Как ядерные исследования повлияли на кино и живопись, какие открытия середины XX века стали основой современных технологий и с какими источниками ионизирующего излучения мы сталкиваемся в повседневной жизни, узнали ульяновцы на лекциях популяризатора атомных технологий Антона Грехова, которые прошли 22 и 23 октября в рамках федерального проекта «Энергия науки» сети Информационных центров по атомной энергии (ИЦАЭ).

Антон Грехов — физик, разработчик учебных курсов по радиационной безопасности, начальник отдела по анализу и развитию рынков новых ядерных продуктов АО «ТВЭЛ».

«Энергия науки» началась 22 октября лекцией «Атом — часть культурного кода» в ИЦАЭ Ульяновска. На примерах литературы, комиксов, живописи и кино спикер показал, как научные открытия становились основой художественных сюжетов и образов.

Рассказ о литературе начался с романа Герберта Уэллса «Освобождённый мир», вышедшего в 1914 году, всего через три года после появления ядерной модели атома Резерфорда. Пока учёные исследовали устройство атома, фантаст уже представлял, как человечество сможет использовать заключённую в нём энергию. Как пояснил Антон Грехов, для своего сюжета писатель придумал элемент каролиний, способный выделять огромное количество энергии.

В супергеройских комиксах научные открытия давали авторам идеи для необычных способностей персонажей. В 1960-е годы появление таких способностей часто связывали с воздействием радиации: Человека-паука укусил радиоактивный паук, Брюс Бэннер превратился в Халка после гамма-облучения, а участники «Фантастической четвёрки» получили свои силы под воздействием космических лучей. По словам спикера, такие сюжеты отражали интерес общества к исследованиям излучения и его влияния на живые организмы.

В живописи Сальвадора Дали представления об устройстве материи получили иное воплощение. Антон Грехов обратил внимание слушателей на детали картин: в «Атомной Леде» фигуры и предметы словно парят в воздухе, не соприкасаясь друг с другом, а в «Галатее сфер» образ его жены и музы Галы складывается из множества отдельных шаров. Спикер связал эти художественные решения с интересом Дали к атомной физике и его стремлением соединить научные представления о материи с религиозными и мифологическими образами.

Говоря о кино, спикер разобрал образ Годзиллы из одноимённого фильма 1954 года. В этом сюжете радиация связана с пробуждением гигантского чудовища. Если в супергеройских комиксах облучение часто наделяло персонажей необычными способностями, то здесь атомная тема выражала тревогу перед последствиями использования новых технологий.

С историей атомной эпохи связан и знакомый многим знак мира. Антон объяснил, что художник Джеральд Холтом разработал его в 1958 году для движения за ядерное разоружение. В рисунке объединены положения флажков семафорной азбуки, обозначающие буквы N и D — первые буквы слов Nuclear Disarmament, «ядерное разоружение». Позднее этот знак получил более широкое значение и стал международным символом мира.

Лекция «Атом — часть культурного кода» стала частью тематического вечера «Наука всегда кстати: атомный мир», в программу которого также вошёл мастер-класс «Атомные коллажи». Руководитель ИЦАЭ Ульяновска Ольга Мартыненко познакомила участников с основными направлениями работы атомной отрасли и предложила представить, каким станет мир через 30–50 лет. Свои идеи гости воплотили в коллажах, собранных из фрагментов современных газет и журналов.

На следующий день Антон Грехов прочитал лекцию «Топ-10 научно-технических достижений 50–70-х годов XX века» в Гимназии № 33. Одной из тем стали исследования управляемого термоядерного синтеза, направленные на получение энергии при слиянии лёгких атомных ядер. Спикер объяснил, как работает токамак: в его кольцеобразной камере магнитное поле удерживает горячую плазму, ограничивая её контакт со стенками установки.

Затем школьники познакомились с устройством первого лазера, созданного Теодором Майманом в 1960 году. Он состоял из кристалла рубина, импульсной лампы и зеркал. «Лампа передавала энергию кристаллу. Свет многократно проходил через него, отражаясь от зеркал, и усиливался. Одно из зеркал пропускало часть излучения наружу, формируя узкий пучок. Сегодня лазеры широко применяют в медицине и в быту, например в приборах для измерения расстояний», — пояснил эксперт.

Говоря об открытии структуры ДНК, спикер показал «Фотографию 51», полученную Розалинд Франклин и Рэймондом Гослингом. На ней запечатлена картина рассеяния рентгеновских лучей, указывающая на спиральное строение молекулы. Эти данные вместе с результатами других работ помогли Джеймсу Уотсону и Фрэнсису Крику построить в 1953 году модель двойной спирали. Её устройство подсказало принцип копирования наследственной информации: каждая из двух цепей служит образцом для сборки новой.

Среди достижений этого периода спикер назвал и запуск первой в мире атомной электростанции в Обнинске в 1954 году. Её проектная электрическая мощность составляла 5 мегаватт. Антон объяснил, как на АЭС получают электричество: тепло реактора используют для образования пара, который вращает турбину, соединённую с генератором. Чтобы воплотить эту схему, инженерам потребовалось подобрать материалы, устойчивые к высоким температурам и коррозии, обеспечить отвод тепла и управление ядерной реакцией. От начала строительства станции до её пуска прошло около трёх лет.

«Я люблю физику, поэтому было интересно узнать, как появились вещи, которыми мы сейчас пользуемся каждый день. Обычно не задумываешься, сколько работы стояло за их созданием. После лекции я ещё смог отдельно поговорить с Антоном и задать свои вопросы. Спасибо за такую возможность», — поделился ученик 8-го класса Григорий.

В этот же день в УлГПУ им. И. Н. Ульянова состоялась лекция «Радиация. Обыденная и опасная». Антон Грехов объяснил, чем ионизирующее излучение отличается от других видов излучения: оно способно передавать веществу энергию, достаточную для удаления электронов из атомов. На примере микроволновой печи спикер разобрал распространённое заблуждение. Микроволны передают энергию молекулам и нагревают пищу, но к ионизирующему излучению не относятся.

Участники узнали, с какими природными источниками радиации сталкивается человек. Из грунта выделяется радиоактивный газ радон, который может накапливаться в помещениях, а природные радионуклиды содержатся в воде и продуктах питания. Например, в обычных бананах есть калий-40 — радиоактивный изотоп калия. Ещё один источник облучения — космические лучи. Во время авиаперелёта их воздействие сильнее, чем на поверхности Земли: над самолётом остаётся меньший слой атмосферы, поглощающей это излучение.

            Отдельно Антон остановился на использовании рентгеновского излучения в диагностике. При рентгенографии получают изображения в отдельных проекциях, а при компьютерной томографии проводят множество измерений с разных направлений, по которым компьютер восстанавливает послойные изображения внутренних структур организма. Дозы при этих исследованиях различаются и зависят от обследуемой области и настроек оборудования.

Чтобы сделать значения доз понятнее, Антон привёл пример авиаперелёта: «За десятичасовой перелёт в Таиланд человек может получить примерно 0,03 миллизиверта. Для сравнения: средняя годовая доза составляет около 3–5 миллизивертов. Получается, доза за один такой перелёт составляет около одного процента от годовой».

«Энергия науки» — проект сети ИЦАЭ, призванный знакомить жителей регионов с новейшими научными открытиями и идеями, чтобы формировать у аудитории широкую картину современной научной жизни.