УРАЛЬСКИЙ

ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ

ИНСТИТУТ им. С.М. КИРОВА

ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

глава 4. остановиться, оглянуться...

пора подводить итоги...

там где физтех - там успех, там победа!

фтф УПИ им. с.м. кирова ● 1949-2009

Глава написана Юрием Вячеславовичем Егоровым

выпускником физтеха 1957 года

Доктором химических наук, заслуженным деятелем науки РФ,

почетным профессором УГТУ-УПИ. С 1976 по 1986 год - декан факультета.

25 лет заведовал кафедрой радиохимии.

 

Историю, в том числе историю науки, можно излагать двояко:

в лицах и судьбах, а также как драму идей! Факультету исполнилось

ШЕСТЬДЕСЯТ лет. Пора подводить итоги...

 

За время существования и деятельности факультета в сборниках, которые издавались через каждые пять лет, публиковались статьи сотрудников, выпускников и студентов с воспоминаниями о годах и событиях, пережитых ими. Последние два сборника «Физтехи о физтехах» (1999 г.) и «Физтех вчера, сегодня, завтра…» (2004 г.), казалось бы, уже исчерпывают историю факультета: много написано о возникновении кафедр, о роли и вкладе «отцов-основателей» в развитие этого коллектива, и не забыто ни одно имя, оставившее след в памяти тех, кто «родом из физтеха», - ветеранов и современников.

 

При этом каждый автор заметки, конечно, писал о том, что было непосредственно связано с его кафедрой и ближним кругом коллег. Таким образом, основные вехи истории факультета уже расставлены, последнее пятилетие, по-видимому, не принесло особо значимого вклада в его функциональный облик. Факультет состоялся, факультет выжил - это главное.

 

Изложение его истории «в лицах и судьбах», с освещением ее под другим, более интересным и свежим углом зрения, иначе, чем это уже сделали авторы упомянутых сборников, вряд ли кому сейчас по плечу: «иных уж нет, а те - далече». Конечно, коллективу каждой кафедры есть в чем отчитаться за прожитые годы, и новый, предлагаемый сборник включает такие неформальные обзоры.

 

Но возникает желание, не повторяясь, не пересказывая уже высказанных впечатлений и оценок, так сказать, с «птичьего полета» взглянуть на историю рождения и развития частных научно-технических проблем, создавших школы в каждом коллективе, подчеркнуть их связь с промышленностью, ради которой и был организован факультет. И убедиться в том, что после госзаказа, пришедшего по управленческой вертикали, и «пришествия варягов» (а основатели факультета, разумеется, были людьми «со стороны», поскольку все начиналось с нуля) физтех предстал как саморазвивающаяся система, в которой научно-исследовательские задачи были тесно объединены с педагогическим процессом, а именно этот признак и свидетельствует о жизнеспособности университетов.

СТУДЕНТ, НАУКА, ФИЗТЕХ

газета "за индустриальные кадры" - апрель 1978 года

 

Студенческое научно-техническое общество физико-технического факультета в последние годы неизменно занимает первое место в институтском смотре-конкурсе. Это результат многолетней целенаправленной деятельности преподавателей и сотрудников в постановке научно - исследовательской работы студентов, в частности, УИР. Студенты приходят в исследовательскую лабораторию часто на третьем курсе, иногда - на втором, практически никогда - на первом. Но это не значит, что студенты младших курсов совсем оторваны от СНТО.

 

Для них существует возможность написать реферат по специальности, сделать высококачественный перевод иностранной работы по заданию научных сотрудников, участвовать в различных олимпиадах, которые позволяют каждому оценить свои возможности. Рефераты и переводы совместно с печатными работами, авторскими свидетельствами, натурными экспонатами представляются на выставки научно-технического творчества студентов. Так, в 1976/77 учебном году факультет представил около 100 экспонатов на институтскую и зональные выставки. Многие из них отмечены дипломами и грамотами. Логичным завершением работы студентов в СНТО является оформление статей, заявок на изобретения, работ на Всесоюзный студенческий конкурс и конкурс химического общества им. Д. И. Менделеева.

 

В прошлом учебном году студенты факультета выступили соавторами 85 печатных работ, 7 авторских свидетельств и 11 заявок на предлагаемые изобретения, получили одну медаль и 4 диплома Всесоюзного конкурса, а также 3 грамоты ВХО Д.И. Менделеева. Большинство студентов IV-V курсов и все шестикурсники выступают с докладами на студенческой конференции СНТО. Эта конференция проходит в рамках дней науки института, которые стали уже традиционными.

 

Выпускники института, которые принимали активное участие в работе СНТО, учились без троек и имеют по окончании института публикации, награждаются Почетным дипломом СНТО. В прошлом учебном году такой диплом получили 10 выпускников нашего факультета. В результате активного усвоения знаний и настойчивой, творческой работы в СНТО выпускники факультета получают такую подготовку, которая позволяет успешно решать сложные задачи, поставленные научно-технической революцией на производстве, в научно-исследовательских учреждениях и вузах.

 

С. Гольдштейн, доц., канд. техн. наук

Г. СМИРНОВ, мл. науч. сотр., канд. техн. наук

Нижеследующий текст построен в жанре изложения истории не «в лицах и судьбах»,

а именно как драма идей, как самодвижение научных и научно-технических концепций социума.

 

Такой латеральный взгляд и метод исследования исторического движения в первые послереволюционные годы пользовались широким распространением (школа М.Н. Покровского, «Русская история в самом сжатом очерке»), но затем официальная историография от него отказалась. Тем не менее, чтобы не повторять написанное в двух упомянутых выше сборниках, автор предлагаемого текста, будучи практически ровесником факультета, решил изложить историю его научных интересов и достижений «в самом сжатом очерке», соединив в своей памяти внешние события, темы и научные интересы коллективов физтеха, построив рассказ так, как это обычно делается, когда в ответ на чью-то просьбу помочь составить общее впечатление о кафедрах приходится прибегать не к перечислению имени авторитетов, перечню «остепененных» кадров, списку изданных монографий и т.п. (это тоже необходимо делать, но у каждого жанра своя роль), а рассказывая о том, как из некогда обнаруженного сенсационного эффекта (деление ядра атома), заставившего просвещенный мир отказаться от буквального понимания термина «атом» (что означает по-гречески «неделимый»), выросла не только новая область военной техники, а заодно и энергетики, но и преобразилась вся техносфера в XX веке, завещав человечеству в веке нынешнем продолжение научно-технической революции.

 

Балансируя на грани добра и зла, комфорта и опасностей, руководясь точным знанием, люди, будучи «предупрежденными» наукой, в наше время обязаны быть ответственными. Науку, включая ее прикладные «филиалы», технические науки, соседствующие с фундаментальными, современные философы и методологи называют социокультурным феноменом, развитие которого может протекать как под воздействием внешних факторов (политическая и государственно-экономическая управляющая «вертикаль»), так и вследствие саморазвития и самоорганизации. На уровне сегодняшних представлений мы бы это назвали синергетическим эффектом.

Научные исследования кафедры редких металлов и наноматериалов

 

В общей сложности в своих лабораториях кафедра воспитала 138 кандидатов наук (не считая многих выпускников, которым кафедра помогла «плечами, грудью и спиной…» выполнить квалификационные работы). Из 138 кандидатов 30 сформировали свои научные направления и стали докторами наук. Интерес к научно-исследовательским работам (НИР) преподавателей и студентов проявился сразу. Первые лаборатории появились на кафедре у декана факультета Евгения Ивановича Крылова. Но еще раньше началась активная реферативная и кружковая работа. Через год премиями декана факультета были отмечены работы радиохимического направления, выполненные парами студентов: Некрашевич В.С. - Штольц А.К. и Пахолков В.С. - Карпов В.И. Этот ранний опыт и задатки, проявленные в НИР еще в студенческие годы, оказали большое влияние на судьбы и других упомянутых молодых специалистов. В. С. Некрашевич прошел путь от мастера, начальника цеха ЧМЗ, г. Глазова до директора завода Северского химкомбината, впоследствии руководил филиалом ВНИИНМ им. А.А. Бочвара, награжден многочисленными орденами и медалями. Альб.К. Штольц, хорошо знающий свое дело, стал преподавателем кафедры радиохимии. В.С. Пахолков стал доктором химических наук, профессором кафедры редких металлов; В.И. Карпов - доктором технических наук, заведовал лабораторией во ВНИИХТ.

 

Студентами Корейшо Ю.А. и Кузнецовым Ю.В. была выполнена экспериментальная научная работа по восстановлению ионов U(VI) до U(IV) в сульфатно-фторидных растворах, которая также отмечена премиями институтского и городского уровней. Эта неразлучная пара студентов и по жизни прошагала успешно. Оба в 1955 г. распределились на Чепецкий механический завод; прошли путь от мастеров до начальников цехов. Ю.А Корейшо с 1958 по 1965 гг. работал в ГДР, в АО «Висмут»: от инженера химического цеха обогатительной фабрики дорос до директора гидрометаллургического завода. Позже он стал генеральным директором Прикаспийского горно-металлургического комбината (ПГМК).

 

За работы по опреснению вод Каспия на реакторе БН-350 был удостоен Ленинской премии, награжден многочисленными орденами и медалями СССР и ГДР. В 1973 г. судьба вновь свела их в г. Шевченко. На ПГМК прошли путь от главного инженера до директора комбината (по очереди: сначала - Ю.В. Корейшо, за ним - Ю.В. Кузнецов). Ю.В. Кузнецов, единственный из выпускников физтеха, удостоен Золотой Звезды Героя Социалистического Труда. По мере оснащения вступили в строй лаборатории на кафедре № 41 профессора А.К. Шаровой. Они располагались в подвале факультета металлургии цветных металлов. Там сначала занимались металлургией кальция.

 

Сборка электролизёра

 

С приходом в 1952 году на заведование кафедрой № 41 доцента, кандидата технических наук В.Г. Власова возникло второе научное направление: термодинамика и кинетика окислительно-восстановительных процессов в системе уран - кислород. Первым доктором наук по этому направлению стал В.Г. Власов. Впоследствии это научное направление трансформировалось в технологию высокотемпературных материалов и покрытий. Сейчас оно активно развивается под руководством зав. кафедрой РМиН, доктора технических наук, президента Уральского отделения академии технологических наук, профессора А.Р. Бекетова. Кафедрой по этому направлению подготовлен 31 кандидат наук, из них 7 стали докторами наук.

 

В 1951 г. аспиранты И.Ф. Ничков и С.П. Распопин под влиянием идей своего научного руководителя профессора М.В. Смирнова создали третье научное направление - электрохимия солевых и металлических расплавов. Они и стали первыми докторами наук, защитившими диссертации по использованию расплавов в атомной технике. Сейчас научное направление «солевые и металлические расплавы в технологии редких металлов и атомной технике» плодотворно развивается.

 

Аспирантами и сотрудниками кафедры этого направления защищено 78 кандидатских диссертаций. Из этих кандидатов стали докторами наук 17 человек. С приходом доцента А.И. Жукова и старшего лаборанта А.Г. Лебедева с химфака УПИ на кафедру № 43 профессора Я.Е. Вильнянского возникло научное направление «гидрометаллургия цветных, редких и радиоактивных металлов». Становление и развитие этого направления связано с именами А.И. Жукова, В.С. Пахолкова, Е.И. Казанцева, В.Н. Оносова.

 

В 50-60 г.г. прошлого века ионный обмен в гидрометаллургии редких металлов являлся революционным направлением и впоследствии помог решить целый ряд проблем в технологии урана, извлечения и разделения редкоземельных элементов и т.д. Группа во главе с В.С. Пахолковым специализировалась на разработке теоретических основ и технологий извлечения редких и радиоактивных металлов из фторсодержащих растворов. Группа под руководством Е.И. Казанцева выполняла исследования с целью изучения процессов комплексообразования в фазе ионитов и разработки технологий извлечения редких металлов при комплексной переработке различных руд и концентратов. По результатам исследований подготовлены и защищены 29 кандидатских работ и 7 докторских диссертаций.

 

Профессор В.Н. Рычков, профессор А.Л. Смирнов

на конференции

 

В настоящее время это направление на кафедре активно и динамично развивается. В научных исследованиях, разработке новых технологий принимают участие 3 доктора наук (Рычков В.Н, Смирнов А.Л., Зеленин В.И.), 4 кандидата наук (Оносов В.Н, Черный М.Л., Денисова Е.И., Заболоцкий А.И.), 9 аспирантов и соискателей.

 

Основные направления деятельности группы: разработка физико-химических основ сорбционных и экстракционных процессов, методов вскрытия руд и концентратов, очистки и осаждения; разработка способов гидрометаллургического получения оксидных систем, в том числе наноразмерных; разработка, апробирование и внедрение технологических схем извлечения, разделения и концентрирования цветных, редких и радиоактивных веществ.

 

Ежегодно публикуется 20-30 работ, подаются заявки на получение патентов, делается 10-15 докладов на конференциях различного уровня. За последние пять лет группой выполнены десятки работ для предприятий Росатома: ФГУП «Комбинат «Электрохимприбор»; ОАО «ТВЭЛ»; ОАО «Чепецкий механический завод»; ЗАО «Далур». Экономический эффект, полученный предприятиями за эти пять лет (по данным предприятий), более 100 млн. рублей.

Вне сомнений, никакая естественная наука не может развиваться со стартового нуля, когда еще нет минимальной базы знаний, пусть поверхностных и даже в чем-то недостоверных; кроме того, в отсутствие элементарной техники, применяемой в экспериментах, и, наконец, некоторого количества единомышленников, людей, особенностью которых является не только некий минимум естественнонаучных знаний, но и осознание недостаточности этих знаний для продвижения вперед, понимание необходимости и неизбежности непрерывного самообразования при решении задач на грани достигнутого наукой уровня.

 

Это прекрасно понимал Владимир Иванович Вернадский, писавший, что «синтетическое изучение объектов природы неизбежно вскрывает черты строения, упускаемые при аналитическом подходе к ним и дает новое. Грани между науками стираются; мы научно работаем по проблемам, не считаясь с научными рамками». Казалось бы, можно вообразить себе следующий идеальный сценарий. Допустим, можно построить помещение с укомплектованными лабораториями, с новейшим оборудованием, материалами, реактивами. Остается только поставить цель, научно-техническую задачу и открыть двери для любых желающих ее осуществлять … Социальный опыт человечества говорит о том, что ничего из такой задумки не может получиться, так как никакая группа разнородных энтузиастов не представляет собой научно-техническую школу. У этого коллектива должны присутствовать хотя бы минимальные традиции, некое взаимопонимание, концентрирующееся вокруг идеолога, научного лидера этого микросоциума. Это гораздо важнее, чем новизна оборудования.

 

Недаром до сих пор живуча поговорка, которую часто повторял основатель нашего физтеха Евгений Иванович Крылов: «Лучшие открытия были сделаны в худших лабораториях». Он сам изготовил первый магнитометр и, используя его при исследовании большой группы соединений переходных элементов, явился лидером магнетохимии в нашей стране. В то время приборостроительная промышленность не производила такие изделия. Поэтому была единственная возможность включаться в решение новой проблемы, которая была видна и осознаваема небольшим кругом единомышленников-энтузиастов, - не обходить «вышестоящие инстанции», «пробивая и выколачивая» оборудование и информацию, а садиться в угол и начинать паять, химичить и слесарить, привлекая к этой рутинной, но романтической деятельности студентов и аспирантов. И еще, - кажется, Энрико Ферми говорил, что для освоения и развития какого-либо раздела науки нужно начать его преподавание. Вот по такому сценарию возникали и развивались физико-технические научно-педагогические коллективы Москвы, Ленинграда, Свердловска и Томска.

 

Ощущение «информационного голода», в первую очередь, благотворно сказывалось на мироощущении послевоенной молодежи, оканчивающей среднюю школу. Именно это чувство и порождало романтическую ауру возможностей науки, веру в ее безграничное развитие и надежду на то, что именно наука в сочетании с небывалым энтузиазмом, охватившим наше общество (ведь удалось сломать хребет фашизму, который поставил на колени практически всю Европу!), способны вернуть нашей стране самоуважение и уверенность в завтрашнем дне. Вчерашние фронтовики, возвращавшиеся к мирной жизни, для которых после преодоления кошмара и тягот войны не могло существовать никаких умонепостигаемых трудностей, в первые годы функционирования факультета явились «центрами кристаллизации» социальной и психологической среды как в студенческих группах, так и в кафедральных коллективах, которые начали формироваться после первых же выпусков физтеха. В эти годы, образно говоря, возникла мода на физику и другие точные науки, требующие напряжения воли и ума для их освоения.

 

Советский Союз еще в довоенные годы сумел сформировать корпус среднего общего и среднетехнического образования - школьную десятилетку и техникумы на базе семи лет обучения. Уровень общенаучной подготовки в этих учебных заведениях был достаточным и согласованным с программами вузовского обучения. Любой прилежно занимавшийся ученик, освоивший программу естественных наук и математики, мог, опираясь на этот багаж знаний, поступить в любой вуз и, учась там, не испытывать дискомфорта при условии сохранения интереса к занятиям, что поддерживалось уверенностью в своей востребованности после получения образования.

 

Безработными образованные люди становиться не могли. Физико-технический факультет возник не так, как складывались научно-образовательные вузовские школы, например, кафедры металлургии чугуна и стали («черная» металлургия) или коллективы, разрабатывающие «тяжелую» химическую технологию - производство кислот, аммиака, минеральных удобрений и др. Эти виды деятельности уже имели более или менее основательную историю. Но у промышленности, которая должна была производить атомное оружие, никакой «эволюционной» истории не было. Она не могла создаваться на основе реализации рыночных экономических сценариев, когда спрос и предложение формируются и взаимосогласовываются в русле личных инициатив, в конкурентной атмосфере.

 

Физтех - продукт управленческой «вертикали», подобные ему социальные институты могут возникать только в авторитарно структурированном обществе, примером которого являлся СССР в недавнем прошлом. Да и «атомная» программа Соединенных Штатов под влиянием громадного авторитета Франклина Рузвельта была открыта на базе управленческого, «кибернетического» принципа, а не на рыночной («синергетической») основе. «Разведку боем» Рузвельт уже провел в довоенные годы, усмирив планово-управленческими рычагами знаменитую Великую американскую депрессию, анализ которой вошел во все политэкономические учебники XX века.

 

Программа создания атомного оружия в нашей стране в послевоенные годы - комплексная по своей сути. Для ее реализации неизбежно было обращение к самым разным областям науки и техники. Прежде всего было необходимо наладить добычу урана, для чего потребовалась не только разработка его известных месторождений, но и организация дальнейшего геологического поиска. Дело в том, что уран, несмотря на то, что был открыт Клапротом в 1789 году, не нашел себе никакого актуального применения в технике, в частности, в металлургии: сплавы на основе урана не демонстрировали никаких потребительски интересных свойств в рамках уже известных технологий. Из природных радиоактивных веществ наибольший интерес вызывал радий, а уран довольствовался ролью только геохимического «соседа».

 

Ядерно-физические исследования, предпринятые в научных европейских школах после открытия деления ядер урана (а это принципиально другое явление по сравнению с его природной радиоактивностью), выявили роль нейтронов, образующихся при делении и способных вызвать лавинообразный процесс ядерных расщеплений (делений), получивший название «цепная реакция».

 

Оказалось, что подобные лавины, моделируемые экспонентой (геометрической прогрессией), с одной стороны, системно и теоретически уже были хорошо изучены исследователями в области химической физики, которые занимались теорией горения, взрывов и катализа (в СССР это школа академика Николая Николаевича Семенова); но, с другой стороны, обнаружилось чрезвычайное влияние сопутствующих примесей - даже не на элементном, а на изотопном уровне, присутствие которых в системе, где протекает ядерный процесс, «отравляет» его подобно тому, как «отравляется» катализатор в химико-технологическом процессе.

 

Таким образом, ядерная физика и ядерная химия, выявив особенности ядерных процессов с участием нейтронов, указали технологические пути реализации атомной энергии, исторически начавшейся с создания бомбы. В условиях противостояния социально-политических систем, когда еще не зажили раны, нанесенные Второй мировой войной, все мысли политиков и ученых нашей страны были сосредоточены только над воплощением идеи окончательной победы социализма во всем мире. Именно победы - концепция мирного сосуществования была извлечена из текстов ленинского наследия уже после смерти Сталина. Но для начала атомная бомба должна была предстать в роли сдерживающего фактора. Оказалось, что программа получения этого сверхоружия фантастически сложна и, как принято говорить сейчас, наукоемка.

 

Впервые техника столкнулась с требованиями, «предъявляемыми» веществом не на уровне прежних материаловедческих критериев, которые можно назвать макроскопическими, а на уровне даже не элементном - на изотопном, что выходит за пределы традиционного химического анализа, и в количественном отношении совершенно парадоксальном, микроконцентрационном. Иными словами, возникла необходимость буквально на ровном месте создать новые физико-химические технологии веществ особой чистоты. Для этого потребовалось не только умение осуществлять главные операции в любой технологии, где продуктом является вещество, а именно - разделение, выделение и концентрирование, но и комплексную аналитику этих процессов - качественный, количественный и структурный анализ, причем с недостижимой прежде чувствительностью.

Научные исследования кафедры радиохимии

 

Кафедра радиохимии УГТУ-УПИ является продолжательницей дела одного из первых заведующих кафедрой С.А. Вознесенского - крупного специалиста в области химии и прикладной радиохимии, в технологии обезвреживания радиоактивных стоков атомной промышленности. От него кафедра унаследовала интерес к физикохимии гетерогенных систем, занимаясь синтезом специфических и селективных неорганических сорбентов с заранее заданными свойствами и теорией межфазного распределения радионуклидов-микрокомпонентов. Теория межфазного распределения радионуклидов-микрокомпонентов развита в основном в трудах Ю.В.Егорова, Н.Д. Бетенекова, В.В. Кафтайлова, Т.А. Недобух, В.Д. Пузако и Е.В. Полякова. С использованием пpедставлений о лабильных и инеpтных системах пpи условии выполнения изотеpмы Генpи проанализированы закономеpности статики, кинетики и динамики межфазного pаспpеделения микpокомпонентов. Геометpические особенности изотеpм соpбции положены в основу фоpмулиpовки аpбитpажных пpизнаков, указывающих как на химическую неодноpодность соpбата, так и на инеpтность отдельных фоpм его состояния. Впеpвые дан теоpетический анализ влияния истинно- и псевдоколлоидных фоpм соpбата на закономеpности статики и кинетики сорбции. Тем самым теоретически и экспериментально обоснована большая роль внешнекинетического режима сорбции химически неоднородного сорбата из водных растворов сложного солевого состава. Результаты этих исследований опубликованы в монографии Ю.В. Егорова и в большом количестве статей как в России, так и за рубежом.

 

Доцент Е.И. Денисов

проводит исследования на полупроводниковом

гамма-спектрометре компании Ортекс, США

 

Еще одно научное направление, открывшееся перед коллективом кафедры в 70-е годы, связано с синтезом нового класса гранулированных сорбентов - тонкослойных неорганических сорбентов (ТНС). В разработке этого направления принимали активное участие Ю.В. Егоров, В.Д. Пузако, Н.Д. Бетенеков, В.И. Попов, Ю.Г. Черемухин, Е.В. Поляков, В.П. Ремез, А.П. Рыженьков, А.Н. Губанова, Е.Г. Печерских, Е.Г. Ипатова, В.В. Кафтайлов, Т.А. Недобух, Е.И. Денисов и А.В. Воронина.

 

Разработаны физико-химические основы синтеза ТНС, включающих такие классы труднорастворимых соединений, как гидроксиды, основные соли, сульфиды и гидросульфиды, смешанные ферроцианиды и фосфаты. Способы получения ТНС защищены автоpскими свидетельствами СССР, пpошли полупpомышленные испытания, внедpены в УГТУ-УПИ, Институте химии ДВО РАН, лабоpатоpии ядеpных pеакций ОИЯИ и РФЯЦ-ВНИИТФ. Утвеpждены у заказчиков технические условия на отдельные виды ТНС, pазpаботаны полные комплекты НТД (технические условия, методики синтеза, калькуляции цен) на 55 наименований соpбентов, информация о сорбентах внесена в pеестpы отpаслевой pегистpации Минхимпpома СССР.

 

Способы экспpессного pадиохимического анализа на отдельные pадионуклиды защищены автоpскими свидетельствами СССР, использованы в пеpиод океаногpафических экспедиций на океанографических исследовательских судах «Башкиpия» и «Абхазия» в 1974, 1978 и 1980 гг. Способы анализа внедpены в ГЕОХИ им. В.И. Веpнадского РАН, г. Москва; ПО «Спецатом», г.Чеpнобыль; НИИКТИ МЖКХ Украины, г.Киев; ИнБЮМ АН Украины, г. Севастополь; РФЯЦ-ВНИИТФ, г.Снежинск и pекомендованы к использованию в химических службах ВМФ РФ.

Так, оказалось, что изотопы природного урана - U-235 и U-238 - по-разному реагируют на поглощение нейтронов не очень высокой энергии. Ядра легкого изотопа делятся, осуществляя лавинообразный взрыв, а U-238 превращается путем двух последовательных бета-распадов в плутоний, вторую ядерную «взрывчатку». Отсюда последовали две самостоятельные технологические стратегии приготовления этой «взрывчатки» - выделение урана-235 из природной смеси изотопов (а его в ней содержится всего 0,72%) и ядерно-химический процесс получения плутония. Но для начала нужно было разработать технологию выделения урана из руд, где он соседствует с геохимическими спутниками, среди которых значительная доля принадлежит редким и рассеянным элементам.

 

Это элементы семейства лантаноидов, а также молибден, ванадий, вольфрам и др. Некоторые из элементов, могущие попасть в технологические среды, были недопустимы из-за своих ядерно-физических свойств. Это «поглотители» нейтронов - кадмий, бор, гафний, гадолиний, присутствие которых резко снижает эффективность цепной реакции деления. Поэтому требования к химической чистоте урана были очень жесткими. Но эти же требования должны были быть обращены и ко всему химическому «арсеналу» технологии - кислотам, щелочам, солям и др. реактивам, без которых невозможно извлечь уран из многокомпонентной руды.

 

Особые требования должны были предъявляться к заключительной стадии технологии - аффинажу, т.е. получению соединений особо высокой чистоты. Отсюда следовала необходимость решения двух, казалось бы, сходных задач новой технологии. С одной стороны, это сама процедура получения вещества в состоянии высокой чистоты. Но, с другой стороны, цель операции может сводиться не к получению пространственно изолированного (выделенного) вещества, а к информации о его качественном, количественном и структурном состоянии. Это две взаимосвязанные процедуры, обеспечивающие успех в согласии с научными закономерностями, с которыми технологи обязаны считаться.

Аспирант В.С. Семенищев

проводит исследования

в лаборатории радиохимии

 

Еще одно перспективное направление использования неорганических сорбентов - производство изотопов медицинского назначения для диагностики различных заболеваний и лечения раковых опухолей. Cпрос в мире на изотопы медицинского назначения будет только возрастать, в то время как рынок ещё не насыщен. Здесь неорганические сорбенты могут быть применены в качестве коллектора для производства генераторов короткоживущих изотопов. Разработанная кафедрой технология извлечения Мо-99 из облученного растворного топлива реактора «Аргус-20» внедрена в РНЦ «Курчатовский институт», г. Москва.

 

Она позволяет достичь требуемые коэффициенты очистки Мо-99 от примесей (по отдельным продуктам деления до 106), предотвратить потери высокообогащенного урана в процессе сорбционного извлечения Мо-99 и снизить объемы образующихся при этом ЖРО. Подобная технология получения Мо-99 прошла промышленные испытания на ФГУП «ПО Маяк» и запатентована. Методы дезактивации ЖРО, а также методики радиохимического анализа с использованием неорганических сорбентов предложены для внедрения на предприятиях Росатома РФ.

 

Они используются также в учебно-исследовательском и научном практикумах по курсам «Радиохимия», «Радиоэкология» и «Прикладная экология» для студентов нашего факультета и курсов повышения квалификации специалистов Росатома РФ.

Очевидно, что требование разделения на субстанционном (вещественном) уровне и на информационно-аналитическом не могло быть реализовано без создания новых средств и методов. Нужны были соответствующие приборы и устройства, которые в традиционных технологиях прежде не использовались широко, а то и вовсе были неизвестны. Сейчас мы уже привыкли к этой терминологии - физико-химические методы анализа, рентгеноструктурный метод, ядерно-магнитный резонанс, изотопная спектрометрия, хроматография и т.п. Для организации и «запуска» этих новых видов деятельности (новизна их, в частности, состоит и в их обязательном соприсутствии в новой отрасли техники) нужны были новые кадры, не обремененные традициями «дедовских» технологий, которые смогли бы не только эксплуатировать новую технику, но и одновременно совершенствовать ее аппараты, приборы, процессы и, как выяснилось впоследствии, даже области ее приложений.

 

Так, например, «тонкая» химическая технология разделения, выделения, аффинажа и концентрирования веществ в растворах, возникшая и быстро утвердившаяся в гидрометаллургии редких, рассеянных и радиоактивных элементов, в частности, урана и плутония, в последующем была воспринята металлургией цветных металлов, представляя гидрометаллургическую ветвь, приходящую на смену традиционной пирометаллургии. «Богатые» руды со временем вырабатываются, поэтому переход на «бедное» сырье неизбежен. Но уже в XX веке термин «бедное» сырье потребовал переосмысления. Если руда по отношению к интересующему элементу действительно в геохимическом смысле бедна (единицы или доли процентов в общей массе), то в отношении ассортимента элементов, содержащихся в ней, она, безусловно, богата.

 

Поэтому то, что было результатом требований к особо точному составу и к особой чистоте вещества, проистекающих из особенностей ядерно-физических свойств, было освоено разнообразными технологиями, относящимися к горно-металлургическому комплексу, материаловедению в широком смысле слова, космической технике, новому приборостроению на основе гетероструктур, полупроводниковой и лазерной техники, что определило революционное развитие информационных технологий, изменивших культурный облик мира.

 

Металлургия освоила ионообменные методы разделения элементов в сложных растворных системах наряду с экстракцией неводными растворителями. Высокотемпературная электрохимия расплавов, успехи которой были продемонстрированы в системах с участием урана и вспомогательных элементов (цирконий, ниобий, бериллий, литий, кальций и др.), открыла перспективы снижения доли гидрометаллургических технологий в широком понимании - технологий преобразования вещей и веществ, производящих большие объемы водорастворенных отходов, что порождает затратные и наукоемкие задачи сдерживания техногенного рассеяния, приводящего к ухудшению качества окружающей человека среды.

 

Именно атомная и ядерная физика, физическая химия твердого тела и высокочувствительная инструментальная аналитика были в авангарде научно-технической революции XX века. Термин «нанотехнология», стремительно ворвавшийся в наш обыденный язык, на самом деле имеет давние корни. И достижения в области генетики - начавшаяся расшифровка информационного кода ДНК - были бы невозможными без освоения техники управления ионизирующими излучениями. Радиогенетика и «наночувствительные» приборы и методы физической оптики были и остаются а авангарде развивающейся биологии, которая в наши дни прочно становится на физико-химический фундамент. Управление субстанциями на наноуровне, т.е. высокоточная атомно-молекулярная «сборка» твердых фаз, а также макромолекул и полимеров, включая биополимеры, вещественный и структурный анализ этих объектов на уровне 10-9 метров, в основе своей опираются на концепции и идеи союза физики и техники, состоявшегося в первые послевоенные годы.

 

Владение и управление этими процедурами с таким глубоким информационно-аналитическим проникновением в материю отражаются, в частности, и на тенденции миниатюризации технических устройств. Достаточно вспомнить, каковы были габариты электронно-вычислительных машин даже в 60-е годы прошлого столетия и с какими портативными компьютерами и мобильными приборами беспроводной связи мы имеем дело сейчас. Более того, даже современный уровень еще не является пределом теоретически достижимой миниатюризации технологических, энергетических и информационных преобразователей вещества и полевой материи. Рождается мечта, и возникает надежда буквально добраться до управления «демоном Максвелла», обуздывая энергоинформационный хаос и повышая КПД всех целесообразных преобразователей энергии.

 

Не так давно еще считалось, что мощь и перспективы развития государства определяют такие показатели, как уровень выплавки чугуна и стали, добыча угля и производство электроэнергии. Но не прошло более двух-трех десятков лет, и среди показателей индустриального развития появились материалы нового времени и изделия из них. Это две трети периодической системы, так называемые редкие и рассеянные элементы, которые в свое время получили такое название вовсе не из-за их геохимической редкости, а вследствие того, что они исторически позже других элементов включились в техносферу и обеспечили даже не предполагаемую ранее техническую реализацию жизненно важных процессов. Так, элемент титан еще в первой половине прошлого столетия относился к классификационной рубрике «редких металлов». Но уже в шестидесятых годах его перестали относить к «редким», поскольку он был хорошо освоен в металлургии специальных сплавов, применяемых в атомной энергетике, авиационной технике, ракетостроении и кораблестроении. Мало кто знает, что по распространенности он находится на десятом месте, а его природное содержание в земной коре, выражаемое величиной массового и даже мольного кларка, выше, чем у углерода! Оглядываясь на шестидесятилетний путь нашего физтеха, убеждаешься в том, что история факультетской науки есть отражение научно-технической революции, в которую включилась наша страна под воздействием противостояния с блоком НАТО.

Научные исследования кафедры молекулярной физики

Совершенствование технологий атомной промышленности

 

Ощутимый вклад вносит кафедра в научную тематику базовых предприятий разделительно-сублиматного комплекса РФ. Профессора Б.Т. Породнов, В.Д. Селезнев, В.И. Токманцев и ст. преп. К.В. Звонарев совместно с УЭХК (г. Новоуральск) проводят теоретические и расчетные исследования газодинамики и теплофизики разделительных газовых центрифуг. В рамках исследований по динамике разреженного газа ведутся моделирование и оптимизация газовых потоков при внутреннем и внешнем обтекании тел с различной структурой поверхности.

 

Профессор В.А. Палкин на базе разделительных предприятий СХК (г. Северск), ПО «ЭХЗ» (г. Зеленогорск) и АЭХК (г. Ангарск) разрабатывает методы оптимизации технологического процесса в каскадах газовых центрифуг. Итогом научного сотрудничества с предприятиями отрасли стала организация диссертационного совета по специальностям, соответствующим профилю научной работы кафедры. Председатель совета - В.Д. Селезнев, ученый секретарь - В.И. Токманцев.

 

Связать гелий в кристаллах - непростая задача

профессор А.Я. Купряжкин

аспирант А. Коромыслов

 

От машинного моделирования и лабораторных экспериментов к новым технологиям

 

Научно-техническое направление, связанное с моделированием процессов переноса в реакторных материалах и атомных технологиях, возглавляет профессор А.Я. Купряжкин. В годы перестройки эта научная группа (доценты К.А. Некрасов и А.Н. Жиганов, ст. преп. С.И. Поташников и др.) продолжала разработку методов получения высококонцентрированных растворов, методов гелиевого легирования и связывания изотопов гелия в конденсированных средах. Показано, что метод гелиевой дефектоскопии, разработанный ранее для анализа ультрамалых концентраций точечных дефектов в ионных монокристаллах, может быть успешно применен для анализа дефектов в металлах с субмикрокристаллической структурой и оксидной нанокерамике.

 

В группе разработаны высокоэффективные методы машинного моделирования массопереноса в топливных материалах, в том числе и на графических процессорах, позволяющие увеличить производительность обычных компьютеров более чем на два порядка величины. Совместно с НИИАР успешно выполнены исследования механизмов массопереноса в оксидном топливе, совместно с ИХТТ УрО РАН проводятся квантово-химические расчеты диоксида урана, твердых растворов гелия.

 

Лаборатория масс-спектрометрии

 

Доценты Б.А. Калинин, О.Е. Александров, В.Е. Атанов

в составе Российской арбитражной лаборатории испытаний материалов ядерной техники проводят исследования ионно-молекулярных реакций при формировании ионных пучков в магнитных масс-спектрометрах.

 

За обсуждением свойств

метастабильных ионов

доцент Б.А. Калинин

студент 4-го курса М. Дудин

 

Моделирование рассеяния частиц

шероховатыми поверхностями с микро-

и нанонеровностями

 

В последние годы на кафедре (научная группа профессора Б.Т. Породнова) получили развитие методы компьютерного моделирования рассеяния частиц шероховатыми поверхностями с микро- и нанонеровностями, связанные с обработкой получаемых на основе атомно-силовой микроскопии (Atomic Force Microscopy - AFM) трехмерных топограмм поверхности высокого разрешения вплоть до сотен и даже десятков нанометров. Полученная таким образом оцифрованная поверхность представляет собой массив элементарных площадок с известными координатами вершин исследуемого образца.

 

Применение метода прямых статистических испытаний (Монте-Карло) позволяет по известному распределению падающих частиц восстановить функцию распределения рассеянных частиц при заданном законе взаимодействия с атомами кристаллической решетки поверхности, которая в дальнейшем используется для решения граничных задач внутреннего и внешнего обтекания тел до- и сверхзвуковыми потоками.

 

Разработка и исследование оптикоэлектронных систем

 

В группе професоров Б.Т. Будаи и Б.Т. Породнова проводится работа по конструкторской разработке и изготовлению оптикоэлектронных систем (ОЭС) и экспериментального стенда. На этой базе проводятся исследования путей повышения чувствительности, дальности обнаружения и сопровождения с помощью ОЭС потенциально опасных объектов при физической защите техники, зданий, помещений на охраняемых спецтерриториях днем и ночью в любых погодных условиях. Организуется проведение лабораторных и практических занятий в рамках учебно-исследовательской работы студентов по специальности «Комплексное обеспечение информационной безопасности автоматизированных систем».

 

Сильфонный вакуумметр с LC-генератором - деформационный прибор нового поколения

 

Около 50 лет в экспериментальной практике на кафедре молекулярной физики использовались различные модификации мембранных микроманометров с LC-генератором для измерения давления газа ниже 1000 Па. В последние годы группой сотрудников (профессор Б.Т. Породнов, доцент Н.Н. Алексеенко, инженер И.А. Королев) был разработан и изготовлен новый прибор этого класса - сильфонный вакуумметр с LC-генератором (СВГ). По сравнению с наиболее совершенным среди деформационных вакуумметров мембранным прибором «Баротрон» фирмы MKS-Instruments, СВГ имеет важные преимущества и является прибором нового поколения.

 

Главная концептуальная особенность, на которой создан прибор СВГ, заключается в отказе от общепринятых критериев выбора упругого элемента и диапазона его деформации. При разработке СВГ использованы критерии, установленные в результате исследований металлов и сплавов как атомно-кристаллических дефектных структур (напряжение трения и предел микротекучести).

 

ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛОПЕРЕДАЮЩИХ УСТРОЙСТВ

 

Для тепловых труб, разработанных на кафедре под руководством Ю.Ф. Герасимова, характерно наличие множества взаимосвязанных теплофизических процессов и явлений. Доценты Ю.Е. Долгирев, В.Е. Атанов и М.Ш. Гадельшин в настоящее время занимаются изучением явлений смачивания, проницаемости, теплоотдачи, а также изучением температурных полей тепловых труб с помощью тепловизора А-320 фирмы FLIR.

 

ВОЗДЕЙСТВИЕ ИОНИЗИРУЮЩЕГО И ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ НА БИООБЪЕКТЫ

 

Профессор П.В. Волобуев совместно с УрНИВИ исследует воздействие электромагнитного поля на биологические объекты, а на базе филиала кафедры в ИПЭ УрО РАН анализирует последствия техногенного радиационного воздействия на население Уральского региона.

 

БИОФИЗИКА И БИОКИБЕРНЕТИКА

 

Под руководством профессора А.В. Мелких ведутся фундаментальные работы по моделированию биологических систем.

Биофизическое направление включает в себя построение моделей активного транспорта ионов в биомембранах различных видов клеток и внутриклеточных компартментов. Ключевой идеей биокибернетического направления является реальная оценка сложности живых систем с использованием методов теории алгоритмов, исследования операций, теории информации и управления. Учет сложности живых организмов должен привести к пересмотру основных законов биологии.

 

ИССЛЕДОВАНИЯ ЭВОЛЮЦИИ ДВУХФАЗНЫХ ДИССИПАТИВНЫХ СТРУКТУР

 

Основной областью научных интересов Л.М. Мартюшева и его научной группы является изучение общих закономерностей, лежащих в основе развития диссипативных систем. Здесь получен ряд результатов, в частности, на основе анализа большого числа разрозненных экспериментальных и теоретических работ, высказана идея о существовании вариационного принципа - принципа максимума производства энтропии (MEPP). Принцип обосновывается как с помощью термодинамических/статистических доводов (Л. Онзагера, Г. Циглера, Дж. Займана и др.), так и с помощью имеющихся экспериментальных данных для различных неравновесных систем (физических, химических и биологических). Такая полнота анализа является принципиальным отличием сделанного по сравнению с другими подобными попытками. Также впервые четко разграничены области применимости MEPP и принципа Пригожина. Впервые с использованием MEPP предложен метод расчета морфологических фазовых диаграмм с областями устойчивого, метастабильного и неустойчивого неравновесного развития.

 

НАУЧНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ НАПРАВЛЕНИЕ «НОВЫЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ОБУЧЕНИЯ»

 

Тематика работ творческого коллектива (Г.П. Николаев, А.Э. Лойко, А.В. Гоглачёв и К.И. Корякин) направлена на совершенствование и интенсификацию учебного процесса, на внедрение новых современных педагогических методик, поэтапного и итогового контроля знаний с широким вовлечением компьютерной техники, на развитие и применение более совершенных форм аудиторной и самостоятельной работы, на разработку и широкое использование методического обеспечения в обучении, на разработку новых программно-методических комплексов, контролирующе- обучающих и контролирующих автоматизированных учебных курсов, подготовку информационной базы к ним, разработку методического и программного обеспечения лекционных курсов. В рамках научного направления опубликовано более 100 работ. Подготовлено и внедрено около 10 программно-методических комплексов, содержащих более 120 компьютерных программ и 30 учебных пособий.

Как это ни парадоксально, но именно военно-промышленный комплекс, затратный, не направленный на решение задач рационального природопользования и непосредственного улучшения качества жизни, неким вторым планом, латерально, параллельно, побочно что ли, активизировал деятельность ученых и инженеров «мирных» отраслей промышленности. Не только в военной индустрии, но и в других областях науки и техники, если и появлялась какая-нибудь идея или конструкция узкого, конкретного приложения, то через некоторое время обнаруживались и другие адреса их использования. Так, зрительная труба, изобретенная в Голландии, вовсе не предназначалась для астрономических наблюдений. Но Галилей, усовершенствовав ее, придал ей статус телескопа и, направив его на небесный свод, не только сделал сенсационные открытия (пятна на Солнце, спутники Юпитера, фазы Венеры и др.), но и продемонстрировал методологическую роль инструмента в изучении природы, своего рода посредника между объективным явлением и органами чувств человека.

 

История естественных наук, в частности, история научных открытий, начиная с эпохи Нового времени, и в особенности в XX веке, изобилует примерами того, как инструментальные методы исследований одного явления довольно быстро обнаруживали свою универсальность и, будучи осваиваемыми смежными разделами науки и техники, превращались в самоцельную отрасль индустрии. Поэтому понятно, что разработка атомного оружия имела результатом, наряду с определенным числом ядерных боеголовок, создание новой, потенциально многоцелевой технологии, процессы, аппараты, контролирующие и аналитические приборы и методы которой оказались настолько эффективными, что стали усваиваться всеми традиционными отраслями промышленности.

 

Но все началось с решения конкретно поставленной задачи в конце 40-х годов. Нужны были кадры, способные быстро включиться в новую наукоемкую отрасль промышленности и одновременно ориентированные на ее быстрейшую модернизацию. Образовался своего рода системный триумвират, состоящий из трех тесно связанных подсистем, включенных в единую государственную программу собой важности. С одной стороны, это комбинаты, производящие уран из рудного сырья, а также элементы вспомогательного назначения - цирконий, бериллий, литий (материал для изготовления термоядерных бомб) и др. Затем в составе Академии наук в эту проблему был включен ряд ее институтов - институты Химической физики, Физической химии, Геохимии и аналитической химии, Радиевый институт, а также совершенно новые, «номерные» институты специальной направленности, например, «Лаборатория измерительных приборов Академии наук» (ЛИПАН, теперешний «Курчатовский» институт) и др. Наконец, третья ипостась триумвирата - педагогические коллективы, среди которых был и наш физтех.

 

Эти коллективы должны были спешно готовить кадры для производства, так как комбинаты уже были обязаны давать продукцию, но еще не сложились никакие научно-производственные традиции и приходилось все технологические новинки и находки внедрять непосредственно в заводские процессы после их изучения буквально в условиях лаборатории. В сущности не было никаких «полупромышленных» установок пилотного назначения. Поэтому специалистов начали готовить с «интеллектуальным запасом». Во-первых, потому, что отрасль была новой и ее научно-информационная база очень скудной, большое место занимали сведения, добытые нашей разведкой, а собственный заводской опыт первое время был минимальным. Во-вторых, этот «запас» должен был состоять в разностороннем физико-математическом и физико-химическом кругозоре, сформированном для того, чтобы каждый выпускник физтеха смог, используя эти, казалось бы, избыточные естественнонаучные сведения, смело проходить заросли неведомых проблем, проявлять инициативу и способствовать модернизации атомной отрасли. Все это вполне укладывалось в традиции вузовского обучения инженеров России в прошлом.

 

Например, когда организовывали систему подготовки кадров для уральских металлургических заводов на рубеже 19-го и 20-х веков, обратились к известному русскому металлургу Владимиру Ефимовичу Грум-Гржимайло с вопросом, какие научно-технические проблемы должны быть отражены в учебных программах, то он ответил почти афористично: научите студентов математике, физике и химии, а металлургии мы их сами научим. Буквально по этому пути на первых порах и пошел наш физтех. Образование было шестилетним, но первые три года все студенты, независимо от их дальнейшей специализации и распределения по кафедрам, изучали одно и то же, буквально по Грум-Гржимайло: физику, химию и математику. Даже те студенты, которые в дальнейшем стали специализироваться в области теоретической физики, изучали оба раздела аналитической химии - качественный и количественный анализ и выполняли лабораторные работы в объеме, не меньшем, чем даже студенты химфака. А будущим технологам, не говоря о предметах физико-химических наук, читали не только общую физику и ее дополнительные главы, освещающие явления переноса, а также теоретическую механику (3 семестра), сопротивление материалов (2 семестра), но и атомную физику, не говоря уж о радиометрии, дозиметрии и радиохимии. Специальные предметы начинали читать только на пятом курсе.

 

Тогда никто не выдерживал гигиенически обоснованных нормативов времени (в сутки и в неделю), когда провозглашается некий максимум нагрузки в академических часах, который нельзя было превосходить. Да и причина здесь простая - не было никаких обязательных норм и приказов к их исполнению. Первые кафедры физтеха тогда назывались по номерам. Кафедры № 41 и 43 были химико-металлургического профиля. Сорок первая была предназначена для подготовки инженеров по технологии естественных делящихся элементов - урана и тория, а также вспомогательных металлов. Сорок третья должна была готовить технологов для получения плутония и других искусственных радионуклидов, например, в перспективе - урана-233. В середине 50-х годов эти кафедры объединили в одну, и сейчас она называется кафедрой «редких металлов».

 

Курсы лекций, читаемых на ней, с первых же дней ее существования, наполнялись сведениями, полученными самими преподавателями, аспирантами и дипломниками, которые выполняли не стандартные инженерные проекты, а научно-исследовательскую работу, результаты которой использовались преподавателем как лекционный материал буквально на следующий же год. Здесь мы отвлечемся от текста Ю.В. Егорова и приведем воспоминания одного из первых студентов факультета П.Е. Суетина, написанные им в1999 году. «Пора было подумать о научной работе. Я начал с того, что на пустом месте стал создавать свою центрифугу вместе с дипломником Н. Стариченковым. Мы изготовили машинный высокочастотный генератор на 1000 Hz для вращения ротора центрифуги, на Уралмаше выточили все детали ротора и приготовились к монтажу машины. Мы собирались исследовать внутреннюю гидравлику противоточной центрифуги.

 

Однажды к нам нагрянула комиссия из спецотдела завода во главе с полковником А. В. Булкиным. Они упаковали все детали в ящик и увезли на завод, а мне сказали, чтобы я прекратил заниматься центрифугами, так как у нас невозможно соблюсти достаточный режим секретности. Это была правда. Я до сих пор удивляюсь, почему мне не было сделано каких-либо серьезных, хотя бы административных, внушений.

 

После этих событий мне следовало подумать о дальнейшем научном направлении. Я выбрал исследование процессов массопереноса в газе прежде всего потому, что это более всего соответствовало профилю специальной подготовки выпускников кафедры. Появились на кафедре и первые аспиранты (Б. А. Ивакин). Работа над совершенствованием учебных планов постоянно продолжалась. Особенно трудно было с кафедрой математики. Одно время мы хотели организовать на физтехе свою кафедру математики, однако ректорат не пошел нам навстречу, и идея эта заглохла. Для дальнейшего совершенствования лабораторного практикума я дважды посетил МИФИ и МГУ, просиживая в их лабораториях по 10-12 дней. Почти все описания их лабораторных работ у нас были. Моя забота о повышении качества лабораторного практикума несколько облегчилась после того, как на факультет пришел профессор Г.В. Скроцкий, который организовал на физтехе кафедру теоретической физики и одновременно с лекциями по теоретической физике развил лабораторный практикум по атомной физике, что существенно дополняло и повышало уровень лабораторного практикума по общей физике»...

 

Возвращаемся к мемуарам Ю.В. Егорова. На кафедре сложилось три научных направления, которые в своей основе сохранили основные черты комплексной технологии - получение редких металлов, обеспечивающих ядерно-энергетический цикл от бомбы до атомной станции во всех требуемых сочетаниях: в элементном состоянии необходимой чистоты и в виде разнообразных сложных фаз - многокомпонентных сплавов, тонких покрытий, композиционных материалов и др.

 

Первое направление связано с физической химией ионных и металлических расплавленных сред. Если первоначальное назначение этих систем ограничивалось задачами получения именно материалов, то сейчас на основе банка научных данных, созданного кафедрой, открывается перспектива проектирования единого замкнутого ядерного топливного цикла, который может успешно конкурировать с гидрометаллургическими технологиями. Второе направление, напротив, связано с самыми широкими задачами ионообменных технологий в водных и неводных растворах, использующих органические и неорганические сорбенты (иониты).

 

Естественно, что на первых порах исследовались системы, обеспечивающие ядерно-топливный цикл. Но в настоящее время возможности этих методов далеко вышли за рамки первых узковедомственных задач. В настоящее время ионообменные процессы используются и имеют хорошую перспективу приложений не только в собственно технологическом смысле - получение веществ в состоянии высокой чистоты, но и в задачах аналитических, когда процесс сводится не к получению вещества, а к информации о его природе и количестве.

 

Третье направление, которое в первые годы было связано только с соединениями урана (был сделан существенный вклад в физико-химический анализ системы «уран - кислород»), в настоящее время затрагивает чуть ли не половину периодической системы. Сейчас это направление касается основ создания новейших конструкционных материалов, предназначенных для обеспечения оптимальной работоспособности в экстремальных условиях, в частности, в космической технике. Инновационный вектор развития этих научных направлений не имеет затруднений, кроме одного - достаточных инвестиций для их развития. Сырьевая база в нашей стране для обеспечения новейшей техники, служащей как целям обороны (а именно для этого и был создан наш факультет), так и для формирования высокого уровня жизни, очень богата. Помимо известных и еще не обнаруженных (есть еще такая «геологическая вера») месторождений цветных и редких металлов на просторах России в изобилии находятся твердофазные «отходы», «отвалы», «отсевы» и прочие техногенные образования монопродуктовых технологий. Эти многокомпонентные фазы, конечно, «бедны» по содержанию металла (элемента), давшего традиционное название соответствующему сырью (например, «медная руда»), но, как уже было сказано выше, они «богаты» по разнообразному элементному содержанию.

Научные исследования кафедры экспериментальной физики

 

Как и в предыдущие годы, кафедра занимает лидирующее положение среди 162 кафедр нашего университета. Годовой объем выполняемых НИР составляет 20-30 млн. руб. Это примерно четверть объема научных исследований всего ВУЗа. Основной вклад вносят научные руководители тем профессора Б.В. Шульгин, А.В. Кружалов, доцент В.Л. Петров и в.н.с. О.В. Игнатьев. Другим показателем высокой научной активности является количество публикаций. Ежегодно сотрудники кафедры ЭФ в среднем публикуют 110-130 научных работ, участвуют в 25-30 российских и международных конференциях, ежеквартально выпускают межвузовский сборник научных трудов «Проблемы спектрометрии и спектроскопии». Кафедра регулярно организует семинары и конференции , ежегодно в апреле месяце проводятся «Научные чтения КЭФ».

 

За пятилетие подготовлены и проведены два всероссийских молодежных симпозиума «Безопасность биосферы», XII международный феофиловский симпозиум по спектроскопии кристаллов. В ноябре 2008 года был организован IV Уральский семинар «Люминесцентные материалы и твердотельные детекторы ионизирующих излучений» (ТТД-2008), посвященный памяти основателя уральской школы люминесценции профессора Ф.Ф. Гаврилова. Благодаря профессору Шульгину Б.В. кафедра является рекордсменом по написанию заявок на изобретения и получение патентов РФ. Так, от юбилея до юбилея только Б.В. Шульгин с соавторами получил 31 патент. Студенты кафедры не уступают своим преподавателям, занимая I-III места в смотре-конкурсе студенческих научных работ университета. В своей деятельности кафедра тесно сотрудничает со многими отечественными и зарубежными ВУЗами, институтами РАН и ведущими предприятиями отрасли.

 

Электронные возбуждения, люминесценция и радиационное дефектообразование

 

Фундаментальные исследования диссипации энергии в диэлектрических кристаллах, стеклах и низкоразмерных структурах (научные руководители Б.В. Шульгин, А.В. Кружалов) являются дальнейшим развитием научного направления, созданного профессором Ф.Ф. Гавриловым. За свои пятьдесят лет школа Ф.Ф. Гаврилова взрастила более 200 кандидатов и 16 докторов наук, опубликовала более 20 монографий, получено 280 авторских свидетельств и патентов на изобретения. В последние годы самостоятельно о себе заявили профессора В.А. Пустоваров и И.Н. Огородников, доцент В.Ю. Иванов и докторант А.Ю. Кузнецов.

 

С помощью синхротронного излучения и методов время-разрешенной люминесцентной спектроскопии в ультрафиолетовой и рентгеновской областях спектра получены уникальные результаты по сцинтилляционным материалам, нелинейным кристаллам, а также материалам квантовой оптики. Успешно защищены кандидатские диссертации А.Н. Черепановым, В.С. Черемных, К.В. Ивановским, А.В. Коротаевым, Е.С. Шлыгиным, А.А. Смирновым. Выполнены крупные международные проекты по линии МНТЦ, CRDF, грантов НАТО. Разрабатываемые на кафедре новые функциональные материалы являются основой создания инновационных научных и технических разработок.

 

Ядерно-физические технологии

и методы исследования

 

Зав. лабораторией к.ф.м.н, с.н.с. Ф.Г. Нешов. Циклотрон политехнического института (начальник Г.И. Сметанин) уже полвека оправдывает свое предназначение, сформулированное в 1956 году в техническом задании: «обеспечивать учебный процесс и проведение научно-исследовательских работ».

 

В 1995 году приказом Министерства науки и технической политики циклотрон УГТУ был включен в «Перечень уникальных экспериментальных установок национальной значимости требующих дополнительной государственной поддержки». Это решение способствовало сохранению основного состава коллектива циклотрона в катастрофические 90-е годы, а также развитию и совершенствованию методик исследований. По исследованиям на циклотроне защищены первые докторские диссертации Урмановым А.Р. (1994 г.), Радченко В.И. (1996 г.).

 

В последние пять лет циклотрон стабильно работал, обеспечивая 1100-1200 часов пучкового времени в год. Проведен широкий цикл исследований по радиационной модификации поверхностных слоев твердых тел циклотронным излучением, по изучению радиационно-оптических свойств широкого класса бериллийсодержащих оксидов, алюмосиликатов и ЩГК. Начат цикл исследований радиационно-стимулированной коррозии конструкционных материалов в атмосферном воздухе с различной степенью влажности. Продолжаются исследования по получению радиофармпрепаратов для ПЭТ-томографии.

 

В период между юбилеями с использованием результатов исследований, полученных на циклотроне, защищены докторская диссертация Огородниковым И.Н. (2004 г.) и пять кандидатских работ. Опубликовано в центральных и зарубежных изданиях 18 статей, получено 4 патента на изобретения. Циклотрон эффективно используется в учебном процессе. Так, в юбилейном году по результатам проведенных исследований на циклотроне успешно защищены пять дипломных работ. Успешно работает микротрон, специализирующийся в последнее время по радиационной стерилизации медицинских препаратов.

 

Заведующий НИЛ электроники рентгеновских приборов

О.В. Игнатьев

 

Ядерная электроника

 

НИЛ электроники рентгеновских приборов (ЭРП), созданная в 1979 году Д.А. Пулиным, продолжает активно и успешно работать на избранном поприще. Помимо рентгеновского приборостроения коллектив занялся решением общих вопросов ядерного приборостроения. При этом остался неизменным подход - стремление к решению фундаментальных проблем ядерной электроники нестандартными способами. Это помогает выдерживать жесткую конкуренцию с отечественными и зарубежными производителями аналогичной техники. Истекшее с прошлого юбилея пятилетие ознаменовалось сокращением объема серийного производства при одновременном расширении и укрупнении тематики:

 

- Разработаны, сертифицированы, освоены в производстве и внедрены в нескольких организациях два поколения портативных РФ-анализаторов МАРФ-002 и МАРФ-003, стационарный РФ-анализатор СТАРТ-001 с возможностью быстрого вакуумирования проб для измерения содержания легких элементов (Mg, Al, Si). Завершена подготовка к выпуску сверхпортативного РФА (4-е поколение портативных анализаторов веществ);

 

- Совместно с УНИИМом создан Государственный эталон толщины покрытий. В настоящее время ведется разработка такого эталона для нанопокрытий.

 

- Завершается сдача в эксплуатацию в корпорации “ВСМПО-Ависма” автоматизированной установки нейтронно-активационного анализа содержания кислорода в титане; в ее составе - 4-канальный γ-спектрометр с диапазоном измеряемых энергий до 7,5 МэВ со сцинтилляционными кристаллами CsJ(Tl) и фотодиодными преобразователями энергии световых вспышек.

 

- Разработаны методика, прототип аппаратуры и проект многоточечного анализатора содержания урана в технологических растворах (от десятков г/л до 250 мг/л) методом L-Edge рентгеновской денситометрии, а также определения плутония в технологических растворах без использования гамма-излучения дочерних продуктов ά-распада Pu. Разработана методика и аппаратура для РФ-измерения урана в растворах с собственной гамма-активностью до 1012 Бк/л.

 

- Завершена более чем 20-летняя работа по разработке теории нового способа увеличения быстродействия спектрометров излучений, и создан первый спектрометр на основе принципа NFAPSh (Noise Free Additional Pulse Shaping); скорость накопления спектра при прочих равных условиях вдвое выше, чем у традиционных.

 

- Разработаны сцинтилляционные спектрометры с энергетическим разрешением по линии 137Cs (Eγ=662 кэВ) 3 ÷ 3,5% вместо обычного 8 ÷ 10%.

Впереди предстоит реализация других идей и разработка новых.

 

М.В. Жуковский

в составе экспедиции по изучению последствий  бомбардировки

Сербии боеприпасами с обедненным ураном

 

Радиационная безопасность человека и окружающей среды

 

Признанным лидером России в изучении проблем радиационной безопасности и радоновых исследований является вузовско-академическая радоновая лаборатория (руководители: зав.каф. ЭФ А.В. Кружалов, директор института промэкологии УРО РАН М.В. Жуковский).

 

За последние годы по тематике радоновой лаборатории М.В. Жуковский защитил докторскую, а 6 сотрудников - кандидатские диссертации. С 2005 г. М.В. Жуковский является научным экспертом Всемирной организации здравоохранния (ВОЗ). Разработки радоновой лаборатории приносят плоды при радонных обследованиях Свердловской, Московской областей и Киргизии, а также при поверке радоновых средств измерения для предприятий зоны Урала, Сибири и Казахстана. Специалистами радоновой лаборатории проведен анализ радиационных рисков облучения населения зоны ВУРСа, Свердловской области, а также персонала и населения в зоне наблюдения научно-производственного комплекса ГУП Мос НПО «Радон».

 

Разработка комплексов специального радиационного контроля

 

Коллектив отраслевой лаборатории по созданию комплексов специального радиационного контроля (зав. лабораторией В.Л. Петров, научный руководитель Б.В. Шульгин) разработал серию комплексов морского, вертолетного и автомобильного базирования. О последней разработке лаборатории написала корреспондент «Областной газеты» А. Подалюк 3 декабря 2008 года. «На кафедре экспериментальной физики создан первый мобильный комплекс гражданского назначения (научный руководитель профессор А.В. Кружалов) для дистанционного обнаружения и идентификации радиоактивных веществ.

 

На днях он отправился к заказчику - научно-производственному объединению «Радон» - в Московскую область. Основные создатели комплекса - ведущий инженер кафедры А.С. Шеин и доцент В.Л. Петров - работают в этом направлении более 15 лет. Первый комплекс был создан по заказу Министерства обороны РФ (научный руководитель - профессор Б.В. Шульгин). Теперь эти разработки приняты на снабжение российской армии, и сейчас на нескольких заводах освоено их серийное производство. Несмотря на это, продукция вовсе не секретная. С самого начала предполагалось, что будет она двойного назначения - и военного, и гражданского. И вот первый «мирный» заказ.

 

Александр Шеин у бортового компьютера

 

На вид ничем не примечательная «газель».

Грузопассажирский вариант. Только из грузового отсека убрана перегородка, и там установлено специальное физическое оборудование. Ловят излучение два вида детекторов. Первые - это счётные каналы из специально активированного оргстекла, которые просто регистрируют факт появления излучения, ну и, грубо говоря, его количество. Второй вид - блоки детектирования на основе кристаллов натрия йодистого, которые позволяют зафиксировать не только число частиц, но и энергетический спектр излучения.

 

Это нужно, чтобы установить природу радиоактивного источника. Дело в том, что все изотопы имеют характерные энергетические пики. Анализируя полученные спектры и сравнивая их с библиотечными данными, программа показывает, с каким изотопом мы имеем дело. Впрочем, в детектирующей части комплекса, признаются учёные, ничего особенного нет, она общепринятая.

 

Другие организации также производят подобного рода комплексы. - Новизна здесь заключается, и это подтверждено патентами, в способе обработки слабых сигналов, - рассказывает В.Л. Петров. - Алгоритмы, которые заложены у нас в программном обеспечении, позволяют с высокой вероятностью (не менее 95 процентов) определять, есть поблизости источник или нет.

 

«Поблизости» - это скромно. Полевые испытания этого мобильного комплекса показали, что если радиоактивное излучение хотя бы на десять процентов превышает радиационный фон, его источник можно обнаружить на расстоянии до 90 (!) метров. Именно такое техническое задание сформулировали московские покупатели. Передвижная лаборатория, придуманная в УПИ, его с честью выполнила. Кстати, именно мобильность комплекса - одно из его главных достоинств, и в то же время главная причина дороговизны. Все конструкции - детекторы, приборы, бортовой компьютер, - рассчитаны на перевозку в автомобиле, то есть выдерживают тряску, вибрацию, работу и хранение при отрицательных температурах. По расчётам, такой комплекс будет исправно служить около десяти лет. Кроме обнаружения факта, что излучение есть, система позволяет уточнить местоположение источника, даже если его уже проехали.

 

Создатели комплекса предусмотрели четыре информационных канала - спектрометрический на основе кристаллов, счётный на основе пластика, видеоизображение (машина оборудована видеокамерами) и систему спутниковой навигации. Таким образом, анализ территории можно проводить и в прошедшем времени по этим записям. Значение подобных комплексов сложно переоценить Его «папы» - Б.В. Шульгин, В.Л. Петров и А.С. Шеин - в сентябре 2008 года получили за свою разработку высокие государственные награды. Теперь учёные надеются, что первый гражданский заказ на их комплекс не станет последним. Если уж Москва оценила уральские достижения, неужто такая чудо-машина не пригодится в Свердловской области, да и в других регионах? Тем более что среди возможных её применений не только экологические исследования, но и обеспечение государственной безопасности на крупных мероприятиях. Таких, к примеру, как саммит ШОС».

Казалось бы, что еще нужно для технического творчества, не имеющего концептуальных границ? Пусть химические элементы земной коры и синтезированные искусственно буквально перечислимы, порядок их величины 102, пусть еще на порядок возрастет перечень, включающий их изотопные разновидности. Любая комбинаторика их сочетаний (химический синтез, растворы, сплавы, композиты) перечислима, хоть и представляет собой очевидную геометрическую прогрессию.

 

Но вся интрига инноваций, изыскание новых полезных свойств вещей и веществ, создаваемых в поле этой комбинаторики, заключается в том, что есть много скрытых тайн природы, «которые еще не снились вашим мудрецам». В истории науки таких прецедентов много. Так, никто не мог не то что предсказать, а даже вообразить себе стремительное вторжение революционных открытий на грани XIX и XX веков: рентгеновское излучение (1895 г.), радиоактивность урана (1896 г.), открытие электрона (1897 г.) и в дальнейшем - возникновение и стремительный рост квантово-механической теории, наконец, открытие путей деления и синтеза атомных ядер.

 

Здесь присутствует буквально какая-то мистика. Судьбе или тайным силам мироздания человечество обязано тем, что именно двойной сульфат уранила калия - всего лишь одно из очень многих соединений урана, которые были синтезированы «впрок» химиками, обнаружило способность к люминесценции, - именно это соединение, потому что в его составе присутствовал уран, дало шанс французскому физику и инженеру Анри Беккерелю обнаружить его радиоактивность. Это свойство урана и люминесценция его двойной соли причинно-следственно никак не связаны! После этого мода на изучение всяких проникающих излучений, включая рентгеновское, привела человечество к открытию того, что окружающая нас природа и даже космос погружены в постоянную среду ионизирующих излучений, что заставило людей научиться их измерять, а позже и применять. Разработанные для этих целей техника и инструменты, как это и следует из положений системного подхода, демонстрирующего всепроникающую диалектику, о роли которой люди догадывались еще задолго до Гегеля, стали выполнять двоякую роль: с одной стороны, это обеспечение информации о составе, структуре, свойствах и функциях сложных вещественных систем, а с другой стороны, излучение, т.е. пространственный перенос элементарных частиц (а их перечень стал увеличиваться с момента открытия Томсоном электрона) и жестких квантов электромагнитного поля стали применяться как фактор направленного модифицирования этих сложных систем, или, если говорить о более частных случаях, как фактор синтеза веществ с заранее заданными свойствами. Наряду с кафедрой редких металлов («наследницей» кафедр № 41 и 43) с первых же дней жизни факультета была организована еще одна технологическая кафедра № 23, которая сейчас называется кафедрой молекулярной физики. Даже в начале 50-х годов никто из «непосвященных» людей не знал, каких специалистов готовит физтех. Многозначительно подмигивая, студенты старших курсов намекали, что на нем обучают «физиков, химиков и металлургов» для особо важных отраслей современной техники. Это завораживало абитуриентов и обеспечивало не только высокий конкурс и проходной балл при приеме на факультет, но и беспрецедентно высокую успеваемость в дальнейшем. Под «физиками» тогда понимали студентов кафедры № 23, под «химиками» и «металлургами» подразумевались будущие специалисты плутониевой и урановой технологии. Но дело в том, что кафедра № 23 тоже должна была готовить технологов по обогащению и разделению изотопов, а эти технологии, основанные на использовании явлений переноса, более «физические», чем «химические».

 

Отсюда вытекала и необходимость основательного изучения более глубоких разделов физики. Им стали преподавать теоретическую физику, молекулярную физику и др. в объемах, сопоставимых с курсами физмата классических университетов. Разделение изотопов урана, на каком бы физическом принципе оно ни осуществлялось - диффузии или центрифугирования, связано с различием поведения молекул UF6 «гексафторида» урана, образованных его разными изотопами, находящегося в газообразном состоянии. Таким образом, без фундаментального изучения гетерогенных систем «газ - твердая фаза» как в термодинамическом отношении, так и в молекулярно-кинетическом, нельзя было совершенствовать эту технологию. Сама инженерная практика потребовала изучения перекрестных эффектов (например, диффузионное скольжение, бароэффект, возбуждение ультразвуком и др.) наряду с детальным исследованием широкого поля теплофизических явлений. Так сложилось концептуальное ядро научно-исследовательских интересов на кафедре, связанных, говоря наиболее общим языком, с молекулярной физикой и физикой агрегатных состояний вещества (физика газов, жидкости и твердого тела) наряду с теплофизикой и неравновесной статистической термодинамикой.

 

Сложнейшее оборудование, необходимое для столь глубоких физических экспериментов, на первых порах создавалось на кафедре. И это неизбежная черта «биографии» любого раздела новой науки. Ведь никакая приборостроительная отрасль промышленности не может предвосхитить неожиданную потребность исследователя, когда тот выявляет и оценивает эффекты, которые прежде не имели никакой прикладной ценности. Например, явление диффузии газов сквозь пористые тела, а также эффект диффузионного разделения в сплошных средах при центрифугировании были известны и довольно хорошо изучены раньше. Но кому могло прийти в голову еще до открытия разновидностей атомов одного и тоже же элемента, называемых изотопами, что именно эти процессы со временем приобретут высокую техническую значимость и эффективность, а управление ими будет рассматриваться как одна из первостепенных государственных задач?

 

Суть эффективности любого процесса кроется в деталях, в подробностях. Поэтому любое исследование новых явлений или детализация чего-либо уже в общих чертах известного обязательно сопряжены с модифицированием и приспособлением «стандартной», традиционной базы оборудования и приборов в лаборатории, применительно к накапливающейся информации. Материальная база должна быть адекватна искомым эффектам. В связи с этим есть повод еще раз упомянуть итальянского физика Энрико Ферми, который в равной степени служил развитию теоретической физики и был изобретательным экспериментатором. Современники говорили про него, что изготовляемые им устройства для проведения опытов выглядели внешне грубовато, почти топорно - как бы мы сейчас сказали, были лишены высокого дизайна, но все они прекрасно выполняли свои функции и были метрологически безукоризненными. Вероятно, таков путь всякой экспериментальной науки, находящейся на фронте, разделяющем базу данных и сферу непознанного.

 

Если рассматривать научно-исследовательскую деятельность любой кафедры как саморазвивающуюся сферу - сумму взаимосвязанных идей, концепций, результатов и тестов, то в исторической динамике этого явления можно обнаружить системную аналогию с биологической эволюцией. Наука, так же, как и живое вещество, способна эволюционировать и в экстенсивном, и в интенсивном отношениях. Научные области могут формировать ответвления, своего рода подвиды, и даже могут делиться, буквально как амебы. Коллективы и кафедры могут образовывать гибриды («химеры»), способные к сосуществованию и даже к полному слиянию. Здесь возможны интродукции - одномоментное «перенесение» новых объектов (в данном случае - кафедр) в сложившуюся сферу факультета.

 

Более детально об этой аналогии - чуть позже. А вот кафедра молекулярной физики в своем развитии продемонстрировала своего рода социокультурную мутацию, когда в ее коллективе, занятом исследованиями и преподаванием дисциплин, традиционно относимых к молекулярной физике гетерогенных систем, теплофизике и физической статистике, появились, то есть выросли и воспитались ученые и педагоги, взявшиеся за постижение задач, связанных с работой ядерных реакторов. Так, уже во второй половине 50-х годов на кафедре началась подготовка инженеров по ядерным процессам, но в связи с отделением атомных электростанций от Минатома («потомок» Министерства среднего машиностроения) на теплотехническом факультете УПИ (который в свое время сам явился «продуктом деления» энергетического факультета, на электрофак и теплофак) была организована кафедра «Атомные станции», на которую перешла работать часть уже профессионально ориентированных преподавателей с «молекулярки», как говорят студенты. Это можно посчитать ярким примером как деления, так и интродукции.

 

Еще один пример относится к экологической самооценке всех видов деятельности, сопряженных с внесением в техносферу прежде неизвестного абиотического фактора - ионизирующей радиации и ее источников - приборов, систем и носителей на молекулярном уровне - радиоактивных изотопов химических элементов, искусственных радионуклидов. Если экологизация всех видов деятельности, связанной с преобразованием естественных подсистем - так называемый «новый диалог с природой», затронула во второй половине XX века даже такие почтенные отрасли промышленности, как металлургия, тепловая (угольная) энергетика и «тяжелая» химическая технология (производство кислот, аммиака, соды, минеральных удобрений и др.), которые давно отравляли окружающую человека среду, и люди как-то долго мирились с этим, так как негативно влияющие факторы были хорошо известными и даже привычными, то появление таких факторов, как радиация и техногенное рассеяние радионуклидов, не воспринимаемых с помощью органов чувств, заставило ученых и инженеров, связанных с атомной промышленностью, буквально возглавить новое межпредметное движение - разработку курсов инженерной и прикладной экологии и начать научные исследования как в области экологического мониторинга, так и в создании экологизированных технологий.

 

Кафедра молекулярной физики (МФ) наряду с кафедрами физико-химических методов анализа (ФХМА), радиохимии (РХ), экспериментальной физики (ЭФ) и физических методов и приборов контроля качества (ФМПК) включилась в разработку физических основ промышленной экологии, в частности, радиационной экологии, что послужило мощным аргументом и стимулом для создания в Уральском отделении РАН Института промышленной экологии, укомплектованного в основном, начиная с директора (член-корр. РАН В.Н. Чуканов), выходцами из физтеха. Это еще один пример саморазвития кафедральной науки путем «деления» и «интродукции».

 

Выше были перечислены кафедры помимо уже упомянутых коллективов кафедр редких металлов и молекулярной физики, которые явились ветеранами физтеха. Поэтому есть повод и необходимость обсудить «траектории» их исторического (60 лет - это историческая веха) развития. Еще одна кафедра физического профиля, помимо № 23, ответвившаяся от первосозданной «Физической кафедры», которая получила сперва «номерное» название (№ 24), а впоследствии стала называться кафедрой экспериментальной физики. По замыслу организаторов атомного проекта эта кафедра должна была стать центром ядернофизического образования и иметь в своем составе различные ускорители элементарных частиц и даже ядерный реактор (в последующем этот реактор был передан Уральскому отделению Академии наук и смонтирован в Белоярском районе). Кафедра предназначалась для подготовки инженеров-физиков по специальности «Электроника и автоматика спецпроизводств».Несколько позже был открыт прием и второй группы, изучающей «Дозиметрию и защиту». Разумеется, под «спецпроизводством» понимался комплекс технологий, обеспечивающих «атомный проект» - от бомбы до АЭС.

 

Но в том-то и состоит латеральный эффект развития научно-технической мысли, что любое целеполагание, будучи реализованным в вещах, веществах или текстах, являет собой не только предполагаемый, желаемый, искомый результат, но и некий побочный эффект, который открывает новые перспективы и дает возможность работать по новым направлениям, которые на первых порах даже не обсуждались. Так, на этой кафедре была сформирована и выросла школа физиков, изучающих процессы физической оптики, явление люминесценции не только классических люминофоров - сульфида цинка или гидрида лития, но и многокомпонентных оксидных кристаллов. Это направление стало способствовать развитию методов спектроскопии и исследованию электронной структуры кристаллов. Для решения таких задач, в частности, был использован имеющийся на кафедре циклотрон, который был модернизирован в конце 70-х годов (регулирование магнитного поля и перестройка резонансной частоты). Несколько позже там был установлен еще один ускоритель - микротрон.

 

Таким образом, эти устройства предоставляли исследователям пучки (потоки) заряженных частиц (в частности, протонов и электронов) и гамма-квантов. Такая современная приборная база надежно обеспечивала успехи главного научного направления кафедры - «Люминесценция и радиационная физика твердого тела». Это своего рода иллюстрация «возвращения на круги своя», наблюдаемого в природе и обществе: исторически открытие радиоактивности было побочным эффектом исследования люминесценции, затем изучение ядерных свойств урана привело к овладению ядерной энергией, что послужило стимулом создания генераторов ионизирующего излучения, которые стали инструментом дальнейшего и глубокого изучения все той же люминесценции, но уже в содружестве с методами радиационной физики твердого тела. Но и это еще не все. Новые физические идеи, требующие глубокого понимания и проникновения в атомно-молекулярные структуры твердого тела, стимулируют конструирование и создание адекватной приборной базы и методов технического обеспечения исследований.

 

Так, на кафедре была организована научно-исследовательская лаборатория электроники рентгеновских приборов, и силами энтузиастов всего физтеха была построена криогенная гелиевая станция. Приборная база, собранная на кафедре и в значительной степени созданная на ней, по сей день позволяет расширять область приложений физических эффектов, вызываемых взаимодействием ионизирующих излучений с веществом в различных агрегатных состояниях, включая «живое вещество» (решение задач дозиметрии и защиты). Так, кафедра включилась в исследования, имеющие целью поиск приложений ускорительной техники к некоторым проблемам биофизики и медицины: радионуклидная диагностика и нейтронная терапия в медицине, а также широкий круг задач стерилизации различных биотканей и инструментария. В итоге на кафедре была начата подготовка специалистов по абсолютно «мирному» направлению - по физическим приборам и методам медицинского назначения.

Научные исследования кафедры теоретической физики и прикладной математики

 

Со дня своего основания кафедра теоретической физики одной из первых в стране начала заниматься теоретическими и экспериментальными исследованиями явлений ядерного магнитного резонанса, а также явлений оптической ориентации атомов. Кроме того, на кафедре было начато исследование структурных переходов, магнитных явлений и процессов электронного переноса в переходных металлах и сплавах на их основе. Сегодня теоретические и экспериментальные исследования явлений ядерного (ЯМР) и электронного магнитного резонанса (ЭМР) осуществляются в

лаборатории магнитного резонанса и электроники (ЛМРиЭ)

под руководством к.ф.-м.н. С.Ф. Конева. Кроме того, лаборатория успешно работает над разработкой методов применения ЭПР и ЯМР для исследования физических свойств различных объектов, таких, как меланопротеиновые волокна, углеродные ПАН волокна, а также для изучения динамики радикальных состояний в природных углях. Еще одним важным техническим направлением является разработка портативного трехосевого гравиметра, предназначенного для точного измерения гравитационного потенциала по трем взаимно перпендикулярным осям. Основная задача - создание на базе данного прибора малозатратного гравиметрического экспресс-метода выделения блокового строения геологического разреза, выделения зон его флюидонасыщения в нефтеразведке и оптимизации постановки сейсморазведочных работ. В лаборатории магнитного резонанса и электроники также был создан измерительный комплекс «Паралюм-1» для экспресс-определения концентрации водорода в расплаве металла и оценки ожидаемой пористости изделий из алюминия и его сплавов.

 

В лаборатории оптической накачки ядер

под руководством проф. Л.Н. Новикова продолжаются исследования физических явлений, связанных с высокой степенью поляризации электронных (щелочные металлы) или ядерных (ртуть, изотопы инертных газов) магнитных моментов атомов в газообразном состоянии при резонансном рассеянии атомами поляризованного оптического излучения. Эти работы на кафедре начались в 1961 году под руководством Г.В. Скроцкого. Благодаря его стараниям и поддержке французских коллег, в частности, академика А. Кастлера, на кафедре был организован коллектив молодых талантливых экспериментаторов и теоретиков. Уже в первый год своей деятельности сотрудники лаборатории Л.Н. Новиков, А.Д. Витюков, Р.М. Амирханов, Л. Сокович, Т.Г. Изюмова создали установку для наблюдения эффектов оптической накачки атомов гелия. В последующие десятилетия в результате выполнения целого ряда хоздоговорных работ лабораторией оптической накачки ядер были созданы приборы, нашедшие свое применение как в научных исследованиях, так и в народном хозяйстве и оборонной промышленности. На рубеже веков руками сотрудников лаборатории была создана уникальная установка для изучения эффекта оптической поляризации атомов Cs133 с высокой разрешающей способностью. В ближайшее время на ее базе планируется реализовать несколько лабораторных работ, которые дополнят лабораторный практикум по атомной физике для студентов Физико-технического факультета. В настоящее время в лаборатории оптической накачки ядер ведутся работы по созданию макета квантового магнитооптического градиентометра с малой базой, представляющего собой устройство для регистрации и измерения разности значений магнитной индукции на базе от 5 см и более с уровнем собственных шумов не более 500 фемтатесла.

 

С 1981 года на кафедре работает

отраслевая научно-исследовательская лаборатория квантовой магнитометрии (ОНИЛ КМ)

Руководитель лаборатории - к.ф.-м.н. А.В. Сапунов. В 2001 году приказом по УГТУ-УПИ лаборатории присвоено имя Г.В. Скроцкого. Основной задачей лаборатории являлось исследование квантовых явлений (оптическая ориентация атомов, электронный и ядерный магнитные резонансы) в слабых магнитных полях с целью разработки датчиков магнитометров различного назначения, и главным образом - для систем противолодочной обороны и геологоразведки.

 

А.И. Филатов, В.И. Балдин, В.А. Сапунов

испытывают новое рабочее вещество

 

Результатом работы сотрудников ОНИЛ КМ стали десятки хоздоговорных работ с российскими заказчиками, гранты Министерства образования и РФФИ, а также договоры с зарубежными компаниями. Лаборатория квантовой магнитометрии является единственным разработчиком Оверхаузеровских ЯМР датчиков в России и одним из мировых лидеров в Оверхаузеров-ской магнитометрии. Это направление оказалось наиболее плодотворным, прежде всего, в результате создания совместно с ИХФ им. Н.Н. Семенова РАН ряда новых сверхстабильных рабочих веществ дифенилнитроксильного ряда. Начиная с 1991 года лаборатория осуществляет разработку и производство Оверхаузеровских ЯМР магнитометров, которые поставляются в США, Канаду, Японию, Индию, Италию, Бельгию, а также в ведущие российские геологоразведочные организации.

 

Лаборатория участвует в ряде международных проектов

по созданию сети магнитных обсерваторий и систем сейсмопрогноза. Выполнено более 50 договоров (ежегодный объем до 2 млн. руб.). Залогом успешной работы НИЛ КМ является дружный коллектив из 13 сотрудников, совместителей и студентов.

 

На сегодняшний день основной продукцией ОНИЛ КМ являются:

 

- пешеходный магнитометр MMPOS-1, предназначенный для измерения модуля геомагнитного поля;

- пешеходный градиентометр MMPOS-2, позволяющий измерять как модуль,

  так и градиент геомагнитного поля;

- скважинный магнитометр LOM-2 с диаметром датчика 34 мм и диаметром

  скважинного снаряда всего 42 мм;

- OEM магнитометр POS-1 с RS-232 интерфейсом для магнитных обсерваторий

  и магнитометров третьих фирм.

 

В 90-е годы на кафедре было сформировано новое научное направление - «Математическое моделирование физических процессов» (руководитель профессор В.Г. Мазуренко). Эта работа поддерживается грантами Российского фонда фундаментальных исследований и Министерства общего и профессионального образования России. Целью работы является создание пакетов прикладных программ для моделирования физических процессов. В рамках этого нового научного направления часть исследований связана с моделированием атомной структуры, колебательных спектров, транспорта электронов и переноса тепла в неупорядоченных системах (руководитель - профессор. А.Н. Кислов).

 

Группа под руководством профессора В.В. Зверева проводит исследования динамической стохатизации в физических процессах. С помощью численного эксперимента и теоретически исследуется динамика систем с неустойчивым движением, возмущаемых внешним шумом. Для описания таких систем был развит аппарат асимптотических разложений вблизи состояний с полным фазовым перемешиванием. Исследуются фрактальные свойства функций распределения и связь этих функций интегралами по фрактальным носителям. Разработанные новые теоретические методы используются при анализе динамики некоторых радиофизических систем. Часть работ по этому направлению студенты, дипломники и аспиранты кафедры ведут в филиале кафедры в Институте физики металлов УрО РАН под руководством ведущих ученых этого института.

 

В лаборатории рентгеноструктурного анализа

Руководитель - к.ф.-м.н. А.И. Медведев, ведутся исследования веществ в нанокристаллическом состоянии. Сотрудники лаборатории занимаются изучением рентгеновскими методами фазового состава, особенностей кристаллического строения, дефектности и определением размеров частиц нанокристаллических материалов. Наряду с экспериментальной работой осуществляется большая работа в области компьютерного моделирования кристаллического строения наночастиц и рентгеновских дифракционных картин от них.

 

В 2006 г. сотрудниками кафедры был организован

университетский центр параллельных вычислений

 

Руководитель - к.ф.-м.н. В.В. Мазуренко. Работа центра ведется по нескольким научным направлениям: в физике конденсированного состояния - исследование динамики решетки, электронной структуры и магнитных свойств наноматериалов, исследование электронной и магнитной структуры низкоразмерных квантовых магнетиков при помощи первопринципных методов, расчет электронной, магнитной и колебательной структуры квазикристаллов; в физике биологических систем - моделирование молекулы воды, молекулы кератина и различных форм молекулы ДНК. Кроме того, осуществляются теоретические расчеты в таких областях, как экология и финансы (оценка рисков). Одной из важных задач центра является создание так называемой GRID-системы. В УГТУ-УПИ реализация GRID-системы предполагается на основе двух кластеров - кластера «Университетского Центра Параллельных Вычислений» и кластера лаборатории оптики металлов ИФМ УрО РАН (руководитель профессор В.И. Анисимов). Для этого будет использоваться технология, реализованная в комплексе Globus Toolkit и предоставляющая доступ к высокопроизводительным ресурсам вне зависимости от географического положения как пользователей, так и ресурсов.

 

Также предлагается создание объектно-ориентированного программного комплекса, объединяющего первопринципные методики описания свойств основного состояния реальных материалов и модельные подходы для изучения их термодинамических и колебательных свойств. Такой комплекс не будет являться просто хранилищем для существующих программных кодов, запускаемых на высокопроизводительной вычислительной системе, а будет предоставлять пользователям набор программных элементов, которые могут быть легко собраны для решения сложной задачи. Разрабатываемый комплекс станет универсальным инструментом для решения современных проблем физики конденсированного состояния и будет включать в свой состав следующие основные модули: модуль для проведения первопринципных расчетов электронной и магнитной структуры, модуль для решения модельных гамильтонианов при помощи метода Монте-Карло, точной диагонализации и метода ренорм-группы матрицы плотности. В настоящее время каждый из модулей в отдельности уже разработан и используется для решения конкретных физических задач.

Большое разнообразие явлений, наблюдаемых на «стыке» радиационной физики и физики твердого тела, открыло возможности дальнейшего расширения как аналитических исследований (получение информации о составе, структуре, связях, свойствах и функциях различных тел и систем), так и разработки средств и методов управления этими свойствами и функциями. Эта в широком смысле слова материаловедческая проблема оказалась достаточным поводом для формирования автономного направления, что привело к открытию в начале 80-х годов новой кафедры, образно говоря, «излученной» (если пользоваться терминологией ядерной физики) кафедрой ЭФ. Это кафедра физических методов и приборов контроля качества, организованная на базе лаборатории экзоэмиссионного контроля, которая занималась разработкой методик исследования и контроля дефектности поверхностных слоев различных материалов и изделий.

 

Новое и быстро развивающееся направление в инструментальной аналитике первоначально затрагивало только приборы и методы неразрушающего контроля, что же было громадным шагом вперед по сравнению с классическими приемами аналитической химии и даже физико-химическими методами анализа, когда еще можно было "взять пробу" материала для исследования, надеясь на представительность ее состава и структуры, но уже готовое изделие невозможно было подвергать манипуляциям традиционной аналитики, отбирая, отрезая и т.д. какую-то часть от целого. Самые известные приемы контроля и аналитики обычно «оставляют след» от вмешательства в исследуемый объект: как говорят шотландцы, проверка качества пудинга заключается в его съедении.

 

На кафедре ФМПК сложились и продолжают развиваться такие научные направления: «Разработка физических основ и метрологического обеспечения эмиссионных и ядернофизических методов контроля материалов и изделий», «Твердотельная дозиметрия ионизирующих излучений» (направление, унаследованное от кафедры ЭФ) и «Оптические и ядернофизические исследования биологических сред», направление, сохранившее преемственные связи с некогда существовавшим при кафедре отделом радиационного материаловедения, реорганизованного затем в отдел прикладной биофизики. Одним из наиболее значительных достижений кафедры ФМПК является разработка твердотельных детекторов ионизирующих излучений нового поколения (ТЛД 500К), нашедших широкое применение как в индивидуальной дозиметрии, так и в задачах прикладной радиоэкологии. Этими детекторами обеспечены практически все дозиметрические службы АЭС России и СНГ.

 

Кроме того, на кафедре представлена и совсем, казалось бы, экзотическая тематика. В лаборатории микроскопии проводятся исследования не только техногенных материалов, но и метеоритов. Сейчас это, вероятно, единственная в России студенческая научная организация, занимающаяся поиском и исследованием этих космических «пришельцев».

 

На кафедре и сейчас широко развиты фундаментальные и прикладные исследования экзоэлектронной эмиссии, физического феномена, явившегося центром сосредоточения научных интересов ряда научных сотрудников кафедры ЭФ, что и послужило в свое время поводом для организации и обособления кафедры ФМПК. Эта кафедра располагает филиалом в Институте физики металлов УрО РАН, что является хорошим примером, по-видимому, неизбежной кооперации академической науки с вузовскими коллективами в ближайшем будущем.

 

Научно-практический опыт, накопленный коллективом кафедры, позволяет рассчитывать на эффективное включение в такие инновационные разработки, которые сейчас наша научная общественность связывает с «нанотехнологиями». К разработке этой физико-технической концепции готовы коллективы всех естественнонаучных кафедр ФТФ, что, скорей всего, и заставит факультетскую науку, прошедшую этапы дифференциации научных направлений (метафорические процессы «мутации», «деления», «гибридизации» и «интродукции» идей и коллективов), включиться в неизбежные интеграционные процессы, сплачивающие технику и интеллект на новых рубежах постижения материального мира. В частности, кафедра ФМПК своевременно отреагировала на нарастающую потребность в специалистах «межпредметного» уровня, которые предназначаются для проведения перманентного контроля технологических процессов и систем, создаваемых на основе новейших физико-технических концепций. Иными словами, речь идет об опережающей подготовке менеджеров в сфере инноваций и контроля качества, которые будут стоять на страже конкурентоспособности предприятий, связанных с новейшей и непрерывно модернизируемой технической продукцией.

 

По сути, это является неизбежным ответом на возрастание роли экономики и инженерной психологии в современной технике, когда каждый инновационный шаг в техносфере сводится к уменьшению человеческого фактора в управлении сложными системами, которые функционируют автономно. Если человек с возрастающей скоростью продолжает «делегировать» свои функции и даже мыследействия «умным» машинам и системам, то проблема качества и надежности их функционирования превращается в первую заповедь «диалога» человека с техносферой, не отменяющего старые проблемы «диалога» с природой.

 

В связи с этим социальным вызовом, как любят говорить философы, именно кафедра ФМПК «излучила» из своего коллектива группу педагогов и научных работников, которые в 2000-м году основали «дочернюю» кафедру «Инновационные технологии» (ИТ). Таким образом, саморазвитие концепции взаимосвязи физики и техники (что уже в XX веке демонстрировали школы Энрико Ферми и Абрама Федоровича Иоффе в нашей стране), представляющее аналогию «дарвиновской» эволюции, по истечении шестидесяти лет можно представить как историческую эстафету последовательного порождения самодостаточных коллективов, группирующихся вокруг новой и перспективной идеи. Это всегда отражало объективную дифференциацию науки. Так, если изначальную «Физическую кафедру», интродуцированную (используем этот биологический термин) в УПИ из академической сферы (Уральский филиал Академии наук), принять за источник физико-технических задач, которые нужно было решать во имя выполнения «атомной программы», то эта «эстафета» выглядит следующим образом:

 

ФК→ ЭФ → ФМПК → ИТ

 

Та же самая кафедра-«праматерь» (ФК) явилась источником еще двух «генетических цепочек», представленных в истории физтеха; при этом факультет сам совершил интродукцию в академию:

 

ФК→ МФ - Институт промэкологии УрО РАН; ФК → ТФ

 

Упоминание последней цепочки снова возвращает нас к первому десятилетию жизни физтеха.

Кафедра теоретической физики (ТФ) была задумана как одна из общефакультетских наряду с кафедрой физико-химических методов анализа, кафедрой химии и технологии редких элементов, и несколько позже - кафедрой радиохимии. Кафедра ТФ, несмотря на ключевую роль термина «теория», отраженную в ее названии, с самого начала являла собой такой же комплекс физики и техники, как и в целом факультет. Конечно, ее основная педагогическая задача заключалась в разработке и чтении фундаментальных курсов теоретической физики. Это первооснова всякого прогресса в области точных наук. Но углубленные теоретические исследования и одновременное решение технических задач на «передовом фронте» развивающейся науки представляют собой характерную картину отечественного естествознания.

Именно так выглядит научный вклад российских ученых:

 

Пафнутия Львовича Чебышёва, великого математика и механика;

Алексея Николаевича Крылова, математика и механика, теоретика кораблестроения;

Николая Егоровича Жуковского, создавшего единую научную дисциплину - экспериментальную и теоретическую аэродинамику, обеспечившую прогресс самолетостроения.

 

А также многих других энтузиастов и «первопроходцев» новой техники, наподобие Акселя Ивановича Берга, сумевшего преодолеть косные взгляды многих политизированных и недалеких идеологов и руководителей науки и промышленности в послевоенное время. Как известно, эта публика основательно затормозила развитие в нашей стране генетики и ряда других естественнонаучных направлений, отыскивая «корни идеалистического мировоззрения» даже в теории относительности и квантовой механике. Так что именно кругозору и настойчивости А.И. Берга мы обязаны тем, что с кибернетики удалось снять клеймо «буржуазной лженауки» и включить научно-технический потенциал нашей страны в русло международного развития наукоемких технологий.

Научные исследования кафедры ФМПК

Разработка приборов контроля

 

Создан автоматизированный дозиметрический комплекс САПФИР-001 для контроля радиационных полей.

Он зарегистрирован в Государственном реестре средств измерений и допущен к применению на территории Российской Федерации. Комплекс используется для индивидуального дозиметрического контроля персонала АЭС, атомных предприятий, рентгеновских лабораторий, в отделениях лучевой терапии онкологических центров. Преимуществами комплекса САПФИР-001 являются возможность измерения доз в смешанных радиационных полях; высокая чувствительность, в десятки раз превышающая зарубежные аналоги; унификация измерительных процедур. Серия приборов электромагнитного контроля материалов и изделий разработана в Институте физики металлов УрО РАН. В их создании принимают участие студенты кафедры во время прохождения УИРС, курсового и дипломного проектирования. Приборы внедрены на промышленных предприятиях Екатеринбурга и других городов.

 

Доцент А.И. Слесарев

проводит исследования на экзоэмиссионом

дефектоскопе

 

Исследования экзоэлектронной эмиссии,

как физического эффекта и метода контроля

были начаты В.С. Кортовым в 1963 г.

 

За прошедшие годы под его руководством сотрудниками кафедры выполнен большой объем фундаментальных и прикладных научных разработок, создана специализированная лаборатория. Приборная база лаборатории позволяет реализовывать весь арсенал экспериментальных средств, используемых в экзоэмиссионных исследованиях. Совместно со студентами кафедры разработан и изготовлен опытный образец автоматизированного сканирующего дефектоскопа, позволяющего получать экзоэмиссионное видеоизображение контролируемой поверхности. В настоящее время изучаются и используются возможности метода экзоэлектронной эмиссии при исследованиях наноструктурных материалов.

 

Исследование наноматериалов

 

С 2004 г. на кафедре успешно развиваются исследования люминесцентных и эмиссионных свойств наноструктурных широкозонных оксидов. Работы проводятся совместно с институтами УрО РАН: электрофизики, физики металлов и органического синтеза. В наноструктурном состоянии вещества обладают рядом уникальных свойств. В частности, ожидается, что на основе наноразмерных широкозонных оксидов кремния, алюминия, иттрия, циркония можно изготовить люминофоры, которые найдут применение при изготовлении индикаторных устройств, дисплеев, будут использоваться в неразрушающем контроле изделий.

 

Зав. лабораторией Е.А. Горелова

младший научный сотрудник

Е.В. Моисейкин, доцент С.В. Никифоров

 

С 2007 г. нанотематика включена в учебно-исследовательскую работу студентов и дипломирование. В УГТУ-УПИ кафедра является одним из лидеров в исследованиях свойств наноматериалов.

 

Детекторы мирового уровня

 

Учеными кафедры созданы эффективные термолюминесцентные детекторы ионизирующих излучений на основе анион-дефектного оксида алюминия (ТЛД-500). По своему основному параметру чувствительности к излучению эти детекторы в 20-30 раз превышают лучшие зарубежные аналоги. Они нашли применение в индивидуальной дозиметрии АЭС и атомных предприятий, а также при радиационном мониторинге территорий.

 

Партии разработанных на кафедре детекторов были закуплены рядом иностранных фирм. В последнее время применение детекторов расширилось - их стали использовать в медицинских организациях. В Екатеринбурге они внедрены более чем в 40 клиниках. Результатом активной работы по созданию и применению детекторов ионизирующих излучений явилась организация на кафедре лаборатории радиационного контроля, аккредитованной Федеральным агентством по техрегулированию. Лаборатория осуществляет поставки детекторов и дозиметрических систем, выполняет измерения по заказам организаций, в ней работают студенты старших курсов и аспиранты.

 

Доцент В.И. Гроховский с сотрудниками лаборатории

 

Учебно-научная лаборатория микроскопии

материалов и метеоритов

 

В лаборатории исследуются материалы внеземного происхождения, разрабатываются компьютерные технологии металлографического контроля структуры и стандартизации испытаний твердых тел. Лаборатория является базой для студенческой Метеоритной экспедиции УГТУ-УПИ. С 2000 г. проведено 9 экспедиций по поиску метеоритов в различных регионах России, получены гранты на исследования со студентами и аспирантами.

 

Часть научных работ в рамках совместных исследований выполняется в лаборатории мессбауэровской спектроскопии кафедры экспериментальной физики и в Институте компьютерного моделирования и анализа данных.

Автор этих строк хорошо помнит, как в середине 50-х годов на одном из философских семинаров (тогда еще жила такая форма социального общения в нашей факультетской среде) Георгий Викторович Скроцкий, профессор Уральского госуниверситета, приглашенный возглавить кафедру ТФ, сделал сообщение о кибернетике как о продуктивном научно-техническом направлении, как о зарождающейся революции в области информационных технологий. Это было время горячих споров на тему «может ли машина мыслить?». Молодой и дружный коллектив кафедры ТФ сумел объединить свой интеллект, сочетая сложнейшую функцию преподавания теоретической физики, а также атомной и ядерной физики, с экспериментальными разработками в области ядерного и электронного магнитного резонанса и оптической ориентации атомов. На основе этих достижений были созданы образцы квантовых магнитометров и гироскопов. Теоретические, экспериментальные и конструкторские разработки кафедры нашли применение как в оборонной технике, так и в «мирной» сфере - геологии.

 

В 80-х годах при кафедре была организована отраслевая научно-исследовательская лаборатория, в которой были созданы новейшие для своего времени образцы приборов, такие, как нанотеслометр, аэромагнитометр, многоцелевой магнитометр и др. Исследования и разработки в области квантовой магнитометрии по сей день остаются в сфере интересов кафедры ТФ. В 1997 году кафедра изменила (скорее, дополнила) свое название, став кафедрой «теоретической физики и прикладной математики», что было объективным ответом на «веление времени». Ведь неспроста именно на этой кафедре присутствовало понимание фундаментальной важности информационных технологий, и прежде всего - кибернетики, которые используют математический язык не в традиционном бумажно-карандашном режиме, а для решения задач с помощью вычислительных средств, превосходящих интеллектуальные возможности отдельного человека. На этой кафедре развивается научное направление «Математическое моделирование физических процессов в неупорядоченных системах». Оно включает моделирование атомной структуры, колебательных спектров, транспорта электронов и переноса тепла в твердых телах в кристаллическом и нанокристаллическом состояниях. Такой подход позволяет в значительной степени заменить сложно организуемые эмпирические эксперименты компьютерным моделированием и надежно прогнозировать физические свойства твердых тел, используемых в конструировании новой техники.

 

Кафедра физико-химических методов анализа - одна из старейших на факультете, его ровесница. В настоящее время она успешно сочетает напряженную педагогическую деятельность, преподавая курс общей химии студентам всех специальностей физтеха, с научно-исследовательской работой в области самых современных направлений спектрального анализа. Как известно, развитие новой технологии может осуществляться только в сопровождении глубокой, чувствительной и точной аналитики. Без обладания информацией об элементном составе, структуре и связях (на атомно-молекулярном уровне) в конструкционных и потребительских материалах сейчас уже невозможно соответствовать требованиям времени. Но одно дело аналитические прогнозы при развитии, совершенствовании и модернизации технологий, и другое - актуальная аналитика и контроль реальной продукции на всех уровнях информационной иерархии, и прежде всего - на элементном.

 

Такая аналитика может быть только эмпирической. Именно поэтому физико-химические методы анализа, его инструментальные формы (в первую очередь спектральный анализ) не могут быть вытесненными приемами математического системного моделирования. Для оценки качества сырья или пригодности изделия всегда будет необходима конкретная, относящаяся именно к данному объекту фактология. Это подобно тому, как в педагогике можно бесконечно совершенствовать формы преподносимой информации (все технические средства обучения), но контроль над ее усвоением, т.е. контроль над знаниями при любой форме его организации всегда будет касаться каждого конкретного человека. Прогнозировать можно все что угодно, но проверить глубину и качество усвоения информации можно только в индивидуальном контакте, будь это классический экзамен или новомодное тестирование. При любой перспективе развития физико-химической аналитики невозможно обойтись без использования стандартных образцов, представляющих собой реальные физические объекты (тела, фазы) с известным составом и структурой. В настоящее время эта тематика является одной из главных проблем, в решение которых включена кафедра.

 

Так, в кооперации с кафедрами МФ и радиохимии на базе кафедры ФХМА более десяти лет назад была организована Российская арбитражная лаборатория испытания материалов ядерной энергетики (как независимый испытательный аналитический центр). Ее основная задача - арбитражный анализ продукции, относящейся к материалам ядерной энергетики и идущей на экспорт, а также разработка и выпуск Государственных стандартных образцов по заказам предприятий. Кафедра является выпускающей уже с 1968 года. Она готовит специалистов по современным методам контроля материалов новой техники с широким научно-техническим кругозором.

 

Таким образом, кафедра ФХМА, совершенно в духе «физтеха», в духе концепции, задуманной и реализованной физиками и физико-химиками «курчатовского призыва», исследователями научно-организационных идей А.Ф. Иоффе и Н.Н. Семенова, выполняет функции учебного и научно-исследовательского центра, отвечая требованиям времени и научно-технической революции. С 1997 года кафедра активно участвует в издании журнала «Аналитика и контроль», отражающего последние достижения в инструментальной аналитике, метрологии, а также проблемы стандартизации и прикладной экологии. Существующая в настоящее время на физтехе кафедра радиохимии является наследницей кафедры химии и технологии редких элементов, которая, по замыслу организаторов факультета, должна была формировать у будущих технологов широкий общий кругозор в области свойств редких, рассеянных и радиоактивных элементов, использование которых уже в середине прошлого века признавалось непременным условием научно-технического прогресса.

 

В частности, «атомный проект» предполагал привлечение обширной и всесторонней информации о физико-химических (включая ядерные) свойствах этих элементов, на которые приходится более половины «контингента» периодической таблицы. Организованная в рамках этой кафедры лаборатория радиохимии (а это наука о физико-химических особенностях систем, в которых присутствуют или возникают радионуклиды) в 1951 году выделилась в самостоятельную общефакультетскую кафедру, а сфера ее научных интересов оформилась под влиянием деятельности проблемной межкафедральной лаборатории п/я 329, которая в составе факультета занималась задачами обезвреживания сточных вод, включая радиоактивные (в последующем там проводились исследования в области синтеза фторсодержащих углеводородов, которые нашли применение в технологии разделения изотопов урана). В 70-х годах кафедру РХ присоединили к кафедре ХТРЭ, хотя это не было следствием саморазвития научно-технических концепций или какой-нибудь дальновидной стратегии, а, скорее, итогом управленческого безразличия и просчета, допущенного в то время как руководством факультета, так и ректората. Тем не менее к тому времени в коллективе радиохимиков сложилось понимание важности исследований по технологии обезвреживания жидких радиоактивных отходов, в особенности, низкоактивных, что является, как это ни странно, более сложной проблемой. Сорбционные приемы извлечения радиоактивных микрокомпонентов из водных растворов естественного и искусственного происхождения с помощью неорганических коллекторов (сорбентов, ионообменников) в равной степени приложимы как к задачам обезвреживания отходов, так и к радиоаналитическим задачам. Таким образом, умение выделить из натурных образцов (пробы воды, биологических материалов и др.), сконцентрировать и идентифицировать (точно установить ядерно-физическую природу) радиоактивные микрокомпоненты является первой и непременно решаемой задачей в радиоэкологии.

Научные исследования кафедры вычислительной техники

 

Основная тематика научных исследований в 2003-2008 г.г. - системная интеграция бизнеса, интеллекта и компьютера. Она представлена базовой госбюджетной темой: «Системная, информационная и компьютерная поддержка сложных технологий» и частными НИОКР, отражающими моделирование, проектирование, разработку и консалтинг в интересах корпоративных информационных систем и бизнес-процессов в промышленности, экономике, управлении, медицине, образовании.

 

По результатам исследований за 2003-2008 г.г.:

опубликовано 343 статей, из них 22 - в зарубежных изданиях, 40 - в журналах федерального уровня, 133 - в журналах регионального уровня и 138 - на уровне вуза. Получено 8 патентов и свидетельств о регистрации программного продукта для ЭВМ, издано 6 монографий, 14 учебных пособий и 5 сборников трудов. Кроме того, сотрудники кафедры принимали участие в различных конференциях. Всего было сделано 230 докладов: на международных конференциях - 50, из них 12 со студентами, на российских - 40 (со студентами 15), на региональных - 18 (со студентами 7). Кроме того, на конференциях УГТУ-УПИ - 127, из них со студентами - 112. Общая доля публикаций со студентами составляет 25%, с аспирантами - 27%. Успешно защитились 5 кандидатов наук по системе ВАК (в 2003 г - Колотий С.Д., Браславский П.И., в 2005 г. - Кудрявцев А.Г., Инюшкина О.Г., в 2006 - Кашперский И.В., в 2008 - Лимановская О.В.), один доктор наук (в 2007 г. - Погосян И.А.). представлена докторская диссертация Ткаченко Т.Я. С 2003 по 2008 гг. у профессора С.Л. Гольдштейна обучалось 13 аспирантов (из них 4 защитились), у профессора В.И. Роговича - 11, у профессора Г.Б. Смирнова - 4. Кроме того, на кафедре регулярно идет подготовка и проводятся защиты диссертаций по системе ВМАК (11 кандидатов и 20 докторов наук).

 

Заведующий кафедрой вычислительной техники

С.Л. Гольдштейн

 

Сотрудники кафедры ведут НИОКР не только в рамках традиционной для УГТУ формы, т.е. через НИЧ, но и по другим каналам. При этом ежегодный объем через НИЧ находится на уровне (0,12 - 1,2) млн. руб./год, по другим каналам (1,1 - 8,2) млн.руб./год. Из обновленной тематики и фактического кадрового потенциала удалось сформировать современное весьма актуальное направление «Системная интеграция интеллектоемких технологий».

 

Как некий промежуточный итог - руководитель этих НИОКР, зав. кафедрой проф. С.Л. Гольдштейн, отмечен в 2008 г. сертификатом Российской академии естествознания, как основатель этой научной школы. Удалось найти подходы к системной интеграции на базе информационно-когнитивных технологий в интересах сложной проблематики современного бизнеса.

 

 

 

С таким заделом кафедра ВТ встречает юбилей

родного физтеха и подходит к своему 50-летию,

которое должно наступить в 2011 г.

В 1979 году «гибридная» кафедра ХТРЭ, включащая коллектив радиохимиков, освоила методы синтеза и практического применения тонкослойных неорганических высокоспецифичных сорбентов для радиоаналитического исследования окружающей среды и вернула свое прежнее название - РХ. Это она начала решать задачи радиохимии Мирового океана (проблема рассеяния искусственных радионуклидов - испытания ядерного оружия, атомный флот и т.д.) и проблемы локальных загрязнений природными радионуклидами. После аварии на Чернобыльской АЭС резко возросла значимость радиоэкологической информации, особенно получаемой экспрессными методами. А тонкослойные сорбенты как раз и позволили развивать это направление. Преподаватели и сотрудники кафедры принимали участие в морских экспедициях, в поиске сверхтяжелых элементов в термальных источниках Средней Азии, в командировках на ЧАЭС для осуществления радиоэкологического мониторинга. Экспрессные методы не только идентификации, но и вещественного выделения радионуклидов из сложных систем, в настоящее время разрабатываются кафедрой в содружестве с ЗАО ПНФ «Термоксид» (г. Заречный; сотрудники этой организации являются выпускниками РХ). Так, в настоящее время растет спрос на радиоактивный технеций, который применяют в медицине для диагностики и лечения онкологических заболеваний.

 

Технеций отсутствует в природе, но существуют проекты его экспрессного извлечения из раствора активной зоны гомогенного атомного реактора, в частности, сорбционным методом с использованием неорганических сорбентов избирательного действия (речь идет об извлечении его «генетического» предшественника - радиоактивного молибдена, выполняющего роль генератора радиоактивного технеция). Кафедра занимается исследованиями по данной тематике, и такого рода «мирная» сфера приложений радиоактивности, когда сейчас только один этот термин уже отпугивает молодежь (скорей всего, родителей абитуриентов) от изучения ядерно-химической технологии, позволяет надеяться на возрождение былой романтики времен «курчатовского призыва». В настоящее время кафедре РХ поручено преподавание курса экологии всем специальностям физтеха и радиофака. Она начала выпускать специалистов по системному анализу и управлению (в экологии и природопользовании).

 

Кафедра вычислительной техники (ВТ) в состав физтеха вошла только в 1972 году, просуществовав в течение 11-ти лет перед этим в качестве общеинститутской. Ее истоки - институтская машино-счетная станция, образованная в 1959 г. в составе энергетического факультета (был такой факультет, позже разделившийся на «электрофак» и «теплофак», существующие по сей день).

 

Машинные вычислительные устройства на базе электронной техники начиная с первых послевоенных лет стремительно включались в повседневную практику точных наук и развивающихся на их основе новейших технологий. Искусство программирования самоутвердилось как результат соединения, «симбиоза» логики и математики применительно к таким ситуациям, когда не только вычисления, но и функции «святая святых» разума - скрытные, неявные алгоритмы мышления, качественные оценки, сравнения и другие логические операции - люди стали поручать электронным устройствам, компьютерам, «холодному железу».

 

XX век продемонстрировал яркий пример своего рода «системного автокатилиза» при ускорении развития новой техники.

Даже первые скромные возможности машинного программирования раскрепостили творческую фантазию ученых. И тогда наука смело пошла по пути формулирования задач такой сложности, которые прежде сдерживались пониманием того, что «карандашно-бумажным методом» их все равно бы не удалось решить в разумные отрезки времени. Но машинное решение сложных технических проблем позволяло быстро продвигаться в их реализации, что в свою очередь способствовало приборному совершенствованию самих вычислительных средств. Итак, развиваясь ускоряющимися темпами, вычислительная математика в союзе с вычислительной техникой овладела новой прикладной «профессией» - функциями управления сложными системами, что является предназначением кибернетики (по Норберту Винеру: кибернетика, или управление и связь в животном и машине). Кафедра ВТ в полной мере отразила неизбежность соединения арсенала вычислительных средств и методов с задачами объяснения и предсказания свойств и функций сложных систем. В техническом вузе такие системы, что называется, «под руками» - это вся техносфера, в первую очередь, новая и развивающаяся.

 

Представляется очевидным, что специалисту, получившему классическое математическое образование, труднее будет прийти к пониманию сложного переплетения фактов естественной природы, разнообразных переносов вещества, энергии и связанной с этим информации, нежели инженеру, который связан с обслуживанием процессов и аппаратов техносферы. Такому человеку, досконально знакомому со сложными объектами естественной или преобразованной природы, легче достается освоение «грамматики» науки - математики, поскольку он станет усваивать ее не в «чистоте абстракции», а в действии. Кафедру ВТ в свое время разместили во вновь построенном пятом учебном корпусе физтеха, как бы предугадав их будущее. Именно физтех, собравший ученых, нацеленных на создание новой техники, и послужил кадровым источником пополнения этого кафедрального коллектива. Сотрудники и выпускники физтеха, физики и химики-технологи оказались ближе всех к пониманию идеологии системного подхода. Поэтому вхождение кафедры ВТ в состав ФТФ прошло удачно и безболезненно.

 

Уже с 1988 года она стала выпускать инженеров системотехников по специальности «Вычислительные машины, комплексы, системы и сети» со специализацией «Системотехника нечетких технологий». Кафедра продолжает развиваться как экстенсивно (она расширила свои площади после ввода в строй 12-го корпуса), так и интенсивно, продолжая успевать за потребностями нового времени, когда возможности ЭВМ показали свою эффективность не только в техносфере, но и в социосфере. Так, были открыты новые направления в подготовке специалистов: «Социальная работа на информационной основе», «Информационные технологии в медицине» и др. Если кафедра ВТ была «живой веткой, отростком» УПИ, привитым к факультету и вошедшая в него как близкородственная и соседняя подсистема, то кафедра электрофизики явилась результатом неожиданной интродукции (воспользуемся этим биологическим термином) этого научного направления извне.

 

В 80-х годах Уральский научный центр (УНЦ) был преобразован в Уральское отделение Академии наук и для организации Института электрофизики в его составе был приглашен академик Г.А. Месяц. Перед ним возник выбор кадровой базы для исследования и дальнейшего внедрения в промышленность новейшей технологии, связанной с получением и направленным воздействием сильных импульсных полей, мощных потоков корпускулярного и электромагнитного излучений на вещество. Эти методы очень перспективны в создании материалов с новыми уникальными свойствами. И главная физико-техническая интрига этого нового не только научно-исследовательского, но и промышленного направления заключается в том, что, с одной стороны, уже есть известные сферы приложения этих электрофизических эффектов, требующих высокообразованных специалистов. Но, с другой стороны, систематическое исследование таких явлений может открыть новые приемы воздействий на вещи и вещества, не имеющие аналогов, еще неизвестные материаловедению.

 

Так вот, академик Г.А. Месяц мог открыть кафедру электрофизики либо в УПИ, либо на физическом факультете УрГУ. И там, и там были хорошие кадры физиков, тем более, что тогда ректором УрГУ был П.Е. Суетин, воспитанник физтеха, некогда бывший его деканом. Надо отдать должное ректору Ф.П. Заостровскому, который заставил факультетское руководство пригласить Г.А. Месяца на кафедру экспериментальной физики и познакомить его с набирающими силу исследованиями в широкой области радиационно-физических явлений. В памяти автора этого очерка, бывшего тогда участником этой встречи, остался самый первый вопрос, обращенный к нашим физикам, - располагают ли они возможностями анализа и управления процессами переноса на наноуровне? Этот термин тогда еще не вырвался в сферу СМИ, тогда его, наверное, и Чубайс не знал, но, по-видимому, ответы наших ученых удовлетворили академика, и он отдал предпочтение физтеху.

 

Сейчас кафедра электрофизики функционирует буквально по «заповеди» академика А.Ф. Иоффе, которой продолжает придерживаться и наш Нобелевский лауреат Жорес Алферов. Это формирование единой научно-исследовательской (на переднем крае достигнутого наукой) и образовательно-педагогической среды, которая называется «системой физтеха». К преподаванию на этой кафедре привлечены ученые, работающие в Институте электрофизики УрО РАН, но факультет и в своей среде нашел энтузиастов, с увлечением начавших осваивать новые направления. А студенты, решившие связать свои научные интересы с изучением многообещающих эффектов и их технических приложений, получили полную возможность пользоваться уникальным оборудованием академического института. Таким образом, наш физтех и здесь лишний раз подтвердил и оправдал неслучайность своего названия, будучи первопроходцем в совершенствовании вузовского технического образования. Подобные комплексы «вуз-академия» эффективны как в дидактическом отношении, так и в результативности научных исследований.

Научные исследования кафедры электрофизики

 

Для развития научных исследований на кафедре электрофизики была открыта финансируемая госбюджетная тема «Исследование кинетических процессов, обуславливающих получение и взаимодействие сильных импульсных полей, мощных потоков электромагнитного и корпускулярного излучений с веществом». В первые же годы появились хозяйственные договоры по внедрению в промышленность научных разработок. К научной работе на кафедре электрофизики широко привлекаются студенты и аспиранты. Начиная с 4-го курса практически все студенты работают в качестве стажеров-исследователей в лабораториях Института электрофизики. Для поощрения учебы и научных исследований студентов решением Ученого совета Института электрофизики УрО РАН была учреждена именная стипендия им. А.А.Воробьева. Ее присуждают ежегодно трем лучшим студентам кафедры. Кафедра Электрофизики сравнительно молодая, но она органично вписалась в научный «строй» физико-технического факультета, дополняя другие научные направления.

 

Стримерный коронный разряд

зазор «плоскость - полусфера» 70 см

 

Преподаватели и сотрудники кафедры ведут активную научную работу, ежегодно публикуя 60-70 научных статей в центральных и зарубежных журналах, имеют патенты и участвуют в научных конференциях всех уровней. Их приглашают с докладами и лекциями в университеты и научные центры как России, так и зарубежных стран.

 

В настоящее время кафедра ведет подготовку по направлению 210100 - «Электроника и микроэлектроника» и специализации 210101 - «Физическая электроника». Нормативный срок обучения 5,5 лет. Набор студентов осуществляется в количестве 15 - 20 человек. На сегодняшний день на кафедре работает 15 преподавателей.

 

Из них 7 профессоров, докторов физико-математических наук и 8 доцентов, кандидатов физико-математических наук. Кафедру окончили более 110 человек, большая часть из них работает в научно-исследовательских институтах Российской Академии Наук и в наукоемких отраслях производства, среди бывших выпускников - шесть кандидатов наук.

 

Научные направления кафедры электрофизики - физика плазмы, оптическая и квантовая электроника, воздействие мощного электромагнитного и корпускулярного излучения на вещество, создание сильноточных ионных источников, импульсное магнитное прессование (до 20 тыс. атмосфер) и создание новых материалов с уникальными свойствами, оптика и спектроскопия атомов, молекул и конденсированных сред.

Наш факультет, отвечая «принципам университета», стал объединять коллективы ученых и преподавателей не только инженерных направлений в области физики и химии, что является основой индустрии, но в конце прошлого столетия включил в свой состав еще две кафедры, казалось бы, исключительно гуманитарного направления. Это - кафедра иностранных языков, открывшая в 1998 году собственную специальность «Перевод и переводоведение» для подготовки лингвистов-переводчиков, и кафедра социальной безопасности (2000-й год), аналогов которой в вузовской системе России еще не было.

 

В этом расширении факультета можно найти внутреннюю логику. Так, глобализация мировой экономики, международные каналы общения резко повысили важность освоения языков индустриально развитых стран. В хорошем смысле слова мода на владение языками, признаваемыми ООН как отражающих культурное лицо нашего мира, в послеперестроечное время проникла и в российский менталитет, поскольку (хотим мы этого или нет) эпоха глобализации уже неотвратимо наступила. Возможно, что и это является признаком времени: факультет, отражая тенденции общемирового технического прогресса, вполне логично включает в свой состав и кафедру прикладного лингвистического направления, поскольку без «диалога культур» невозможно представить себе жизнь современного мирового сообщества. Так сказать, «мы фанатики и фонетики, не боимся мы кибернетики». Если кафедра иностранных языков, имеющая давние корни в нашем вузе, была просто включена в состав ФТФ, а не организована заново, то кафедра социальной безопасности есть отражение системной динамики современной индустрии.

 

Международный технический прогресс в настоящее время невозможно рассматривать вне сферы влияния социально-культурного фактора. И если давно существует прикладное инженерное направление «Безопасность жизнедеятельности» (раньше все соответствующие кафедры имели название «Техника безопасности»), то социальный аспект в этой проблеме привлек к себе внимание общества сравнительно недавно. Казалось бы, кто и когда раньше мог предположить рост значимости культурологических и демографических «разломов» в современном мировом сообществе? Оказалось, что научно-технический прогресс не только повышает качество жизни, расплачиваясь за это неким риском природного и техносферного происхождения, признаваемым приемлемым (это по закону Барри Коммонера: «Ничто не дается даром» или «За все надо платить»), но и создает новые риски сугубо социальной природы. Так, любая новейшая техника, созданная людьми «во благо», некими фанатиками (не обязательно религиозного толка), может быть обращена «во зло», чему XX век уже явился свидетелем.

 

Главное в этой проблеме заключается даже не столько в защите общества от негативно влияющих факторов социокультурного происхождения, сколько в разработке и внедрении в жизнь профилактической технологии. В частности, кафедра включена в развитие научного направления «Социальная безопасность личности и общества в условиях антропогенных воздействий».

Научные направления кафедры социальной безопасности: ступени роста

 

Кафедра социальной безопасности - одна из молодых кафедр физико-технического факультета. Поэтому говорить о солидной истории развития науки на ней рано. Мы попросили Н.И. Разикову, зав. кафедрой и профессора Б.С. Павлова рассказать о сегодняшнем дне кафедры. «Многоаспектность предмета профессиональной деятельности специалистов социальной работы определяет многообразие учебных дисциплин и научных интересов профессорско-преподавательского состава. Поэтому среди первых преподавателей кафедры с учёными степенями были кандидаты и доктора экономических, химических, психологических, юридических, медицинских, социологических, педагогических, исторических, философских наук. Сформировать единое научное направление, удовлетворяющее столь разным научным интересам, представлялось весьма проблематичным. В первое время наука робко входила в нашу деятельность через исследования, которые проводили студенты под руководством преподавателей. Эти исследования оформлялись в курсовые и дипломные работы по разнообразной проблематике, связанной с социальной работой с отдельными группами населения в различных сферах. Исследовались также социальное планирование в местных сообществах, правовые аспекты и экономика социальной работы.

 

Годы создания кафедры совпали с началом процесса реформирования российского общества, появлением новых и модернизацией традиционных форм социальной жизни, обострением социальной напряженности в условиях политической нестабильности и экономического кризиса. Эти новые условия сделали особенно актуальным вопрос о роли и значении социальной работы, ее методологии и технологиях в системе социальных институтов и отношений. На первый план социальной работы вышло умение выявлять причины, предотвращать, минимизировать последствия социальных проблем, социальных угроз и рисков, с которыми может столкнуться каждый человек или группа вне зависимости от их общественного или семейного положения, благосостояния, рода профессиональной деятельности. Именно поэтому специализацией нашей кафедры, а затем и направлением научных исследований стали технологии безопасности в социальной сфере. В настоящее время научная работа на кафедре проводится в рамках комплексной госбюджетной темы «Социальная безопасность личности и общества на территориях, подверженных антропогенным воздействиям». Координирует работу заведующая кафедрой, к.х.н., доцент Н.И. Разикова. Любая аналитическая работа, в том числе и в социальной сфере, требует использования добротного исходного материала. В нашем случае это социологическая информация, собранная и обработанная по строгим канонам прикладной социологии с использованием математических методов обработки информационных массивов.

 

Коллективным наставником и партнером с солидной научной базой и опытом разносторонних социологических исследований для нас стал сектор экономической социологии Института экономики Уральского отделения РАН, возглавляемый доктором философских наук, профессором Павловым Б.С. - одним из первых наших преподавателей. Под его руководством аспирантами и студентами старших курсов проводятся исследования по широкому кругу научных проблем. Вот некоторые из них: «Социальные риски молодых людей в сфере матримониальных отношений»; «Репродуктивное поведение молодой семьи на Урале как предмет региональной социальной политики»; «Дестабилизация отношений в городской семье как социальная проблема». Основное внимание в них привлечено к социальной проблематике семей разного типа и социальным рискам, возникающим в процессе их жизнедеятельности. Другим направлением исследований, выполняемых под руководством Б.С. Павлова, стали кадровая политика и мотивация персонала на промышленных предприятиях как фактор стабилизации производства; а также социальная защита работников малого бизнеса в крупном городе.

 

Кроме того, Б.С. Павлов возглавляет и исследования, связанные с социальным самочувствием населения, проживающего на территориях, прилегающих к предприятиям повышенной техногенной опасности. Этого требует и наша принадлежность к физтеху. Практически готова к тиражированию монография Павлова Б.С., Разиковой Н.И., Бердника Л.П. «Социально-экологическая адаптация населения на территориях радиоактивного загрязнения». Книга подготовлена на базе ряда социологических исследований, проведённых сотрудниками кафедры, или при их активном участии, в период 1992-2008 гг. в некоторых городах и районах Урала, пострадавших от аварий на ПО «Маяк» в 50-70-е годы прошедшего столетия. Под научным руководством Б.С. Павлова в 2004 году была защищена первая на кафедре кандидатская диссертация Э.Г. Колуниной по специальности «Социология культуры, духовной жизни». Бывший студент кафедры, сегодня ее аспирант А.И. Подвысоцкий работает над диссертацией по той же специальности. Ежегодно по указанной проблематике защищают дипломы с рекомендациями к практическому внедрению 8-10 студентов. По разработанным учеными Института экономики УрО РАН заданиям проходят практику студенты второго курса.

 

Признанный специалист в демографических исследованиях д.с.н., профессор кафедры А.И. Кузьмин успешно руководит на кафедре работой по оценке влияния экономической ситуации в государстве в разные периоды его развития на демографическое поведение населения и структуру потребления. Надеемся, что под его руководством в юбилейный для физтеха год успешно защитят диссертации на соискание ученых степеней кандидатов экономических и социологических наук два наших выпускника - аспирант П.А. Волобуев и соискательница О.Б. Козленко. В их работах рассматриваются социально-экономические риски молодежи в кредитных отношениях с банковской сферой и возможности стратегии социального маркетинга для успешной работы благотворительной организации и оценки качества предоставляемых благотворительными фондами услуг. Практическая часть исследования О.Б. Козленко принята к внедрению международным благотворительным фондом «Джойнт» (Израиль).

 

Творческая обстановка, созданная на кафедре во многом благодаря научной работе, способствует тому, что преподаватели, приходящие работать на кафедру из других образовательных областей, вовлекаются в проблематику и становятся соискателями учёных степеней. Так случилось со старшими преподавателями Е.А.Гольдберг и А.С.Вялковым, преподавателем-стажером, выпускницей радиотехнического факультета нашего университета А.Ю. Степановой. Успешно руководят научной работой студентов, имеют многочисленные научные публикации в соавторстве со студентами к.с.н., доц. Л.С. Якурнова, к.х.н., доц. Н.И. Разикова, к.юр.н., доц. Малыгин С.С., к.пед.н., доц. Воронин А.С., к.с.н., доц. Соколова Э.Г., ст. преп. Мартьянов М.Д., ст. преп. Гольдберг Е.А. Студенты Сиражетдинова А. и Вальдимат И. (научный руководитель Мартьянов М.Д.) в 2008 году заняли 1 место на студенческой научно-практической международной конференции-конкурсе «Безопасность-2008» в городе Иркутске. Выпускная квалификационная работа студента Власова К. (научный руководитель Воронин А.С.) была удостоена первой премии по одной из номинаций Всероссийского конкурса дипломных работ в 2006 году. Все активнее и масштабнее преподаватели и студенты кафедры участвуют в научных конференциях разных уровней. За последние 5 лет сотрудниками кафедры опубликовано 20 научных монографий, сделано 89 докладов на конференциях, из которых 39 - международных, 39 - всероссийских и 11 - региональных.

 

Материалы научных исследований использованы при подготовке 16 учебников и учебных пособий, из которых 10 имеют грифы УМО вузов России по образованию в области социальной работы и Министерства образования Свердловской области. Сотрудниками опубликовано 230 статей в научных изданиях, их которых 21 - в соавторстве со студентами. Дважды за этот период заведующая кафедрой Н.И.Разикова участвовала в работе организационных комитетов конференций, одна из которых благодаря этому приобрела статус международной. Социальные проблемы сложны, многофакторны и динамичны. Науки о человеке гораздо моложе своих естественнонаучных «сестер».

 

Однако и в них уже сформулированы некоторые законы, разрабатывается методология научного поиска. Трудно порой отделить существенное от несущественного в социальном процессе, в отличие от физико-химического они часто меняются местами. Моделирование, проектирование и прогнозирование в социальной сфере - молодые научные направления.

 

Мы встали на этот путь здесь, на умудренном научной мыслью прославленном физико-техническом.

Пожелайте же нам успеха!

В наше время помимо безопасности жизнедеятельности, связанной с природой и техносферой, и социальной безопасности резко возрастает роль охраны интеллектуальной продукции. Ее высокая цена, отражаемая буквально во всех аспектах «ноу-хау», вынуждает общество рассматривать эту продукцию как товар, защищая его от утраты, хищения и «пиратства», т.е. предпринимать меры управления интеллектуальной собственностью. В сфере науки и технологии ее сбережение и экономически эффективная реализация служит залогом развития общества и качества жизни. И в этом отношении физтех не отстал от требований времени. В 2006 году секция «Институт патентоведения» Учебно-научного центра интеллектуальной собственности УГТУ-УПИ была преобразована в кафедру «Управление интеллектуальной собственностью» (УИС).

 

Эта кафедра еще очень молода, но на ней уже начали формироваться научные направления по исследованию стратегий и механизмов коммерциализации объектов интеллектуальной собственности, управления ею, а также исследование правовых и экономических аспектов управления объектами авторского права и науке, технике и образовании. Таким образом, за 60 лет существования физико-технический факультет, будучи организованным в трудно переживаемое время на «переднем фронте» развивающейся наукоемкой техники, отразил жизненную устойчивость нашего народа, в частности, уральцев, жителей российской «глубинки». Этот научно-педагогический центр, источник кадров для новейшей техники, за все прошедшие годы не останавливался в развитии, готовя специалистов, которые, в свою очередь, уже и за рамками своей профессии, соответствуя требованиям совершенствуемой технологии, смело входили в новые научно-технические сферы деятельности. В своем первом Послании Федеральному Собранию Президент РФ Д.А. Медведев напомнил, что действия России в экономике и в дальнейшем (в расчете до 2020 года) будут основываться на заявленной концепции четырех «И»:

 

Институты, Инвестиции, Инфраструктура, Инновации

Но при этом он добавил еще и пятую составляющую «И» - Интеллект

 

И еще: «Нам нужно организовать масштабный и системный поиск талантов и в России, и за рубежом. Вести, я бы сказал, настоящую «охоту за головами». Содействовать приходу молодых, одаренных людей в фундаментальную и прикладную науку. Ускорить формирование сильных государственных и частных центров разработки новых технологий. Это - задача всего общества и в то же время шанс для каждого применить свои способности». Наш факультет всегда стремился к достижению таких целей, но предстоит еще много сделать для привлечения носителей этого пятого «И». Одним словом, как сказал поэт: «Талантам надо помогать, бездарные пробьются сами».

Научные исследования кафедры «Управление интеллектуальной собственностью»

 

Научная деятельность на кафедре УИС начала формироваться в рамках секции «Институт патентоведения», созданной в Центре интеллектуальной собственности в 2003 году и преобразованной в кафедру УИС в 2006 году.

 

Первым и основным направлением научной работы кафедры является исследование систем управления интеллектуальной собственностью, в том числе таких проблем, как институциональные основы интеллектуальной собственности, подходы и механизмы управления конфликтами экономических интересов при создании, коммерциализации и использовании результатов интеллектуальной деятельности, региональные и корпоративные модели управления рисками в сфере ИС, стратегии и механизмы управления стоимостью нематериальных активов компании, а также моделирование бизнес-процессов в области интеллектуальной собственности. В последние годы на кафедре начали формироваться новые научные направления, в частности, исследование стратегий и механизмов коммерциализации объектов ИС, технологий подготовки кадров инновационной деятельности и управления интеллектуальной собственностью, а также исследование правовых и экономических аспектов управления объектами авторского права в науке, образовании и бизнесе. В рамках выполнения этих исследований в период с 2003 по 2008 год преподаватели и сотрудники секции «Институт патентоведения», а затем кафедры «Управление интеллектуальной собственностью» совместно с коллегами из Уральской государственной юридической академии организовали 3 Международные конференции по интеллектуальной собственности, опубликовано более 70 научных работ, в том числе 26 статей и 3 монографии.

Физика восходит к греческому слову physis (природа),

а техника к слову techne (искусство, мастерство). Поэтому физико-технический факультет скорей всего не случайно отразил в своем названии модернистскую функцию современного человека, осуществляющего на уровне высокого мастерства

«новый диалог с природой».