Физик-ядерщик

Физик-ядерщик — это специалист, востребованный как в фундаментальной науке, так и в наукоёмких высокотехнологичных отраслях. Рассказываем, с чего начать карьеру, какое образование получить и как применить знания на практике.

Кто такой физик-ядерщик

Специалисты в области ядерной физики изучают проблемы от ядерных процессов в звёздах и зарождения Вселенной до взаимодействия мельчайших частиц материи. На практике физики проектируют детекторы для работы под землёй, в антарктических льдах или в космосе. Они конструируют квантовые компьютеры, изобретают защиту от космического мусора, развивают ядерную медицину и энергетику. Кроме того, физики-ядерщики отвечают за радиационную безопасность городов и предприятий.

Что нужнознать:

• структуру и свойства атомных ядер;
• механизмы взаимодействия частиц;
• правила протекания ядерных реакций;
• особенности распада ядер;
• принципы работы атомного оборудования;
• нормативы радиационной безопасности;
• регламенты действий в критических ситуациях.

Что нужно уметь:

• делать теоретические расчёты;
• проводить экспериментальные исследования;
• анализировать полученные результаты;
• контролировать условия хранения радиоактивных веществ;
• читать чертежи и техническую документацию;
• работать с ускорителями частиц;
• проводить замеры радиационного фона;
• моделировать ядерные процессы на компьютере;
• разрабатывать новые методы и технологии;
• оформлять научные работы.

Специалисты по ядерной физике проводят научные исследования или занимаются практическими вопросами:

• Физики-теоретики изучают атомные ядра и их взаимодействия на основе теоретических моделей и статистических расчётов.
• Специалисты по экспериментальной ядерной физике работают в лабораторных условиях. Они воссоздают ядерные реакции с помощью ускорителей частиц и другого оборудования. Эксперты измеряют и исследуют характеристики ядерных процессов.
• Специалисты по атомной энергетике разрабатывают и обслуживают ядерные реакторы. От них зависит производительность и безопасность АЭС.
• Эксперты по медицинской физике создают и улучшают приборы для лучевой диагностики и терапии.
• Специалисты по дозиметрии мониторят радиационный фон. Эксперты проводят замеры внутри зданий или на открытой местности. На основе результатов измерений принимаются меры по радиационной безопасности.
• Специалисты по астрофизике изучают ядерные процессы, протекающие в звёздах и других космических объектах.
• Эксперты по физике нейтрино изучают свойства и взаимодействия элементарных частиц.
• Эксперты по физике тяжёлых ядер изучают свойства тяжёлых ионов и их столкновения.
• Эксперты по прикладной ядерной физике используют знания об атомах для решения задач в разных отраслях. Например, в археологии, геологии или материаловедении.

Физики-ядерщики часто работают в командах с биологами, химиками, инженерами и врачами. Это помогает комплексно изучить предмет и быстрее находить практическое применение открытиям.

Какими качествами должен обладать специалист

Профессия физика-ядерщика подходит тем, кто интересуется наукой и точными дисциплинами. В работе важна хорошая память, так как для освоения ядерной физики нужно изучать сложные темы и запоминать много информации. Перед тем как поступить на эту специальность, оцените свою готовность постоянно разбираться в сложных концепциях и технологиях.

Логическое мышление помогает осваивать учебную программу и в дальнейшем решать рабочие задачи. Эксперт по ядерной физике должен анализировать данные и делать выводы, от которых зависит эффективность и безопасность оборудования.

Необходимо помнить, что работа связана с радиоактивными веществами, а ошибки могут привести к серьёзным последствиям. Поэтому для физика-ядерщика важны внимательность и аккуратность. Ему нельзя допускать ошибок в расчётах и экспериментах. В напряжённых ситуациях нужно сохранять спокойствие, а в критических — быстро ориентироваться и действовать по инструкции, чтобы снизить риски.

Насколько востребованы специалисты сейчас

Работа физика-ядерщика важна для развития науки и технологий. Специалисты востребованы в разных сферах:

• Атомные станции остаются одним из ключевых источников энергии. В России работают 11 атомных электростанций, и ещё 4 строятся. АЭС вырабатывают 20% электроэнергии в стране.
• Ядерные технологии применяют в медицине. Магнитно-резонансная томография (МРТ) и позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ) помогают ставить диагнозы. Лучевая терапия помогает лечить онкологию с помощью ионизирующего излучения.
• Специалисты работают в оборонной промышленности и на закрытых объектах. От них зависит стратегическая безопасность страны.
• Радиационное оборудование используется в промышленности. С помощью радиографии проверяют толщину материалов, качество сварных швов, наличие дефектов внутри узлов и деталей.
• Физики-ядерщики участвуют в создании двигателей и источников питания для космических аппаратов.
• Атомные реакторы и ускорители частиц используются для научных исследований в области физики, химии, биологии и т.д.
• Физики-ядерщики замеряют уровень радиации, проводят дезактивацию и утилизируют радиоактивные отходы.

Профессия физика-ядерщика остаётся востребованной. За атомной энергетикой будущее, и количество вакансий в этой области будет расти. Из-за плохой экологии и других причин увеличивается число онкологических заболеваний. Есть потребность в более совершенном оборудовании для лучевой терапии и ПЭТ-диагностики. Стране нужны специалисты по ядерной медицине и высокотехнологичному оборудованию. Это направление — одно из самых перспективных в науке. В исследовательских центрах открыто много вакансий для молодых учёных.

Как стать физиком-ядерщиком

Если вы хотитестать физиком-ядерщиком, вам нужно получить высшее образование в области ядерной физикой или атомной энергетики. Диплом бакалавра даёт базовую подготовку и позволяет занять стартовые технические должности. Для проектирования реакторов, научной работы и руководящих позиций необходимо закончить магистратуру или специалитет.

Какие предметы сдавать

Вузы зачисляют абитуриентов по результатам ЕГЭ. На бюджетные и платные места проходят отдельные конкурсы. Победителей определяют по сумме за три предмета.

Распространённые комбинации ЕГЭ для специальности «Ядерная физика и технологии»:

• русский язык, математика (профиль), физика;
• русский язык, математика (профиль), информатика;
• русский язык, математика (профиль), химия.

Получить до 10 дополнительных баллов к результату ЕГЭ можно за индивидуальные достижения. Например, за золотую медаль, волонтёрство, значок ГТО, победы и призовые места в олимпиадах. Каждый вуз сам решает, сколько баллов начислить за конкретные достижения.

Чтобы поступить в магистратуру, нужно сдать внутренние экзамены, пройти собеседование или конкурс портфолио. В некоторых институтах проводятся олимпиады для студентов. Победители и призёры олимпиад получают преимущества при поступлении в магистратуру. Уточняйте условия приёма и доступные льготы в вашем вузе.

Куда поступать

Бакалавриат и специалитет:

• «Ядерные физика и технологии», «Ядерные реакторы и материалы», «Проектирование и эксплуатация атомных станций» в Уральском федеральном университете имени первого Президента России Б. Н. Ельцина (УрФУ).
• «Физика атомного ядра и элементарных частиц», «Атомные электростанции и установки» в Санкт-Петербургском политехническом университете Петра Великого (СПбПУ).
• «Ядерные физика и технологии», «Ядерная и радиационная безопасность» в Южном федеральном университете (ЮФУ).
• «Ядерные реакторы и материалы», «Ядерные физика и космофизика», «Физика и теплофизика ядерных энергетических установок» и другие программы в Национальном исследовательском ядерном университете Московском инженерно-физическом институте (НИЯУ МИФИ).
• «Термоядерные реакторы и плазменные установки», «Котлы, камеры сгорания и парогенераторы АЭС» в Национальном исследовательском университете Московском энергетическом институте (НИУ МЭИ).

Магистратура:

• «Физика ускорителей», «Физика плазмы» в Новосибирском национальном исследовательском государственном университете (НГУ).
• «Ядерные технологии нового поколения», «Ускорители заряженных частиц для синхротронных и нейтронных исследований», «Инженерное компьютерное моделирование в атомной отрасли» и другие программы в Национальном исследовательском ядерном университете Московском инженерно-физическом институте (НИЯУ МИФИ).
• «Прикладная физика плазмы и управляемый термоядерный синтез», «Физико-технические проблемы атомной энергетики» и другие программы в Национальном исследовательском университете Московском энергетическом институте (НИУ МЭИ).
• «Материаловедение и технология материалов в атомной энергетике», «Машины и аппараты химических и атомных производств» в Уральском федеральном университете имени первого Президента России Б. Н. Ельцина (УрФУ).
• «Физика ядра и элементарных частиц в фундаментальных медицинских исследованиях» в Санкт-Петербургском политехническом университете Петра Великого (СПбПУ).

С чего начать профессиональный путь

Профессиональный путь физика-ядерщика начинается с практики. Студенты проходят её на профильных предприятиях или в научно-исследовательских институтах. Многие выпускники остаются в штате тех организаций, где они практиковались. Вузы предлагают и другие вакансии от компаний-партнёров. Устроиться на первую работу можно и самостоятельно.

Где работают физики-ядерщики:

• научно-исследовательские институты;
• атомные электростанции;
• промышленные предприятия;
• медицинские организации;
• оборонные предприятия;
• экологические организации.

Физики-ядерщики могут строить карьеру в науке или производстве.

Научная карьера начинается с аспирантуры, где будущий исследователь работает под началом руководителя. Чтобы стать кандидатом наук, аспирант должен защитить диссертацию и опубликовать несколько научных статей. Следующая ступень карьеры — доктор наук. Для этого потребуется подготовить новую диссертацию, опубликовать несколько статей в российских и международных журналах, руководить подготовкой аспирантов.

Выпускник, выбравший производство, может начать карьеру младшим инженером, техником или оператором. Через год он получит достаточно опыта для самостоятельной работы. Он станет инженером или специалистом по эксплуатации, ремонту, наладке оборудования. Через 3–5 лет реально дорасти до ведущего специалиста или главного инженера. Путь до руководителя подразделения или технического директора обычно занимает 10–15 лет.

Сколько зарабатывают физики-ядерщики

Доход физика-ядерщика в первую очередь зависит от места работы. Зарплаты на производстве выше, чем в науке. Уровень дохода зависит и от региона. Высокие зарплаты в Москве и в других крупных городах, в регионах с развитой атомной энергетикой.

Самые высокие зарплаты предлагают крупные корпорации. Это холдинговая компания «Атомэнергопром» и государственная корпорация по атомной энергии «Росатом».

Размер зарплаты зависит от квалификации и опыта. Физики-ядерщики с учёными степенями зарабатывают больше коллег без них. Профессора и доктора наук получают больше, чем кандидаты наук и аспиранты.

Что ждёт профессию в будущем

В России станет больше атомных электростанций. АЭС работают без выбросов углекислого газа, поэтому развитие атомной энергетики помогает бороться с глобальным потеплением. В будущем это увеличит спрос на инженеров-ядерщиков для проектирования, строительства и обслуживания станций.

Растёт интерес к малым атомным реакторам, которые можно будет использовать как мобильные источники энергии для удалённых посёлков и геологических экспедиций. Сейчас физики-ядерщики занимаются разработкой таких установок. В будущем понадобятся специалисты для их обслуживания и контроля безопасности.

Появятся более совершенные роботы и автоматизированные системы для потенциально опасных задач. Высокоточные системы диагностики будут следить за состоянием оборудования. Автоматизация сделает труд физика-ядерщика более творческим и безопасным.

Искусственный интеллект уже помогает моделировать ядерные реакции и анализировать данные. В будущем ИИ начнёт делать прогнозы, которые не потребуют дополнительной проверки. Появление квантовых компьютеров в разы ускорит расчёты и позволит строить математические модели за секунды.

Когда отмечают профессиональные праздники

4 сентября — День специалиста по ядерному обеспечению. Праздник установили в 2006 году. Сначала в этот день поздравляли только военных и сотрудников оборонных заводов, которые работают с ядерным оружием. Позже праздник стал общим для всех, чья работа связана с ядерной физикой. Дата праздника выбрана не случайно: 4 сентября 1947 года было образовано первое специальное подразделение по испытаниям ядерного оружия.

Какие специалисты известны в России и за её пределами

• Игорь Курчатов (1903–1960) — физик-ядерщик, доктор физико-математических наук, профессор. Основатель и первый директор Института атомной энергии. Главный научный руководитель атомного проекта в СССР и создатель советской атомной бомбы. Основоположник использования атомной энергии в мирных целях.
• Владимир Асмолов (1946) — теплофизик и специалист по безопасности ядерной энергетики, доктор технических наук и профессор. Участник ликвидации последствий аварии на Чернобыльской АЭС. Научный руководитель проекта «Укрытие». В 2003–2004 годах был заместителем министра по атомной энергии РФ. Сейчас является советником директора госкорпорации «Росатом» и входит в правление «Ядерного общества России».
• Николай Кухаркин (1931–2021) — физик-ядерщик, кандидат технических наук, профессор. Участник испытаний ядерных установок «Ромашка» и «Енисей». Один из авторов стратегии развития ядерной энергетики России в XXI веке.