В.И. Шведунов

СОЗДАНИЕ И РАЗВИТИЕ УСКОРИТЕЛЬНОЙ ТЕМАТИКИ В ОЭПВАЯ

    Я познакомился с Борисом Саркисовичем осенью 1972 г. в 19 корпусе НИИЯФ МГУ, куда меня и еще двух студентов третьего курса во время кампании по распределению на кафедры привел для собеседования аспирант кафедры ускорителей Владимир Варламов. В начале 70-х годов в ядерной физике еще была сильна инерция развития, заложенная во многие направления науки реализацией атомного проекта. В отличие от сегодняшнего дня, когда подавляющая часть экспериментальных работ в области ядерной физики и физики высоких энергий выполняется в рамках коллабораций на зарубежных ускорителях, в СССР действовало большое число экспериментальных установок мирового уровня. Активные исследования в области фотоядерных реакций на пучке тормозного излучения 35 МэВного бетатрона НИИЯФ МГУ велись и в руководимом Ишхановым секторе фотоядерных реакций, позднее преобразованном в отдел электромагнитных процессов и взаимодействия атомных ядер.
    Борис Саркисович подключил меня к работам по измерению и обработке фотопротонных спектров, которые проводили В.В. Варламов и И.М. Капитонов. Исследованиями в области фотоядерных реакций я занимался около 10 лет. В ходе работ Борис Саркисович формулировал общие цели исследований, максимально поддерживал инициативу и помогал в реализации идей. Главным было получение надежного и значимого результата.
    Будучи секретарем парткома физического факультета, Борис Саркисович никогда не предлагал мне вступать в партию, ограждал от претензий со стороны комсомола, касающихся моего недостаточного участия в «общественной» работе. При поступлении в аспирантуру я был «третьим лишним». Кафедра имела квоту на двух аспирантов, и на эти места были достойные кандидаты. Борис Саркисович рассказывал мне о своем разговоре с деканом факультета В.С. Фурсовым по поводу моей кандидатуры. Василий Степанович, пришедший в 1954 г. на физфак из атомного проекта, выслушал просьбу Ишханова и сказал: «Служу Советскому Союзу!», после чего я был допущен к экзаменам.
    Борис Саркисович приложил значительные усилия для того, чтобы после окончания аспирантуры и защиты кандидатской я мог продолжить работу в НИИЯФ МГУ. Для этого необходимо было получить московскую прописку. В 70-х московскую прописку могли получить только 2–3 иногородних представителя МГУ в год, причем имеющие помимо научных заслуг высокие показатели по комсомольской или партийной линии. Тем не менее, Борис Саркисович решил и эту проблему, у меня до сих пор хранится копия постановления Мосгорисполкома о предоставлении мне права на московскую прописку.
    К началу 80-х годов нам стало ясно, что возможности бетатрона для расширения фронта исследований фотоядерных реакций практически исчерпаны. Например, процесс получения достаточной статистики при измерении фотопротонных спектров для одного ядра занимал несколько месяцев круглосуточной работы ускорителя. Для меня наиболее яркой иллюстрацией проблемы был тот факт, что при круглосуточной работе ускорителя в течение всего года полное время, в течение которого генерировалось тормозное излучение и шел набор статистики, не превышало 1.5 часов. Во многих научных центрах еще с 60-х годов бетатроны были заменены на импульсные линейные ускорители и микротроны, имеющие на порядки большую величину ускоренного тока. Однако, увеличение тока, в применении к фотоядерным реакциям, только усугубляло проблему, поскольку мертвое время детекторов было сопоставимо с длительностью импульса излучения. Очевидным решением проблемы являлось создание ускорителя электронов непрерывного действия. Работы в этом направлении активно велись в США, Канаде и ФРГ, как по созданию сверхпроводящих, так и нормально проводящих ускорителей.
    В СССР не было ни одной организации, которая имела бы реальный опыт в области разработки СВЧ ускорителей электронов непрерывного действия, тем более такого опыта не было в НИИЯФ МГУ, поэтому Борис Саркисович инициировал обсуждение направлений дальнейшего развития отдела. Помимо создания ускорителя электронов непрерывного действия, на котором могли бы быть продолжены на новом уровне исследования электромагнитных взаимодействий ядер, рассматривались и другие варианты. Пользуясь научными связями на физическом факультете МГУ и в НИИЯФ МГУ, Борис Саркисович организовал обсуждение с различными научными группами и специалистами возможности присоединения к исследованиям гравитационных волн, к работам по экспериментальной проверке некоторых аспектов общей теории относительности. Однако, в конце концов, было решено заняться созданием принципиально нового ускорителя, это решение было принято в конце 1982 г.

На XXIX Совещании по ядерной спектроскопии. Рига, у здания Академии наук Латвийской ССР, 1979 г.

    В развертывании и проведении работ по созданию нового ускорителя решающую роль сыграли выдающиеся организаторские способности Бориса Саркисовича. Я помню, как он привел меня к заведующему кафедрой ускорителей А.А. Коломенскому — специалисту в области ускорителей заряженных частиц с мировым именем, который вначале очень скептически отнесся к нашей затее, тем не менее помог в привлечении к обсуждению возможных вариантов проекта специалистов из различных научных центров СССР. После предварительных оценок и обсуждений за основу проекта была взята схема разрезного микротрона непрерывного действия с нормально проводящей ускоряющей структурой. Энергия ускоренного пучка должна была составить 175 МэВ, средний ток 100 мкА. Сооружение разрезного микротрона с близкими параметра в то время завершалось в Институте ядерной физики университета г. Майнц (ФРГ), подобный проект разрабатывался в Лос-Аламосе (США).
    Работы по ускорительной тематике были начаты в отделе «с нуля». Для реализации проекта Борис Саркисович создал в отделе две группы: собственно ускорительную группу — динамика пучка, расчеты, проектирование, измерение и настройка магнитов, элементов магнитной оптики, ускоряющих структур, электронной пушки, датчиков параметров пучка и т.д. и группу контроля и управления — с самого начала ускоритель проектировался с самым современным компьютерным управлением. Были установлены контакты с различными кафедрами физического факультета МГУ, со специалистами ФИАН, ИФВЭ, ИЯИ, МРТИ, МИФИ, ЕРФИ, НИИФА, Саратовским университетом, НИИ «Титан» (сейчас АО «НПП «Торий), НПО «Исток». К реализации проекта Борис Саркисович привлек аспиранта физического факультета Максима Сотникова — талантливого физика и уникального организатора, ставшего одной из ключевых фигур в создании ускорителя.
    Нами был разработан ряд экспериментальных стендов, написаны программы расчета динамики пучка, специалисты ИФВЭ передали только что созданные ими программы для расчета магнитных систем и ускоряющих структур. Проведение детального численного моделирования систем ускорителя стало возможным также благодаря установленной ранее в отделе ЭВМ ЕС-1022. Наконец, Борис Саркисович помог получить доступ к поисковым системам США, прообразу Интернета, что позволяло следить за самой свежей информацией по ускорительной тематике. Несмотря на «холодную войну», США предоставляли СССР доступ к их сетям. В результате проведенных работ вырисовался облик ускорителя, стала понятна принципиальная реализуемость проекта и в начале 1985 г. Ученый совет НИИЯФ МГУ утвердил данный проект. Моментом, когда отступление стало невозможно, был демонтаж бетатрона с подрывом его фундамента.
    Борис Саркисович создал все условия для реализации проекта: было обеспечено адекватное финансирование; установлены контакты с предприятиями, обладающими специальными технологиями, необходимыми для изготовления элементов ускорителя. НИИ «Титан» разработал для нашего проекта и выпустил партию мощных клистронов непрерывного действия, обеспечил пайку ускоряющих структур. Мастерские ОИЯИ изготовили уникальные поворотные магниты. Максимально использовались механические мастерские НИИЯФ и физического факультета МГУ, в отделе работало несколько механиков.
    Поскольку имевшегося ускорительного зала было недостаточно для размещения всего оборудования ускорителя, Борис Саркисович организовал сооружение двух дополнительных залов, при этом он лично руководил укладкой бетонных блоков в стены. Залы были построены в рекордные сроки — не более одного месяца. Помощь в строительстве, в создании необходимой инфраструктуры, приобретении материалов и стандартного оборудования, что в условиях плановой экономики было непростым делом, оказывали все службы института — таков был авторитет Ишханова. Параллельно обсуждались различные варианты строительства подземного ускорительного и экспериментального залов на территории 19 корпуса НИИЯФ МГУ.
    К началу 1991 г. практически все оборудование ускорителя было готово, шла сборка и пусковые работы на инжекторе — многосекционном линейном ускорителе электронов непрерывного действия на максимальную энергию 6.7 МэВ и средний ток до 1 мА. Отметим, что по величине энергии инжектор почти вдвое превосходил инжектор каскада    разрезных микротронов    Института    ядерной физики университета г. Майнц и в 1.3 раза инжектор разрезного микротрона, сооружавшегося в Лос-Аламосе.
    Задумывая создание ускорителя в 1982 г., мы не могли предположить, что произойдет к концу десятилетия. Более того, работы по ускорителю, официально начавшиеся в 1985 г., вполне соответствовали лозунгам перестройки и ускорения. Серьезные проблемы с реализацией нашего проекта начали ощущаться в 1990 г. В 1991 г., когда инфляция в стране составила 2500%, а зарплаты не хватало на проездной билет, из более чем двух десятков сотрудников, участвовавших в реализации проекта, остались единицы, остальные ушли на «стройки капитализма». Тем не менее, работы по запуску инжектора, продолжались. Работа шла без выходных. Борис Саркисович также приходил в институт по субботам и воскресеньям, садился рядом в пультовой и внимательно наблюдал за процессом настройки и измерения параметров пучка инжектора. Твердо удостоверившись, что проектные параметры инжектора достигнуты, Борис Саркисович настоял на том, чтобы я подготовил и защитил докторскую диссертацию, что и было сделано в мае 1992 г.
    Запуск инжектора позволил начать уникальные эксперименты по ядерной резонансной флуоресценции на пучке тормозного излучения. Я помню самые первые измерения с использованием германий-литиевого детектора после сборки и отладки линии транспортировки пучка и детектирующей системы. Происходило это, как обычно, в воскресенье. Получив информацию о готовности к измерениям, Борис Саркисович пришел в институт и попросил одну из сотрудниц, живших неподалеку, срочно принести пачку соли. Соль в качестве мишени была установлена в пучок и на наших глазах на экране многоканального анализатора стали расти пики упругого рассеяния на ядрах натрия. Таким образом, год работы импульсного ускорителя реально сжался до полутора часов работы ускорителя непрерывного действия — то, о чем мы мечтали, начиная проект.
    Последние тридцать лет, с 1990 г. и по настоящее время, были и остаются борьбой за выживание и развитие ускорительной тематики в нашем отделе. Отсутствие финансирования, остановило дальнейшую реализацию проекта разрезного микротрона в НИИЯФ МГУ. Борис Саркисович договорился с заведующим лабораторией фотоядерных реакций ИЯИ РАН Р.А. Эрамжяном о переносе оборудования, сборке и запуске ускорителя на «питомнике» ИЯИ, поскольку Академия наук располагала большими финансовыми ресурсами. Ускорительный зал был подготовлен, в нем были установлены поворотные магниты, однако со смертью Рудольфа Амаяковича в 1998 г. работы были прекращены.
    В 1990–1994 гг., параллельно с запуском и эксплуатацией инжектора, делались попытки найти практическое применение нашим разработкам в области СВЧ техники и ускорителей заряженных частиц. Был разработан и поставлен заказчику ускоритель электронов непрерывного действия для обработки какао-порошка, была разработана и испытана СВЧ печь мощностью 20 кВт. Однако из-за отсутствия опыта и финансовой поддержки на доведение разрабатываемых образцов до уровня, соответствующего промышленному исполнению, из-за отсутствия спроса на такую продукцию, в указанный период наши усилия в этом направлении успехом не увенчались.
    Сохранить и развить ускорительное направление в отделе в 1994–2004 гг. удалось благодаря международному сотрудничеству, главным образом, с учеными из США и Германии. Борис Саркисович поддерживал развитие такого сотрудничества, но всегда подчеркивал, что в результате мы должны обеспечивать появление заказов на оборудование или проведение работ в России. В эти годы в рамках сотрудничества с Институтом ядерной физики университета г. Майнц нам удалось получить заказ на изготовление ускоряющих структур для двухстороннего разрезного микротрона непрерывного действия на энергию 1.5 ГэВ. Совместная работа с компанией World Physics Technologies (США) позволила построить импульсные разрезные микротроны на энергию 35 МэВ с инжекцией сгустков от СВЧ пушки с фотокатодом и на 70 МэВ с магнитами на основе редкоземельного магнитного материала, а также создать прототип промышленного линейного ускорителя электронов непрерывного действия на энергию 1.2 МэВ и мощность пучка 60 кВт.
    Во второй половине нулевых стали появляться запросы на прикладные ускорители электронов различного назначения от российских организаций. Сотрудничество НИИЯФ МГУ и ФГУП «НПП «Торий» (ранее НИИ «Титан», сейчас АО «НПП «Торий»), заложенное Борисом Саркисовичем в начале 80-х, перешло в новую фазу — совместную разработку ускорителей электронов прикладного назначения. Наконец, в 2013 г. на базе отдела по указанию руководства института и при полной поддержке Бориса Саркисовича, на основании Федерального закона № 217 была создана «Лаборатория электронных ускорителей МГУ», которая к 2020 г., совместно с АО «НПП «Торий» разработала, поставила заказчикам и обеспечивает функционирование сорока импульсных линейных ускорителей различного типа: для мобильных, стационарных и железнодорожных инспекционно-досмотровых комплексов, для радиографии, для стерилизации и для лучевой терапии.
    Нужно отметить, что создание, сохранение и развитие ускорительного направления в отделе стало возможным также благодаря тесным связям с кафедрой общей ядерной физики (ранее кафедра ускорителей, созданная академиком В.И. Векслером) физического факультета МГУ, которой заведовал Борис Саркисович. Постоянный приток студентов и аспирантов позволял, несмотря на трудные времена, сохранять и развивать наши наработки в области ускорителей заряженных частиц, передавая знания и опыт новым поколениям сотрудников. В ходе разработки ускорителей электронов и проведения на них ядернофизических исследований были защищены десятки дипломных работ и кандидатских диссертаций. Таким образом, усилия, затраченные Борисом Саркисовичем на создание и развитие ускорительного направления в отделе и на кафедре, не пропали даром.

Оглавление