Пocлeдняя тaйнa CCCP. Мaлeнький гopoд, кoтopoгo нe былo ни нa oднoй кapтe

Пocлeдняя тaйнa CCCP. Мaлeнький гopoд, кoтopoгo нe былo ни нa oднoй кapтe

13 июля 1978 года 36-летний физик Анатолий Бугорский спустился в экспериментальный зал крупнейшего в Советском Союзе ускорителя частиц У-70. Ему нужно было проверить неисправное оборудование. Бугорский позвонил на пульт управления и попросил оператора снять пучок протонов через пять минут. Потом положил трубку и пошёл к установке.

Он не знал, что система безопасности вышла из строя. Автоматическую блокировку двери отключили ещё во время предыдущего эксперимента и забыли включить обратно. Световое табло, которое предупреждало об активном пучке, не горело, потому что перегорела лампочка. Учёный вошёл в зал, наклонился над оборудованием, и в этот момент его голова оказалась на пути пучка протонов, летящих почти со скоростью света.

Бугорский увидел вспышку, которую позже описал словами «ярче тысячи солнц». Боли он не почувствовал. Но то, что произошло, не имело прецедентов в истории. Узкий, как игла, пучок протонов с энергией 70 миллиардов электронвольт прошёл сквозь его череп, прожигая ткани на своём пути.

Он вошёл через затылок, прошёл через левую височную область, через костный лабиринт среднего уха, через барабанную полость, через челюстную ямку и вышел через левое крыло носа. Радиационная доза на входе составила 200 000 рентген, на выходе, из-за рассеяния на материале, 300 000 рентген. Для сравнения: доза в 400–1000 рентген обычно считается смертельной для человека.

Бугорский понял, что попал под облучение. Но в тот день он никому об этом не сказал. К ночи левая половина лица начала распухать. К утру стало ясно, что нужна срочная помощь. Учёного экстренно доставили в радиологическую клинику №6 в Москве, где лечили пострадавших от радиационных аварий. Персонал готовился к худшему.

Врачи не верили, что пациент доживёт до утра. А он дожил. Выжил, потеряв слух на левое ухо, пережив период тяжёлых эпилептических приступов с потерями сознания. Через полтора года вернулся на работу. Защитил кандидатскую диссертацию. И продолжил проводить эксперименты на том самом ускорителе, который едва не убил его.

Анатолий склонился над неисправным детектором. Пучок протонов мощностью 200 000 рентген вошел в затылочную область головы, а вышел через ткани левого крыла носа. Прогнозы изначально были неутешительные — да и какие они могут быть, если у пострадавшего отверстие в затылке и доза радиации, способная убить табун лошадей

Из-за советской политики секретности в вопросах, связанных с радиацией, Бугорский больше десяти лет не мог рассказать о случившемся. Его история стала известна миру только после чернобыльской катастрофы 1986 года.

Это была лишь одна из многих тайн маленького города, затерянного в подмосковных лесах. Города, которого не было ни на одной карте.

ГОРОД, КОТОРОГО НЕ БЫЛО НА КАРТАХ

В марте 1958 года ЦК КПСС и Совет Министров СССР приняли секретное постановление: построить крупнейший в мире ускоритель заряженных частиц. Нужно было найти подходящее место. Требования были жёсткие: низкая сейсмическая активность, стабильный грунт, способный выдержать колоссальные подземные сооружения, и относительная близость к Москве.

Геологи исследовали около сорока площадок в четырнадцати областях страны, от Сибири до Дальнего Востока. Пробурили около восьми тысяч скважин. В итоге выбрали участок на юге Московской области, в пятнадцати километрах от Серпухова, на левом берегу реки Протвы. Это место обладало уникальной особенностью: миллионы лет назад здесь было море. Бывшее морское дно, плотная известняковая скала Приокского плато Русской платформы, обеспечивало идеальную устойчивость. Сейсмические колебания здесь не превышали трёх-четырёх баллов.

10 января 1960 года начались земляные работы по сооружению полуторакилометрового кольцевого котлована. А в двух километрах от стройплощадки забили первые колышки под строительство жилого посёлка. Он получил почтовый адрес «Серпухов-7» и стал секретным объектом: на дорожных указателях его не обозначали, на географических картах он отсутствовал, попасть туда можно было только по специальному пропуску.

Посёлок рос стремительно. Уже в 1960 году открылась начальная школа на тридцать учеников, разместившаяся в двух комнатах деревянного барака. В 1963 году был организован Институт физики высоких энергий. В январе 1965 года секретный Серпухов-7 получил статус рабочего посёлка городского типа и официальное название, Протвино, по имени местной реки.

А физики тем временем строили машину, которая должна была перевернуть представление о строении материи.

Институт физики высоких энергий в Протвино

РЕКОРДНЫЙ УСКОРИТЕЛЬ

14 октября 1967 года, аккурат к пятидесятой годовщине Октябрьской революции, в Протвино запустили протонный синхротрон У-70. Совпадение дат было, по воспоминаниям участников строительства, совсем не случайным. Советское руководство хотело приурочить научный триумф к юбилею.

И триумф состоялся. На момент запуска энергия ускорителя, 70 гигаэлектронвольт, была рекордной в мире. Протоны разгонялись до скоростей, близких к скорости света, внутри кольцевой вакуумной камеры длиной полтора километра. Мощные электромагниты общим весом свыше 20 000 тонн удерживали частицы на замкнутой траектории. В течение пяти лет У-70 оставался крупнейшей ускорительной установкой на планете, пока в 1972 году его не обогнал американский ускоритель в Национальной лаборатории Ферми.

Но за эти пять лет лидерства советские физики успели сделать открытия мирового значения.

ОТКРЫТИЯ, ИЗМЕНИВШИЕ ФИЗИКУ

В 1970 году группа экспериментаторов под руководством Юрия Дмитриевича Прокошкина совершила прорыв. Бомбардируя алюминиевую мишень протонами с энергией 70 ГэВ, учёные впервые в мире зафиксировали ядро антигелия-3, состоящее из двух антипротонов и одного антинейтрона. Это открытие стало экспериментальным подтверждением теории о существовании антивещества и было внесено в Государственный реестр открытий СССР под номером 104, с приоритетом от 28 января 1970 года.

Та же группа Прокошкина обнаружила явление, вошедшее в мировую науку как «серпуховский эффект». Суть его была неожиданной и противоречила тогдашним теоретическим представлениям: оказалось, что с ростом энергии частиц интенсивность их взаимодействия друг с другом не падает, а возрастает. Частицы, вопреки прежним теориям, словно «разбухали» при увеличении скорости. Это открытие привело к пересмотру целого ряда теоретических концепций в физике элементарных частиц.

Один из участков кольцевого ускорителя в Институте физики высоких энергий

Кроме того, на У-70 впервые были зарегистрированы ядра антитрития, подтверждена гипотеза о составном строении протонов (так называемая масштабная инвариантность) и открыты новые элементарные частицы с уникальными свойствами. Всего на ускорителе было выполнено около двухсот экспериментов.

Протвино стало мировым научным центром. Сюда приезжали физики из десятков стран. Международное сотрудничество было открыто сразу после запуска ускорителя. В экспериментах участвовали учёные из ОИЯИ, ЦЕРН, лабораторий и университетов Европы, США и Японии.

Но У-70 при всех его заслугах был лишь начальной ступенью. Учёные уже мечтали о машине в десятки раз мощнее. Машине, которая позволит заглянуть ещё глубже в структуру материи. И эта мечта начала обретать реальные очертания.

«КВАРКОВАЯ БОМБА»: КАК УЧЁНЫЙ УБЕДИЛ ПАРТИЮ

В конце 1970-х годов в Институте физики высоких энергий начали разрабатывать проект принципиально нового объекта: Ускорительно-накопительного комплекса, сокращённо УНК. Это должен был быть протон-протонный коллайдер на сверхпроводящих магнитах с проектной энергией пучка 3000 ГэВ, то есть в сорок с лишним раз мощнее У-70.

Теоретическое обоснование возглавил академик Анатолий Алексеевич Логунов, физик-теоретик, научный руководитель ИФВЭ, одновременно занимавший пост ректора МГУ и являвшийся вице-президентом Академии наук СССР. Человек с огромным авторитетом и, как выяснилось, с незаурядной хитростью.

Убедить партийных функционеров в необходимости строительства оказалось непросто. Чиновники из ЦК не понимали, зачем Советскому Союзу нужны какие-то кварки. Тогда Логунов, по воспоминаниям коллег, пошёл на дерзкий ход. Он напомнил партийным руководителям, что после расщепления атомного ядра появилась ядерная бомба.

«А что получится, товарищи, когда удастся расщепить кварки?», – задал он вопрос и тут же сам ответил: «Правильно, кварковая бомба!»

Разумеется, никакой кварковой бомбы быть не могло. Но аргумент подействовал. Проект получил одобрение на самом высоком уровне.

Институт физики высоких энергий в Протвино

СТРОЙКА ВЕКА ПОД ЗЕМЛЁЙ

В 1983 году начались строительные работы. Горным способом, с использованием двадцати шести вертикальных шахт, в сухих и стабильных породах на глубине от 20 до 60 метров начали прокладывать кольцевой тоннель диаметром пять метров. Через каждые полтора километра к тоннелю примыкали подземные залы для размещения крупногабаритного оборудования, своеобразные «станции», каждая из которых была связана с поверхностью вертикальной шахтой.

По масштабам тоннель превосходил кольцевую линию Московского метро, длина которой составляет 19,4 километра. Сходство с метро дополнялось ещё и тем, что строительством занимались метростроевцы Москвы и Алма-Аты.

Для ускорения работ Советский Союз закупил два канадских тоннелепроходческих комплекса. Эти машины не только бурили породу, но и одновременно выкладывали бетонную облицовку с металлической обшивкой.

Замысел был грандиозным. Действующий синхротрон У-70 должен был стать первой разгонной ступенью: он принимал протоны и разгонял их до 70 ГэВ. Затем протоны по подземному каналу длиной 2,7 километра поступали в главное кольцо УНК. Там первая ступень поднимала их энергию до 400-600 ГэВ, а вторая ступень, на сверхпроводящих магнитах, разгоняла до фантастических 3000 ГэВ. Два встречных пучка протонов сталкивались, и энергия столкновения составляла бы 6 ТэВ.

Один из участков кольцевого ускорителя

Для понимания масштаба: Большой адронный коллайдер в ЦЕРНе, запущенный в 2008 году, имеет кольцо длиной 27 километров и энергию столкновений 14 ТэВ. Протвинский коллайдер, безусловно, уступал бы ему по мощности, но проектировался на двадцать лет раньше. Если бы его построили вовремя, до конца 1980-х, он стал бы самым мощным ускорителем в мире, и необходимость строить БАК, возможно, отпала бы.

Помимо самого кольца, были и ещё более амбициозные планы. Новосибирский Институт ядерной физики предлагал построить линейный электрон-позитронный ускоритель, который «касался» бы кольца УНК. Это позволило бы в одном месте проводить эксперименты сразу нескольких видов: протон-антипротонные, протон-электронные, электрон-позитронные, фотон-протонные и даже фотон-фотонные. Такого комплекса не существовало нигде в мире.

КОЛЬЦО ЗАМКНУЛОСЬ

К 1989 году основной тоннель был готов примерно на 80 процентов. Полным ходом шло строительство наземных сооружений по всему периметру: многоэтажные производственные здания, трассы водоснабжения и канализации, линии отопления, высоковольтные линии электропередач. По затратам проект был сопоставим со строительством атомной электростанции.

Но именно в это время начался распад Советского Союза. Финансирование стало сокращаться. Стройка замедлилась, но не остановилась. Энтузиасты продолжали работу, несмотря ни на что.

9 декабря 1994 года, спустя одиннадцать лет после начала строительства, состоялась сбойка, замыкание последнего участка тоннеля. Кольцо длиной 21 километр замкнулось идеально. Специалисты не ошиблись в расчётах ни на миллиметр. Это был триумф инженерной мысли.

В том же 1994 году ввели в строй первый участок нового ускорителя, подземный канал длиной 2,7 километра, соединяющий У-70 и кольцо УНК. В канале смонтировали электромагнитную и вакуумную системы, аппаратуру наблюдения за пучком. После настройки всех элементов протоны с энергией 70 ГэВ впервые пролетели по проектной траектории до самого входа в подземное кольцо. Коллайдер был жив.

Но праздновать было некому.

Институт физики высоких энергий

ДЕНЬГИ, КОТОРЫЕ ИСЧЕЗЛИ

В 1994 году в федеральном бюджете отдельной строкой было предусмотрено 96 миллиардов рублей на строительство УНК. Но большая часть этих средств так и не дошла до Протвино. Как позже вспоминал один из сотрудников института: «То же, что и сегодня периодически происходит. Украли. Конечно, не мы в ИФВЭ. Просто правительство постоянно корректировало расходы. То, что было намечено, отменялось, заменялось обещаниями возместить как-нибудь, либо не обещали даже ничего».

Ни заказывать оборудование, ни платить заработную плату рабочим стало невозможно. Стройку пришлось остановить на неопределённое время.

Ситуацию окончательно добил экономический кризис 1998 года. После дефолта о многомиллиардном научном проекте не хотел слышать никто. К тому же к этому времени Россия приняла решение участвовать в строительстве Большого адронного коллайдера в ЦЕРНе. От завершения УНК отказались окончательно.

Один из руководителей проекта незадолго до его закрытия покинул свой пост и уехал в США.

Двадцать один километр подземного тоннеля, десятки миллиардов рублей, одиннадцать лет работы, сотни жизней, посвящённых проекту, всё оказалось замуровано под землёй.

ТОННЕЛЬ, КОТОРЫЙ НЕ МОГУТ БРОСИТЬ

Но просто бросить тоннель нельзя. И вот почему.

Объект расположен на глубине до 60 метров, в непосредственной близости от жилого города. Если прекратить откачку грунтовых вод, тоннель затопит, и последствия будут непредсказуемыми: нарушение подземных водоносных горизонтов может угрожать водоснабжению всего района. Засыпать или залить тоннель бетоном тоже нельзя, стоимость такой операции сопоставима с его строительством, а экологические риски ещё выше.

Поэтому объект был законсервирован. В тоннеле поддерживается дежурное освещение, работает система вентиляции, круглосуточно откачиваются грунтовые воды. Он похож на огромный подземный корабль, который стоит на вечном приколе, но требует постоянного ухода.

В 2008 году учёный из ИФВЭ рассказывал журналистам: «Его зарыть нельзя по экологическим соображениям. Там же и населённый пункт есть, грунтовые воды выйдут. Приходится всё время просто поддерживать, выкачивать воду, чинить».

Все что сегодня осталось от У‑70: тоннель с освещением и системой вентиляции

Были попытки найти тоннелю новое применение. Предлагалось разместить в нём гигантский аккумулятор, который мог бы разгружать электросеть Московского региона. Предлагалось установить мюонные детекторы для исследования космических лучей. На поверхности можно было бы разместить детекторы для регистрации широких атмосферных ливней. Ни один из этих проектов не был реализован.

В 2021 году у истории появился неожиданный поворот. Правительство России приняло решение о выделении более 140 миллиардов рублей до 2033 года на строительство в Протвино нового ускорительного комплекса, синхротрона «СИЛА» (Синхротронный источник лазерного излучения). Но это уже другой проект и другая история.

А тоннель УНК стоит. Освещённый дежурными лампами, проветриваемый вентиляторами, избавляемый от подступающей воды. Двадцать один километр пустого подземного кольца, которое могло бы стать колыбелью открытий, изменивших мир.

ЧЕЛОВЕК, КОТОРЫЙ ПЕРЕЖИЛ СВОЙ УСКОРИТЕЛЬ

Анатолий Бугорский, тот самый физик, через голову которого прошёл пучок протонов, так и остался жить в Протвино. Он продолжал работать в ИФВЭ, занимался планированием и проведением экспериментов на ускорителе У-70, том самом, который едва не убил его.

Анатолий Бугорский со своей внучкой

Левая сторона его лица со временем изменилась: на одной стороне видны обычные морщины и признаки старения, а на другой, через которую прошёл пучок, нет. Протонный луч был настолько узко сфокусирован, всего два на три миллиметра, что не рассеялся по всему организму. Это и спасло жизнь: облучение оказалось точечным, а не тотальным, как у жертв ядерных катастроф.

Бугорский дважды в год ездил на обследование в московский радиационный диспансер. Врачи называли его «мальчиком с плаката радиационной медицины», настолько уникальным был его случай. Ни один человек на Земле, ни до, ни после, не получал пучок частиц из ускорителя в голову.

В 1996 году Бугорский подал заявление на повышение группы инвалидности, чтобы получить бесплатные лекарства от эпилепсии. Ему отказали.

Через два года после аварии он защитил кандидатскую диссертацию. Продолжил работать. Пережил развал Советского Союза. Пережил смерть великого проекта УНК. Пережил экономические кризисы. Продолжал ходить на работу в институт, в сотне метров от которого, глубоко под землёй, пустовал гигантский тоннель несбывшегося будущего.

Его история, как и история протвинского коллайдера, это рассказ о людях, которые заглянули за границу возможного. Одним это стоило здоровья. Другим, карьеры. Третьим, всей жизни. А Советскому Союзу это стоило последней великой мечты.