Энергоинформ / Точка зрения / Рентгеновские линзы Кумахова
Рентгеновские линзы Кумахова
Что могут дать стране рентгеновские линзы Кумахова?
Настаивал и буду настаивать на том, что русским нужна Вторая Академия и Агентство передовых разработок при правительстве (очевидно — уже новой России). Ибо старая РАН, сколковы и все чубайсо-роснаны мышей не ловят. Все вместе и породит русский вариант Анэнербе. Основу новой НТР Шестого и Седьмого техноукладов. Недавно нашел свои рабочие записи 2011 года (когда я работал в отделе поиска частной ЗАО «НТК») и немного переработал одну из справок. Она — о работах выдающегося советского ученого, Мурадина Кумахова.
***
16 декабря 2011 г. присутствовал на закрытой презентации нового открытия Мурадина Кумахова (Институт рентгеновской оптики — ИРОП, http://www.xrayoptic.ru/). Суть открытия — возможность передачи пучков электронов по диэлектрической (стеклянной) трубке в вакууме.
***
Ученый с мировым именем, справивший свое 70-летие в 2011 году. Кумахов в 1976 году открыл принципиально новый физический эффект — каналирования заряженных частиц в кристаллах. Это было третье великое открытие излучений в средах после открытия эффекта Черенкова (1937) и эффекта переходного излучения на границе двух сред с разными оптическими свойствами (1945 г.). В 1979 году, давая интервью «Комсомольской правде», тогдашний президент Академии наук А. Александров сказал: «Мне приятно отметить, что у нас в Советском Союзе физик М.Кумахов, работающий в Московском государственном университете, открыл новый тип излучения. Он получил рентгеновское излучение, хорошо коллимированное, узконаправленное, пропуская через кристалл релятивистские электроны. В радиоэлектронике это открытие, возможно, будет очень полезно...» («КП», 23.06.1979 г.) Александров тогда еще не мог знать, что Кумахов научится управлять рентгеновским излучением, концентрируя и фокусируя его через псевдолинзы из стеклянных световодов. Что в 1983 году его выдвинут на Нобелевскую премию, но сбитый в небе над Дальним Востоке южнокорейский «Боинг» все пустит насмарку: Нобелевский комитет решил не давать премии исследователю из «империи зла». Но Кумахов, похожий на маленького неукротимого самурая, в 1991 году станет основателем Института рентгеновской оптики. Он создаст целый класс принципиально новых рентгеновских установок — точного спектрального анализа или неразрушающего контроля — которые будут дешевыми и энергосберегающими, но будут заменять собою огромные сверхдорогие установки. Чтобы продвигать разработки, ученый с помощью правительства РФ в 1991 году создал Институт рентгеновской оптики (ИРОП). В 2011 году Мурадин Кумахов с коллегами по институту сделал еще одно эпохальное открытие. Впервые в мире была осуществлена передача пучков электронов по диэлектрической полой трубке. (Как — это ноу-хау команды Кумахова).
***
Кумахов демонстрировал видео опытов и презентацию. (Она, пока идет процесс патентования, не предоставляется). На съемке — похожие на змеевики стеклянные трубки, по которым передавались (практически без потери энергии) пучки электронов. Отдельно демонстрировались опыты, где электроны циркулируют по кольцевой вакуумной трубке (до ста миллионов оборотов в секунду), порождая синевато-лиловое свечение. Применений этому эффекту — множество. Потенциально это — и возможность создания термоядерной электростанции, и летательного аппарата, отталкивающегося от магнитного поля Земли. (Кумахов намекнул на встречные потоки дейтерия и трития в трубке-кольце, но не открыл тонкостей).
***
Но самое первое применение технологий Кумахова — в лечении раковых опухолей. Зачем облучать раковые опухоли с помощью огромных протонных ускорителей, каждый из которых стоит десятки миллионов долларов? Ведь все равно — как ни фокусируй пучок — бомбардировать опухоль приходится через тело человека, нанося ему огромный «попутный» ущерб. Да еще кому это по карману? Да еще ведь при этом больного нужно везти в крупные города, в большие и богатые онкоцентры. Сегодня раковые опухоли пытаются уничтожать самым щадящим больного способом: фокусируя на опухоли пучок протонов из ускорителя. Но, во-первых, все равно больной получает дозу облучения (опухоль-то — внутри тела, доставать ее приходится через плоть пациента). Во-вторых, такая технология крайне дорога (стоимость ускорителей измеряется в 100-300 млн. долларов), отчего даже относительно щадящее лечение рака становится недоступным обычным людям. М.Кумахов и команда предлагают новую технологию уничтожения раковых опухолей. В обнаруженную опухоль вводится тонкая игла-трубка (стеклянный капилляр, по которому доставляются пучки электронов от внешнего источника). Введение трубки контролируется с помощью аппарата УЗИ. На конце трубки — источник рентгеновского излучения, который приводится в действие подаваемым пучком электронов. (Ноу-хау — в способе передачи электронов по трубке). Получается рентгеновский взрыв только внутри злокачественной опухоли. Радиация уничтожает опухоль, нанося ничтожнейший вред остальному организму. Все это выходит гораздо дешевле, чем привычные методы лечения. Применять это можно хоть в сельской больнице. Не нужно возить больных ни в Москву, ни за границу. Внешне аппаратура будет представлять собой «пистолет» с длинной «иглой» — стволом, плюс УЗИ, плюс источник электронов. Все это совмещается с комплексом ранней диагностики рака «Микроскан», который уже производится ИРОом. Вложения всего в несколько миллионов долларов и несколько лет клинических испытаний могут принести русским планетарный прорыв. Это — огромная победа. Американцы бились над дешевыми и доступными способами лечения онкологии с 1971 г., но получили только нечто дорогое и неэффективное. А теперь представьте, что на основании Института рентгеновской оптики создана целая корпорация. И приборостроительная, и медицинская, и исследовательская. Вы представляете, что может дать России только новый метод лечения рака?
***
Еще одна перспективная тема — использование линз Кумахова для изготовления перспективных микросхем с проектными нормами в 20 нанометров и менее. Ибо рентгеновские линзы дают принципиально новый (еще нигде не существующий) метод печатания микросхем. Как изготовляются микросхемы сегодня? Методом литографии. Именно его ограничения сдерживают дальнейшую миниатюризацию. Фотолитография делится на ультрафиолетовую и с двойным экспонированием на видимых длинах волн, и на литографию с применением пучка электронов, которая пока имеет низкую производительность (десять или даже всего один процент от производительности традиционной фотолитографии). При этом последнее поколение оборудования для литографии настолько дорогое, что позволить его себе могут лишь несколько компаний во всем мире (слова Алана Астье, директора по стратегическому производству европейской (швейцарско-итало-французской) электронной суперкорпорации «STMicroelectronics») (привожу пример по журналу «Эксперт»).
«...Для перехода на новые проектные нормы нужны 300-миллиметровые пластины вместо 200-миллиметровых, при этом стоимость производства увеличивается до 4–5 миллиардов долларов. В дальнейшем придется перейти на 400-миллиметровые пластины, и стоимость возрастет еще в два раза — до 10 миллиардов долларов. Таким образом, можно говорить об экспоненциальном росте стоимости производства микроэлектроники. Растут и затраты на НИОКР. Для перехода на проектный уровень 32 нанометра фабрики, работающей на 300-миллиметровых пластинах, потребовался миллиард долларов. Затраты на дальнейшую миниатюризацию настолько велики, что без кооперации нескольких партнеров, заинтересованных в сохранении своей конкурентоспособности, уже не обойтись. Параллельно уменьшается количество производителей, которые могут соответствовать постоянно растущим требованиям к производственно-технологическим нормам. Например, уровень 130 нанометров сейчас могут поддержать около 20 производителей. С уменьшением проектных норм уменьшается количество производителей. Уровень 20 нанометров сегодня доступен лишь четырем производителям. STMicroelectronics разработала новую технологию — FD SOI, которая использует традиционную планарную структуру транзистора, но со слоем SOI (кремний на изоляторе), что делает транзистор более высокопроизводительным и менее энергопотребляющим; эта технология создана для микросхем с топологией 28 нанометров, но также может быть использована для микросхем с 10 нанометрами...». Линзы Кумахова способны дать начало совершенно новому и гораздо более дешевому методу создания нано-микросхем. Естественно, для этого нужна государственная программа НИР и НИОКР, ибо никакой частник такого проекта не потянет. Но приз — мировое первенство русских в этом направлении. Возможность привлечения к сотрудничеству японцев или юго-корейцев.
***
Так же на основании рентгеновской полулинзы, чьи капилляры наполнены медным купоросом, можно сделать боевой космический лазер с накачкой от ядерного заряда. Надо навести «полулуковицу» линзы на цель (узким ее концом) — и взорвать позади широкой части линзы заряд. Перед тем, как конструкция испарится, она даст мощный лазер с «медной» длиной волны. Он может прошибить атмосферу и уничтожить большую дорогую цель. А это — дешевый противовес, например, морской мощи США. Или сухопутной мощи Китая. Хотя, конечно, такое оружие несовершенно и напоминает первые образцы безоткатных оружий: когда половина энергии заряда уходит впустую.
***
Считаю, что можно выступить соинвесторами в онкологическое направление работ ИРО. Положительные для нас моменты: мировая известность Кумахова, признание его работ во всем мире (начиная с 1976-1978 гг.), наличие у него собственной фирмы, реально зарабатывающей деньги. Плюс к тому — 20 изобретений и 150 патентов Мурадина Кумахова.
***
Кроме того, уже можно производить уникальные приборы неразрушающего контроля и научное рентгеновское оборудование, которое отличается от обычного малой мощностью и дешевизной (за счет эффекта концентрации Х-лучей). Фактически русские могут создать новую отрасль приборостроения. Она может делать рентгеновские приборы аналитического характера и наноматериаловедения, нанотехнологий: рентгеновские спектрометры микрофокусные для элементного анализа, рентгеновские дифрактометры для структурного фазового и напряжений анализа, рентгеновский рефлектометр для анализа нано-плёнок, рентгеновский микроскоп, рентгеновские трубки и рентгеновские излучатели, рентгеновские детекторы, лабораторный синхротрон и рентгеновский поляризатор монохроматор, нано-толщиномер, наноматериалы, нано-сканер на основе малоуглового рассеяния, микронасос для топливных элементов и инъекций, рентгеновские и нейтронные линзы.
***
Создание в стране Академии-2 с упором на прикладные работы и Агентства передовых разработок могло бы стремительно продвинуть и развить как оптику Кумахова, так и иные смелые инновации отечественных исследователей. И мы даже не в силах предвидеть всего эффекта от подобных прорывов. В случае с Мурадином Кумаховым умное государство (не выбрасывающее кобыле под хвост десятки миллиардов долларов на сочинско-футбольные «черные дыры»), потратив средства на Академию-2, может рывком вытянуть нас в разряд мировых лидеров. Если это возможно — то только уже в нашем государстве. Никак не в медвежьем суверенно-вертикальном позорище. Но времени остается мало. Тот же Мурадин Абубекирович, увы, не молодеет. Сбросив иго ненавистных паразитов и грабителей, мы сможем повести страну к высотам мирового лидерства!
Источник: Максим Калашников, m-kalashnikov.livejournal.com
