Badania superciężkich pierwiastków, prace nad nanomateriałami do magazynowania energii, badania rozwoju Wszechświata tuż po Wielkim Wybuchu - takie możliwości daje Zjednoczony Instytut Badań Jądrowych w Dubnej, którego członkiem jest Polska. O polskim wkładzie w prowadzone tam badania opowiada prof. Michał Waligórski.
To, że polscy fizycy jądrowi zaangażowani są w międzynarodowe badania prowadzone przy Wielkim Zderzaczu Hadronów w szwajcarskim CERN pod Genewą nie budzi zdziwienia. Mniej osób wie jednak, że Polska ma też spory udział w innym wielkim międzynarodowym projekcie - Zjednoczonym Instytucie Badań Jądrowych (ZIBJ), zlokalizowanym w Dubnej, w Rosji.
Dubna mieści się nad brzegami Wołgi, 120 km na północ od Moskwy. Instytut zatrudnia łącznie ponad 4,5 tys. osób, w tym ok. 1,2 tys. pracowników naukowych. Pracuje tam stale ponad 30 polskich fizyków i inżynierów. Co roku przyjeżdża z Polski do ZIBJ na krótkie pobyty 80-100 fizyków i specjalistów, a także ok. 70 studentów, uczniów i nauczycieli.
„W Dubnej, obok badań podstawowych, pracujemy nad wykorzystaniem fizyki jądrowej w nauce, ale także i w technologii. Kształcimy naukowców, studentów i kadry techniczne, ucząc ich najnowszej fizyki oraz najwyższych technologii” - mówi przedstawiciel Rządu RP w międzynarodowym Komitecie Pełnomocnych Przedstawicieli w Zjednoczonym Instytucie, prof. Michał Waligórski z IFJ PAN w Krakowie.
O ile w szwajcarskim CERN do dyspozycji naukowców oddano najpotężniejszy w świecie zderzacz protonów LHC (Large Hadron Collider), o tyle badania w Dubnej są bardziej rozproszone. Budowany jest tam wprawdzie porównywalny z LHC zderzacz ciężkich jonów NICA, ale działa tam również wiele mniejszych, choć unikalnych w skali świata urządzeń (m.in. cyklotrony o różnych mocach i możliwościach, impulsowy reaktor jądrowy, spektrometry i detektory). Udział w indywidualnych badaniach z założenia brać mogą mniejsze zespoły nastawione na realizację badań bardziej autorskich. Dzięki temu eksperymenty prowadzić mogą zespoły z mniejszych ośrodków badawczych, które nie dysponują tak wysokimi budżetami i tak licznymi zespołami fizyków jakich wymagają eksperymenty w fizyce cząstek elementarnych wykorzystujące LHC w Genewie. Zresztą fizycy z ZIBJ i CERN ściśle ze sobą współpracują przy tych wielkich eksperymentach.
Sztandarowym projektem ZIBJ jest też BAIKAL GVD (Gigaton Volume Detector). Zatopiony w krystalicznie czystych wodach jeziora Bajkał (a więc daleko od Dubnej) na głębokości pomiędzy jednym a dwoma kilometrami poniżej poziomu wody tego jeziora zestaw ponad 10 tys. fotopowielaczy będzie obserwował, w objętości ponad 1 kilometra sześciennego wody oddziaływania cząstek promieniowania kosmicznego o skrajnie wysokich energiach oraz towarzyszące im neutrina. Wspólnie z podobnymi „teleskopami neutrinowymi”, np. międzynarodowym IceCube na Antarktydzie, bada się skąd z Kosmosu cząstki te przychodzą i jaka jest fizyka gwiazd i galaktyk Kosmosu.
W projekcie BAIKAL GVD zaangażowani są już naukowcy z Instytutu Fizyki Jądrowej PAN w Krakowie. Unikalnym urządzeniem badawczym w ZIBJ, które wykorzystuje w swoich pracach liczna grupa z Polski, jest też impulsowe źródło neutronów IBR-2. Prof. Waligórski wyjaśnia, że podobnie jak obracające się wiaderko z wodą na sznurku, obracający się element masy podkrytycznej uranu-235 zbliżając się na ułamek sekundy do drugiego takiego elementu inicjuje chwilowo „atomową” reakcję rozszczepienia, co generuje silne impulsy neutronów.
Dubna jednak to nie tylko badania podstawowe, ale również i badania nad praktycznym wykorzystaniem energii jądrowej. W instytucie opracowuje się m.in. membranowe filtry, które przepuszczają tylko molekuły o precyzyjnie wyznaczonych rozmiarach - np. wielkości bakterii czy wirusów.
Koszty funkcjonowania Dubnej to ok. 200 mln dol. rocznie. 80 proc. tej kwoty opłaca Federacja Rosyjska, a 20 proc. - pozostałe państwa członkowskie. Z racji swojego dochodu narodowego, Polska jest wśród nich najwyższym płatnikiem - obecnie wkład Polski wynosi ok. 10 mln dol. rocznie (5 proc. budżetu ZIBJ). Prof. Waligórski tłumaczy jednak, że pieniądze te częściowo wracają do Polski. Dzięki nim finansowane są bowiem wynagrodzenia i badania polskich naukowców biorących udział w pracach ZIBJ. Z części polskiej składki ZIBJ buduje się też w krakowskim synchrotronie UJ Solaris wspólną linię badawczą, z której będą mogli korzystać zarówno badacze z krajów członkowskich ZIBJ, jak i gospodarze - UJ. Uzupełni to badania ciała stałego prowadzone w Dubnej, która nie dysponuje synchrotronem.
Członkami ZIBJ w Dubnej są: Armenia, Azerbejdżan, Białoruś, Bułgaria, Czechy, Gruzja, Kazachstan, Korea Płn., Kuba, Mołdawia, Mongolia, Polska, Federacja Rosyjska, Rumunia, Słowacja, Ukraina, Uzbekistan i Wietnam. Natomiast pięć państw uczestniczy w ZIBJ na mocy umów dwustronnych. Tymi państwami są: Egipt, Niemcy, RPA, Serbia oraz Węgry.
Dubna mieści się nad brzegami Wołgi, 120 km na północ od Moskwy. Instytut zatrudnia łącznie ponad 4,5 tys. osób, w tym ok. 1,2 tys. pracowników naukowych. Pracuje tam stale ponad 30 polskich fizyków i inżynierów. Co roku przyjeżdża z Polski do ZIBJ na krótkie pobyty 80-100 fizyków i specjalistów, a także ok. 70 studentów, uczniów i nauczycieli.
„W Dubnej, obok badań podstawowych, pracujemy nad wykorzystaniem fizyki jądrowej w nauce, ale także i w technologii. Kształcimy naukowców, studentów i kadry techniczne, ucząc ich najnowszej fizyki oraz najwyższych technologii” - mówi przedstawiciel Rządu RP w międzynarodowym Komitecie Pełnomocnych Przedstawicieli w Zjednoczonym Instytucie, prof. Michał Waligórski z IFJ PAN w Krakowie.
O ile w szwajcarskim CERN do dyspozycji naukowców oddano najpotężniejszy w świecie zderzacz protonów LHC (Large Hadron Collider), o tyle badania w Dubnej są bardziej rozproszone. Budowany jest tam wprawdzie porównywalny z LHC zderzacz ciężkich jonów NICA, ale działa tam również wiele mniejszych, choć unikalnych w skali świata urządzeń (m.in. cyklotrony o różnych mocach i możliwościach, impulsowy reaktor jądrowy, spektrometry i detektory). Udział w indywidualnych badaniach z założenia brać mogą mniejsze zespoły nastawione na realizację badań bardziej autorskich. Dzięki temu eksperymenty prowadzić mogą zespoły z mniejszych ośrodków badawczych, które nie dysponują tak wysokimi budżetami i tak licznymi zespołami fizyków jakich wymagają eksperymenty w fizyce cząstek elementarnych wykorzystujące LHC w Genewie. Zresztą fizycy z ZIBJ i CERN ściśle ze sobą współpracują przy tych wielkich eksperymentach.
Sztandarowym projektem ZIBJ jest też BAIKAL GVD (Gigaton Volume Detector). Zatopiony w krystalicznie czystych wodach jeziora Bajkał (a więc daleko od Dubnej) na głębokości pomiędzy jednym a dwoma kilometrami poniżej poziomu wody tego jeziora zestaw ponad 10 tys. fotopowielaczy będzie obserwował, w objętości ponad 1 kilometra sześciennego wody oddziaływania cząstek promieniowania kosmicznego o skrajnie wysokich energiach oraz towarzyszące im neutrina. Wspólnie z podobnymi „teleskopami neutrinowymi”, np. międzynarodowym IceCube na Antarktydzie, bada się skąd z Kosmosu cząstki te przychodzą i jaka jest fizyka gwiazd i galaktyk Kosmosu.
W projekcie BAIKAL GVD zaangażowani są już naukowcy z Instytutu Fizyki Jądrowej PAN w Krakowie. Unikalnym urządzeniem badawczym w ZIBJ, które wykorzystuje w swoich pracach liczna grupa z Polski, jest też impulsowe źródło neutronów IBR-2. Prof. Waligórski wyjaśnia, że podobnie jak obracające się wiaderko z wodą na sznurku, obracający się element masy podkrytycznej uranu-235 zbliżając się na ułamek sekundy do drugiego takiego elementu inicjuje chwilowo „atomową” reakcję rozszczepienia, co generuje silne impulsy neutronów.
Dubna jednak to nie tylko badania podstawowe, ale również i badania nad praktycznym wykorzystaniem energii jądrowej. W instytucie opracowuje się m.in. membranowe filtry, które przepuszczają tylko molekuły o precyzyjnie wyznaczonych rozmiarach - np. wielkości bakterii czy wirusów.
Koszty funkcjonowania Dubnej to ok. 200 mln dol. rocznie. 80 proc. tej kwoty opłaca Federacja Rosyjska, a 20 proc. - pozostałe państwa członkowskie. Z racji swojego dochodu narodowego, Polska jest wśród nich najwyższym płatnikiem - obecnie wkład Polski wynosi ok. 10 mln dol. rocznie (5 proc. budżetu ZIBJ). Prof. Waligórski tłumaczy jednak, że pieniądze te częściowo wracają do Polski. Dzięki nim finansowane są bowiem wynagrodzenia i badania polskich naukowców biorących udział w pracach ZIBJ. Z części polskiej składki ZIBJ buduje się też w krakowskim synchrotronie UJ Solaris wspólną linię badawczą, z której będą mogli korzystać zarówno badacze z krajów członkowskich ZIBJ, jak i gospodarze - UJ. Uzupełni to badania ciała stałego prowadzone w Dubnej, która nie dysponuje synchrotronem.
Członkami ZIBJ w Dubnej są: Armenia, Azerbejdżan, Białoruś, Bułgaria, Czechy, Gruzja, Kazachstan, Korea Płn., Kuba, Mołdawia, Mongolia, Polska, Federacja Rosyjska, Rumunia, Słowacja, Ukraina, Uzbekistan i Wietnam. Natomiast pięć państw uczestniczy w ZIBJ na mocy umów dwustronnych. Tymi państwami są: Egipt, Niemcy, RPA, Serbia oraz Węgry.
