2020-09-08: Плутоний ей друг

Услышав, что я намерена стать физиком-теоретиком, родители за голову схватились. Фото: Александра Кучерова / пресс-служба химического факультета МГУ
Хотя сейчас гендерная тема довольно скользкая, все же спрошу. Согласитесь, физик-теоретик - редкость среди женщин? Кстати, Нобелевской премии по физике за все годы удостоены, кажется, всего три женщины. Может, родители занимались наукой и вас стимулировали?

 

Кристина Квашнина: Так у нас еще все впереди. Что касается родителей, они далеки от науки. Я была медалисткой, пятерки по всем предметам. Глаза разбегаются, не знаешь, куда пойти. Правда, выигрывала олимпиады по физике. И учительница Марина Модестовна стала со мной беседовать, говорит, не мучайся, не думай ни чем. Иди в физики. Это твое. А я тогда сомневалась, стоит идти или нет. Услышав, что я намерена поступить на физический факультет Уральского политеха, да еще буду теоретиком, родители очень удивились.

Сейчас могу сказать, что все это стало до такой степени моим, поэтому даже не представляю, чем бы вообще могла в этой жизни заниматься. Огромное спасибо моему учителю.

Группа очень талантливых ребят из МГУ намерена сама разработать прибор, у которого в мире нет аналогов. Он будет смотреть, как живут электроны
Нобелевский лауреат Виталий Лазаревич Гинзбург рассказывал, что он в молодые годы считал, что никакой он не теоретик, что им надо родиться, поэтому занимался только экспериментами. Но анализируя их результаты, постепенно переквалифицировался. И стал выдающимся теоретиком.

Кристина Квашнина: Конечно, теоретики всегда считались элитой науки. Тут требуется особый склад ума. Признаюсь, мне было трудно учиться. Когда закончила, решила, что не буду заниматься теорией, а перейду на эксперименты. Чем и занялась при подготовке кандидатской диссертации в аспирантуре шведского Университета Уппсалы. Но результаты надо было анализировать. И стало ясно, как бы я ни пыталась уйти от теории, без нее никуда. Так стала комбинировать теорию и эксперимент. Этим и занимаюсь вот уже 15 лет.

Довольно необычным был и выбор научного направления, которым вы все эти годы занимаетесь. Изучаете элементы, которые вынесены из основной сетки таблицы Менделеева. Почему именно они? Что про них наука еще не знает?

Кристина Квашнина: Наше знание про золото, медь, никель и все другие элементы намного больше, чем про лантаниды и актиниды. Кстати, часто спрашивают, почему эти элементы занимают особое место в таблице Менделеева. Они содержат огромное число электронов. Кстати, это создает серьезную проблему для их изучения. Кроме того, актиниды радиоактивны, и для работы с ними нужны специальные условия, лицензии и дорогая техника. Все это останавливает многих ученых. Я попала в эту тематику еще в Швеции, так как ей занимался мой научный руководитель.

Если наука разберется в "белых пятнах" этих элементов, откроется путь к чему?
Кристина Квашнина: Прежде всего это создание принципиально новых материалов, в том числе для ядерной энергетики и медицины. Скажем, сейчас все изучают наночастицы. Как выяснилось, они обладают уникальными свойствами по сравнению с "большими". В реакциях они намного активней и эффективней. Что позволяет уже сегодня разрабатывать принципиально новые технологии. Но пока мы движемся, что называется, на ощупь, так как наука пока плохо понимает, в чем суть феномена нано. Это можно понять, только изучая фундаментальные процессы, добравшись до электронов, которые расположены на атомных оболочках. Увидеть, как они перескакивают с одной на другую.

Среди ваших работ особо выделяются исследования пятивалентного плутония. Чем он так знаменит? Почему им вообще стали заниматься?

Кристина Квашнина: Все произошло, как нередко бывает в науке, случайно. Мы синтезировали наночастицы плутония. Неожиданно увидели, что меняется цвет раствора. Это признак, что одна фаза переходит в другую,а потом в третью. Никто подобного никогда не видел. Мы не понимали, что происходит. Когда стали изучать эти состояния наночастиц на синхротроне в Гренобле, оказалось, что одна из фаз - это пятивалентный плутоний. Что стало полной неожиданностью, так как он был известен только в растворах, а у нас оказался твердым. Более того, и через несколько месяцев он оставался стабильным. Что тоже стало откровением.

Знание этого важно для теории или имеет более широкое, а может, и практическое значение?

Кристина Квашнина: Конечно, широкое. Ведь речь идет о соединениях такого опасного элемента, как плутоний, который сохраняется в природе после ядерных взрывов. Ранее было известно, как мигрируют шестивалентный и четырехвалентный плутоний, но о "пяти-" вообще никто не задумывался, его как бы не было. Теперь ясно, что его надо учитывать при оценке последствий ядерных испытаний.

Вы выиграли мегагрант и создаете на химфаке МГУ новую лабораторию, где продолжите изучение свойств трансурановых элементов. Обычно на мегагрант прежде всего покупают за границей самую современную технику, а тут решили делать сами новый рентгеновский спектрометр. Почему?

Кристина Квашнина: Действительно, я с группой очень талантливых ребят из МГУ намерена разработать прибор, у которого в мире нет аналогов. Он проникнет в атомный мир и будет смотреть, как живут электроны, как перескакивают с одного уровня на другой.

Но это делают синхротроны. Кстати, на таком вы в Гренобле и работаете...

Кристина Квашнина: Верно. Но это очень большая машина, там время расписано на месяцы вперед, получить окно для проведения эксперимента довольно сложно. А так как я работаю еще и с радиоактивными веществами, то доставлять их на синхротрон - большая проблема. Так появилась идея создать в МГУ собственный мини-синхротрон. Он не настолько мощный, как традиционный , но это и надо для изучения многих процессов. Главное, чтобы у него было высокое разрешение. Это позволит глубже проникать в суть процессов, копать глубже.

Вы занесены в золотой резерв научных кадров известного очень престижного в мире Объединения им. Гельмгольца. Что это дает? По какому принципу можно попасть в такой резерв?

Кристина Квашнина: Они ищут на перспективу молодые таланты по всему миру. Какие могут быть варианты? Например, могут привлечь в новые проекты. Что касается отбора, то это прежде всего публикации в престижных научных журналах.

Кстати, как у вас с публикациями, с индексом Хирша?

Кристина Квашнина: У меня Хирш 26, более 140 статей и более 2000 цитирований. Для моего возраста пока нормально.

В созданную вами в МГУ лабораторию пришли молодые сотрудники. Как оцениваете уровень их подготовки по сравнению с теми, кто работает у вас в Гренобле?


Кристина Квашнина: Уровень очень высокий. Что вполне естественно, ведь Россия всегда славилась своим хорошим фундаментальным образованием. Сравнить мне трудно, так как в моих лабораториях как во Франции, так и в России работают лучшие - очень талантливые и перспективные ребята! Мне, наверное, в этом везет.

Давно были в России? Когда собираетесь?

Кристина Квашнина: Последний раз приезжала в феврале этого года, когда мы начали создавать новую лабораторию в МГУ. Коронавирус серьезно скорректировал планы. Собираюсь приехать сразу же, как снимут ограничения на поездки.

Кроме любимой физики есть какие-то хобби, увлечения?

Кристина Квашнина: Увлечения - горные лыжи и велосипед. А главное хобби - три сына.

Комментарий
Степан Калмыков, декан химического факультета МГУ, член-корреспондент РАН:

- Изучение наночастиц соединений радиоактивных элементов крайне важно с точки зрения радиационной безопасности. Огромные территории загрязнены радиоактивным плутонием в результате аварий или санкционированных сбросов отходов. Плутоний с периодом полураспада более 24 тысяч лет, представляет огромную угрозу. Поэтому детальное изучение форм его существования просто необходимо при расчете безопасности хранилищ радиоактивных отходов.