспонатами эпохи бронзового века. Например, предмет, названный Андреем соплом печи, найденный в погребении. Эта находка помогла археологам увязать человека и его занятие при жизни, что бывает крайне редко. Изучив сопло, учёные точно могут сказать, что этот человек был металлургом и умел обращаться с металлом.

Слушатели долго не отпускали лектора и задавали ему вопросы. Примечательно, что часть наукоемкого археологического оборудования и материалов можно было подержать в руках.

Будущее, которое уже наступило

Когда квантовые разработки выйдут из лабораторий в реальную жизнь? Поразмышлять об атомной отрасли и её развитии смогли участники и слушатели научно-популярного ток-шоу «Public Talk. Горизонты атома». В формате открытого диалога с экспертами гости ИЦАЭ Челябинска обсудили технологии и материалы, над которыми работают ведущие предприятия Госкорпорации «Росатом».

Квантовые технологии

Заместитель научного руководителя группы в Российском квантовом центре, руководитель группы в «Росатом – Квантовые технологии» Дмитрий Чермошенцев познакомил зрителей с историей развития квантовых компьютеров, с современным состоянием дел в квантовом секторе и с теми задачами, решить которые человечеству поможет квантовый компьютер.

«На самом деле, квантовые технологии давно пришли в нашу жизнь, просто мы не называли их квантовыми. И обычные мобильные телефоны, и медицинские инструменты, и Большой адронный коллайдер – технологии самые что ни на есть квантовые, — пояснил Дмитрий. — Мы можем использовать удивительные свойства квантового мира, чтобы создавать новые технологии. Сейчас есть три больших области для работы. Первая – квантовые вычисления – то есть создание таких устройств, как квантовые компьютеры, которые строятся для того, чтобы решать сложнейшие задачи, которые возникают у человечества. Например, поиск новых лекарств или пробки на дорогах. Вторая область – это квантовая сенсорика – создание очень чувствительных детекторов, которые помогут нам регистрировать очень-очень слабые сигналы, например, которые генерирует наш мозг. И третья важная область – квантовые коммуникации, то есть защита данных».

Эксперт рассказал, что создание квантового компьютера часто сравнивают с Атомным проектом, который был в ХХ веке, а квантовый компьютер называют «атомной бомбой XXI века». Но переживать, по словам учёного, не нужно, потому что помимо того, что учёные разрабатывают «квантовый меч», уже разработан и «квантовый щит». Существует целая специальная технология, которая называется квантовыми коммуникациями и позволяет на фундаментальном уровне защищать наши данные от взлома.

В России квантовые компьютеры разрабатываются в ГК «Росатом» в рамках дорожной карты «Квантовые вычисления». Уже есть 16-кубитные, 35-кубитные и два 50-кубитных суперкомпьютера, благодаря чему Россия входит в топ-6 стран с квантовыми компами на 50 и более кубитов. И это всего за 4 года. «Росатому» удалось под единым зонтиком собрать все ведущие команды разработчиков.

Композитные материалы

«Люди очень давно стали использовать композитные материалы. Около 3500 лет назад в Древнем Египте и Месопотамии строители в глину добавили солому и это и был первый композитный кирпич, который превзошёл по своим характеристикам солому и глину по отдельности, — рассказал Фёдор Новиков, заместитель директора департамента по связям с общественностью Композитного дивизиона ГК «Росатом», основатель проекта «Росатом Композиты внутри». – В XIX веке изобрели углеродное волокно и стекловолокно, в начале ХХ века впервые получили уже композиты – углепластик и стеклопластик, то есть смешали углеродное или стекловолокно с эпоксидной смолой и получили материал значительно превосходящий по характеристикам его отдельные составляющие.

Углеродное волокно в 5 раз прочнее и в 3 раза легче стали, не подвержено коррозии и устойчиво к перепадам температур, при этом само волокно тоньше человеческого волоса в 10 раз. Первое применение такие материалы нашли в авиации: чем легче и прочнее самолёт, тем дальше он летит, тем больше экономит топливо. Эксперт пояснил, что композиты, например, делают газовые центрифуги, которые используются для обогащения урана, более эффективными.

В Композитном дивизионе «Росатома» сформирована полная технологическая цепочка: от продуктов переработки нефти до готовых углекомпозитов для авиации и других отраслей промышленности и от кварцевого песка до композитных ветролопастей . Всё это реализовано на 17 заводах в 13 регионах России.

Сейчас композитные материалы применяют в различных областях: судостроение, автомобилестроение и атомная энергетика, изготовление лопастей для ветряков, деталей самолётов, ракет, автомобилей, мотоциклов, велосипедов, скейтбордов, клюшек для хоккея, музыкальных инструментов. Кстати, у гитар из композитов участникам обсуждения удалось найти единственный минус: если какой-нибудь рокер захочет разбить на сцене такую гитару, у него ничего не выйдет.

Литий-ионные батарейки

«На самом деле, электрокарам 150 лет, то есть электрические автомобили физически появились на 50 лет раньше автомобилей с двигателем внутреннего сгорания, — начал своё выступление Алексей Нешта, популяризатор литий-ионных батарей, автор блога «Амбассадор литий-иона» в Телеграм, представитель компании «РЭНЕРА». – Главной причиной, по которой электромобили так мощно стартанули, а потом на время канули в небытие – батарейки плохие! Батарейки в то время были свинцово-кислотные, тяжёлые, с малым ресурсом, требовали большого внимания к температуре, быстро умирали и электромобили не могли ехать далеко».

С бензином, по словам эксперта, обращаться было проще, поэтому-то бензиновые двигатели и вытеснили электрические. Так и было, пока в 70-е годы прошлого столетия нефтяные компании не стали жаловаться на нехватку нефти, тогда и заговорили о литий-ионных накопителях энергии.

ГК «Росатом» создала в России новую отрасль по производству литий-ионных аккумуляторных батарей. Сейчас компания «РЭНЕРА» достраивает две гигафабрики. Из производимых модулей можно собирать батареи для электробусов, грузовиков, рельсового транспорта и легковых электромобилей.

«Одна литий-ионная аккумуляторная ячейка даёт электромобилю примерно полтора километра пробега, потом её нужно заряжать. Одна гигафабрика производит в год 18 миллионов аккумуляторных ячеек. И если мы представим себе, что мы взяли электромобиль, поставили в него одну ячейку, через полтора километра поменяли и сделали так со всем складом готовой продукции, то этот автомобиль проедет 27 миллионов километров – это 700 раз вокруг экватора или 35 раз до Луны и обратно», — подвёл впечатляющий итог эксперт.

Термоядерный синтез

«Уникальные материалы, почти невидимые, но суперважные кванты, литий-ионные накопители. И везде фигурирует одно понятие – энергия, — начал разговор о ещё одной технологии будущего Александр Петров, руководитель пресс-службы Проектного центра ИТЭР Госкорпорации «Росатом». — Потребление электроэнергии человечеством за последние 25 лет выросло в 2 раза и будет только расти, справляться с этим поможет ИТЭР».

Термоядерный синтез в природе происходит внутри звёзд, где гигантское давление и температура заставляют атомы водорода сталкиваться и превращаться в гелий, выделяя энергию. На Земле термоядерный синтез исследуется в рамках программ по разработке управляемой термоядерной реакции. ИТЭР —международный проект создания экспериментального термоядерного реактора. Это гигантский токамак высотой с девятиэтажный дом и весом 23 000 тонн. Внутри него действуют сверхпроводящие магниты, они создают магнитное поле в 280 000 раз сильнее земного, удерживая плазму в вакуумной камере.

В проекте ИТЭР участвуют 35 стран, включая Россию. В нашей стране разрабатывают, производят и поставляют 25 систем будущей установки, которая, по словам эксперта, позволит человечеству исполнить давнюю мечту – зажечь искусственное Солнце на Земле.

Самый хорошо и самый мало изученный орган человека

Завершила программу первого дня лекция Алексея Решетуна, судебно-медицинского эксперта, автора научно-популярных книг и блога mossudmed, сотрудника Российского национального исследовательского медицинского университета имени Н.И. Пирогова Минздрава России. Эксперт рассказал, как устроен самый хорошо и самый мало изученный орган человека – головной мозг, чем отличается левое полушарие от правого и есть ли у мозга «лишние» части.

«Для меня, как для человека, который с самого раннего возраста интересуется морфологией и анатомией, первые же строки о нервной системе, где рассказывалось о развитии головного мозга, когда я начал изучать анатомию на первом курсе медицинского университета, выглядели чем-то чудесным», – начал лекцию учёный.

Он рассказал обо всех этапах формирования головного мозга, способах изучения мозга и инструментах, с помощью которых это изучение производят врачи-патологоанатомы. Эксперт пояснил, что по строению клеточных рядов, по микропрепаратам учёные могут отличить мозг мужчины от мозга женщины, но по-прежнему остаётся загадкой, где и как в мозге человека зарождаются душа и личность. Главным лайфхаком для сохранения мозга в здоровом состоянии учёный назвал достаточный сон, а также отказ от вредных привычек.

Об интересе жителей и гостей Челябинска к работе и творчеству Алексея Решетуна говорят переполненные залы ИЦАЭ и закрытая за считанные часы регистрация на лекцию.

В течение дня в ИЦАЭ работала выставка изобретений Детского технопарка «Кванториум». Интересно, что свои разработки ребята выполняли по заданиям челябинских заводов и предприятий. Например, Кирилл Табаков и Дмитрий Гилядов вместе со своей командой получили задание на улучшения системы логистики решений для завода «Метран». С заданием ребята справились и некоторые их предложения уже внедрены на заводе.

«Научный ринг. Нейронные сети»

Второй день фестиваля прошёл на площадке Государственного исторического музея Южного Урала. Открыло программу научно-популярное ток-шоу «Научный ринг. Нейронные сети». Оно прошло в форме дебатов на тему «Превзойдет ли ИИ способности своего создателя». Модератором научных боёв стала Лия Захарова, медицинский журналист, автор книги «Онколикбез», специалист по связям с общественностью Федерального центра сердечно-сосудистой хирургии г. Челябинска.

Сергей Николаев, генеральный директор и сооснователь компании CyberPhysics, кандидат технических наук отстаивал позицию «да, превзойдет». По мнению эксперта, ИИ уже превзошёл человека.

«И это подтверждают экономические показатели. Всё больше предпринимателей прибегают к использованию нейросетей. Ещё я работал в вузе, так вот большинство студентов пользовались нейросетями при написании курсовых и дипломных работ, и они с этим отлично справлялись», — привёл Сергей аргумент в поддержку своей позиции.

«ИИ – это инструмент. И как замена той профессии, которая является инструментом, он хорошо подходит. Например, если мы говорим про сварку, то сваривать вместо человека уже может робот. Во всём, что связано с какой-то конкретной задачей, которую можно решить вычислительными операциями, анализом данных, систематизацией, ИИ, конечно, превзойдёт человека», — высказалась в поддержку позиции «да, превзойдёт» секундант Сергея Николаева Забава Устинова, ассистент кафедры теории корабля факультета кораблестроения и океанотехники, специалист отдела профориентации в Санкт-Петербургском государственном морском техническом университете.

Павел Шарагин, научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории цифровых и вычислительных методов дозиметрии Южно-Уральского федерального научно-клинического центра медицинской биофизики ФМБА России отстаивал позицию «нет, не превзойдет». Его секундантом выступила Анна Гумина, биолог патологоанатомического отделения клиники Южно-Уральского государственного медицинского университета (ЮУГМУ), ассистент и преподаватель кафедры гистологии, цитологии и эмбриологии ЮУГМУ, ассистент и преподаватель кафедры микробиологии, иммунологии и общей биологии Челябинского государственного университета.

«Главным барьером для превосходства искусственного интеллекта является его ограниченность, то есть чем больше вы общаетесь с ChatGPT, тем больше вероятность, что он забудет, с чего начался разговор. Во-вторых, барьером для ИИ является его носитель, структура процессора – она двухмерная, в то время как мозг человека имеет трехмерную структуру», — такие аргументы привёл Павел Шарагин. Но главный упор в отстаивании своей позиции команда «Против» сделала на вопросах этики, которые недоступны для искусственного интеллекта.

Кто был более убедителен – решали зрители. Победа в итоге осталась за командой, отстаивавшей позицию «нет, не превзойдёт».

«Зумеры» атомной энергетики

На открытой крыше гости фестиваля науки «Кстати» поразмышляли о будущем атомной энергетики вместе с кандидатом технических наук, доцентом кафедры тепловых электрических станций Уральского Федерального университета Александрой Вальцевой на лекции «Бесконечные возможности маленького атома». Слушатели узнали о разных поколениях реакторов – от первых советских до «зумеров» атомной энергетики – реакторов поколения III и III+, а также об их отличиях друг от друга. И порассуждали о том, какое будущее ждёт энергетику.

«Я за атомное! Я верю в атомную энергетику и в атом. Например, термояд – это ещё очень неисследованный процесс, он нам светит щёлкой в двери, но какой это свет – тёплый или холодный, пока никто не знает, – пояснила Александра. – Да, у атомной энергетики тоже есть минусы, но с этими минусами человек может побороться. И мы уже живём во время, когда эти минусы превращаются пусть в небольшие, но плюсики».

Дефиле с клюшкой

Что ближе к Высокой Моде: шёлк или углеродное волокно? Что общего у модного показа и лаборатории композитных материалов? Как «композиты» связаны со спортом в Челябинской области? Ответы на эти вопросы узнали зрители научного дефиле, на котором были представлены модные коллекции южноуральских студентов-дизайнеров и презентованы последние разработки из композитных материалов. Прокомментировал дефиле Фёдор Новиков, заместитель директора департамента по связям с общественностью Композитного дивизиона ГК «Росатом».

«Классная идея, когда ты через понятное широкому спектру людей рассказываешь про сложную материю и технологии. Если бы сухим научным языком рассказывать про композиты, половина зрителей уснула бы, — отметил Фёдор. – Композиты уже прочно вошли в нашу жизнь: самолёты, поезда, автобусы, спортивные товары. За чем будущее, там и «Росатом», в том числе и композиты – прекрасный продукт и неядерное направление бизнеса».

Изюминкой модного показа стал выход на импровизированный подиум хоккеиста в снаряжении из композитных материалов.

«Первый раз я участвовал в модном дефиле и сразу на научном фестивале, необычно, — поделился впечатлениями юный хоккеист Олег Митяев. – Заодно узнал, из какого материала делают амуницию для хоккея, хорошо, когда есть легкие и прочные материалы, это делает игру качественной, хотя вратарские клюшки выбираю тяжёлые, так я чувствую ворота».

Из Челябинска на Северный полюс

Как стать полярником? Как устроены «Арктический автобус» и атомный ледокол? Гостям фестиваля помогали найти ответы на эти и другие вопросы участники научно-популярного ток-шоу «Public Talk: от Челябинска до Арктики». Модератором встречи выступил Артём Шуварин, амбассадор «Росатома», медиатехнолог и выпускник «Мастерской новых медиа».

О том, когда появится электромобиль, который сможет на одном заряде доехать до Арктики, размышлял популяризатор литий-ионных батарей Алексей Нешта.

«В этом году автомобиль «Атом» на ледоколе достиг Северного полюса, покатался там на льду немного, потому что Арктика – экологически чистое место, и батарейка выдержала, – рассказал Алексей. – Летом на Северном полюсе не сильный мороз, а литий не любит влагу. На холоде такая литий-ионная батарея быстро садится, и если бы она была в неприкрытом виде, то сразу «сдохла» бы. Поэтому наш электромобиль иногда заводится, либо подогревая батарею, либо охлаждая. И зимой автомобиль разряжается быстрее не потому. что батарея замёрзла, а потому что мы взяли энергию на собственный обогрев».

Добраться до Северного полюса и перемещаться в Арктике сегодня можно на атомных ледоколах, о строении которых рассказала Забава Устинова, ассистент кафедры теории корабля факультета кораблестроения и океанотехники, специалист отдела профориентации в Санкт-Петербургском государственном морском техническом университете, и на «Арктическом автобусе». Про разработку и особенности автомобилей, способных перемещаться посуху в Арктике, рассказал участникам фестиваля Александр Никонов, директор Центра компьютерного инжиниринга, кандидат технических наук. Кроме этого, челябинцы задавали экспертам вопросы о том, как принять участие в таких просветительских проектах ГК «Росатом», как «Ледокол знаний», и просили поделиться впечатлениями от покорения Северного полюса.

Квантовая физика feat органная музыка

Финальным аккордом фестиваля стало научно-музыкальное шоу «Квадрат эволюции», где квантовые технологии и экспериментальная музыка сплелись в единое целое. О технологиях и музыке будущего рассуждали Дмитрий Чермошенцев, заместитель научного руководителя группы в Российском квантовом центре, руководитель группы в «Росатом – Квантовые технологии» и Владимир Хомяков, органист, народный артист Российской Федерации, солист Челябинской государственной филармонии, органный мастер Зала камерной и органной музыки «Родина» г. Челябинска.

Рассказ об истории квантовой физики Дмитрий Чермошенцев начал с XVII века и открытий Исаака Ньютона. В это же время творил Иоганн Себастьян Бах – непревзойдённый гений органной музыки. «Если в физике всё берёт своё начало, развивается и подходит к каким-то своим вершинам, то в органной музыке всё наоборот», — начал свой рассказ Владимир Хомяков.

От корпускулярной теории света Исаака Ньютона до современных квантовых компьютеров, от совершенных произведений Иоганна Себастьяна Баха до экспериментов и джазовой импровизации на органе: как нити ДНК переплетались рассказы экспертов о квантовой физике и органной музыке.

Заворожённые звуками органа, зрители долго не спешили покидать площадку после завершения фестиваля

«Я посетил фестиваль полностью! Мне очень понравилось. Много спикеров, они все готовы дать ответы на вопросы, высказать свою профессиональную точку зрения ивыслушать вас», — поделился впечатлениями Иван Козлов. «Приятно удивила широта тем, затронутых на фестивале: не только атомные реакторы и безопасность на АЭС, но и новые материалы, строение ледоколов, мода и искусство. Мне очень понравилось!» — рассказал Данил Ряхов.

Фестиваль науки «КСТАТИ» организован сетью ИЦАЭ при поддержке ГК «Росатом». Это марафон интерактивных лекций, научно-популярных ток-шоу, интеллектуальных игр и мастер-классов, цель которых – рассказать участникам об интересах современной науки и проблемах, которыми занимаются учёные по всему миру, а также о том, какое значение имеют научные исследования для повседневной жизни обычного человека.