К энергии светового луча

В декабре 2009 года состоялось вручение премий Правительства Р. Ф. сотрудникам Института. Государственная конкурсная комиссия присудила премию за работу «Создание научной и технологической базы и принципов построения мощных кислород-йодных химических лазеров различного назначения».

Работа выполнена в сотрудничестве с Самарским филиалом Физического института Российской академии наук, ОАО «Военно-промышленная корпорация «Научно-производственное объединение машиностроения», Центральным научно-исследовательским институтом Министерства обороны Р. Ф. От ВНИИЭФ в авторах этой работы сотрудники Института лазерно-физических исследований: Виктор Всеволодович Бакшин, экспериментатор, разработчик основных систем для этого лазера; Борис Александрович Выскубенко, начальник отдела ИЛФИ; Юрий Вадимович Колобянин, начальник лаборатории; Сергей Павлович Ильин, главный экспериментатор, Виктор Владимирович Свищев, главный конструктор установки. Лазер является самым мощным в Европе и обладает уникальными возможностями, в частности, для промышленного применения. Разработана инженерная модель газолазерной резки различных конструкционных материалов.

Всякий раз, когда сотрудники Института получают высокие награды за труд, возобновляются мысли о том, как талантливы и одержимы они идеей. Как настойчивы, упорны в познании, исследованиях. Великие труженики!

Накануне Дня науки мы встретились с руководителем работы Борисом Александровичем Выскубенко.

— Вы шли в науку осознанно?

— Конечно, никакого представления о московских вузах, о науке у меня не было. Я родился в Комсольске-на-Амуре. Мои родители — первостроители этого города. Отец приехал туда с первым пароходом. После окончания школы я пошел на завод, работал токарем-карусельщиком, токарем-расточником. Когда старший брат окончил Московский энергетический институт, поехал в столицу я.

Поступил в Московский физико-технический институт. Это бывший физико-технический факультет МГУ. Здесь готовили научные кадры для научно-исследовательских институтов. Учиться было интересно. Я до сих пор считаю, что одна из самых интересных работ — физика, чем, собственно, я и занимаюсь с самого начала после распределения. Отбирал меня на факультете Самуил Борисович Кормер. (С.Б.Кормер (1922−1982 гг.), с 1947 года работал во ВНИИЭФ, доктор физико-математических наук. Талантливый конструктор ядерных зарядов, лауреат Ленинской, двух Сталинских премий и Государственной премии СССР. В 60-е годы возглавил новое направление работ по развитию во ВНИИЭФ лазерной тематики. В 1970 г. было создано самостоятельное отделение. В 1981 году за исследования по лазерной тематике избран членом-корреспондентом АН СССР. Ряд параметров лазерного излучения, достигнутых Кормером С. Б. и его сотрудниками, и по сей день являются непревзойденными в мире. — Прим. автора).

Я попал в команду Геннадия Алексеевича Кириллова, и до сего дня у нас отношения профессиональные и дружеские (Г.А.Кириллов начал работать в РФЯЦ-ВНИИЭФ с 1956 года, специалист в области квантовой электроники, физики твердого тела, лазерного термоядерного синтеза, доктор физико-математических наук, профессор, заслуженный деятель науки РФ, лауреат Государственной премии СССР, международной премии «Медаль им. Э. Теллера», под его руководством и при непосредственном творческом участии создана самая мощная в Европе установка «Искра-5». Г. А. Кириллов уделяет много внимания воспитанию и научному росту кадров. В его научной школе успешно защитили диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук более 20 аспирантов и соискателей. — Прим. автора).

— Борис Александрович, расскажите о работе, за которую получили правительственную награду.

— Мы сделали хорошую работу. И я очень рад, что нас высоко оценили. Началась она с того, что наш руководитель Самуил Борисович, узнав о публикации в одном из научных журналов первой статьи о химическом лазере на электронных переходах, послал в Москву Виктора Ярошенко, который привез оттиск этой статьи из Ленинской библиотеки. Тогда с этого оттиска началось у нас изучение кислород-йодного химического лазера. Это было начало 80-х годов.

— В чем практическая ценность многолетних трудов?

— Во-первых, сегодня технологический уровень промышленности разных стран оценивают не только по степени компьютеризации, но и по широте использования в промышленности лазерных технологий. Поэтому продвижения в лазерных технологиях имеют значения для отечественной промышленности.

Во-вторых, сам факт, что химический лазер может работать на электронных переходах, был очень интересен с точки зрения физики, потому что до этого были известны только химические лазеры на колебательно-вращательных переходах молекул, а электронный переход сулил более высокую энергию излученного кванта, то есть более коротковолновое излучение. Кроме того, схема лазера представлялась весьма перспективной с точки зрения возможности получения луча высокой мощности. Поэтому исследованием химического кислород-йодного лазера занялись во многих физических лабораториях мира: в США, Германии, Франции, Чехии, Китае, Израиле и, естественно, в России.

— Какие открываются практические перспективы?

— Американцы, например, давно уже публикуют статьи, есть даже сайт, где рассказывается о военных применениях лазера.

Тогда, еще в советские времена, мы должны были изучить этот тип лазера, чтобы понять, на что он способен, знать его возможности. Он излучает в ближней инфракрасной области на длине волны 1,3 микрона, это невидимое излучение, но близкое к видимому свету, очень хорошо (без потерь) распространяется по кварцевым светопроводам. Открываются весьма интересные технологические возможности в применении этого лазера. На одной из международных конференций японцы, в частности, показывали такую картинку: некое помещение с технологическими системами лазера, мощная световая энергия передается из помещения по светопроводам на роботы, которые на автомобильном конвейере осуществляют технологические операции, характерные для лазера: сваривают, режут металл, разогревают для формовки и т. д. На многих конференциях обсуждаются преимущества применения этой лазерной технологии для разборки отслужившего свой век ядерного оборудования.

Следующее применение — для всяких аварийных ситуаций, для устранения последствий аварий. Эта лазерная технология допускает создание автономного передвижного лазера с мощностью, достаточной для использования в дистанционных операциях типа устранения остатков буровой вышки, ее устройств, которые обычно мешают закрыть аварийный газовый фонтан и т. п. Поэтому создание научной и технологической базы, позволяющей разрабатывать и создавать мощные технологические лазерные системы на основе кислород-йодного лазера, востребованная и очень актуальная задача. Именно эту работу мы и проделали.

К сожалению, далеко не все сотрудники, участвовавшие в исследованиях, попали в списки лауреатов премии правительства 2008 года. Большая работа была проведена с самого начала — освоение технологий обращения с новыми веществами, получение первой лазерной генерации на кислород-йодном лазере, вывод на киловаттные уровни мощности. Эти работы были осуществлены группой сотрудников под руководством и при непосредственном участии Льва Лаврова, в частности, Леонидом Горячевым, Владимиром Калиновским и другими. Теорию этого лазера, без которой невозможно понимание физики процессов, создавал Виктор Ерошенко с сотрудниками. Реальным воплощением разработанных теорий являются созданные у нас экспериментальные установки. В течение многих лет все измерения, все автоматическое управление экспериментом выполняется группой, которой руководит Анатолий Адаменков. Им и его молодым сотрудником Леонидом Вдовкиным (выпускником СарФТИ) созданы системы управления, которые в других местах разрабатываются целыми отделами. Громадное количество расчетов было проведено Юрием Дерюгиным и Евгением Кудряшовым.

Создание экспериментальных установок — это, в первую очередь, создание конструкций.

Здесь очень велик труд конструкторов. Это Сергей Григорович, Елена Бешенко, Виктор Перелыгин, Игорь Ройз, Виктор Колесников, Александр Ильченко и другие. Невозможно всех перечислить в небольшом интервью. Я попытался назвать только ведущих.

У нас в этой группе присутствуют и сотрудники Института общей физики Академии наук, которые внесли большой научный вклад. Эта научная работа, и экспериментальная, и теоретическая, привела к созданию базы, которая как бы проиллюстрирована тем, что была создана лазерная установка, по моим представлениям — самый мощный лазер в Европе.

— Каким образом происходит обмен научной информацией, например, с лазерщиками других стран?

— Конечно, нашу группу знают во всем «кислород-йодном» мире. Мы неоднократно выступали с научными докладами на международных конференциях. Меня и сейчас приглашают на конференции с докладом, но не на что ехать. У нас в свое время были проекты МНТЦ. Это помогло нам сохранить команду и создать научный задел в те времена, когда денег на работу не было. Тогда и зарплату платили нерегулярно. Мы сотрудничали с американцами, японцами и немцами. На всех конференциях обсуждаются различные варианты применения. Я два назвал, еще одно применение специфичное. Это разборка отработавших ядерных устройств — старых атомных реакторов, станций. И лазерная резка здесь интересна, потому что она позволяет сделать минимальными выбросы радиоактивности. Такую работу мы делали по контракту с Брукхэвенской национальной лабораторией. Мы показали, что можно основную долю отходов при резке сбросить в фильтры, т. е. устранить попадание их в окружающую среду.

Что касается нашей работы, о которой мы говорим, то в ней было много нестандартных решений, использованы характерные только для нашей установки системы. Часть из них позволяла решать проблему минимальными средствами, как говорится, «голь на выдумки хитра». Создано устройство, которое по некоторым возможностям превосходит то, что докладывали и американцы, в том числе. Конечно, они ушли гораздо дальше, потому что у них мощнейшее финансирование работ, направленных на военное применение, идут миллиарды долларов. У нас задачи скромнее, соответственно, и финансирование скромнее. Тем не менее команде нашей удалось вот это сделать. У нас, я считаю, один из сильных научных коллективов, способных на исследования в новых физических направлениях, на создание и разработку новых установок на новых физических принципах. Очень большая и нестандартная часть сделана конструкторами. Конечно, мы использовали готовую физическую схему лазера, что была опубликована в первой статье. Но от готовой схемы до работающей установки громадный путь. Невозможно, прочитав статью, в точности воспроизвести и создать нечто подобное. Не все можно описать в статьях, многое скрывают намеренно, чтобы нельзя было воспроизвести устройство.

— Борис Александрович, работать в науке и тяжело, и интересно. Но не каждому дано умение постигать глубину физических явлений.

— Согласен, не все, кто даже закончил специальные вузы, способен заниматься исследованиями. И это естественно. Человек давно разделился по профессиям, и у каждого свои склонности. Я бы сказал, что деятельность накладывает свой отпечаток на способ мышления, способ выражения мысли. Мне кажется, что у нас обычная работа и восхищаться нечем. Но я понимаю, что другой нормальный человек заниматься такими веществами и такими процессами не возьмется!

Дина Павлова, отдел пресс-службы РФЯЦ-ВНИИЭФ