Сто профессий ускорителя

Я всегда любил писать на темы магистральных научных поисков, благо такой город большой науки, как Новосибирск, предоставлял для этого неограниченные возможности. Во-первых, когда работаешь над подобными материалами для своей газеты, то, не тратя личного времени и не проводя долгих часов у каталожных ящиков библиотек в поисках необходимой информации (до рождения всемогущего интернета тогда оставалось еще очень много лет), а в часы сугубо служебные узнаешь очень много нового и интересного. Во-вторых, общаешься с умными людьми, известными учеными, что само по себе очень приятно и полезно. В третьих, воспринимаемые идеи могли наводить на разные интересные мысли, которые можно было реализовывать, сочиняя фантастику. А к этому делу я в те годы (да и много позже) был очень неравнодушен.

К сожалению, возможность сделать такой материал выпадала мне достаточно редко, ибо поле моей газетной деятельности лежало в другой области. И поэтому почти каждая такая работа становилась для меня большим праздником.

Одну из подобных статей я хочу сейчас предложить вниманию читателей. Но сначала считаю необходимым немного рассказать об институте, о котором ведется речь.

Итак, Институт ядерной физики (сокращенно ИЯФ) – в те годы Сибирского отделения АН СССР, сейчас, естественно, Сибирского отделения РАН. Он был (и остается сейчас) огромным исследовательским и внедренческим центром не только по масштабам Новосибирска, но, пожалуй, и по масштабам всей страны. Кстати, производственные эпизоды знаменитого фильма «Девять дней одного года» снимались именно в интерьерах новосибирского ИЯФа.

Его создателем и директором буквально до последнего дня жизни был один из легендарных советских «ядерных» академиков Герш Ицкович Будкер. Строго говоря, академиком он стал несколько позже, уже будучи директором ИЯФа. Но в «доакадемический» период я о нем ничего не знал, жил весьма далеко от Новосибирска, поэтому, когда уже перебрался в Новосибирск, привык всегда перед его фамилией употреблять слово «академик». Многие, возможно, и не догадывались о том, каковы его подлинные имя и отчество, потому что чуть ли не сам Курчатов, кстати, в молодые годы Будкера один из его научных руководителей, (а может, и кто-то другой из самой-самой научной верхушки), привлекая Будкера к работе над исследованиями в сфере ядерной физики, дабы столь «неправильное» имя и отчество не вызывало раздражения у партчиновников и энкавэдэшников, переименовал его в Андрея Михайловича. Так он и остался до конца жизни Андреем Михайловичем. Остался для всех – коллег, подчиненных, зарубежных гостей, журналистов… И только уж в очень официальных документах, вроде списка лауреатов Ленинской премии, писалось его подлинное имя. Сейчас Институт ядерной физики носит имя своего основателя – уже безо всяких эвфемизмов Герша Ицковича Будкера.

Еще один момент, на котором хотелось бы остановиться. То, о чем я пишу в этой статье, – промышленные ускорители заряженных частиц – были совсем не главным предметом исследований и разработок института. Но городскую газету мало интересовали достижения ИЯФа в теоретических вопросах ядерной физики, пусть даже эти вопросы имели для государства первостатейную важность. Другое дело – прикладная сторона, внедрение разработок в практику. А с этим дела в ИЯФе обстояли так же успешно, как и с проникновением в сокровенные тайны элементарных частиц.

И, наконец, необходимо, наверно, сделать еще одно замечание. Статья написана и опубликована в 1981 году. С тех пор много воды утекло. И многое из того, что тогда было лишь нащупыванием новых возможностей и свойств, которые приобретали облученные ускорителями материалы, сейчас давно вошло в практику. Сошлюсь на один из приведенных в статье примеров – новые свойства облученных пластмассовых труб. Тогда об использовании этих труб на магистралях водоснабжения и отопления я говорил лишь как о гипотетической возможности. А сейчас пластмассовые трубы систем водоснабжения известны любому.

Впрочем, достаточно предисловий. Итак, статья 1981 года.

Сто профессий ускорителя

Когда заходишь в кабинет заместителя директора Института ядерной физики СО АН СССР по прикладным исследованиям Геральда Андреевича Спиридонова, то сразу замечаешь множество предметов, которые, судя по должности хозяина кабинета, вроде бы совсем здесь не обязательны. В шкафах и на стеллажах вдоль стены размещены десятки кусков полиэтиленовых трубок и кабелей разного вида и диаметра, какие-то деревянные брусочки, пробирки с зерном, минералы… Есть даже обувь – мужская и женская.
Но, оказывается, всё это имеет прямое отношение к деятельности института, всё это – образцы изделий, обработанных с помощью созданных здесь промышленных ускорителей заряженных частиц.

Работы по промышленному использованию ускорителей ведутся в институте давно – с начала шестидесятых годов. Ученые заметили, что облучение многих веществ заряженными частицами придает им совершенно новые, очень ценные свойства. Сначала для этой цели применяли инжекторы, «впрыскивающие» электроны в большие ускорители, использующиеся для фундаментальных исследований по физике элементарных частиц, что является одной из главных задач института. Потом стали создавать специальные установки. Основными их разработчиками являются ученые лабораторий, возглавляемых кандидатами физико-математических наук Р. А. Салимовым и В. Л. Ауслендером.

Сейчас в ИЯФе ежегодно создается шесть-восемь промышленных ускорителей различного назначения. Институт выступает не только в качестве научной организации-разработчика, но и как СКБ, и как промышленное предприятие-изготовитель установок, значительно сокращая таким образом путь промышленных ускорителей от разработки до внедрения. А всего в различных городах нашей страны, в Японии и ГДР действуют сейчас уже около шестидесяти созданных в институте ускорителей. Будут они монтироваться также в Чехословакии, Польше, сейчас ведется подготовка к подписанию контрактов о поставке их в Болгарию и Венгрию.

Основная на сегодняшний день область применения промышленных ускорителей – производство термостойких кабелей. Установки ИЯФа работают на многих технологических линиях на предприятиях Бердянска, Мозыря, Подольска и других городов страны. С их помощью выпускается около полутора тысяч типоразмеров высокотемпературных кабелей.

…Как выяснилось, после облучения полиэтилен приобретает способность «запоминать» свою первоначальную форму. Таким образом, если узкую облученную трубку раздуть при нагревании в специальном приспособлении, и в таком состоянии охладить, то при повторном нагревании она примет прежнее – узкое – сечение. Это свойство оказалось очень ценным. Трудно перечислить все отрасли промышленности, которые нуждаются в таких термоусаживающихся трубках, муфтах, кабельных наконечниках и так далее. Ведь в широкую трубку легко продеть любые провода, жилы кабеля. А потом, сузившись, она плотно обожмет их.

Но не только появлением «памяти» отличается облученный полиэтилен. Он становится устойчивым к различным химически агрессивным средам. В десятки раз повышается его ударная стойкость, а при низких температурах – в тысячи раз! Такой полиэтилен переносит нагревание до 150 градусов. Представляете, какую экономию может дать замена металлических труб полиэтиленовыми в системах горячего водоснабжения и в различных химических производствах!

Но ведь полиэтилен – далеко не единственное вещество, меняющее свои свойства под воздействием заряженных частиц. Облучение позволяет мгновенно высушивать лакокрасочные покрытия древесины, изготавливать прочные водостойкие древесно-стружечные плиты, производить полимеризацию искусственных кож, выполнять многое-многое другое…

Геральд Андреевич снимает с одной из полок брусочек деревянного паркета. Выглядит он, как дубовый, хотя изготовлен из дешевой и мягкой древесины лиственных пород. Это – тоже результат обработки ионизирующим излучением после соответствующей пропитки дерева раствором мономера. Притом, «благороднее» становится не только внешний вид паркета, значительно улучшаются все его свойства: по твердости он теперь не уступит даже очень ценному буковому.

А вот небольшой кусочек туфа – дешевого, легкого, удобного в обработке строительного материала. Но туф – очень пористый материал, его поры быстро впитывают воду, и с каждым падением температуры ниже нулевой отметки вода, замерзая, всё больше и больше разрушает его. После пропитки мономером и облучения туф становится прочнее мрамора.

«Проникли» ускоренные частицы и в сельское хозяйство. Так, впервые в мире на Одесском портовом элеваторе введен в эксплуатацию созданный в ИЯФе промышленный радиационный дезинсектор зерна. Он изготовлен для реализации разработанного специалистами ВНИИ зерна метода уничтожения амбарных вредителей с использованием ионизирующей радиации. Облучая зерно, установка быстро и эффективно уничтожает всех вредителей, не оказывая никакого отрицательного воздействия на само зерно. На сегодняшний день с помощью этой установки облучено более ста тысяч тонн зерна. Промышленные ускорители ИЯФа не загрязняют облучаемый продукт и место проведения работ радиоактивными веществами. Правила техники безопасности при их эксплуатации ничуть не сложнее тех, которые должен соблюдать, скажем, слесарь или токарь.

И, завершая рассказ о чудесных возможностях промышленного использования ускорителей, хочется обратить внимание еще на одну область их применения, работы в которой только начинаются.

Представьте себе цементный завод без самой характерной его приметы – огромных вращающихся печей, завод, на котором почти нет пыли, который практически не выбрасывает в атмосферу углекислый газ. Скажете, такое невозможно? Сегодня – да. Но на территории ИЯФа уже строится первая в мире опытная установка, в которой цемент будут получать посредством радиационно-химического процесса – с помощью ускорителей электронов. Создание этой установки осуществляется на основе кооперации академических, вузовских и отраслевых научно-исследовательских организаций. Учеными ИЯФа создано необходимое для осуществления радиационного процесса оборудование, сотрудниками «Гипроцемента» разработаны общие основы технологии и оборудования для транспортировки сырья. Во главе с учеными Инситута физико-химических основ переработки минерального сырья СО АН СССР ведется разработка физико-химических основ осуществления новой технологии. Ее применение позволит в десятки раз ускорить производственный процесс, уменьшить его температуру на несколько сот градусов, сэкономить огромное количество горючего, расходуемого при производстве цементного клинкера. Широкое внедрение этого метода совершит революцию в цементной промышленности в полном смысле этого слова.

А какие способности удастся раскрыть у промышленных ускорителей завтра – об этом можно только предполагать. В лабораториях интенсивно ведутся новые исследования. В нынешней пятилетке на базе созданных в ИЯФе опытно-промышленных установок с ускорителями будет отработано в содружестве с учеными многих других институтов страны около пятнадцати новых радиационно-химических процессов.

«Вечерний Новосибирск», 19 августа 1981 г.