«Сделать просто, максимально эффективно, из доступных комплектующих»: разговор о физике с ведущим инженером Александром Кондратьевым
Отечественной ядерной физике немногим больше ста лет, и за это время она успела занять важнейшее место в жизни общества — от медицины, промышленности, энергетики до сельского хозяйства. Каждая из этих отраслей во многом зависит от достижений именно этой науки. Naked Science побеседовал о ней с ведущим специалистом из новосибирского Института ядерной физики имени Будкера Сибирского отделения РАН, инженером-электронщиком Александром Кондратьевым.
Наш собеседник — эксперт с 23-летним опытом работы в отрасли. Он участвовал в стратегических разработках и создании новейших установок для промышленного применения. Он открыл нам свой мир вигглеров, радиационных затворов и фланцев и рассказал о том, чем сегодня живет и дышит ядерная физика. Среди прочих тем — о том, как Институт переживает санкции, на какие идеи сегодня можно получить патент и почему вообще люди выбирают науку.
Кирилл Отавин: Александр, вы пришли в Институт ядерной физики имени Будкера вчерашним школьником на должность лаборанта. Спустя 23 года вы — ведущий специалист этого известного на весь мир института, входящего в топ-5 лучших вузов России, в том числе по научной деятельности. Как по-вашему, какие сейчас времена переживает ядерная физика? И чем именно наука сегодня привлекает молодых специалистов?
Александр Кондратьев: Я думаю, что молодыми людьми в этом смысле движет внутренняя тяга к новым знаниям, а может, и семейная модель. Скажем, я в свое время брал пример с родителей, работавших в институтах РАН, хотел пойти по их стопам. Вообще же, те люди, которых я знаю, пошли в науку не потому, что сидели и выбирали из вариантов: бизнесмен, ученый, водитель такси и так далее, а потому что это было им близко и интересно. Как мне кажется, фундаментальная наука сейчас не так гремит в СМИ, как, например, полвека назад. Но тяга молодых людей к науке от этого, как мы видим, не исчезла.
Ну а что касается вашего вопроса по ядерной физике в нашей стране… Когда я искал информацию по интересующим меня темам и научным проектам, я часто натыкался на упоминание нашего Института ядерной физики: лазеры на свободных электронах, исследования на синхротронном излучении, вклад Института ядерной физики в Большой адронный коллайдер — все это очень серьезные проекты мирового уровня. Думаю, то, что он так гремит, вполне отвечает на ваш вопрос.
[КО]: Значимость научной организации и ее сотрудников определяет как раз уровень ее вклада в науку и важность сделанных в ней открытий. Как сейчас со всем этим у института?
[АК]: Сейчас главный фокус наших усилий — новый накопитель СКИФ: Сибирский кольцевой источник фотонов. Иногда есть ощущение, что только им все и занимаются, хотя это, конечно, не так, направлений работы у института много, причем по самым разным направлениям.
Сибирский кольцевой источник фотонов (СКИФ) — это крупный и мощный источник синхротронного излучения, строящийся в наукограде Кольцово (Новосибирская область). Энергия его после достройки (в 2024 году) достигнет трех гигаэлектронвольт. Затраты на его строительство оценивают более чем в 50 миллиардов рублей. Подобных установок в России еще не вводили.
[КО]: Людям, далеким от науки, часто кажется, что все возможные открытия в ней уже сделаны. Однако на деле новое приходит в нее каждый день. Скажем, вы придумали схему линейного стабилизатора напряжения, которая универсальна и уже получила широкое применение. Благо обеспечивает высокие параметры при отсутствии сложной элементной базы, что особенно актуально сейчас, когда поставки импортных комплектующих затруднены. Скажите, как в науке вообще рождаются прорывные новинки?
[АК]: Вы знаете, мне когда-то казалось, что все сделано до нас, пока я не заинтересовался темой сверхпроводников. Буквально немного в нее погрузился и обнаружил бескрайние просторы для научного поиска. Много новых интересных материалов было опубликовано по результатам работы Большого адронного коллайдера в Церне, это было довольно любопытно изучать.
Опять же просто из моей практики в электронике, есть много вещей которые не дают каких-то «грубых», сразу хорошо заметных глазу эффектов, то есть, условно, на работу лампочки или компьютера не влияют, поэтому эти темы мало кто изучает. Но если присмотреться, у них может оказаться очень большой практический потенциал. И так очень во многих отраслях. Думаю, науке еще надолго хватит места, куда расти, а ученым — что изучать.
[КО]: Вы эксперт по внедрению в существующие системы новых, более технологичных элементов. Например, вы создали стойку служебной электроники для управления радиационными затворами бункера синхротронного излучения Института ядерной физики. А еще разработали новый блок управления радиационными затворами, которые оптимизировали работу действующих приборов. Над чем работаете сейчас?
[АК]: Сейчас я работаю над СУБС — это Система устройств блокировок и сигнализации, обслуживающая работу при синхротронном излучении на ускорительных комплексах ВЭПП-3 и ВЭПП-4м — установках нового поколения, большего размера и мощности, рассчитанных на более высокий вакуум. Здесь, к слову, я научился работать с современными спиральными безмасляными насосами, обеспечивающими более «чистую» технологию — вакуумную систему, востребованную сегодня на мировом рынке.
Мы действуем в команде, занимаемся проектированием и обслуживанием вакуумных систем, элементов защиты, радиационных затворов и, разумеется, электроники, которая всем этим управляет. Моя прерогатива в команде, как вы и сказали, — разработка и внедрение новых модулей, элементов системы. Я занимаюсь изготовлением и отладкой пилотного образца устройства, а затем обучаю людей, которые будут эти устройства собирать и эксплуатировать.
[КО]: Даже среди ученых бытует мнение, что в области вакуумных систем сложно придумать что-то новое, однако у вас это получилось. Благодаря вам произошел своего рода прорыв в изготовлении соединительных деталей, необходимых при проектировании данных систем. Вы доказали, что можно изменить их материал и форму. Но неужели от подобных параметров зависит количество издержек, и, экспериментируя подобным образом, реально существенно удешевить производство вакуумных систем?
[АК]: Да, вполне. Многое по проектированию вакуумных систем ускорителей я изучал еще по учебникам 1960-х годов прошлого века. Но в проектах, где я участвовал, были попытки добиться результата более экономичными способами. Например, заменив резиновые уплотнения, предотвращающие утечки, на свинцовые, удалось минимизировать натекание влаги в систему. За счет чего и получилось сделать ее более высоковакуумной. Излишне говорить, что более глубокий вакуум позволяет добиться и более высоких научных результатов.
Из того, что мы сейчас прорабатываем, есть еще идея удешевить высоковакуумное прогревное медное уплотнение. Она может принести хорошие результаты. Поясню о чем идет речь. Обычно такое уплотнение изготавливают из медных колец.
Это, во-первых, дорого, во-вторых, определяет форму флацнев — соединительных деталей. Получается, что они должны быть круглые, что не всегда удобно. Гораздо эффективнее было бы использовать медную проволоку. Подобное решение, в принципе, применяется в некоторых частях вакуумных систем. Например, там, где не требуется термостойкость, используют проволоку из индия. А уплотнители из золотой проволоки использовались на космических аппаратах в прошлом.
Медная проволока позволяет получить уплотнитель, а значит и фланец, любой формы. При этом полностью отсутствуют отходы при изготовлении, поскольку надо просто сделать отрез проволоки нужной длины, а не возиться с подгонкой колец. Главная сложность — сварка проволоки встык. Для этого нужно специальное оборудование и специалисты, а с этим пока есть свои трудности.
[КО]: Если подобные идеи приносят значительные улучшения производственному процессу, в том числе и экономическую выгоду, то на что могут рассчитывать их разработчики? Как сегодня обстоят дела с оформлением интеллектуальной собственности в области ваших профессиональных интересов?
[АК]: Что ж, возможность запатентовать свои разработки в нашей отрасли определенно есть. Например, мне удалось решить системную проблему с помехами для чувствительных приборов за счет изменения намотки трансформаторов. Это позволяет избавить трансформаторы от их главной конструктивной проблемы — повышенной паразитной емкости между обмотками, облегчающей проникновение помех из сети в устройство.
Я отправил пакет документов в «Роспатент» и получил одобрение. Мой метод почти полностью устраняет этот баг, что очень существенно для чувствительных приборов и в первую очередь медицинского оборудования. Ранее для такого применения приходилось использовать другие типы трансформаторов, более дорогие и сложные в производстве. Но я решил проблему с межобмоточной емкостью, и теперь это открывает новые возможности для самого широкого спектра практических применений.
Сейчас я оформляю второй патент, он касается авторской схемы линейного стабилизатора напряжения, которую я разработал, когда возникла задача сделать «просто, из доступных комплектующих, но максимально эффективно». Схема не слишком сложная, но почему-то до меня так никто не делал. Есть много и других идей, которые пока еще в разработке.
[КО]: Александр, вы участвуете в научных конференциях, из последнего — представляли институт на международном технологическом форуме «Технопром-2023», где были представлены новейшие разработки в вашей отрасли. Чего, по-вашему, сегодня не хватает отечественной науке: финансирования или идей, дерзости мысли?
[АК]: В науке можно запросто работать «на коленке», зачастую для этого не надо ничего, кроме ручки и листа бумаги. Конечно, это касается не любой области, и здесь речь про идеи настоящих ученых.
А вот проверка некоторых теорий на практике приводит к появлению комплексов типа того же Большого адронного коллайдера, который строился буквально всем миром, потому что одно какое-то государство, даже самое богатое и сильное, потянуть такой проект не в состоянии.
Не думаю, что объем финансирования сейчас является самой существенной проблемой российской науки. Скорее не хватает каких-то стремлений, ярких личностей, которые повели бы ее за собой.
[КО]: В 2020 году вы стали ведущим инженером в Институте ядерной физики. Как на вас повлияла жизнь в научной среде и чего хотите добиться в будущем?
[АК]: В институте я приобрел огромный жизненный опыт, познакомился с интереснейшими людьми и проектами. Я значительно продвинулся в областях, которые казались мне интересными, по сути, сделал себя с нуля, стал ведущим специалистом. Попутно научился работать с различными вакуумными системами, узнал множество технологических тонкостей изготовления их жизнеобеспечивающих элементов. Разобрался в принципах построения систем защиты на ускорительных установках. Разработал достаточное количество специализированного оборудования, погрузился в производственные проблемы при его изготовлении.
Для себя я хочу дальнейшего развития, возможно, по какой-то уже более узкой специализации. Мне нравится мир науки, но при этом хочется решать больше прикладных задач. Быть полезным, видеть результаты своей деятельности, осознавать, что она меняет жизнь людей, улучшает условия их ежедневного труда, одним словом, повышает ее качество. Пожалуй, вот и все.
Дата публикации: 26.11.2023 г.
Telegram 
Дзен 
VK 
