Vedec roka SR 2016: Pavel Povinec z Univerzity Komenského v Bratislave

16. máj. 2017 • Fyzikálne vedy

Vedec roka SR 2016: Pavel Povinec z Univerzity Komenského v Bratislave

Jadrový fyzik prof. RNDr. Pavel Povinec, DrSc., z Fakulty matematiky, fyziky a informatiky UK v Bratislave, získal ocenenie Vedec roka SR 2016 za významný prínos a dosiahnuté výsledky v oblasti vývoja ultra-senzitívnych urýchľovačových a rádiometrických analytických metód a ich využitie vo výskume zriedkavých jadrových procesov a environmentálnej rádioaktivity.

Prof. Pavel Povinec (1942) pochádza z Ochodnice v okrese Žilina. Študoval na Prírodovedeckej fakulte Univerzity Komenského (UK) v Bratislave fyziku/špecializácia jadrová fyzika (1965, promovaný fyzik). Na tej istej fakulte získal titul CSc. (1974) a habilitoval sa na docenta (1978). Na Matematicko-fyzikálnej fakulte UK získal titul DrSc. (1984) a tiež profesúru (1984) v odbore Fyzika. Od roku 2006 je vedúcim vedeckým pracovníkom. 

V rokoch 1965 – 1992 pracoval na Katedre jadrovej fyziky Prírodovedeckej fakulty/Matematicko-fyzikálnej fakulty UK. V rokoch 1980 – 1990 bol prodekanom Matematicko-fyzikálnej fakulty UK, v r. 1981 – 1992 vedúcim Katedry jadrovej fyziky MFF UK, a v r. 1990 – 1992 bol vedúcim Fyzikálnej sekcie MFF UK. V roku 1992 vyhral konkurz do Medzinárodnej agentúry pre atómovú energiu (IAEA), kde v r. 1993 – 2004 bol vedúcim Laboratória pre morskú rádioaktivitu v Monaku. Po ukončení misie v Monaku pôsobí od roku 2005 doteraz ako profesor na Katedre jadrovej fyziky a biofyziky Fakulty matematiky, fyziky a informatiky UK, v r. 2005 – 2012 bol vedúcim Fyzikálnej sekcie FMFI UK.

Prof. RNDr. Pavel Povinec, DrSc., je uznávaným odborníkom v oblasti výskumu zriedkavých jadrových procesov a environmentálnej fyziky a patrí medzi zakladateľov týchto odborov na UK. Vybudoval viaceré laboratória na UK a v IAEA Monako, ktoré sú uznávané aj v zahraničí. V IAEA Monako viedol 9 medzinárodných projektov, zorganizoval a zúčastnil sa viacerých oceánografických expedícií, ktoré prispeli k poznaniu transportných procesov v oceánoch a zhodnotili dopady skúšok jadrových bômb (na ostrovoch Bikini, Mururoa, a Novaya Zemlya), rádioaktívnych skládok v Arktickom, Atlantickom a Pacifickom oceáne, a prevádzky závodov na spracovanie jadrového paliva ako aj jadrových elektrární na životné prostredie. Tieto výsledky stanovili priemerné úrovne antropogénnych rádionuklidov v morskom prostredí (sústredené do databázy www.iaea/maris), takže každé nové prírastky bude možné identifikovať na tomto pozadí, čo sa ukázalo zvlášť významné v prípade Fukušimskej havárie.

Viedol tímy UK v zahraničných projektoch, napr. XENON (Taliansko), DELPHI a EAGLE (CERN), ARES a HYPERON (SÚJV Dubna), LUNA (ZSSR), AUSTRON (Rakúsko), SDC (USA), a v súčasnosti sú to projekty SuperNEMO (Francúzsko),  EURECA (USA) a LEGEND (USA). Opublikoval vyše 500 vedeckých článkov, z toho okolo 300 v karentovaných časopisoch, na ktoré je vyše 7000 citácií. Podľa Academic Research patrí medzi top 5 autorov z Environmentálnej fyziky. Je spoluautorom 12 monografií a viacerých kapitol publikovaných v zahraničných zborníkoch. Na UK v Bratislave prednášal jadrovú, subjadrovú a environmentálnu fyziku, viedol 21 diplomových prác a vychoval 23 doktorandov/kandidátov vied.

Absolvoval viacero zahraničných stáží a prednášal na významných zahraničných univerzitách a vo výskumných centrách (napr. v Nice, Ríme, Bologni, Heidelbergu, Oxforde, Livermoore, Petrohrade, Tbilisi atď.). Predniesol takmer 50 pozvaných prednášok na zahraničných konferenciách, spoluorganizoval 15 medzinárodných konferencií, často organizoval vedecké sekcie a bol členom vedeckých výborov medzinárodných konferencií. Bol členom viacerých medzinárodných organizácií, napr. členom výboru Europhysical Society, členom komisie IUPAC pre štandardy, viceprezidentom IAHS Commission for Groundwater/Seawater Interactions, a v súčasnosti je členom výboru World Council on Isotopes. Je co-editorom a členom redakčných rád 6 medzinárodných časopisov. Ako editor spracoval 14 špeciálnych čísiel vedeckých časopisov a 18 zborníkov zameraných na zriedkavé jadrové procesy a environmentálnu rádioaktivitu.

Získal mnohé ocenenia na Slovensku i v zahraničí, napr. ako člen IAEA tímu získal v roku 2005 Nobelovu cenu mieru za jeho príspevok k výskumu rádioaktivity morí a oceánov. V roku 2014 získal ako prvý slovenský občan PROSE Award of American Association of Publishers (knižný Oscar) za monografiu Fukushima Accident: Radioactivity Impact on the Environment (Elsevier, New York, 400 s.), spolu s prof. K. Hirose z Tokyjskej univerzity a prof. M. Aoyama z Fukušimskej univerzity. Táto kniha získala v roku 2014 Cenu Slovenského literárneho fondu, ktorý mu v roku 2016 udelil tiež Prémiu (prvé miesto) za 3-ročný vedecký ohlas. Zo zahraničných ocenení možno ešte spomenúť ceny a medaily od IAEA, CEA (Commisariat l’Energy Atomic, Paris), FAO (Food and Agricultural Organization, Roma), UNESCO a ďalšie.

Významnou mierou prispel k vybudovaniu unikátneho urýchľovačového centra na Fakulte matematiky, fyziky a informatiky Univerzity Komenského v Bratislave, zameraného na výskum jadrových procesov pri nízkych energiách, a na vývoj a aplikácie rádionuklidových a iónových analytických metód. Medzi jeho najdôležitejšie dosiahnuté výsledky možno zaradiť vývoj a využitie nových ultra-senzitívnych urýchľovačových a rádiometrických metód na identifikáciu zdrojov pozadia detektorov operujúcich v podzemných laboratóriách, skúmajúcich zriedkavé jadrové procesy, s cieľom určiť hmotnosť neutrína a overiť platnosť zákonov zachovania v subjadrovej fyzike, ktoré by znamenali existenciu novej fyziky za Štandardným modelom a mali by významný dopad na ďalší rozvoj fyzikálneho bádania. Vyvinuté metódy merania veľmi nízkych koncentrácií rádionuklidov mu tiež umožnili významnou mierou ovplyvniť výskum v oblasti environmentálnej rádioaktivity, najmä zhodnotením globálnej a regionálnej radiačnej situácie po havárii Fukušimskej jadrovej elektrárne, s následnou analýzou rádioaktívneho znečistenia atmosféry, japonských pobrežných vôd a vôd Pacifického oceánu. Získal prvé publikované výsledky radiačných dávok pre obyvateľov Japonska, Ázie, Ameriky a Európy v dôsledku konzumácie morskej potravy kontaminovanej rádionuklidmi z Fukušimskej havárie.

M. BARTOŠOVIČOVÁ: Pán profesor, v jubilejnom 20. ročníku súťaže Vedec roka Slovenskej republiky vám bolo udelené prestížne ocenenie Vedec roka SR 2016. Čo pre vás toto ocenenie znamená a s akými pocitmi ste ho prijali?

P. POVINEC: Každé ocenenie výsledkov práce poteší, a je aj stimulom pre ďalšiu činnosť. V mojom prípade je to však aj ocenenie práce mojich kolegov a doktorandov, pretože výskum v experimentálnej fyzike je vždy tímová záležitosť. Môžeme ju prirovnať k orchestru, v ktorom každý člen, či hrá prvé husle alebo hrá na triangel, je pre dosiahnutie finálneho výsledku dôležitý. Preto vďaka patrí celému môjmu tímu, ale aj ďalším kolegom na katedre, na fakulte, ale aj v zahraničí, na mojom bývalom pracovisku v IAEA Monako, ako aj desiatkam spolupracovníkov roztrúsených po celom svete, špecialistom v rôznych odboroch, s ktorými spolupracujeme.

Veda, podobne ako ekonomika, už má globálny charakter, ktorý sa prejavuje vo formovaní veľkých vedeckých tímov s rozsiahlym experimentálnym, ale aj logistickým zázemím, a je veľmi dôležité byť súčasťou takýchto medzinárodných projektov. Ako príklad môžem uviesť výskum dopadu Fukušimskej havárie na rádioaktívne znečistenie životného prostredia, ktorý v posledných rokoch dominoval v našich environmentálnych aktivitách – kde Japonsko, Južná Kórea, Čína, USA, EÚ a ďalšie krajiny zohrali podstatnú úlohu pri realizácii tohto výskumu. Podobne je to s našou účasťou v medzinárodných experimentoch SuperNEMO, LEGEND a EURECA, ktoré predstavujú vrchol v oblasti výskumu zriedkavých jadrových premien a tmavej hmoty, a ktoré je možné realizovať len vďaka rozsiahlej medzinárodnej spolupráci.

Súčasne toto ocenenie je pre mňa zadosťučinením, že fyzikálny smer – fyzika nízkych rádioaktivít, na ktorého založení som sa podieľal a ktorý som ďalej rozvíjal, sa presadil nielen v bývalom Československu, ale vďaka dosiahnutým výsledkom získal uznanie v celosvetovom meradle, a stali sme sa súčasťou medzinárodného jadrovo-fyzikálneho výskumu.

Prof. RNDr. Pavel Povinec, DrSc.

M. B.: Ako ste sa dostali k jadrovej fyzike? Čím vás zaujala?

P. POVINEC: Na Prírodovedeckú fakultu Univerzity Komenského do Bratislavy som prišiel študovať matematiku a fyziku, avšak po ukončení prvých troch ročníkov sa otvárala špecializácia Jadrová fyzika, čo bola pre mňa šanca venovať sa novému fyzikálnemu odboru s veľkou budúcnosťou. Otázky zloženia a vlastností atómových jadier a subjadrových častíc boli predmetom našich častých diskusií, a zaujímali sme sa o všetky nové poznatky, ktoré prinášal svetový výskum. Neskôr k tomu pribudli ešte možnosti aplikácie poznatkov z jadrovej fyziky v iných vedných odboroch, pretože nám bolo jasné, že na experimentálny výskum v čistej jadrovej fyzike na Slovensku nebudeme mať dostatok financií. Takto sme časť finančných prostriedkov získaných v aplikovanom výskume nízkych rádioaktivít mohli investovať do základného výskumu v jadrovej fyzike. Takže naša orientácia na fyziku nízkych rádioaktivít sa ukázala byť správna, lebo nám umožňovala robiť výskum v oblasti environmentálnej rádioaktivity (napr. hodnotenie dopadu prevádzky jadrových elektrární na životné prostredie), ale tie isté vysokocitlivé spektrometre jadrového žiarenia sme mohli využiť aj na výskum zriedkavých jadrových procesov a premien.

M. B.: Mohli by ste nás oboznámiť s obsahom vašej vedeckovýskumnej činnosti a dosiahnutými výsledkami? 

P. POVINEC: Počas mojej vedeckej kariéry som sa prevažne venoval výskumu rádioaktivity. Rádioaktívne nuklidy sú všade okolo nás, vzduch, voda, pôda, rastliny, živočíchy a aj naše telo je rádioaktívne, pretože obsahuje predovšetkým prirodzené rádionuklidy. Napríklad naše telo obsahuje okolo 10 000 Bq rádioaktívneho izotopu draslíka 40K, a za každú sekundu emituje okolo 5000 neutrín, ktoré sú výsledkom rádioaktívnych premien. Avšak najzaujímavejšie vedecké problémy sa objavujú, ak rádionuklidy v skúmaných vzorkách majú menšiu aktivitu ako sa bežne vyskytuje v životnom prostredí. Aby sme však mohli analyzovať takéto nízkoaktívne vzorky, musíme vyvíjať špeciálne nízkopozaďové meracie systémy a často ich dokonca musíme prevádzkovať hlboko v podzemí, aby sme ich ochránili pred kozmickým žiarením, ktoré je najdôležitejšou zložkou ich pozadia.

Veľa času som venoval vývoju vysokocitlivých metód merania veľmi nízkych aktivít, pretože takéto zariadenia neboli komerčne dostupné. Vyvinuli sme veľa nových typov detektorov jadrového žiarenia (proporcionálne detektory, multielementné detektory, koincidenčno/antikoincidenčné spektrometre atď.), ako aj špeciálne metódy prípravy vzoriek na ich rádionuklidovú analýzu. Tieto metódy, ktoré tiež voláme rádiometrické, majú veľkú nevýhodu v tom, že registrujú len produkty jadrových premien, napr. alfa, beta a gama-žiarenie. V prípade krátko žijúcich rádionuklidov to nie je problém. Ak však polčasy premien presahujú už desiatky rokov (a dosahujú až niekoľko miliárd rokov), rádiometrické metódy sú vo veľkej nevýhode, pretože musíme čakať dlhý čas, kým zaregistrujeme dostatočný počet rádioaktívnych premien, resp. musíme používať veľké vzorky (napr. aj niekoľko kilogramov).

Revolúciu v meraní veľmi nízkych aktivít znamenala urýchľovačová hmotnostná spektrometria, ktorá celkom zmenila filozofiu takýchto analýz, pretože namiesto počítania rádioaktívnych premien (a čakania na ich prejavy) analyzujeme rádionuklidy ako keby boli stabilné. Využitie urýchľovača je pre túto novú technológiu rozhodujúce, pretože umožňuje podstatne znížiť pozadie a tým dosiahnuť vysokú citlivosť. To umožňuje robiť výskumy, ktoré predtým neboli možné buď pre nedostatočné množstvo skúmanej vzorky alebo pre nízku citlivosť analyzujúceho zariadenia. Táto technológia umožňuje analyzovať aj veľmi nízkoaktívne a pritom miniatúrne vzorky s hmotnosťou pod 1 mg, takže možno napr. analyzovať vzorky obrazov, miniatúrne archeologické vzorky, ale aj vzorky vôd z hlbín oceánov a pod.

Okrem vývoja nových typov detektorov jadrového žiarenia na meranie nízkych aktivít, in situ detekčných metód s prenosom dát pomocou satelitov, podzemnej gama-spektrometrie, a urýchľovačových metód na povrchovú analýzu a na ultra-senzitívnu hmotnostnú spektrometriu, a ich využitie na výskum zriedkavých jadrových procesov, podstatná časť mojich výsledkov je v oblasti environmentálnej fyziky. Z najdôležitejších spomeniem objasnenie 11-ročného rádiouhlíkového cyklu v biosfére viazaného na slnečnú aktivitu, zhodnotenie dopadu jadrových elektrární a závodov na spracovanie jadrového paliva na životné prostredie, vytvorenie 50-ročného radu rádiouhlíkových meraní v atmosfére (druhého najdlhšieho na svete), zhodnotenie radiačného dopadu na životné prostredie po haváriách v Černobyle a vo Fukušime, zhodnotenie globálnej kontaminácie životného prostredia po skúškach jadrových bômb, využitie izotopov uránu v podzemných vodách ako možných pre-cursorov zemetrasení, určenie veku podzemných vôd Žitného ostrova, určenie zdrojov variácií rádionuklidov v trosposfére a stratosfére, vytvorenie výskumného smeru izotopovej oceánografie a objasnenie akumulácie rádionuklidov v južnom Indickom oceáne, neočakávaného transportu rádionuklidov cez rovník v Pacifickom oceáne, a úniku kontaminantov z potopených chemických zbraní v Baltickom mori.

V oblasti kozmickej fyziky som prispel analýzou rádionuklidov v mesačných vzorkách a v meteoritoch (vrátane meteoritov z Marsu) k určeniu ich radiačných vekov, predatmosférických rozmerov meteoritov, ako aj k objasneniu časových a priestorových variácií kozmického žiarenia v našej slnečnej sústave. Vyvinuté metódy umožnili aplikácie aj v iných ako fyzikálnych odboroch – rádiouhlíkové datovanie stoviek archeologických nálezov (napr. datovanie uhlíkov z Rotundy sv. Juraja v Nitrianskej Blatnici ukázalo, že Rotunda patrí medzi najstaršie stredoeurópske sakrálne stavby z polovice 9. storočia), datovanie obrazov, písomností, rôznych artefaktov, geologických a hydrologických vzoriek, ale aj takých zaujímavých vzoriek ako sú staré vína.

Oľga Nachtmannová, štátna tajomníčka, MŠVVaŠ SR odovzdáva cenu Vedec roka SR 2016 prof. Pavlovi Povincovi

M. B.: Ktoré momenty vo svojej práci vedca považujete za zlomové a na ktoré ste najviac hrdý?

P. POVINEC: Významné miesto v mojej vedeckej kariére mali dve zahraničné cesty. Prvá bola paradoxne do Indie, kde som bol ako mladý asistent v roku 1970 na polročnom študijnom pobyte v Tata Institute of Fundamental Research v Bombaji. Toto je súkromné vedecké centrum (Tata je ešte asi stále najvýznamnejším priemyselníkom v Indii) vybudované Američanmi, a  je lídrom základného fyzikálneho výskumu v Indii. Profesor Lal (zimné mesiace vždy trávil v Bombaji a v lete bol na Kalifornskej univerzite v San Diegu), v ktorého oddelení som pracoval, významne ovplyvnil smerovanie môjho ďalšieho výskumu na fyziku nízkych rádioaktivít. Druhý môj najvýznamnejší zahraničný pobyt bol v rokoch 1993 2005 v IAEA Monako, ktorý mi umožnil vybudovať laboratóriá a realizovať výskum na vysokej medzinárodnej úrovni nielen vďaka priamej podpore IAEA, ale tiež vďaka finačnej dotácii z Japonska. Vedecké projekty, ktoré som viedol, určili globálnu rádioaktívnu kontamináciu a prispeli k poznaniu výmených procesov v morskom prostredí. Je pozoruhodné, že ako stredoeurópan som viedol v IAEA výskum morskej rádioaktivity, avšak rozhodujúcim faktorom boli práve moje skúsenosti s meraním nízkych aktivít. V IAEA som ako jeden z prvých na svete začal využívať urýchľovačovú hmotnostnú spektrometriu na výskum morskej rádioaktivity. Po ukončení mojej misie v Monaku bola práve táto nová technológia jedným z dôvodov, prečo som sa vrátil späť na Slovensko vybudovať takéto laboratórium na UK a splniť tým môj dávny sen.

Pred desiatimi rokmi sme v rámci fakultného Centra excelencie pre fyziku komplexných systémov začali s prípravou budovania urýchľovačového laboratória. Vďaka európskym štrukturálnym fondom, podpore IAEA a Úradu jadrového dozoru SR, ako aj podpore mojej alma mater UK a FMFI, sa nám podarilo vytvoriť Centrum pre nukleárne a urýchľovačové technológie, ktorého hlavnou súčasťou je unikátne urýchľovačové laboratórium pre iónové analytické technológie a hmotnostnú spektrometriu, prvé takéto laboratóriom v bývalom socialistickom tábore.

Okrem dosiahnutých vedeckých výsledkov, ktoré boli opublikované vo vyše 300 článkoch v karentovaných vedeckých časopisoch, a na ich bližšie objasnenie by sme potrebovali podstatne väčší priestor ako nám umožňuje tento rozhovor, považujem za významný fakt, že naše pracovisko je akceptované vo svete ako dôležitá súčasť výskumu zriedkavých jadrových procesov a environmentálnej rádioaktivity, je prizývané do významných medzinárodných projektov a často sme pozývaní prednášať na medzinárodné konferencie.

V bývalom režime bolo obťažné cestovať na konferencie do zahraničia, preto sme začali organizovať medzinárodné konferencie o nízkych rádioaktivitách na Slovensku. To nám umožnilo získať najnovšie informácie z nášho odboru a nadviazať kontakty so špičkovými zahraničnými vedcami. Po štyroch takýchto konferenciách, ktoré sme organizovali na Slovensku v rokoch 1975 1990, stali sa tieto konferencie putovnými, a nedávne boli organizované v Južnej Kórei (Jeju) a v USA (Seattle). Podobne po mojom odchode do Monaka začal som tam organizovať konferencie o environmentálnej rádioaktivite (ENVIRA), ktoré sa neskôr stali tiež putovnými, nedávne boli v Ríme, Aténach, a ENVIRA2017 bude v máji tohto roku vo Vilnjuse.

A ešte som tiež hrdý na mojich diplomantov a doktorandov, ktorí dosiahli významné úspechy vo svojej vedeckej práci. Viacerí z nich zastávajú významné funkcie nielen doma, ale aj v zahraničí.

M. B.: Čomu sa venujete v súčasnosti?

P. POVINEC: Väčšinu času trávim teraz (ako väčšina riadiacich vedeckých pracovníkov) pri prísaní návrhov nových projektov, pri písaní výskumných správ o prebiehajúcich a ukončených projektoch, pri príprave referátov na konferencie a pri písaní článkov o výsledkoch našich výskumov pre vedecké časopisy. Veľa času zaberá samotný vedecký výskum, v súčasnosti orientovaný najmä na iónové technológie (PIXE, PIGE), každodenné diskusie o experimentoch, príprave vzoriek a terčíkov na analýzu, spolupráci na medzinárodných projektoch a o príprave nových experimentov. Nové zaujímavé idey nás nabádajú k ich realizácii, navyše naše laboratória sú ešte stále v štádiu budovania. Chceme ich ďalej vylepšovať a plánujeme budovať aj nové (napr. podzemné laboratórium), aby sme držali krok so svetovými trendmi. Avšak získavanie nových finančných prostriedkov z EŠF je čím ďalej ťažšie, pretože Bratislava býva často vylúčená z nových výzviev na predkladanie vedeckých projektov.

M. B.: Ďakujem za rozhovor. V mene redakcie portálu Veda na dosah sa pripájame ku gratulantom k získanému oceneniu Vedec roka SR 2016.

 

 

Rozhovor pripravila a uverejnila: Marta Bartošovičová, NCP VaT pri CVTI SR

Foto: Ján Michálik, NCP VaT pri CVTI SR

Súvisiace:

Hore
e-noviny Vedecký kaleidoskop
Aurelium - centrum vedy
FVF 2017
kúpa časopisov jún 2016
TVT 2017 výtvarná súťaž
TVT 2017 fotografická súťaž
QUARK
téma mesiaca
TAG Publikácia
TAG Zaujímavosti vo vede
TAG Centrum vedy
TAG Mládež
TAG QUARK
TAG Ženy vo vede
TAG Spektrum vedy
TAG Slovenská veda
TAG História
TAG Rozhovor
banner záhrady
Zaujímavosti vo vede
Mozog je schopný vyprodukovať energiu potrebnú na svietenie jednej žiarovky.
Zistite viac