Я одолел дорогу в люди Часть 2

II. Харьковский Физико-технический институт АН УССР (1958 — 1975). Мл. научный сотрудник — Исполняющий обязанности начальника лаборатории. 


Меня определили в состав группы Николая Ивановича Мочешникова. Николай Иванович (просто Коля) закончил Ленинградский политехнический институт за 2 года до моего прихода на работу и по тем временам был уже опытным специалистом. Меня он и его коллеги по комнате встретили хорошо и тепло, знакомится нам не пришлось, мы были уже знакомы из моей дипломной практики.

Придя в группу, я получил задание закончить техническое оформление магнитометра и написать проект статьи в научный журнал «Приборы и техника эксперимента».                Я предложил железо насыщенный зонд - основу нашего прибора - поместить внутрь соленоида и запитать этот внешний соленоид током. Я исходил из того, что магнитное поле соленоида точно рассчитывается. Поэтому, меняя силу тока в этом соленоиде и его положение в пространстве,  можно точно измерять величину магнитного поля, определять его направление и его флуктуации по сигналу  магнитонасыщенного зонда, связывая выдаваемые им результаты с величиной поля в соленоиде. Наши эксперименты подтвердили эти заключения. Я написал проект статьи, Николай Иванович подправил его, и мы отправили статью в редакцию и вскоре получили журнал с опубликованною нашей статьёй и её оттисками. После публикации в институт пришёл ряд просьб (Дубна, Сухуми и Москва) помочь магнитометром на время каких-то там экспериментов; там, на этих экспериментах, и пропал наш магнитометр. Это была моя первая научная публикация. Она подняла мой профессиональный авторитет, позволила взглянуть на себя и обнаружить у себя маленькие ростки конструкторского мышления. Со мной теперь разговаривали вежливо (даже обслуживающий персонал).

Второе моё важное предложение касалось технологии изготовления пермаллоевого сердечника размером 100х2х0,01мм 3 (длина, ширина и толщина). Дело в том, что как было не изловчаться при изготовлении сердечника — пермаллой изгибался всегда в плоскости 2х0,01 мм2. Я консультировался со многими инженерами — конструкторами, с различными мастерами механических мастерских (а они в ХФТИ были высокого профессионального уровня): решение не находилось. Моё решение проблемы состояло в предложении резать сердечник в указанной плоскости двумя параллельными фрезами, где расстояние между фрезами равно ширине сердечника. Решение было достигнуто!

Через какое-то небольшое время меня направили на ускоритель электронов — сначала надо было чем-то там помочь, а потом, как оказалось, навсегда я там (на ускорителе) и прирос, о чём сожалел Николай Иванович и я тоже. У меня всегда складывались на этом месте работы такие условия, что свободно по науке я передвигаться хотел, но не мог: всегда надо было заканчивать какие-то «хвосты», а пока я их  заканчивал, «вырастали» новые, как правило, мною и придуманные, так что  творческий процесс никогда у меня не заканчивался. Связей и человеческой дружбы с Николаем Ивановичем я никогда не терял.
Ускоритель электронов на энергию 100 МэВ во ХФТИ АН УССР был тогда самым большим в Европе и вторым в мире после ускорителя на энергию 1 ГэВ в США,  у Пановского, в Стенфордском университете, директором которого он был и уже вёл исследования по пространственному распределению нейтронов и протонов в атомном ядре, за исследования по которым затем он получил Нобелевскую премию (нейтроны в ядре находились на периферии ядра).
 Наш ускоритель был спроектирован и изготовлен внутри института нашими сотрудниками, часто «на коленках» в мастерских, но с подсказками, а то и просто по опубликованным работам Р.Пановского и других авторов.
Основные наши научные результаты в области линейных ускорителей электронов на то время – разработка технологии изготовления ускоряющего волновода, нагруженного металлическими дисками, методом диффузионной сварки (я к этой работе не имел никакого отношения). Работа показала, что методом диффузионной сварки можно чуть ли не в лабораторных условиях изготавливать ускоряющие волноводы, нагруженные металлическими дисками, с очень прочной механической и вакуумной конструкцией. Но, главное, на что должно ответить создание этого ускорителя, по моему мнению, заключалось в том, чтобы определить физические и технические условия и средства создания более мощных ускорителей этого класса, определить круг чисто физических проблем, которые перспективны для решения на таких ускорителях.
Работали тогда на нашем ускорителе специалисты с двух- трёхлетним стажем с образованием Харьковского политехнического института. Эти ребята, как техники, работали грамотно, но по физике им явно не хватало знаний. К началу моего прихода на ускоритель из Ленинграда (НИИЭФА, НИИ электрофизической аппаратуры — основной разработчик линейных ускорителей) стали приходить детали, узлы и системы ускорителя на 300 МэВ, как ускорителя для отработки режимов отладки основного ускорителя на энергию 2 ГэВ. Для этих ускорителей уже были возведены здания на новой площадке в Пятихатках (небольшое село, где создавалась новая площадка ХФТИ АН УССР). Зачастили с приездом туда работники Министерства Среднего Машиностроения и сам Министр Славский, конструктора из Ленинграда и др. На новой стройке дела требовали грамотных инженерных кадров, поэтому пришлось 100 МэВ ускоритель оголить кадрами, а меня оставить его начальником (с однолетним на ускорителе стаже работы!), и по моей просьбе 4-х толковых лаборантов. Я ещё принял молодого выпускника Харьковского университета Фурсова Г. Л. Мне очень повезло: Гена был добрейший и умнейший инженер и научный сотрудник (он эти две функции успешно соединял). Мы с ним стали мастерами по управлению и ремонту ускорителя.
Несколько слов о том, что собой представляет линейный ускоритель электронов, который является слаженным сбором различных работающих в унисон систем: генераторные и пере-дающие ВЧ и СВЧ узлы, узлы и линии с импульсной мощностью в десятки МВт (клистроны, магнетроны и др.), волноводы, узлы и приборы откачки на вакуум, источники питания стабильным переменным и постоянным током, линии передачи  высокого напряжения, дозиметрия и прочее-прочее. КПД этого и, вообще, такого ускорителя по ускоренному пучку составлял не более пяти процентов. Всё это кричит, поёт   и сливается в какую-то единую какофонию.

Мы начали с того, что привели ускоритель в рабочее состояние и создали творческие и дружественные отношения, лаборанты у нас тоже выполняли творческую работу.  Они управляли ускорителем, вели журналы с фиксацией всех работ, которые велись на ускорителе, и под расписку передавали смены, а ускоритель работал круглосуточно в три смены.
И вот однажды я спускался по ступенькам в пультовую (пультовая ускорителя была выкопана в земле ниже уровня расположения самого ускорителя) и слышу какой-то спор, который вёл начальник смены Саша Ч.
Саша постоянно интересовался авторскими песенками, разными сплетнями, мог в оперативном журнале сдачи смен записать, что «ускоритель работает без отвёртки», что означало, что при приёме–сдаче смены в инструментах при проверке их количества не оказалось отвёртки. Как оператор, он был одним из лучших.
Я не мог разгадать этот феномен, но в тот момент я остановился, прислушался к разговору и услышал: «когда была такая «музыка», как сейчас, тогда Петренко с Фурсовым делали такой ремонт ...». Смысл этого феномена дошёл до меня и заключался в том, что Саша раскладывал какофонию звуков ускорителя работающего на ноты и голоса, упорядочивал их и определял поломку по их связям с изменением в характере звучания ускорителя. Я считаю, что это явление, открытое простым лаборантом, имело важное научное и практическое значение. Тогда я ещё не догадался оформить его официальным документом, например, изобретением. В дальнейшем я им пользовался постоянно. И даже при том, что мне медведь наступил на уши, я своих сотрудников иногда удивлял и поддерживал этим свой профессиональный авторитет.

 Нас было мало, и мы все работы на электронном пучке делали вместе, никаких споров по авторству у нас не было, ускорительщики тоже были авторами научных публикаций, а не, как в других институтах, обслуживающей группой: каждый эксперимент всегда требовал другого качества пучка, не такого, как уже был  отработан  ранее. Почти всегда получить новое качество пучка было сложнее и труднее, чем измерить какие–то зависимости его взаимодействия с физической мишенью. При понимании этого положения персоналом ускорителя результат эксперимента достигался качественнее и быстрее.
Мы совместно с физиками–ядерщиками повторили опыты Пановского, получили такие же результаты, как и он (и это на ускорителе, сделанным на «коленке»!): нейтроны, как и у Р.Пановского, в ядре располагались на периферии поверхности ядра. За эти исследования Роберт Пановский получил Нобелевскую премию. Он трижды приезжал в СССР и каждый раз я с ним встречался. Причина наших встреч заключалась в том, что предложенные им системы «очистки» электронного пучка, изготовленные у нас наспех, мною модернизировались и оживлялись. Я имел дело с двумя такими системами: на ускорителе 100 МэВ (крайне непродуманной) и на ускорителе на энергию 2 ГэВ (не менее непродуманной). В процессе ускорения электронный лучок взаимодействует со стенками ускоряющего волновода и остаточным вакуумом, в следствии чего он «загрязняется» другими частицами, исключающими или загрязняющими проведение экспериментов. Такие пучки надо очищать, пропуская их через магнитные поля, и доставлять к экспериментальной мишени в концентрированном виде без всяких примесей других частиц. Классическая схема очистки, предложенная Р.Пановским, в «железе» представляла собой для ускорителя на энергию 2 ГэВ 2 поворотных магнита по 14 т в каждом, 3 квадрупольные линзы по 8 т каждая. Система должна была сдвинуть (перенести) ускоренный пучок на 50 метров от оси ускорения и на удаление 300 метров от выхода электронного пучка из ускорителя. Всё это надо было отъюстировать с точностью до сотых миллиметра, запитать их током со стабильностью
        ±10-5А .
В дальнейшем Н.Г. Афанасьев, руководитель исследований по рассеянию электронов на ядрах, перенёс эти исследования на ускоритель с энергией 300 МэВ. И дальше... что не ядро – то кандидатская диссертация. Так было, пока дирекция Института не вмешалась в эту фабрику производства диссертаций.
 Н.Г.Афанасьев был моим «злейшим врагом». Но, когда на Совете ХФТИ обсуждали список кандидатур в лауреаты Госпремии за работы по электронным ускорителям (я тогда уже был в Москве) Николай Георгиевич предложил мою кандидатуру и, говорили, яростно её отстаивал.

В дирекцию нашего института обратился директор Радиологического института с предложением открыть тему совместного исследования по изучению влияния электронов на живые организмы. Меня позвал Антон Карлович с тем: можно уже проводить такие эксперименты на нашем ускорителе, позволяет ли их проводить состояние ускорителя на текущий момент, не рано ли. Я поддержал направление этих работ.
В опытах использовались лабораторные белые крысы самцы, более устойчивые к изменениям внешней среды.
Проведение работ по этой теме пережило смерть ускорителя на энергию 100 МэВ и перешло на другие ускорители на новой площадке. По результатам исследований, примерно, в 1976 году в Атомиздате была издана наша совместная монография, она активизировала эти и затем другие, более глубокие, исследования этого направления.

В 1960 году ускоритель на энергию 100 МэВ посетил И.В. Курчатов. Меня назначили давать ответы на его вопросы. Его сопровождали директор ХФТИ Кирилл Дмитриевич Синельников и его заместитель Антон Карлович Вальтер. Я не заметил, откуда взялись охранники, но на дверях у входа в помещение ускорителя они уже стояли.  Игорь Васильевич и его сопровождающие вошли со стороны ускорителя на втором этаже, поприветствовали меня, и Игорь Васильевич сказал: «ну, начинайте свой рассказ». Я не успел начать рассказывать, как у них возник какой-то спорный вопрос, и они ушли.
Это было «сегодня», а «завтра» вышла газета «Правда» и сообщила о смерти Игоря Васильевича Курчатова.

 Мы с Геннадием Леонидовичем как ни стремились, как ни настраивали ускоритель, но выше какой-то величины (примерно, 5 мкА) ток ускоренных электронов нам поднять не удавалось: всегда задний фронт импульса тока ускоренного пучка как будто «обрывался». Я сообщил об этом начальнику отдела Игорю Александровичу Гришаеву. Он послушал меня и сказал: «Витя, не майтесь дурью, это грязь». Я ещё несколько раз повторил своё обращение к нему, но ответ был тот же. Скоро и я, и Гена забыли про это.               
 И вот месяца через три или четыре англичане опубликовали работу, в которой описали эффект обрыва импульса тока. Смысл этого явления состоял в том, что импульс электронов, пролетая через периодическую структуру, нагруженную металлическими диафрагмами (собранную из этих диафрагм), не только получает энергию на своё собственное ускорение, но и отдаёт при этом часть её сам ускоряющей структуре, взаимодействуя с ней,  которая затем  и расходуется на обрыв длительности импульса тока у задних импульсов. Существование этого явления не позволяло создать тип линейных ускорителей с большой интенсивностью, в следствие чего существенно ограничивало их применения в науке, технике и народном хозяйстве. Это явление, я так, думаю, по воздействию на дальнейшее развитие линейных ускорителей электронов равнозначно принципу автофазировки. После английской публикации пошёл всплеск работ по физике этого явления и методам борьбы с ним. Например, ускоритель «Факел» в Институте атомной энергии, созданный с учётом последующих работ по этому явлению, имел интенсивность тока почти на три порядка выше, чем ускоритель на 100 МэВ в ХФТИ.                Таким образом, я по недостатку научного опыта, по слепому доверию к начальнику, его научному опыту, и, наконец, по недостатку на тот момент своего ума (как видите, я тоже принимаю на себя немножко вины), да, простите вы меня: я был молод!
Я прошёл мимо своего научного счастья! И страна моя тоже прошла!                Надо больше сомневаться и отстаивать своё мнение и снова иногда возвращаться к нему для проверки, но уже на более высоком уровне!
У учёного не должно быть: «это сделать нельзя».   Надо попробовать ещё раз это сделать!

 В разгар событий по обрыву импульса тока мне позвонили от Учёного секретаря и сообщили, что англичане, приехавшие в нашу страну, желают посетить наш ускоритель. Что делать, ведь на старой площадке остались только две институтские власти: главбух, но мне «туда не надо» и зам. директора по общим вопросам (Исиченко Николай Романович), вот сюда мне и «надо», но так высоко я еще не забирался. Через его секретаря я зашёл к нему и поведал о моих мотивах обращения к нему. Он, не выслушав меня до конца, «включил» высокий свой звук и начал осыпать меня всякими словами, до меня только дошло, что я спекулянт и пытаюсь на «дурьку» сделать ремонт помещения ускорителя. Я сначала слушал и соображал, что мне делать дальше и не заметил, как я потерял над собой контроль и бессознательно перешёл в режим такого же «ора» на него. Наша «беседа» кончилась тем, что он на меня заорал: «вон, что бы я больше тебя никогда не видел». Я ушёл в глубоком помрачении ума и духа: подать заявление на расчёт сегодня или подождать до завтра. Никому и даже жене я ничего не сказал. На следующий день в глубоком раздумье утром я иду на работу и слышу, что меня кто-то зовёт по имени (уже на территории института, в кругу цветущих роз, которые любил и заботился о них директор института), я оглянулся и увидел Николая Романовича. Он меня спросил, приходил ли ко мне вечером начальник ремонтного цеха. Начальник этого цеха, не то, что приходил, а прибегал.  Ремонт был сделан быстро и качественно, а мы с Н. Р. остались добрыми друзьями. При наших случайных встречах он всегда интересовался моими домашними и рабочими делами. Это – один тип руководителя, с такими руководителями можно работать и делать большие дела. Мне приходилось по делам посещать многих директоров, больших и важных, из институтов, тоже больших и важных. Я почти всегда встречал именно таких руководителей.
Но есть и другой тип руководителей, которые ещё бродят по нашей жизни, я встречал и таких руководителей. Такого типа руководители — трусливы, они берут нас на «помпу». Надо всегда держать своё «я»!

Это было в начале 60-х годов. Меня позвал Антон Карлович и сказал:  «Я Вас прошу оставить сотку (ускоритель на 100 МэВ) и заняться системой параллельного переноса (системой очистки) пучка, время  сдавать ускоритель  Госкомиссии, а система не готова к приёмке: там что-то у них (на ускорителе  2 ГэВ) не получается, возьмите всё в свои руки. Пришлось снова менять место работы, но всё-таки не смысл работ, смысл модернизации системы был общим, что и для большого ускорителя, это облегчало работы по вводу в действие системы. Составляющие системы очистки пучка не имели юстировочных механизмов. Для поворотных магнитов пришлось создавать их с помощью листов железа, толщиной 1мм. Нашли железо и для шунтирования обмоток квадрупольных линз. Шунтирование квадрупольных противоположных обмоток линз — это «изобретение», которое позволяло смещать ось симметрии магнитного поля линз и тем самым управлять положением пучка в пространстве без передвижения больших масс и специальных юстировочных устройств. Главное, что я ещё сделал, кроме этого, изменил принципиальную схему фокусировки системы.
Летом 1964 года явилась Государственная комиссия по приёмке ускорителя под председательством директора ИТЭФ (Институт теоретической и экспериментальной физики). Комиссию сразу отвели на площадку в лес, где уже был накрыт стол и стояли закуски с коньяком в ожидании меня с фотографией пучка на мишени магнитного анализатора, который отстоял от выхода из ускорителя на расстояние 300 метров. Я явился к 3-м часам, но всё-таки успел показать снимок пучка, и приём ускорителя начался…

После этого события, мне как важной персоне по сдаче ускорителя в работу, Игорь Александрович Гришаев предоставил отдельную новую комнату в новом корпусе для написания диссертации. В комнате была новая мебель.  В написании диссертации я и сам был заинтересован. Диплом кандидата наук помогал тогда жить и материально (жили мы бедно), и морально. 
Лариса иногда помогала мне в оформлении рисунков и прочих материалов. Работа над диссертацией закипела. Я в диссертации, в основном, сосредоточился на системах очистки пучков, на их конструкции, распределению магнитных полей по радиусу, по влиянию неоднородности полей на качество пучка на выходе из системы. Сравнение двух  систем очистки пучка показало преимущество новой системы, предложенной мною: она легко управлялась (зависимость размеров пучка на мишени от параметров магнитных полей  системы  была менее «крутой», чем в системе Пановского), была лишена потерь электронов при транспортировке их к мишени.                Диссертацию к защите я представил в 1968 году на Совет Харьковского университета. Защита прошла успешно, но официальный оппонент В.И. Котов высказал существенное, с его точки зрения, замечание: я небрежно представил методику юстировки по пучку, тогда как эта методика является достоянием нашего Института и нуждалась в более полном изложении.

 В 1969 году в Цахкадзоре (Ереван) проходила VII Международная конференция по ускорителям. Там с последним докладом перед закрытием конференции я выступил с докладом о пучках нашего ускорителя, вёл заседание проф. Аматуни (итальянец), он меня, как докладчика, представил профессором, на моё отрицание этого обращения ко мне, он сказал: «будете!». Его предсказание сбылось!
Там я снова встретился с проф. Пановским. Узнав о работе системы с изменённой схемой, он порадовался и пригласил меня в США.


 Во время работы над диссертацией я сошёлся взглядами на проведение совместных интересных исследований с Анатолием Довбней; он, также, как и я, родился и учился в Краснограде, он уже в то время владел программированием и работой на ЭВМ.  Кроме моего интереса к совместным работам, меня ещё об этом попросил и Гришаев И.А. Я с Толей перенёс к нему в комнату свой стол, и у нас очень быстро образовалась научная группа по динамике электронных пучков: я - начальник группы, Толя – главный расчётчик и теоретик, Ира Дудкина и Зоя Колот обрабатывали результаты.
 Мы проанализировали, какое влияние на сгусток электронов оказывают магнитные поля системы переноса пучка, как распределяются по энергии электроны на длине сгустка (с большими энергиями – в начале сгустка, с меньшими – в конце, или наоборот). Знание распределения электронов по длине сгустка и возможность изменять это распределение подсказало идею получить малые энергетические разбросы электронов, для чего необходимо было на выходе ускорителя установить дополнительный ускоряющий волновод и нужным образом сфазировать сгусток, то есть, поместить его в нужный участок (ускоряющего поля).
Вот таким образом мы получили энергетический разброс, примерно, 0,1 процента. Это был рекорд! Для развития экспериментальной физики этот результат был очень важен. Анатолий Николаевич затем сосредоточился на обработке этого и других подобных результатов в написании кандидатской диссертации, которую представил к защите на Учёном Совете в МИФИ и успешно её защитил.

Я, опираясь на помощь мною организованной группы по динамике пучков, сосредоточился на систематизации материалов на мою докторскую диссертацию. Но не тут-то было: меня снова «перекинул» начальник отдела исправить положение с состоянием хоздоговорной работы закрытого типа. Мне это уже надоело, но тем не менее я стал исправлять хоздоговорную работу и благожелательно относится к приглашению поменять Харьков на Москву.
А.Н.Довбня принял группу по динамике пучков, став её единоличным руководителем. На этом поприще он, мой ученик, потом добился признания как крупный учёный в области линейных ускорителей и ядерной физики, став академиком АН УССР. Я же поправил дела с договорной работой, потом выполнил одну, я сказал бы, выдающуюся работу. История с этой работой заключалась в следующем: ко мне обратился доцент Харьковского университета Воловик Валентин Дмитриевич с просьбой поставить эксперимент о возможном возбуждении звука при взаимодействии электронов с веществом. Я договорился поставить этот эксперимент на ускорителе 300 МэВ. Меня куда-то вызвали, а группа В. Д.  стала экспериментировать. Как только я освободился, мне сообщили, что эффект отсутствует: звук не возбуждается. Я приказал схему эксперимента не демонтировать, поспешил разобраться в этом лично. При взгляде на картинку осциллографа у меня «засветилась» мысль: картина на осциллографе есть не что иное как шумы приборного типа, через которые полезный сигнал не «пробивался». Я вооружился связью с оператором пульта управления ускорителем и стал с его помощью уменьшать ток электронного пучка. С какого-то шага уменьшения тока (не сразу) на осциллографе показалась очень чёткая и красивая кривая продифференцированная синусоида, как и должно было быть: перегружались усилители. Эксперимент спасён, важный результат получен!!! Мы направили для печати статью по этому эффекту в самый строгий и принципиальный Журнал Экспериментальный и Теоретической Физики (ЖЭТФ). Ждать пришлось недолго, статья была опубликована без всяких замечаний, а вскоре мы получили хвалебное изложение этой статьи на английском языке из США. Такое редко встречается, а в моей деятельности – впервые!!! Как всегда хорошая работа вызвала поток подобных работ в ФИАНе, в Курчатовском и в других институтах.