Работа с высокой плотностью

11 ноября исполнилось 10 лет научно-техническому центру физики высоких плотностей энергии и направленных потоков излучения (НТЦФ), которым руководит д. ф-м.н., лауреат премии Правительства Р. Ф. В. Д. Селемир. Спустя пять дней после юбилейной даты руководители центра собрались за круглым столом, чтобы рассказать об истории и деятельности своего подразделения.

Главный инженер НТЦФ, лауреат Государственной премии РФ М. М. Харламов поделился воспоминаниями о том, как центр зарождался и развивался.

— В начале 90-х годов ВНИИЭФ находился в очень тяжелом положении — как финансовом, так и кадровом. Выполнение гособоронзаказа не обеспечивалось ни материалами, ни оборудованием, ни денежными средствами. Прекратился приток молодых специалистов, а уже работающие стали покидать Институт. В этой ситуации Александр Иванович Павловский начал интенсивно искать пути, которые позволили бы как-то выжить в этой ситуации: не потерять хороших работников, получить новые заказы, проекты, обеспечить материальную базу. К сожалению, претворить свои планы в жизнь он не успел.

На научно-техническом совете отдела 03 (отделение4) начальником отдела был единогласно избран Виктор Дмитриевич Селемир. 11 ноября 1995 года он создал новый научно-технический центр (НТЦ-1) с численностью 276 человек. Средний возраст сотрудников составлял 42 года. В 1996 г. В. Д. Селемир добился полной самостоятельности НТЦ-1 — руководство Института пошло на это в виде эксперимента. У центра появился собственный счет, стали поступать заказы непосредственно из Минобороны, Минатома. Мы начали закупать материалы и оборудование (кстати, многое из того, что было тогда приобретено, используется по сей день). Однако спустя два года нас лишили самостоятельности, и для центра снова начались тяжелые дни. Объем работ постоянно рос, и стало ясно, что необходима реорганизация центра в такую структуру, которую мы видим сейчас, — подразделение на правах института. У нас появились два самостоятельных отделения, был создан комплексный отдел, 11 научно-исследовательских отделов, свыше 15 лабораторий. Численность НТЦФ достигла 420 человек, а средний возраст сократился до 41 года.

За 10 лет работы в нашем коллективе награждены 120 человек, в том числе орденом Почета — 3 чел., Государственными премиями — 7 человек, премиями Правительства Р. Ф. — 4 чел.

Заместитель директора НТЦФ по науке, д.ф.-м.н. А. Е. Дубинов поведал о ключевых направлениях работы центра.

— Это физика сверхсильных магнитных полей и больших токов, сильноточных ускорителей частиц, сверхвысоких частот, высокотемпературной и низкотемпературной плазмы, лазеров и взрывов. Уровень наших работ почти всегда соответствует мировому или даже превышает его. Следствие этого — многочисленные контракты и сотрудничество с ведущими лабораториями других стран. В последние несколько лет к упомянутым традиционным направлениям добавились новые. В их числе — лазерное разделение изотопов, медицинская физика, физика пылевой плазмы и др.

Сейчас в центре работают 6 докторов и 17 кандидатов наук. При этом докторский корпус у нас сформировался за последние пять лет. Тематика диссертаций достаточно обширна: это магнитная кумуляция, физика ускорителей, газового разряда, твердого тела.

Подготовка кадров высшей квалификации — одна из приоритетных задач центра. Сейчас в аспирантуре учатся 6 наших сотрудников, 16 — прикреплены к ней в качестве соискателей, 10 — успешно закончили аспирантуру и готовятся к защите диссертации. В центре трудятся 152 специалиста в возрасте до 33 лет. 18 из них имеют статус молодого специалиста. Это очень хороший показатель: он свидетельствует о том, что важнейшие научные вопросы решаются при активном участии молодежи. Когда новый работник приходит в центр, мы сразу прикрепляем к нему научного руководителя — более опытного коллегу. Мы способствуем, чтобы молодежь максимально участвовала в различных конференциях всех уровней, в том числе и зарубежных. В центре существует совет молодых ученых и специалистов, который организует общественную жизнь этих сотрудников.

Лауреат Государственной премии СССР и премии Правительства Р. Ф., д.ф.-м.н. В. А. Демидов — начальник отделения, которое занимается исследованиями в области магнитной кумуляции. Он ответил на вопрос, продолжаются ли в отделении дела и традиции, заложенные основателями этого научного направления — А. Д. Сахаровым, А. И. Павловским, Р. З. Людаевым.

— Магнитная кумуляция — это способ преобразования энергии взрыва в энергию магнитного поля. Действительно, идею магнитной кумуляции впервые высказал А. Д. Сахаров, а первые эксперименты по взрывной генерации сверхсильных магнитных полей провел в начале 50-х годов прошлого столетия Р. З. Людаев. В последующие годы многое в этой сфере было сделано под руководством А. И. Павловского — в частности, разработан хорошо известный МК-1 — генератор 10-мегагауссного диапазона магнитных полей. Что касается продолжения дел классиков, можно сказать следующее: работа по этому направлению интересна не только с точки зрения генерации высоких полей и сильных токов, но и в плане практического применения взрывомагнитных систем. А. Д. Сахаров сразу же увидел во взрывных генераторах устройства для получения и нагревания высокотемпературной плазмы, то есть для зажигания управляемой термоядерной реакции. При А. И. Павловском с помощью генераторов МК-1 были начаты исследования воздействия сверхсильных магнитных полей на различные вещества. Подобные исследования проводятся в нашем коллективе и сейчас, но их уровень стал значительно выше, поскольку в этой области физики за последние годы накоплен большой объем знаний. У нас работает много высококлассных специалистов: в отделении трудятся 3 доктора и 7 кандидатов наук. Исследования по магнитной кумуляции проводятся как сравнительно молодыми учеными, так и теми, кто имел счастье работать вместе с основоположниками этого направления. Большую помощь в этих работах нам оказывает директор НТЦФ В. Д. Селемир.

Работы по магнитной кумуляции и применению взрывных систем ведутся во многих странах. И в России, кроме ВНИИЭФ, существует несколько лабораторий, в которых проводятся подобные исследования: в Москве, Черноголовке, Новосибирске. Однако нигде в мире нет такого устройства, как разработанный в нашем отделении генератор МК-1, способный стабильно формировать импульсы поля в 10 миллионов гаусс. Это устройство уже сотни раз применялось в опытах, связанных с фундаментальными исследованиями в физике высоких плотностей энергии. В рамках международного научно-технического семинара «Капица» (в этом году прошел уже седьмой такой семинар) мы предлагаем ученым разных стран использовать этот генератор для своих опытов. Можно сказать, что в области магнитной кумуляции и ее применения мы являемся мировыми законодателями мод.

Начальник отделения НТЦФ, д.ф.-м.н., заведующий кафедрой экспериментальной физики СарФТИ В. И. Карелин рассказал о работе структур, которыми он руководит.

— Несмотря на то, что спектр деятельности отделения широк, основное направление наших работ — моделирование и испытание воздействия импульсных излучений. Я выделю несколько исследований, наиболее значимых для обороны и народного хозяйства. Это мощные импульсные рентгеновские установки для гаммографии быстропротекающих процессов, моделирование молний, электроразрядные лазеры и новые лазерные технологии, энергоемкие источники электропитания мощных импульсных систем, фундаментальные исследования физики газового разряда. Особо отмечу, что все созданные и создаваемые установки — единственные в своем роде. Они разрабатываются на основе идей, рожденных в нашем центре. Это относится и к рентгенографическим установкам, в основе которых — безжелезные бетатроны; и к высокочастотным электроразрядным лазерам, перекрывающим ультрафиолетовый и инфракрасный диапазоны спектра; и к гигаджоульным мегаваттным источникам электропитания; и к моделированию молний. Что же касается фундаментальных исследований, то хотелось бы отметить новые физические явления, обнаруженные нашими специалистами. Это тонкая структура токовых каналов разрядов и генерация ускорения электронов в плотных газовых средах. Еще одно направление, по которому действует наше отделение, — разработка медицинских озонаторов. Их созданию предшествовали многолетние исследования в области физики газового разряда, электроники, схемотехники, оптики, выполненные в нашем центре. Сейчас, по заключению медиков, наши озонаторы являются одними из лучших в мире. Они — победители конкурсов разработок международной выставки конгресса Hi-Tech, форумов «Россия единая» 2002 и 2005 годов. Применяются они в хирургии, гинекологии, терапии и других областях медицины. География их распространения — от Мурманска до Гаваны.

Что касается кафедры экспериментальной физики, то она является структурным подразделением специального факультета саровского физтеха. Ее база — как раз наш центр. Это не означает, что все преподаватели кафедры — сотрудники НТЦФ. Помимо наших, это ученые ИТМФ, ИЯРФ и т. д. Квалификация преподавателей весьма высокая — достаточно сказать, что среди них 6 докторов и 7 кандидатов наук. С 2004 г. ребята учатся по двухступенчатой системе — это бакалавриат (4 года) и магистратура (еще 2 года). Мы готовим специалистов в области физики высоких плотностей энергии и электрофизики для научно-исследовательских подразделений ВНИИЭФ. Именно такие специалисты нужны для новых, перспективных разработок. Студентов у нас немного — как правило, мы отбираем 8−10 человек на курс. Это дает возможность качественной и, по сути, индивидуальной подготовки. Первый выпуск у нас был в 1997 г., а всего кафедра подготовила 75 специалистов. На конкурсах дипломных проектов в вузах Минатома работы наших выпускников неоднократно занимали призовые места. С удовольствием могу сказать, что число статей, опубликованных нашими студентами в престижных научных журналах («Успехи физических наук», «Физика плазмы», «Журнал технической физики», иностранные издания), составляет не один десяток. Если обучающиеся бакалавры уже имеют по две-три статьи, это говорит о высоком уровне их подготовки. Из 75 выпускников 72 работают во ВНИИЭФ, а на следующий год мы планируем защиту первых десяти магистерских диссертаций.

Заместитель директора НТЦФ по полигонным испытаниям, кавалер ордена Почета Г. М. Спиров кратко обрисовал экспериментальную составляющую деятельности центра.

— Внутренний полигон НТЦФ является, пожалуй, самым старым его подразделением (существует 37 лет). Он представляет собой комплекс уникальных зданий и сооружений, который обслуживается постоянно закрепленным персоналом отделов нашего центра. Среди работников полигона есть люди, которые стояли у истоков его создания. В последнее время наблюдается приток молодых специалистов, которые успешно вливаются в наш коллектив. На полигоне проводятся не только эксперименты в рамках основных тематик наших отделений, но опыты по конверсионным разработкам. Последние связаны с использованием высокоинтенсивных физических факторов в интересах промышленности, сельского хозяйства, медицины, промышленности, экологии. Медицинское направление мы ведем совместно с Нижегородской медицинской академией; работы связаны с воздействием на раковую опухоль, и получены весьма позитивные результаты. В области сельского хозяйства мы работаем совместно с Нижегородской сельхозакадемией, НИИСХ Мордовии, предприятиями окружающих районов. В последнее время наш интерес направлен и на промышленность. Так, в этом году сотрудники нашего отдела участвовали в производственном эксперименте по разведке нефтяных месторождений в Саратовской области. Ряд наших разработок награжден дипломами международного форума «Россия единая».

Начальник комплексного отдела сильноточной СВЧ-электроники Н. В. Степанов рассказал об основных направлениях деятельности отдела.

— Отдел занимается разработками в области сильноточной СВЧ-электроники. Это физическое направление появилось в конце прошлого века, после того, как были созданы первые мощные импульсные СВЧ-генераторы, работающие на электронных пучках с токами в десятки тысяч ампер. Среди основных направлений работы отдела: разработка импульсных формирователей сильноточных электронных пучков для СВЧ-генераторов; разработка самих СВЧ-генераторов;, разработка средств измерения полей электромагнитного излучения различных частотных диапазонов — от микроволнового до жесткого рентгеновского излучения.

Применяются мощные СВЧ-генераторы для исследования механизмов взаимодействия микроволнового излучения с веществом, для изучения механизмов воздействия излучения на радиоэлектронные системы, для исследования новых способов передачи электромагнитной энергии на большие расстояния, для разработки новых систем связи и радиолокации.

Задачи перед сотрудниками отдела стоят очень серьезные, в том числе в области создания перспективных систем вооружения. Поэтому, надеюсь, отдел будет развиваться и в дальнейшем, как в направлении расширения экспериментальной базы, так и в направлении привлечения новых специалистов.

В заключение М. М. Харламов поздравил всех сотрудников НТЦФ с 10-летним юбилеем, пожелал им здоровья, дальнейших успехов в работе и счастья в семьях.

По материалам радио ВНИИЭФ