Fyzikální ústav Akademie věd ČR, v.v.i.

Podrobnosti

Kategorie: Exkluzivní rozhovory

U Prahy vzniká unikátní centrum, které přitáhne vědce z celého světa

Na půdě Fyzikálního ústavu Akademie věd České republiky v současnosti probíhá řada zajímavých výzkumných programů, z nichž mnohé jsou řešeny ve spolupráci se zahraničními odborníky a průmyslovými firmami. Klíčovým projektem ale zůstává laserové supercentrum ELI. Nejen o něm jsme vedli rozhovor s RNDr. Petrem Šittnerem, CSc., zástupcem ředitele Fyzikálního ústavu Akademie věd ČR, v.v.i.

Můžete úvodem představit Fyzikální ústav AV ČR?

Historie Fyzikálního ústavu (FZÚ) je dlouhá a spojená s řadou postupných reorganizací různých fyzikálních pracovišť. Zásadním krokem bylo sloučení původního Fyzikálního ústavu s Ústavem fyziky pevných látek ČSAV v roce 1979. V 90. letech Fyzikální ústav prošel řadou organizačních změn, nicméně i po nich zůstal největším z ústavů AVČR s dvěma pracovišti v Praze a jedním v Olomouci. V lednu 2007 se Fyzikální ústav, podobně jako ostatní ústavy AVČR, stal veřejnou výzkumnou institucí.

Ústav je zaměřený na vědeckou činnost v široké řadě oborů fyziky a materiálového výzkumu. Významným faktorem, který v současnosti podstatně ovlivňuje činnost našeho ústavu, jsou projekty strukturálních fondů Evropské unie. Fyzikální ústav je garantem a koordinátorem projektu výstavby laserového centra Extreme Light Infrastructure (ELI) v Dolních Břežanech u Prahy. Pro realizaci tohoto projektu byla v roce 2012 vytvořena zcela nová sekce a výstavba budovy rychle pokračuje. Smlouvy na dodávky 3 ze 4 klíčových laserových technologií již byly uzavřeny a projektové a výzkumné týmy pracují pod vedením špičkových českých i zahraničních odborníků na plné obrátky.

Laserové centrum ELI Beamlines by mělo činnost zahájit v roce 2015. Můžete nám o něm povědět více?

Výstavba tohoto centra je v současnosti pro Fyzikální ústav skutečně naprosto klíčovou záležitostí. Projekt ELI je průkopnický hned v několika oblastech. Cílem je vybudování nejmodernějšího laserového zařízení na světě, které bude dodávat ultrakrátké laserové pulsy trvající typicky několik femtosekund (10-15 fs) a produkovat výkon až 10 PW. Jde o vůbec první velkou výzkumnou infrastrukturu, která je budována prostřednictvím kohezních fondů a současně se jedná o první projekt tohoto typu ve střední a východní Evropě. Celková dotace na projekt z Operačního programu Výzkum a vývoj pro inovace činí 6,8 miliard Kč a projektový tým tvoří cca 180 pracovníků. Po roce 2015 budou do Dolních Břežan (některé experimenty ELI budou uvedeny do provozu v roce 2017) jezdit odborníci z celého světa, aby zde prováděli unikátní laserové experimenty.

Co bude hlavním úkolem ELI Beamlines?

ELI Beamlines v Dolních Břežanech bude zaměřené na výzkum a využití kvalitativně nových zdrojů záření a částic hmoty generovaných působením záření jeho nesmírně intenzivních laserů. Budou zde zkoumány interakce laserového záření s hmotou v dosud neprobádané oblasti intenzit nebo vlastnosti hmoty v extrémních podmínkách, tedy pod vlivem velkých tlaků a teplot, kdy se mohou projevit doposud zcela neznámé jevy. Jednou ze zásadních otázek, které se budou v ELI řešit, je například vědecký výzkum vakua, což by mohlo pomoci odhalit, zda jsou naše teoretické představy o struktuře zdánlivě prázdného prostoru ve shodě s realitou.

ELI dále umožní studovat problémy v jaderné fyzice, kosmologii, astrofyzice, fyzice kondenzovaných látek či v biologii a medicíně. Laserové systémy ELI budou vytvářet nesmírně krátké, ale velmi intenzivní pulzy rentgenového záření nebo gama záření a částic, které následně budou používány v materiálovém výzkumu či při biologickém zobrazování organických materiálů – bílkovin, virů apod. Experimentální programy ELI zaměřené na výzkum v biologii a medicíně jsou významné také v souvislosti s dalšími velkými investicemi ze strukturálních fondů do biologického výzkumu v Praze a Středočeském kraji.

Vědci z Fyzikálního ústavu nedávno vyvinuli unikátní způsob ochrany zirkoniových slitin. Mohl byste tento objev představit?

Příklad tohoto výsledku není jistě nejvýznamnější mezi výsledky FZÚ, je ale velmi atraktivní a potenciálně velmi důležitý. Zirkoniové slitiny se dnes využívají ve všech komerčně provozovaných jaderných reaktorech jako materiál na pokrytí paliva tlakovodního reaktoru, protože velmi málo pohlcují neutrony, mají dobré mechanické vlastnosti a jsou relativně velmi odolné vůči změnám teploty a korozi. Problémem je však koroze ve vodní páře při vysokých tlacích a teplotách, která může spustit explozivní proces v jaderných reaktorech, jak se stalo například v japonské Fukušimě. Naši odborníci navrhli a patentovali ochranu povrchu zirkoniových slitin pomocí diamantových povlaků nanesených metodou depozice z plynné fáze. Diamant má vysokou tepelnou vodivost a stabilitu, nízkou chemickou reaktivitu, nedegraduje s časem a má vhodný účinný průřez pro interakci s neutrony. První experimenty naznačují, že tato ochrana má šanci problém částečně řešit. Technologiím přípravy (nano)diamantových povlaků pro široké spektrum technických aplikací se ve Fyzikálním ústavu v poslední době věnujeme intenzivně.

V souvislosti s vědeckým výzkumem se hovoří o nedostatku financí. Jakým způsobem získáváte finance na projekty?

Ano, realitou poslední doby jsou bohužel klesající nebo stagnující rozpočty Akademie věd, což má při mírném růstu kapacit za následek pokles institucionálního financování spolu s rostoucí závislostí ústavu na účelovém financování práce vědeckých týmů z grantových projektů. Protože toto probíhá již relativně dlouhou dobu, tak jsme se tomu postupně přizpůsobili a důsledně se snažíme získávat chybějící finanční prostředky na provoz jak z tuzemských, tak ze zahraničních grantů. A protože jsme v tom relativně úspěšní, běží v FZÚ v současnosti paralelně desítky výzkumných projektů a podíl účelového financování ústavu na úkor institucionálního neustále rok od roku roste a dnes již převyšuje 50 %. To má ale bohužel řadu negativních dopadů na chod ústavu, jehož hlavní činností je právě věda a výzkum. Především to výrazně omezuje možnosti strategického plánování výzkumu, neumožňuje nám to rychle reagovat na nové výzkumné trendy, dostatečně investovat do přístrojového vybavení, ani nabídnout špičkovým vědeckým pracovníkům možnost založit novou výzkumnou skupinu a zahájit nový výzkumný program. Příprava výzkumných projektů při relativně nízké úspěšnosti okolo 20 % zabírá neúměrně mnoho času našich nejlepších vědeckých pracovníků. Výhodou Fyzikálního ústavu v této složité situaci na druhou stranu je jeho velikost a z toho vyplývající efektivní administrace velkého počtu výzkumných projektů.

Jaké jsou podle vás nejčastější překážky spojené s uváděním vědeckých objevů do praxe?

Fyzikální ústav byl zřízen k tomu, aby se jeho zaměstnanci zabývali primárně základním výzkumem, uváděním objevů do praxe by se tedy měly zaobírat jiné výzkumné organizace. Nicméně, reálné postavení FZÚ ve výzkumném prostoru v ČR se v čase mění a mění se i výzkumné postupy v oborech, kde je FZÚ aktivní. Například část ze současně běžících výzkumů v FZÚ jsou výrazně mezioborové výzkumné projekty (např. v oborech nanotechnologií, funkčních materiálů a povlaků či v oborech navazujících na využívání laserového záření), a vyžadují proto buď další kapacitní rozvoj ústavu, nebo spolupráci s jinými výzkumnými institucemi. Přitom je ale možné právě tyto výzkumy relativně snadno dotáhnout do aplikovatelných výsledků, stejně jako je možná jejich rychlá komercializace.

Propojování vědy s praxí se v ČR řeší desítky let bez výraznějšího úspěchu nahrazováním jednoho nefunkčního systému druhým. V současné době probíhá mj. i dramatická změna v přístupu státu, který pomáhá výzkumným organizacím, aby uváděly v život promyšlené systémy pro transfer technologií. Současně stát velmi pomalu začíná vytvářet podmínky motivující průmyslové firmy k tomu, aby si zadávaly řešení konkrétních úkolů u výzkumných institucí.

Prozradíte nám na závěr, jaké novinky chystáte v ústavu v tomto roce?

Tento rok bude rokem přípravy postupného přechodu Akademie věd na tzv. programové řízení. To je zcela nový přístup k organizaci výzkumu v ústavech AVČR, který má za cíl pro ně zajistit lepší pozici v systému výzkumu, vývoje a inovací České republiky, jenž se v posledních 10 letech hodně změnil a mění se dál. Celý proces začal koncem roku 2012 vyhlášením tzv. Strategie rozvoje AVČR, byl předmětem četných diskusí v roce 2013 a byl reálně odstartován zahájením přípravy tzv. Výzkumných okruhů programového řízení koncem roku 2013. Přestože Fyzikální ústav nabídl do budoucího celoakademického systému návrhy na 9 programů s 50 podprogramy, jsou naše očekávání dalšího postupu nutně spojená s nejistotou, protože nevyjasněných otázek ohledně Strategie a programového řízení AVČR je zatím stále velmi mnoho. To je ale pochopitelné vzhledem k ambicím a složitosti takového přechodu.

Důležitou událostí v rámci Fyzikálního ústavu bude zcela jistě podzimní plánované otevření centra průmyslových laserů HiLASE (High average power pulsed LASErs) a představení demonstrátoru laseru na bázi tenkého disku s víceprůchodovým zesilovačem s opakovací frekvencí 1-3 kHz. Budova centra HiLASE již dnes stojí v areálu rozestavěného centra ELI v Dolních Břežanech a připravuje se na dodávky laserových systémů na jaře. Po roce 2015 zůstane HiLASE, na rozdíl od ELI, integrální součástí Fyzikálního ústavu a bude představovat bránu k laserovým technologiím budoucnosti pro český i zahraniční průmysl.

Průmysl Dnes