Анастасия Максимушкина проверяет, насколько опасны облученные материалы, рассуждает о проблемах ядерной энергетики, рассказывает, как вместо сказок читала дочери учебник физики и вспоминает самые ненавистные вопросы о научной работе.

Где училась: В 2003 г. окончила Физико-техническую школу в городе Обнинске и поступила в ИАТЭ на кафедру Общей и специальной физики. С февраля 2010 года работает ассистентом на кафедре общей и специальной физики ИАТЭ НИЯУ МИФИ.

Что изучает: расчет активности в облученных материалах.

Особые приметы: В 2008 г. за успехи в учебе и научно-исследовательской деятельности получила премию Калужской области, Почетный знак им. Е.Р. Дашковой III степени. Лучший выпускник ИАТЭ НИЯУ МИФИ 2009 года. Выступала с докладами на рабочих совещаниях МАГАТЭ. Победила в Science Slam на Фестивале популярной науки, проходившем в рамках культурно-просветительского проекта «ДНК».

Я с детства хотела заниматься физикой, поступила в физико-техническую школу, и учитель посоветовал пойти на специальность, которую я в итоге и закончила — физика атомного ядра и частиц. Когда я поступила в аспирантуру, мне предложили заниматься расчетом активности в облученных материалах — так все и сложилось. Это интересная и важная тема, и ей есть достаточно широкое применение: от более специальных — вроде возможностей обращения с топливом — и заканчивая медицинскими вещами, которые ближе к обычным людям — вопросы медицины и экологии. Все сейчас обеспокоены этими вопросами и дальнейшими стратегиями развития энергетики в том числе.




Я пытаюсь определить такую характеристику, из которой будет понятно, насколько облученные материалы могут быть опасны и сколько времени будет сохраняться их опасность. Такой характеристикой является активность, и моя задача — расчет этой активности, подготовка данных. Работа очень большая — я пишу программу, которая бы рассчитывала, грубо говоря, можно ли пить воду из источника в ста метрах от ядерного реактора, какие последствия будут, если определенные элементы попадут в организм человека и какой вред они ему нанесут. На эти вопросы мы будем знать ответы, если будем знать количественную характеристику этих элементов — активность. 


Мы рассчитываем эту активность для разных изотопов, которые находятся в разных условиях, условия очень сильно влияют на активность.

Например, на топливо в реакторе оказывают влияние определенные процессы (в которые я не буду углубляться) — после того как топливо отработало 5 лет, там немного другой состав, и это топливо опаснее, чем то, что загружали изначально. Упаковка многих продуктов питания (полиэтилен и так далее) опаснее того, что мы съели — все, что от нее осталось, наносит вред окружающей среде или может нанести вред здоровью. Точно так же и с ядерными отходами — из топлива, приносящего пользу, на выходе мы получаем опасные отходы, с которыми надо что-то делать.

Для того, чтобы определить, что делать, нужен расчет активности. У нас, допустим, есть несколько вариантов того, что мы можем сделать, и для каждого случая мы рассчитываем свою активность и смотрим, когда она будет ниже. Если эта активность исчезнет за 500 лет, это 5 жизней человека, например, то нас это устраивает, мы можем себе это позволить; а если за миллион, то это будет непоправимый ущерб.




То же самое верно и для медицины. Есть радионуклидная диагностика, когда внутрь человека помещают радиоактивный элемент и фиксируют это излучение — для полной диагностики органа, например. Другое излучение может использоваться и для лечения рака.

В обоих случаях мы должны знать активность элементов, которые мы используем, чтобы не нанести непоправимый вред здоровью человека. Все мы знаем историю с полонием-210, когда активность элемента была настолько высокой, что это привело к гибели человека. Но такой эффект нам не нужен, нам нужна диагностика или лечение, и для этого нужно рассчитать активность элемента.


 Я занимаюсь в основном расчетами — лабораторий у нас в институте, к сожалению, нет. Мы можем сотрудничать с другими лабораториями, получать от них данные и проводить расчеты. Я провожу расчеты, пишу программу, провожу анализ и смотрю результат. К сожалению, эксперименты у нас невозможны — для этого нужна специальная ускорительная установка, которая будет облучать элементы, а они есть только в очень крупных научных центрах. Простому вузу эту установку не получить в том числе и по соображениям безопасности — все эти элементы стоят на учете, и работа с ними происходит под очень строгим контролем. Мы сотрудничаем с крупными научными центрами, берем их данные, спрашиваем, что у них получилось — и так проверяем наши собственные расчеты, правильно ли работает наша программа и можно ли ее использовать.




Отрицательный результат тоже очень важен. Наша главная задача — использовать данные для наших расчетов, а уже для этих данных есть различные библиотеки. Например, есть библиотека с данными по сечениям. Есть библиотеки, которые теоретически рассчитаны, например, по теоретическим моделям, а есть данные, которые получены в результате экспериментов. Но эксперимент требует материальных затрат, установок, их, как правило, очень мало. Расчетные вещи проще получить, для них нужно купить ноутбук помощнее и поставить программу — и все. Эксперименты намного затратнее, их делают не так много, и поэтому появляется вопрос — насколько верны те теоретические модели, по которым получены расчеты?

Здесь у нас возникали некоторые трудности — не всегда данные были полными, были некоторые моменты, где был разрыв данных. Это как на графике: две точки могут быть соединены прямой, а что делать, если между ними разрыв, что делать, если они не сходятся в прямую, которую мы для них предполагаем? Так может быть и по данным, и в результате получается неправильная активность. Мы долго искали выход, и сейчас нашли способ избежать таких накладок с данными, то есть ситуаций, которые могут привести к неправильным расчетам.




Вопрос, который я ненавижу: «Когда защитишь диссертацию?». Я уже отшучиваюсь и вспоминаю анекдот про человека, который никак не может защитить научную диссертацию и теперь ходит только на похороны, потому что там его никто не спрашивает: «Ну когда же ты?». Я поступила в аспирантуру, много преподавала, создала семью, появился ребенок, и моя защита немного отложилась. Пока ребенок не пошел в ясли, было очень трудно совмещать научную работу и его воспитание. Все получилось немного не так, как хотелось, и этот вопрос немного задевает меня.



Такого научного вопроса нет, но я, честно говоря, не очень люблю, когда спрашивают про новизну работы. Мы много сравниваем наши работы, иностранные работы, ищем что-то новое. Есть вещи, которые показывают что-то новое, есть вещи, которые основываются на том, что уже сделано — и последнее не значит, что работа плохая. Такие вопросы настораживают — работаешь много, работа сделана, работа нужная, и получается, что если в работе нет ни одного грамма нового, то работа и не нужна.




В области ядерной энергетики основные проблемы связаны с созданием новых безопасных технологий, новых реакторов, которые будут более эффективно работать, более эффективно использовать ядерное топливо и при этом наносить минимальный вред экологии. Например, замкнутый топливный цикл, когда топливо, которое выгружают из реактора, можно загрузить в другой — и далее по цепочке. Или когда отходы будут настолько безопасны, что с ними не нужно будет мудрить — запасы угля истощаемы, запасы урана тоже, но они еще есть, и существуют определенные технологии (например, замыкание цикла) которые позволяют растянуть существующие запасы на очень-очень долгий срок. Основная проблема — снабдить электроэнергией все растущее население земли, создать мощности для производства, чтобы у каждого в доме был свет. Я думаю, что ядерная энергетика — один из оптимальных вариантов сейчас. Ничего другого предложить пока не получается в связи с технологическими и инженерными проблемами. Любые новые инженерные конструкции появляются не так быстро и не так просто.




Больше всего человечеству стоит беспокоиться о будущем. О том, в каких условиях будут жить наши дети — экология, медицина и энергетика. Все эти вопросы глобальны и очень тесно связаны друг с другом. Население земли растет, а ресурсов больше не становится. Есть разные прогнозы об исчерпаемости ресурсов — сейчас находят сланцевые залежи, разные газы и так далее, и все прогнозы очень быстро пересматриваются. Пять лет назад говорили, что все источники закончатся через 50 лет, потом добавилось еще 30 лет, а сейчас много говорят об альтернативных источниках топлива.




На мой взгляд, слишком мало говорят о том, что ядерная энергетика довольно безопасна. Все забывают, что уже с 50-х годов, начала ядерной энергетики, многие станции работают и вырабатывают электроэнергию, в том числе и у нас в Обнинске. Я все время замечаю нехватку базового ядерного образования, знания ядерных технологий, то есть понимания, что атомные станции — это сложные инженерные конструкции, которые детально продуманы и уровень их безопасности очень высок. Станции выдерживают авиаудары, выдержат удар ядерной бомбы. Да, бывают аварийные случаи, но они случаются раз в сто лет, и предпринимаются все меры, чтобы увеличить эту цифру — не раз в сто лет, а раз в миллион.

Инженерные технологии не стоят на месте. Возникают новые типы реакторов — бывают даже реакторы малой мощности, так называемая «ядерная батарейка», и такие реакторы даже не требуют присутствия человека, настолько там все автоматизировано. Раз в 50 лет меняется эта батарейка, и ее энергии хватает, чтобы полностью снабдить энергией город. Если даже что-то в этих реакторах пойдет не так, взрыва не будет — так устроен их подбор характеристик. Но об этом никто не говорит, в школе и в институтах об этом не говорят. При сжигании угля на ТЭС фон превышает фон вокруг АЭС. При флюорографии мы получаем дозу облучения больше, чем получаем во время экскурсии на станцию — и так далее.




Моя работа не то, чтобы теоретическая — мы не ищем бозон Хиггса, и глобальных теорий, которые мы не можем доказать, просто нет. Таких фундаментальных вопросов в ядерных технологиях на самом деле и не осталось. Все чисто физические вопросы отработаны — какие реакции происходят, какие процессы происходят при взаимодействии. Физика процесса полностью отлажена, а остались вопросы конструкционных технологий, то есть создания технологий, которые выдержат определенные условия: сейчас много обсуждают жидкокристаллические теплоносители — жидкий металл, который должен течь по трубам, и трубы должны это выдерживать без коррозии и разрушения. Это уже вопрос систем безопасности, это ближе к инженерному делу: как улучшить одно или другое.

До появления ребенка я много занималась спортом — была капитаном команды по баскетболу, занималась альпинизмом, любила велосипед и лыжи. Когда дочка родилась, все это отошло на второй план — ее нужно учить и разговаривать. Я грешу тем, что читала дочке учебник физики. Книжек со сказками у меня тоже не было, пришлось читать то, что было — у меня несколько книжек Хокинга, и все их я своему ребенку читала. До этого все 9 месяцев девочка слушала курс физики, который я читала студентам. Не думаю, что она что-то из этого вспомнит, но думаю, что на физика она тоже не пойдет.