Místo, které dalo jméno prvku. Česko kvůli invazi končí ve „východním CERNu“

Článek si můžete pustit také v audioverzi.

V loňském roce oslavil Spojený ústav jaderných výzkumů (SÚJV) v Dubně 65 let od svého založení. V březnu 1956 totiž tehdejší SSSR a dalších 11 spřátelených zemí podepsaly dohodu o vytvoření velkého mezinárodního střediska fyzikálního výzkumu. Bylo to dva roky po založení západoevropského střediska CERN a nepochybně v reakci na něj. I Východ chtěl mít svou velkou fyzikální laboratoř. Vždyť už na sklonku 2. světové války celý svět jasně uviděl, jakou může mít fyzika moc.

Mezi zakládajícími zeměmi bylo i tehdejší Československo. Naše účast v Dubně přežila jak rozpad východního bloku, tak i federace – ne už ovšem Putinův vpád na Ukrajinu v únoru 2022. V pátek 4. března Ministerstvo školství oznámilo na svém webu, že „zahajuje proces“ ukončení členství v této instituci. Jak přesně bude celý proces vypadat, není v tuto chvíli jasné. České úřady podle odpovědi z Ministerstva školství v tuto chvíli zkoumají, jak se vlastně se smlouvu z 50. let vypořádat.

„Nedá se to vůbec srovnávat s utrpením lidí na Ukrajině, ale pro vědu je to jistě veliká škoda,“ říká fyzik Vladimír Wagner, člen výboru pro spolupráci mezi Dubnou a Českem: „Věda je založena do značné míry na spolupráci a v tomto případě se přeruší řada mezinárodních kooperací na celé řadě zajímavých a přínosných projektů. V současné situaci si ovšem těžko představit, že by Česko v ústavu pokračovalo dál.“

V podstatě den ze dne končí práce zhruba 30 vědců, kteří v Rusku byli dlouhodobě, tak i několika dalších desítek vědců či studentů na nejrůznějších typech stáží či kratších vědeckých pobytů. Podle Ministerstva školství byla k 8. březnu „téměř polovina“ českých pracovníků na našem území.

V Dubně nekončí pouze Češi. Z projektu například ve stejné době vystoupilo i Polsko. A zcela pochopitelně končí i ukrajinští odborníci, jejichž země byla také členskou zemí SÚJV.

Na místě dnešního SÚJV se na fyzikálním výzkumu pracovalo už od roku 1949, kdy na levém břehu Volhy začal pracoval urychlovač Synchrocyklotron. To byl až do roku 1953 nejvýkonnější urychlovač světa. Ten urychloval elektricky nabité částice, například tedy vodíková jádra, alfa částice (tj. jádra hélia). Po vylepšení v roce 1953 mohl dosahovat energie maximálně 680 megaelektronvoltů (MeV). Z dnešního pohledu to nejsou nijak ohromující výkony, protože v urychlovači LHC ve středisku CERN mohou srážky mít energii až 13 000 000 MeV (což se kvůli stručnosti udává 13 teraelektronvoltů, tedy TeV), jak jsme ovšem uváděli, ve své době šlo o světovou špičku.

Kolem ústavů vznikalo i za použití nucené práce vězňů od konce 40. let akademické městečko, které mělo vědcům z ústavu umožnit naprosté soustředění na práci. Pohyb vědců byl omezen, jak bylo v SSSR zvykem, ale Dubna nebyla „uzavřeným městem“, jaká známe ze sovětského vojenského programu.

Centrum tvořilo několik „laboratoří“ (což jsou v podstatě jen ústavy) zabývající se jadernou fyzikou a jinými fyzikálními obory. Ústav zaměstnával v posledních letech přes pět tisíc lidí. Vědců zhruba 1200 – tisícovka z tohoto počtu jsou doktorandi z 18 členských států. Českých odborníků působily asi tři desítky. Na kratší stáže v délce několika týdnů až měsíců pak dojížděly ročně řádově nízké stovky odborníků i studentů.

Český příspěvek, který pokrýval zhruba pět procent celkového rozpočtu, se tak v posledních letech pohyboval zhruba kolem 120 až 130 milionů korun. Část peněz se vracela do Česka v podobě platů zaměstnanců a vědců na stážích na místě, v ústavu také našly zakázky české firmy. Nejlepším rokem pro ně byl rok 2020, kdy podle Ivana Štekla, místopředsedy výboru pro spolupráci s Dubnou, české firmy získaly od ústavu zakázky ve výši zhruba 125 procent českého příspěvku, uvedl pro ČT24. Při pohledu do statistiky (viz tuto prezentaci) šlo o výjimečný úspěch. V předchozích letech se průměr pohyboval kolem 20 procent, dohromady se tedy do Čech vracelo zhruba 70 procent prostředků, říká Ivan Štekl (20 % na spolupráci s českými firmami, 30 % na platech, 20 % na společných projektech.)

V dřívějších dobách pro zahraniční vědce ze „spřátelených zemí“ představovala Dubna příležitost dostat se k vybavení, materiálům a také lidem, které by jinak poznat nemohli. Západoevropský CERN byl samozřejmě mnohem méně dostupný, byť ten postupně v řadě ohledů východoevropskou konkurenci předběhl.

Nejkrušnější chvíle ústavu ale zřejmě přišly 90. letech, kdy se Rusko – na rozdíl prakticky od celého zbytku světa – potýkalo s vleklými ekonomickými problémy. Stát prakticky neměl peníze na vlastní provoz a dotklo se to i Dubny.

Tehdy se mimo jiné jedna z nejdůležitějších technických památek v areálu změnila v důl: z urychlovače Synchrofazotron se v této době stal na chvíli důl na nerostné suroviny. Z jeho útrob v té doby zbylo několik tun měděného vedení, a dokonce i malá část z tisíců tun oceli, které tvoří samotný tubus.

Problémy byly téměř existenční, v každém případě však zastarávala infrastruktura a schopní lidé odcházeli velmi často do zahraničí s ohromnými problémy. Dubenské laboratoře držely z významné části nad vodou platby ostatních členských států, tedy včetně Česka.

Situace se v podstatě obrátila, když vysoké ceny ropy na začátku 21. století vlivy peníze do ruského rozpočtu. Pro Rusko se Dubna stala znovu prestižní záležitostí a domácí země a hlavní sponzor laboratoří (Rusko platí 81 procent z celkového rozpočtu) začala dokonce prosazovat rychlý nárůst rozpočtu organizace. V druhé polovině první dekády meziročně rozpočet rostl až o 15 procent ročně. V roce 2016 tak mezinárodního zasedání členských zemí odsouhlasilo zmrazení rozpočtu.

Dubna sice neměla velký urychlovač typu LHC, tamější laboratoře byly v řadě ohledů špičkové („byly“ používáme, protože obvykle záleží více na lidech než na vybavení – a právě lidé z ruských laboratoří nejspíše velmi rychle zmizí).

Jednou oblastí výzkumu, ve které SÚJV vynikal historicky i dnes, byl výzkum tzv. supertěžkých prvků. Jde o prvky, které se v přírodě běžně nevyskytují, je nutné je připravit uměle. (Dokladem významu laboratoře v oblasti je, že jeden z těchto „nepřirozených“ prvků se jmenuje dubnium.)

Supertěžké atomy se vytváří v principu jednoduše: ostřelováním speciálních terčů jádry jiných prvků. V terčích mohou vzniknout i prvky, které jsou těžší než uran, některé z nich dokonce výrazně. I když by teoreticky měly existovat i relativně stálé (stabilní) supertěžké prvky, ty, které dnes dokážeme připravit, se rozpadají obvykle v krátkých zlomcích vteřiny. Navíc vznikají v malých, dalo by se říci stopových množstvích.

V Dubně například právě pro studium těchto prvků vznikla i s pomocí českých vědců „továrna“ na jejich výrobu (spektrometr nazvaný MASHA). Šlo o zařízení sestavené tak, aby připravovalo výrazně vyšší množství těchto exotických jader, a mohly se začít měřit jejich chemické vlastnosti. V předchozích experimentech byly „úlovky“ tak hubené, že se o nich nepodařilo zjistit v podstatě nic kromě toho, že existují. (Vážným zájemcům o téma rozhodně doporučujeme články Vladimíra Wagnera na toto téma na Osel.cz, a to počínaje tímto.)

V SÚJV také probíhala již delší dobu a s jistými obtížemi stavba urychlovače NICA. Ten se nemůže zdaleka rovnat výkonem s urychlovačem LHC v CERNu. Měl i tak poskytnout zajímavé informace o oblasti, ve které se běžná (baryonová) hmota mění v tzv. kvarkgluonové plazma. Měl se vhodně doplňovat s připravovaným urychlovačem FAIR, který má stát v Německu. V Rusku se stavěly i některé komponenty pro FAIR, konec současné podoby spolupráce s Dubnou se tak na přípravě tohoto projektu nejspíše výrazně podepíše.

Technicky velmi zajímavým zařízením byl i dubenský reaktor IBR-2. Je to pulzní reaktor, ve kterém se otáčí dva beryliové reflektory. Periodicky se tak mění reaktivita, a tedy výkon reaktoru. V maximu pulzu je výkon až 1850 MW v aktivní zóně o objemu pouze 22 litrů. Reaktor tak vytváří extrémně silný proud neutronů (v pulze, samozřejmě), které se pak používají k nejrůznějším experimentům, například v materiálovém výzkumu.

Oprava: V textu jsme opravili nepřesnosti týkající se financování provozu SÚJV. Rusko pokrývá 81 procent rozpočtu, ne 85 procent. A v části o návratnosti českých financí jsme vyjasnili celkovou výši návratnosti vložených prostředků.