Инновационный формат науки ядерного центра

Завершается 2022 год. Мы попросили научного руководителя РФЯЦ-ВНИИЭФ — директора Института теоретической и математической физики, доктора физико-математических наук Вячеслава Петровича Соловьева рассказать об итогах научной деятельности ядерного центра.

— Какова роль РФЯЦ-ВНИИЭФ в комплексе ведущих научно-технических организаций Российской Федерации?

— Научно-техническое развитие РФЯЦ-ВНИИЭФ в рамках его основной миссии на протяжении многих десятилетий реализуется в инновационном формате: от выработки крупных идей до внедрения разработанных проектов в серийное производство и их постановку на вооружение. В этом формате были созданы все виды ядерного боевого оснащения, ставшего основой безопасности нашей страны, и этот подход лежит в основе всей современной деятельности РФЯЦ-ВНИИЭФ.

Основу многих крупных достижений РФЯЦ-ВНИИЭФ составляет специальный раздел фундаментальной науки – физика высоких плотностей энергии, которая «родилась» вместе с атомным проектом и последовательно развивалась и развивается в течение десятилетий.

Все эти работы проходили и проходят в острой конкуренции с достижениями США. Сам факт существования ядерного щита и гарантий ядерного сдерживания подтверждает (несмотря на все трудности и серьезные проблемы) мировой уровень конкурентоспособности науки, технологий и разработок РФЯЦ-ВНИИЭФ.

— Каковы основные направления развития науки в РФЯЦ-ВНИИЭФ?

— Их несколько. Это новые методы физико-математического моделирования, создание физико-математических моделей и ПО нового поколения для супер-ЭВМ; газодинамические исследования и методы эксперимента экстремальных состояний материи и экстремальных процессов газодинамической имплозии; физика взрывчатых веществ и технологий управления взрывными процессами; фундаментальные методы изучения свойств ядерных и конструкционных материалов и разработка материалов с новыми качествами; физика взаимодействия электронных систем управления и их элементов с ионизирующими излучениями; открытые фундаментальные исследования на передовых рубежах современной физики и другие.

— Давайте остановимся на итогах некоторых направлений подробнее.

— Физика термоядерных процессов. Выработана программа приоритетных исследований вопросов термоядерного зажигания и горения на первой очереди уникальной мощной лазерной установки, практическая реализация которой начнется в 2023 году. Эти уникальные в РФ работы являются крупным шагом в реализации Программы научных исследований Госкорпорации «Росатом» на период до 2030 года в области реализации и управления термоядерными процессами.

Супервычисления. Успешно развивается программа создания отечественного программного обеспечения в областях механики, газодинамики, тепломассопереноса для решений задач, требующихся в организациях оборонно-промышленного комплекса и ряда гражданских отраслей. Решается крупная задача импортозамещения основных инженерных методик, используемых в науке и промышленности. Обеспечено эффективное развитие Вычислительного центра коллективного пользования, к которому подключено 82 заказчика (предприятия и организации).

Реализован задел для создания высокопроизводительных ЭВМ следующего поколения. Создан научный задел для разработки фотонной вычислительной машины (архитектура, алгоритмы, компонентная база).

Разработана и выпущена первая версия программного комплекса «Виртуальный 3D-принтер», который поддерживает линейку отечественных аддитивных машин MeltMaster (производитель ОАО «НПО «ЦНИИТМАШ») и аналогичных. Созданный функционал в части математического моделирования позволяет предсказать результат печати деталей и уровень их механических свойств, скомпенсировать коробление изготавливаемых деталей, выбрать оптимальные режимы работы оборудования, рассчитать зёренную и первичную микроструктуру полученного материала.

— Расскажите о развитии пакета программ «ЛОГОС».

— В 2022 году в 79 организаций поставлено 1120 лицензий пакета программ «Логос», в том числе 936 — в вузы для внедрения в образовательный процесс, 85 лицензий на коммерческой основе.

Развиваются модули пакета. «Логос ПреПост» готов к приемочным испытаниям, запланированным до конца 2022 года. Выполнены работы промежуточного этапа работ по созданию отраслевой версии модуля «Логос Атом», направленные на решение задачи импортозамещения и перехода организаций атомной отрасли на использование отечественного ПО (к 2024 году). Созданы и внедрены в пакет программ «Логос Атом» дополнительные программные средства (2 набора специализированных программных модулей). «Логос-Атом» прошел опытную эксплуатацию в организациях отрасли — АО «ОКБ Гидропресс», АО «СПбАЭП» и др.

Совместно с заинтересованными предприятиями подготовлен перечень требований и разработано ТЗ по расширению функционала модуля «Логос Гидрогеология» в интересах решения задач горнодобывающих отраслей промышленности, частных и государственных недропользователей, региональных операторов ТКО и предприятий Госкорпорации «Росатом».

— Как решается задача перспективного развития науки в РФЯЦ-ВНИИЭФ?

— Новый импульс научного развития мы связываем прежде всего с созданием Национального центра физики и математики в Сарове. Цель его – формирование и проведение фундаментальных и прикладных научных исследований для создания новых технологий, реализации научного и технологического лидерства России в ряде ключевых областей, определяющих облик XXI века.

Для создания НЦФМ был сформирован консорциум в составе: Госкорпорация «Росатом», Российская академия наук, Научно-исследовательский центр «Курчатовский институт», МГУ имени М.В. Ломоносова, Объединенный институт ядерных исследований (г. Дубна).

Местом расположения НЦФМ определен Технопарк (Саров), а поддержку его становления и развития обеспечивает базовая организация − РФЯЦ-ВНИИЭФ. Этот выбор объясняется рядом обстоятельств. Ядерный центр обладает мощными вычислительной, экспериментальной, испытательной, технологической и производственной базами, позволяющими качественно и оперативно решать возлагаемые на него задачи.

Основные направления деятельности НЦФМ:

Национальный центр исследования архитектур суперкомпьютеров;

Математическое моделирование на суперЭВМ экса- и зеттафлопсной производительности;

Газодинамика и физика взрыва;

Физика высоких плотностей энергии;

Физика частиц и космология;

Ядерная и радиационная физика;

Исследования в сильных и сверхсильных магнитных полях;

Физика изотопов водорода;

Искусственный интеллект и большие данные в технических, промышленных, природных и социальных системах;

Экспериментальная лабораторная астрофизика и геофизика.

Уже есть реальные результаты. Так, в рамках работ по направлениям «Национальный центр исследования архитектур суперкомпьютеров», «Математическое моделирование на супер-ЭВМ экса- и зетафлопсной производительности» впервые в России для решения специальных классов задач создан демонстрационный образец оптической искусственной нейронной сети для распознавания рукописных символов. Надежность распознавания составила 91%.

— В последние годы в мире резко осложнилась политическая ситуация. Какова роль РФЯЦ-ВНИИЭФ в обеспечении безопасности нашей страны на современном этапе?

— В сложившейся геополитической обстановке и в условиях ограниченных экономических возможностей перед Россией стоит сложная задача обеспечения гарантий ядерного сдерживания вплоть до середины XXI века, а возможно и далее. Эта задача определена самой необходимостью сохранения суверенитета России и возможностей ее развития в соответствии с национальными особенностями.

Стратегическое решение по этому судьбоносному вопросу содержится в Указе Президента Российской Федерации «Об основах государственной политики в области ядерного сдерживания» от 02 июня 2020 года № 355.

Еще одним важным направлением деятельности РФЯЦ-ВНИИЭФ является совершенствование и серийное производство современных образцов обычных вооружений.

Коллективы институтов РФЯЦ-ВНИИЭФ, его конструкторских бюро и тематических научных центров успешно работают по решению этих основополагающих задач.

Смена миропорядка (переход от однополярного к многополярному миру) создала много новых противоречий и вызовов. Ядерное оружие является в этих условиях надежным гарантом национальной безопасности и сохранения суверенного развития России в XXI веке.

Текст: подготовила Алла Шадрина. Фото: из архива редакции