Валерий Попов – Протоны в томатном соусе (страница 2)
О Науке и Инновациях
Июнь 2015 года, я иду по городу наукограду Протвино и грустные мысли не покидают меня. В этом городе, своим рождением который обязан протонному ускорителю У-70 и институту физики высоких энергий (ИФВЭ), прошла большая часть жизни. Судьба свела меня с выдающимся учёным, создателем всемирно известной конструкции линейных ускорителей с ВЧ-квадрупольной фокусировкой (RFQ) В. А. Тепляковым.
В его отделе я проработал более 10 лет и хорошо помню высококлассную команду специалистов, созданную им. Я иду по заросшей тропинке к отделу линейных ускорителей (ОЛУ), к комплексу зданий, построенных специально для команды Теплякова с целью создания современных проектов ускорителей.
Здесь прошли последние годы творческой работы В. А. Теплякова, к сожалению совпавшие с лихими 90-ми, когда про науку просто забыли. Теплякова знают во всём научном мире, все ускорительщики и то, что его дело не продолжается, что страна ничего не имеет от этого самого передового научного направления в ускорителях, вина нашего общества.
Открытие (авторы И. М. Капчинский и В. А. Тепляков) принципа высокочастотной квадрупольной фокусировки пучка протонов (ВЧК-фокусировки или RFQ) стало одним из крупнейших достижений в физике и технике ускорителей второй половины XX века.
В настоящее время линейные ускорители протонов и ионов с ВЧК-фокусировкой широко используются в инжекционных каскадах ускорительных комплексов, выполняющих фундаментальные и прикладные исследования.
Это достижение и создание первого в мире ВЧК-ускорителя (УРАЛ-30) удостоены Ленинской премии, а также премий Американской ускорительной школы и Европейского физического общества.
Мы много говорим об инновациях, о нанотехнологиях и равнодушно созерцаем, как теряем многое рядом, под боком. Как тут не вспомнить мудрое изречение, что имеем не храним, потеряем плачем.
Пройдёт время, будем вспоминать и сожалеть. Я помню, как создавался отдел, его производственая великолепная база, оснащённая современным оборудованием, помню, как мы впервые изготовили сложнейшие волновые электроды, рассчитанные командой Мальцева А. П. А ещё помню новую конструкцию 2-х камерных резонаторов, прецизионную установку электродов ускоряющей структуры и многое, многое другое.
Так случилось, что работая в Германии, мне пришлось участвовать в проекте аналогичной начальной части для американской лаборатории в Окридже (SNS RFQ). Конструкция начальной части практически повторяла конструкцию Теплякова, правда на новом технологическом уровне. Многое для меня было знакомо и понятно.
Сколько раз я ловил себя на мысли, что и мы бы могли силами нашего отдела в Протвино делать современные ускорители, зарабатывать хорошие деньги, ведь всё для этого было и производственная база и прекрасная команда, но не сложилось, всё приходит в упадок и дорожки зарастают.
Американец Джим Стовал пишет историю RFQ с момента создания и до наших дней. Эта работа начинается с фотографий изобретателей RFQ И. М. Капчинского и В. А. Теплякова и первого модуля ускорителя с ВЧК фокусировкой (RFQ), созданного ещё в 1972 году. Сегодня техника и технологии шагнули далеко и современные возможности позволяют создавать уникальные малогабаритные ускоряющие структуры, но физический принцип остаётся прежним.
У меня закончился контракт с фирмой “Research-Instruments” и вот, после более чем 10 летнего отсутствия, я снова в моём родном наукограде. Протвино расположен в 100 км от Москвы и в 16 км от Серпухова у слияния рек Оки и Протвы. Построен город на месте соснового леса, строители старались по возможности оставить деревья, их можно видеть и сегодня между высокими домами, где по-прежнему много зелени.
Более 60 лет этому небольшому городу, который обязан своим рождением институту физики высоких энергий и самому большому по тем временам протонному ускорителю У-70. Сегодня многие новые жители скорее всего и не знают этого. Институт переживает не лучшие времена, можно сказать выживает. Престижная работа и наука остались в прошлом, зарплаты по современным меркам смешные, количество сотрудников уменьшилось в несколько раз.
Правда остался вечный памятник институту и нашей науке, это 21-километровый тоннель под землёй на границе Московской и Калужской областей на глубине более 50 метров, который никто не знает, как теперь использовать. Под проект нового ускорителя (УНК) были построены большие производственные здания, заброшенные сегодня, изготовлено большое количество различного оборудования.
Моя фирма в Германии, имея всего около 200 сотрудников, успешно ведёт проекты для физиков по всему миру, это и Корея и Китай и США и многие другие страны, при том, что у неё нет ни расчётчиков ни ускорительщиков.
А у нас все это было, большая команда специалистов, но сегодня дорожки к комплексу зданий отдела линейных ускорителей зарастают. Кто виноват и что делать?
Сколково это хорошо, а почему не Протвино? Почему город постепенно превращается в заурядный провинциальный район? Нет ответа. Я иду по заросшей дорожке к отделу линейных ускорителей ОЛУ, грустные мысли в голове, впереди в лесу несостоявшиеся инновации и нереализованные возможности, моё прошлое. Встречаю бывших коллег, все постарели и поседели, мы долго стоим и вспоминаем минувшие дни, вместе грустим.
СССР, проект УНК, ЦЕРН
По мнению некоторых аналитиков развал СССР стал катастрофой, сравнимой по последствиям с ВОВ 1941–1945 гг. Многие достижения в области науки и техники бывшего СССР до сих пор помогают России быть ведущей страной в мире, но многое мы потеряли. В середине восьмидесятых годов, незадолго до новой революции, в СССР было принято решение о строительстве на базе Серпуховского ускорителя протонов нового ускорительно накопительного комплекса (УНК) на энергию 3000 Гэв.
Предполагалось, что этот грандиозный проект позволит нашей науке быть впереди планеты всей в области физики высоких энергий на многие десятилетия вперёд. Ведь был же Серпуховский ускоритель (Протвино) много лет ведущим в мире, здесь жили и работали учёные из многих стран и было много научных открытий. Новый ускорительно накопительный комплекс (УНК) должен был вернуть престиж советской науки.
Работа велась параллельно по нескольким направлениям, на территории Калужской и Московской областей, глубоко под землёй рыли кольцевой тоннель диаметром 5,1 метра и длиной около 21 километра, были задействованы многие предприятия промышленности для оснащения ускорителя оборудованием, создавалась мощная криогенная система для испытаний сверхпроводящих магнитов.
Однако сложность и уникальность систем УНК, привели к ошибочному мнению, что многие важнейшие узлы ускорителя, такие, как сверхпроводящие магниты, не могут быть разработаны и освоены промышленностью, было решено развивать собственное производство по изготовлению сверхпроводящих магнитов. В последующем это только усугубило и так непростую ситуацию с проектом.
Что такое организовать, хотя и не на пустом месте, уникальное производство? Как оказалось впоследствии, эта сложнейшая задача, была просто невыполнима на тот момент и требовала больших затрат и времени. Но нашим большим учёным, мало что понимающим в производстве, и не имеющим соответствующего опыта, всё казалось выполнимым под их чутким руководством. Но как только стало очевидно, что проект не будет выполнен, отдельные руководители успешно «переселились» в Америку.
Да, был экспериментальный цех, конструкторский отдел, где создавались и испытывались первые образцы сверхпроводящих магнитов, но это были опытные работы, где отрабатывалась конструкция и технология изготовления сверхпроводящих магнитов (СПМ). Сама по себе это долгая и кропотливая работа, а далее необходимо было выходить на серийное производство порядка 3000 СПМ, которое требовало уже полностью отработанного изделия и необходимых мощностей.
Без сомнения, была проведена огромная работа по созданию оборудования для изготовления СПМ, это и комплекс уникальных машин для изготовления сверхпроводящего кабеля, разработанных под руководством А. Суркова, это оборудование и технология изготовления 6-метровых дипольных обмоток, включающая огромный пресс на 3000 т. Было создано производство железа магнитов, закуплены и установлены уникальные швейцарские пресса для штамповки воротников магнитов.
Сверхпроводящий дипольный магнит (СПМ) на 5 Тесла, сам по себе сложнейшее изделие, создаваемое по уникальной технологии и требующее строгого соблюдения технологической дисциплины. Опытные работы по созданию СПМ успешно велись несколько лет в институте физики высоких энергий под руководством В. Сытника.
Технология изготовления кабеля трапецеидальной формы, технология изготовления дипольных обмоток, технология сборки магнита, это и многое другое требовалось многократно отработать и перепроверить. За несколько лет было изготовлено и успешно испытано несколько полномасштабных образцов СПМ. Следует отметить, что одной из наиболее удачно решённых задач была разработка высокоточного сверхпроводящего кабеля и уникальной технологии его изготовления. Сверхпроводящий ниобий-титановый проводник для кабеля и технология его изготовления были успешно разработаны на одном из предприятий (УМЗ) в Казахстане.