Libmonster ID: UA-2505

Заглавие статьи СОЗДАТЕЛЬ ТОКАМАКА
Автор(ы) Вячеслав СТРЕЛКОВ
Источник Наука в России,  № 4, 2012, C. 61-67

Доктор физико-математических наук Вячеслав СТРЕЛКОВ, Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" (Москва)

В феврале 2012 г. термоядерное сообщество страны отметило 100-летие со дня рождения доктора технических наук Натана Явлинского - выдающегося ученого, инженера и организатора науки, одного из тех, кто стоял у истоков новаторского направления - управляемого термоядерного синтеза (УТС), основанного на концепции тороидальных установок для магнитного удержания плазмы (токамаков), предложенной в 1951 г. академиками Игорем Таммом и Андреем Сахаровым. Она получила развитие в Лаборатории измерительных приборов АН СССР (ныне НИЦ "Курчатовский институт"), возглавляемой академиком Игорем Курчатовым. Натан Мудрый (Курчатов часто называл Явлинского именем главного героя известной драмы немецкого классика Готхольда Лессинга) трудился там с 1949 г. до гибели в авиационной катастрофе в 1962 г., где руководил большим научным коллективом, выполнявшим пионерские работы по физике плазмы.

Явлинский родился 13 февраля 1912 г. в семье врача. По правилам тех лет после школы он как сын интеллигента должен был прежде получить рабочую специальность, а потом высшее образование. Окончив в 1931 г. фабрично-заводское училище при Харьковском электромеханическом заводе, молодой рабочий "без отрыва от производства" поступил на вечерний факультет Харьковского электротехнического института. Одновременно был главным редактором заводской многотиражки, замечательной тем, что вы-

стр. 61

ходила она на пяти языках: русском, украинском, еврейском, латышском и немецком (на предприятии, эвакуированном в Первую мировую войну (1914 - 1918 гг.) из Риги, работало много латышей и немецких специалистов). На третьем курсе Натан Аронович стал начальником одного из конструкторских бюро завода, а в 1936 г. защитил диплом инженера и вскоре поступил в Харьковский физико-технический институт на физический факультет, проучившись там заочно всего два курса. Поводом для ухода, как он объяснял нам, молодым сотрудникам, стало рождение первенца, Юлия. Но теперь мы знаем, что не это обстоятельство, а исключение из рядов ВКП(б) - Всесоюзной коммунистической партии (большевиков) - и последовавшее увольнение с завода прервали обучение. Вероятно, причиной мог служить арест в 1927 г. по делу о троцкистах* старшего брата его будущей жены. В течение года с небольшим Натан Аронович был безработным, однако потом его восстановили и в партии, и на производстве в прежнем статусе - начальника конструкторского бюро.

В 1941 г., когда началась Великая Отечественная война, Явлинский пошел добровольцем на фронт, но попадал туда сложно. На него, назначенного в тот момент директором одного из филиалов Харьковского электромеханического завода, эвакуированного на Урал, написали бумагу с обвинением в саботаже. Однако молниеносное наступление немцев разрешило этот вопрос. На фронте молодой боец оказался вместе с сотней солдат в окружении. Был полный хаос, вспоминал позже Натан Аронович. Быстро сориентировавшись по сохранившейся у него карте, он пошел в сторону востока, обходя населенные пункты и выбирая лесистые массивы. А поскольку направление держал уверенно, вокруг него стали группироваться люди и вместе им удалось выйти из окружения.

В 1942 г. Явлинский участвовал в обороне Сталинграда, был начальником мастерских по ремонту артиллерийской техники, которую каждую ночь привозили в разбитом состоянии с правого берега Волги. Он считал своей главной заслугой в этой роли организацию круглосуточных сварочных работ, хотя по правилам они были запрещены ввиду светомаскировки. Но немцы использовали такие яркие осветительные ракеты, что никакая электросварка не могла нарушить конспирацию. Поэтому за круглосуточную работу ремонтных мастерских Натан Аронович одновременно с взысканиями получал благодарности.

В 1944 г., отозванный с фронта, он возглавил в московском Всесоюзном электротехническом институте Центральное конструкторское бюро, разрабатывавшее и внедрявшее в производство новые образцы вооружения и военной техники. Явлинский создавал там электромагнитные усилители для артиллерии. В 1945 г. его командировали в Германию для отбора и отправки в СССР электротехнического оборудования по репарации (восстановлению) убытков, понесенных гражданским населением страны вследствие войны. В 1949 г. был удостоен звания лауреата Сталинской премии "за разработку конструкции и освоение производства электрических машин".

В тот год директор крупнейшего предприятия отечественного электромашиностроения "Электросила" (Ленинград) и одновременно заместитель министра электропромышленности СССР Дмитрий Ефремов, лично знавший Натана Ароновича, командировал его в Лабораторию измерительных приборов АН СССР, где под руководством выдающегося физика Льва Арцимовича (академик с 1953 г.)** создавали промышленную технологию электромагнитного разделения изотопов урана, для наладки систем питания разделительных установок. А когда в отделе Арцимовича приступили к экспериментам по термоядерному синтезу (1951 г.), Явлинский резко сменил направление деятельности, сфокусировав внимание на плазме и УТС.

Первая работа коллектива по изучению газовых разрядов (1951 г.), опубликованная в сборнике "Физика плазмы и проблема управляемых термоядерных реакций", и ряд последовавших за ней показали всю сложность экспериментов в тороидальной геометрии. На-


* Троцкизм - одно из течений марксизма, господствовавшее в нашей стране в 1920 - 1930-е годы, идеологом которого был лидер левой оппозиции Лев Троцкий (прим. ред.).

** См.: Е. Велихов. Термоядерное горение; В. Стрелков. Царского пути в термояде нет. - Наука в России, 2009, N 1 (прим. ред.).

стр. 62

помним, основоположники УТС Тамм и Сахаров предлагали для нагрева и удержания плазмы магнитную систему в форме тора (бублика) с текущим по ней током, поэтому их можно назвать отцами-теоретиками токамака. Создателями же его как машины следует считать доктора физико-математических наук Игоря Головина (1913 - 1997) и Натана Явлинского. Оба, возглавляя в отделе Арцимовича два сектора, занимались тороидальными разрядами. Причем если первый был, скорее, идеологом эксперимента (ставил задачу, давал советы и рекомендации, что измерять), то второй искал пути ее решения и сам участвовал в практической реализации. В середине 1950-х годов эксперименты в области УТС шли в разных направлениях. Что касается тороидальных систем, то здесь основные опыты проходили на установке ТМП (тор с магнитным полем), построенной в 1954 г. по техническому заданию Головина и Явлинского. На ней изучали условия зажигания разряда, его устойчивость, оценивали величину электронной температуры.

В конце 1957 г. британский научный журнал "Nature" опубликовал сенсационное сообщение о результатах экспериментов на установке "Зета". Англичане измерили нейтронный выход, по нему посчитали выполнение так называемого критерия n τt, согласно которому возможность осуществления термоядерной реакции с положительным выходом зависит от значения произведения плотности нагреваемой плазмы n на время ее остывания τE, и получили ошеломляющие цифры. Правда, через два года выяснилось, что они ошибочны, но в тот момент информация об экспериментах на "Зете" вызвала бурные дискуссии в институте и способствовала расширению отечественных исследований горячей плазмы в тороидальных системах.

Академик Игорь Курчатов* принял решение срочно построить аналогичный инструментарий в Советском Союзе. И тогда в ленинградском Научно-исследовательском институте электрофизической аппаратуры в


* См.: Е. Велихов. Его мечта - создать солнце на Земле. - Наука в России, 2003, N 1 (прим. ред.).

стр. 63

рекордные сроки (всего за 8 месяцев) создали установку "Альфа" - полномасштабную копию "Зеты".

Курчатов оказывал сильное давление на Арцимовича, требуя повторить английские эксперименты. Тот некоторое время держался. Но весной 1958 г. встал вопрос о закрытии ТМП и сооружении на ее месте системы, подобной британской. Она имела алюминиевую камеру, так как считалось, что окисный слой Al2O3 играет какую-то роль во взаимодействии плазма-стенка, и, может быть, удивительные результаты "Зеты" связаны именно с этим обстоятельством. Однако финал ее был плачевным: камеру изготавливали на авиационном заводе, где не смогли обеспечить вакуумную плотность швов - сваренный из секторов тор протекал, как решето. В итоге машина так и не заработала.

А Явлинский в это время уже строил установку Т-1, вошедшую в историю термоядерных исследований как первый токамак (1958 г.). На ней был подтвержден критерий Крускала-Шафранова (устойчивость токовой плазмы в магнитном поле), названный так по именам выдающихся физиков-теоретиков Мартина Крускала (США) и Виталия Шафранова (Россия). Специалисты впервые использовали в этих экспериментах диафрагму для ограничения сечения плазменного шнура, применяемую теперь на многих установках. На Т-1 были сделаны измерения мощности радиационных потерь. Как оказалось, они являются основным каналом потерь энергии из плазмы в этой установке, причем более 80% из них приходится на область вакуумного ультрафиолета.

Следует отметить, в секторе Явлинского работала построенная по его идеям электронная вычислительная машина (ЭВМ). В отличие от других ЭВМ тех лет, она не требовала круглосуточной эксплуатации. На ней Натан Аронович вместе с Глебом Долговым-Савельевым пытались проводить первые количественные расчеты мощности потерь с линейчатым излучением спектральных линий примесей. Можно сказать, это было начало работ по компьютерному моделированию процессов в плазме токамака.

Когда выяснилось, что излучение примесей выносит значительную часть энергии из плазмы, Явлинский инициировал создание новой установки Т-2, содержавшей прототипы большинства функциональных элементов последующих токамаков: здесь уже были высоковакуумная откачка, двойной вакуум и цельнометаллическая прогреваемая камера. Тем не менее эту систему далеко не все признавали единственным вари-

стр. 64

антом конструкции термоядерной установки. И после II Женевской конференции по мирному использованию атомной энергии (1958 г.) встал вопрос: что сооружать в Курчатовском институте для дальнейших масштабных экспериментов по получению термоядерной реакции в плазме - стелларатор* или токамак? Натан Аронович вместе с физиками-теоретиками Станиславом Брагинским и Виталием Шафрановым (академик с 1997 г.) дали обоснованное заключение: на данном этапе развития токамаки более перспективны для использования в программе УТС (отчет "Сравнение систем стелларатор и токамак", декабрь 1958 г.). В результате Курчатов решил сооружать в институте крупнейшую по тем временам в Европе термоядерную установки Т-3.

Тогда в секторе Явлинского уже достоверно знали условия макроскопической устойчивости плазменного шнура в токамаке, доказали, что радиационные потери, связанные с линейчатым излучением ионов примесей, играют существенную роль в энергетическом балансе плазмы, а поперечная по отношению к направлению плазменного тока компонента рассеянных магнитных полей кардинально влияет на условия равновесия плазменного шнура.

Стандартное выражение "это сделано под руководством Натана Ароновича" не хочу употреблять (оно звучит формально и часто фальшиво). Точнее сказать, будучи организатором этой работы, он оставался одним из нас, душой большого коллектива физиков, инженеров и техников. Когда в 1958 г. во всех лабораториях мира рассекретили работы по УТС и стало ясно, что не только "в области балета мы впереди планеты всей", группе ученых (Явлинскому в том числе) во главе с Арцимовичем присудили Ленинскую премию "за исследования мощных импульсных разрядов в газе для получения высокотемпературной плазмы".

Отметим, после ввода в строй установки Т-3 в 1962 г., уже после гибели учителя, эксперименты на ней продолжили его ученики. К середине десятилетия нам удалось совершить настоящий научный прорыв: измеренное на токамаке энергетическое время удержания плазмы составило ~20 мс, что более чем на порядок превышало общепринятый в то время прогноз - так называемое "бомовское" время, рассчитанное по эмпирической формуле, выведенной в конце 1940-х годов американским физиком Дэвидом Бомом. На этой же машине зарегистрировали термоядерное нейтронное излучение устойчивого плазменного витка. Иными словами, на Т-3, сооруженной по инициативе Натана Ароновича, впервые в мире получили управляемую термоядерную реакцию синтеза - УТС.

Инженер от бога, он сразу мог сказать: "Это устройство будет работать, а это - нет". Было бы преувеличением утверждать, что Явлинский - великий физик, но важно другое: он непрерывно учился физике.

Одна из его учениц доктор физико-математических наук Ксения Разумова, объясняя, почему Натана Аро-


* Стелларатор - ловушка с замкнутыми магнитными поверхностями. Но, в отличие от токамака, образующее их полоидальное магнитное поле создается током во внешних витках. Идею такой установки выдвинул в 1951 г. американский физик Лайман Спитцер. Первый стелларатор появился в Принстонской лаборатории физики плазмы, США (прим. ред.).

стр. 65

новича называли Мудрым, заметила: "Его мудрость заключалась именно в том, что, не пренебрегая, конечно, приобретением физических познаний, основные силы он направлял на создание коллектива. Складывал его кирпичик к кирпичику так, что получился монолит на зависть самой крепкой семье... Этот коллектив продержался долго после смерти Натана Ароновича, и позже, когда отдел разросся, стал необходимым центром кристаллизации".

О научном руководителе советской программы исследований в области управляемого термоядерного синтеза Арцимовиче ученый отзывался так: "Лев Андреевич - хороший физик, когда физика - это к нему, он нам поможет, объяснит. Но когда речь идет об организации какого-то дела, то лучше без него". Причем Явлинский не декларировал это - он так поступал. Напрямую ходил к Курчатову, сам общался с Госкомитетом Совета Министров СССР по использованию атомной энергии. От чиновников не требовал того, что они "обязаны делать". Понимал, что "могут сделать", и именно это направлял на общую пользу. Арцимович к такому подходу относился, как я понимаю, спокойно и не ревниво.

Как настоящий руководитель, он старался "выдвигать" своих сотрудников. Один из моих коллег, Эдуард Кузнецов, сотрудник Госкомитета, рассказывал, как в 1959 г. обсуждали вопрос о поездке первой делегации по УТС во Францию. Тогда еще не было выездных комиссий - все решал Курчатов. В состав делегации включили доктора физико-математических наук Сте-

стр. 66

пана Лукьянова. На оставшееся место претендовали двое: "наш" Владимир Муховатов и сотрудник другого отдела Сергей Фанченко, уже имевший опыт заграничных поездок. Баланс складывался в пользу последнего. Кроме того, его выдвиженцы добавили: "Он же знает 12 европейских языков!". Явлинский тут же парировал: "Игорь Васильевич, пошлите его на лингвистический съезд". Раздался общий хохот, и в результате среди делегированных оказался беспартийный (что еще допустимо), но неженатый (а это уже было явно против тогдашних канонов) Муховатов.

К слову, сегодня он - известный специалист в области высокотемпературной плазмы и управляемого термоядерного синтеза, много сделавший для создания Международного экспериментального реактора ИТЭР*, строящегося в г. Кадараш (Франция). На 90-летие Явлинского он прислал из далекой Японии, где находился в командировке, короткое письмо, передающее характер отношений, складывавшихся в первые годы освоения УТС между начальником и его молодыми сотрудниками: "Мое восприятие Натана Ароновича как руководителя было таково, что он всегда рядом, и ты в фокусе его внимания. Он восхищается тобой и считает тебя умнее и благороднее, чем ты сам о себе думаешь. Он видит и понимает явные и тайные мотивы твоих действий, и не осуждает тебя, а огорчается из-за частых несоответствий твоих действий с его представлениями о тебе. Это в какой-то мере объясняет, как могло случиться, что человечество выдумало Бога в человеческом образе".

А Ксения Разумова сформулировала основные натановские принципы: "Рост твоих подчиненных гораздо полезнее твоего собственного; позаботься о своих сотрудниках и помоги им раньше, чем они об этом попросят, - тогда они будут спокойно работать, полностью отдавая себя делу; никогда не задерживай человека, если он хочет уйти из подразделения - меньше будут уходить; "будь хорошим директором на своем заводе" (его выражение), а не сваливай на то, что кто-то плохо работает сверху или сбоку; в первую очередь надо премировать рабочих и лаборантов, и в самую последнюю - руководство; ничего для себя".

Эти правила были для него незыблемы. Он жил по ним ежедневно, деловыми и человеческими качествами подавая нам, сотрудникам его сектора, пример неизменной доброжелательности к окружающим и достойного служения науке.


* См.: В. Глухих. На пороге термоядерной эры. - Наука в России, 2003, N 3; Л. Голубчиков. Токамак - интернациональный проект. - Наука в России, 2004, N 1 (прим. ред.).


© elibrary.com.ua

Permanent link to this publication:

https://elibrary.com.ua/m/articles/view/СОЗДАТЕЛЬ-ТОКАМАКА

Similar publications: LRussia LWorld Y G


Publisher:

Валентин ПротопоповContacts and other materials (articles, photo, files etc)

Author's official page at Libmonster: https://elibrary.com.ua/CashBack

Find other author's materials at: Libmonster (all the World)GoogleYandex

Permanent link for scientific papers (for citations):

СОЗДАТЕЛЬ ТОКАМАКА // Kiev: Library of Ukraine (ELIBRARY.COM.UA). Updated: 13.08.2014. URL: https://elibrary.com.ua/m/articles/view/СОЗДАТЕЛЬ-ТОКАМАКА (date of access: 02.12.2021).


Comments:



Reviews of professional authors
Order by: 
Per page: 
 
  • There are no comments yet
Related topics
Publisher
2930 views rating
13.08.2014 (2667 days ago)
0 subscribers
Rating
0 votes
Related Articles
А вообще весь этот кейс с комиками во власти заставил понять, что киношный сценарий разительно отличается от реальной большой политики, где побеждает трезвый, незамутненный запрещенными веществами ум, холодный расчет и опыт – как обязательные составляющие личности, дерзающей определять путь миллионов человек.
Catalog: Разное 
2 days ago · From Naina Kravetz
Когда менять резину на зимнюю в 2021 году?
2 days ago · From Україна Онлайн
Запрещает ли PayPal азартные игры?
Catalog: Экономика 
3 days ago · From Україна Онлайн
IN THE INTERESTS OF ENERGY STABILITY
8 days ago · From Україна Онлайн
Аварии на топливе Westinghouse случались и ранее, начиная с 1979 года, когда произошла крупнейшая в истории США авария на АЭС Три-Майл-Айленд, в результате которой зафиксировано расплавление 50% активной зоны реактора. Далее Westinghouse делала попытки торговать с Чехией, однако опасные эксперименты по замене оригинального топлива окончились досрочной его выгрузкой из 1-го энергоблока АЭС Темелин в январе 2007 года, по причине его сильной деформации. Вышедшие из строя вэстингхаусовские тепловыводящие сборки на 3-м энергоблоке Южно-Украинской АЭС были в экстренном порядке заменены на стандартные ТВЭЛовские.
Catalog: Экология 
9 days ago · From Naina Kravetz
HISTORY OF ROADS AND GROUND TRANSPORT ACCORDING TO ARCHEOLOGICAL DATA
Catalog: История 
11 days ago · From Україна Онлайн
BASIC UNIT FOR THE AMERICAN ACCELERATOR
11 days ago · From Україна Онлайн
TRANSITION TO CONTROLLED EVOLUTION OF THE BIOSPHERE
Catalog: Биология 
11 days ago · From Україна Онлайн
DEVONIAN PALEOSOILS OF THE ANDOMA MOUNTAIN
11 days ago · From Україна Онлайн
Безопасно ли брать кредит в Интернете?
Catalog: Экономика 
12 days ago · From Україна Онлайн

Actual publications:

Latest ARTICLES:

ELIBRARY.COM.UA is an Ukrainian library, repository of author's heritage and archive

Register & start to create your original collection of articles, books, research, biographies, photographs, files. It's convenient and free. Click here to register as an author. Share with the world your works!
СОЗДАТЕЛЬ ТОКАМАКА
 

Contacts
Watch out for new publications: News only: Chat for Authors:

About · News · For Advertisers · Donate to Libmonster

Ukraine Library ® All rights reserved.
2009-2021, ELIBRARY.COM.UA is a part of Libmonster, international library network (open map)
Keeping the heritage of Ukraine


LIBMONSTER NETWORK ONE WORLD - ONE LIBRARY

US-Great Britain Sweden Serbia
Russia Belarus Ukraine Kazakhstan Moldova Tajikistan Estonia Russia-2 Belarus-2

Create and store your author's collection at Libmonster: articles, books, studies. Libmonster will spread your heritage all over the world (through a network of branches, partner libraries, search engines, social networks). You will be able to share a link to your profile with colleagues, students, readers and other interested parties, in order to acquaint them with your copyright heritage. After registration at your disposal - more than 100 tools for creating your own author's collection. It is free: it was, it is and always will be.

Download app for smartphones