|
|
|
№ 7-8 (3730-3731), 18 апреля 2006 года
|
 |
|
|
|
|
Энергетики страны –
наша забота
Кафедре ядерной физики – 60 лет
Следует отметить, что 60 лет – достаточно большой промежуток времени. За это время в жизни коллектива кафедры произошли важные события: кафедра была разделена на две части, вновь воссоединена и перебазирована в Петергоф. Все эти события не лучшим образом влияли на работу коллектива кафедры. Однако кафедра устояла и продолжает относительно успешно развиваться.
Научные успехи и преподавательская деятельность коллектива кафедры с 1957 г. по 2000 г. подробно описана в статьях профессор М.А.Листенгартена (см. журналы “Вестник Ленинградского университета”, 1987, № 1, с. 115; “Санкт-Петербургский университет”, 2000, № 4, с. 8). Мы рассмотрим, на наш взгляд, наиболее существенные достижения в работе кафедры.
|
 |
Заведующий кафедрой ядерной физики физического факультета профессор К.А.Гриднев |
|
Поскольку в то время в стране было очень мало ядерщиков, а международная обстановка требовала создания ядерного оружия, то основной задачей кафедры была подготовка специалистов по фундаментальной и прикладной ядерной физике для атомной промышленности, учреждений АН и других отраслей народного хозяйства.
Первый выпуск дипломированных специалистов по ядерной физике состоялся в 1945 г., еще до создания кафедры. Выпускников было двое. После образования кафедра стала интенсивно развиваться: разрабатывались и читались курсы лекций для студентов, создавались учебные и научные лаборатории, расширялась тематика научных исследований, быстро росло число публикаций, увеличивалось число сотрудников и студентов кафедры; в 1948 г. было начато строительство циклотронной лаборатории. Уже к середине 60-х годов выпуски студентов достигали 30 человек, а ядерщики составляли более четверти состава НИФИ университета. Это привело к тому, что кафедра стала трудноуправляемой, и в 1957 г. на базе циклотронной лаборатории была создана новая кафедра, кафедра ядерных реакций, путем разделения кафедры ядерной физики на две части. Вторая часть стала называться кафедрой ядерной спектроскопии. Кафедрой ядерных реакций 30 лет руководил профессор Ю.А.Немилов, а потом профессор П.П.Зарубин. Кафедру ядерной спектроскопии возглавил профессор Б.С.Джелепов; в 1988 г. заведовать этой кафедрой стал профессор К.А.Гриднев. Воссоединение кафедры произошло в 1992 году и ее заведующим стал профессор К.А.Гриднев.
Педагогическая деятельность кафедры
В последние годы на кафедре работает 7 докторов и 14 кандидатов наук; обучается в среднем от 30 до 35 студентов, до 10 человек аспирантов и до 5 докторантов. Коллективом кафедры разработано и читается большое число оригинальных курсов лекций по ядерной физике. В учебном плане кафедры значатся 31 курс лекций для студентов и аспирантов и один курс для студентов других специальностей факультета.
В Ленинградский период, до 1975 г., кафедра готовила специалистов с высшим образованием по ядерной физике, время обучения составляло 5,5 лет. После переезда в Петергоф кафедра, как и другие кафедры физического факультета, постепенно перешла на двухуровневую систему обучения, – после 4 лет обучения и защиты дипломной работы присваивается ученая степень бакалавра физики и после 6,5 лет обучения и защиты диссертации – степень магистра физики.
|
 |
Заседание научного семинара кафедры в Петергофе. |
|
Экспериментальные навыки по ядерной физике студенты получают в трёх лабораториях – по ядерной электронике, по ядерной физике для студентов кафедры и в учебной лаборатории по ядерной физике для студентов других специальностей факультета, а также в научных лабораториях. Учебная лаборатория по ядерной физике для студентов других специальностей факультета входит в состав 2-й физической лаборатории факультета здесь занимаются также студенты географического факультета и факультета прикладной математики. Учебная лаборатория по ядерной электронике была создана сотрудниками бывшей кафедры ядерных реакций; ею долго руководил доцент Ю.А.Александров, сейчас возглавляет доцент Л.И.Виноградов. Учебную лабораторию по ядерной физике в свое время разрабатывали доцент А.А.Башилов, П.А.Тишкин и, конечно, профессор Б.С.Джелепов. В Петергофе эта лаборатория для студентов других специальностей была поставлена Ю.Г. Жуковским. После него ею занимался А.В.Шонин, а сейчас – С.Е.Белов. Лабораторию для ядерщиков создал и руководит ею доцент В.А.Сергиенко. Помимо этого на базе циклотронной лаборатории работает практикум по ядерным реакциям для студентов 6 курса кафедры; его подготовил и ведет в.н.с. В.В.Лазарев.
Студенты и аспиранты проходят производственную практику, выполняют бакалаврские, магистерские и кандидатские работы также и в других научных центрах Петербурга (РИАН, ПИЯФ, НИТИ), Дубны (ОИЯИ), Москвы (“Курчатовский институт”) и Европы (ЦЕРН, Гамбургский университет, Берлинский свободный университет, Университет г. Ювяскюля в Финляндии, GSI в г. Дармштадте в Германии).
За 60 лет ядерные кафедры подготовили и выпустили более 1200 высококвалифицированных специалистов по ядерной физике, которые успешно работают в различных институтах и вузах, на промышленных предприятиях, в том числе на предприятиях атомной промышленности и в учреждениях АН России: на предприятиях атомной промышленности – ЛАЭС, НИТИ им. А.П.Александрова в г. Сосновый Бор, Арзамас-16, Челябинск-70, РНЦ “Курчатовский институт”, НПО “Радиевый институт”, АН – ПИЯФ им Б.П.Константинова, ФТИ
им. А.Ф.Иоффе и др., а также в ОИЯИ, ВНИИМ и др., в центрах бывших союзных республик – в городах Киев, Харьков, Алма-Аты, Ташкент и др. и в Европейских странах.
На кафедрах прошли обучение около 150 студентов из зарубежных стран – Кубы, Китая, КНДР, Вьетнама, Сирии, Египта, Чехословакии, Венгрии, Германии, Болгарии и других стран. Среди выпускников кафедры 3 академика, 3 члена-корреспондента РАН; более 80 докторов наук и около 270 кандидатов. Десятки выпускников являются директорами институтов, руководителями научных лабораторий и отделов, ведущими и старшими научными сотрудниками. За последние годы, с 2000 г. по 2005 г., результаты педагогической деятельности кафедры такие: подготовлено 33 бакалавра, 20 магистров физики, защитили кандидатские диссертации 12 аспирантов и сотрудников кафедры и 7 человек – докторские диссертации.
В течение всего этого периода происходило совершенствование учебного процесса: вводились новые курсы лекций, в лабораториях ставились новые учебные работы, модернизировались старые, писались методические пособия. В 80-х годах вышли книги Б.С.Джелепова “Разработка сложных схем распада”, “Бета-процессы” (совместно с другими авторами), ежегодные академические сборники под его редакцией “Современные методы ядерной спектроскопии” 1983–1986 гг., которые стали настольными для ядерных спектроскопистов. Книги В.М.Михайлова и О.Е.Крафт “Ядерная физика”
1988 г. издания, П.А.Тишкина “Экспериментальные методы ядерной физики”, П.П.Зарубина “Радиоактивность” предназначены для студентов бакалавриата. Описания лабораторных работ по ядерной физике были изданы в 1975 г. – сборник под редакцией В.О.Сергеева “Практикум по ядерной физике”. В настоящее время готовится его второе издание. Недавно вышел сборник описаний новых лабораторных работ для студентов кафедры под редакцией В.А.Сергиенко – “Практикум по ядерной физике и ядерной электронике”. Издаются также пособия по отдельным курсам лекций.
Научная работа кафедры
Основное научное направление кафедры было определено при ее образовании – это экспериментальное и теоретическое изучение свойств атомных ядер методами ядерной спектроскопии и ядерных реакций. Для исследования ядерного излучения естественных и искусственно созданных радиоактивных ядер сотрудники бывшей кафедры ядерной спектроскопии сконструировали и построили большое число прецизионных, уникальных, и в свое время бывших лучшими в мире спектрометров: “кэтрон” (Б.С.Джелепов, А.А.Башилов), спектрометр с фокусировкой электронов на угол (А.В.Золотавин), универсальный магнитный бета-спектрометр (А.В.Золотавин, Е.П.Григорьев, В.О.Сергеев), линзовый бета-спектрометр (Б.С.Джелепов, П.А.Тишкин), сдвоенный линзовый бета-спектрометр (В.А.Сергиенко), магнитный сдвоенный бета-спектрометр типа “Апельсин” (Б.С.Джелепов, П.А.Тишкин, Но Сен Чан), бета-годоскоп (Ю.Н.Подкопаев), спектрометр с трехкратной фокусировкой (Б.С.Джелепов, О.Е.Крафт), гамма-спектрометры – гамма-годоскоп (О.В.Чубинский), полупроводниковые спектрометры (Ю.В.Наумов, О.Е.Крафт,
В.А.Сергиенко и др.) и другие.
Сотрудники кафедры ядерных реакций для изучения спектров возбуждения ядер, механизма ядерных реакций построили ускорители: вначале циклотрон Р-7, а затем циклотрон У-120 с энергией протонов 6 МэВ и бетатрон на 5,5 МэВ. На этих спектрометрах и ускорителях выполнены тысячи экспериментов по изучению видов излучений, энергий, интенсивностей и угловых распределений продуктов распада и ядерных реакций; получены сведения о схемах распада сотен радиоактивных ядер, структуре и квантовых характеристиках основных и возбужденных состояний ядер, природе возбуждения, характере и механизме взаимодействия частиц с ядрами и образования продуктов реакций как естественно-радиоактивных ядер, так и созданных искусственным путем. Особый интерес вызывают исследования ядер, обладающих большим избытком протонов (нейтронно-дефицитные), либо нейтронов (нейтронно-избыточные), по сравнению со стабильными. Изучение таких ядер впервые было начато сотрудниками кафедры в г. Дубна.
Сотрудники обеих кафедр вели исследования также на изохронном циклотроне с переменной энергией протонов МГЦ-20, который находится в совместном владении с НПО “Позитрон”, на ускорителях ОИЯИ, Радиевого института, Гамбургского университета, университетов г.Ювяскюля и г.Турку (Финляндия), г.Дармштадт (Германия). Так, свойства так называемых “аналоговых” состояний ядер изучали Ю.В.Наумов и другие на электростатическом генераторе Ван-де-Граафа, и группа В.Ф.Литвина и Л.В.Краснова – элементарные частицы на синхрофазотроне в ОИЯИ (Дубна), Ю.Н.Новиков с аспирантами и студентами проводит опыты по прецизионному измерению масс атомных ядер, далеко удаленных от линии бета-стабильности, в г. Дармштадт (Германия) и другие.
В составе объединенной кафедры ядерной физики и отдела НИИ физики университета организованы 4 научных лаборатории, в которых ведутся научные исследования и выполняются студенческие курсовые и бакалаврские работы, магистерские, кандидатские и докторские диссертации: лаборатория теоретической ядерной физики – руководитель лаборатории профессор К.А.Гриднев, лаборатория ядерной спектроскопии – руководитель профессор В.М.Михайлов, лаборатория ядерной физики высоких энергий – руководитель профессор Л.В.Краснов, лаборатория ядерных реакций – руководитель в.н.с. В.В.Лазарев.
Однако, в связи с тем, что при переезде в Петергоф возможности проведения экспериментальных работ заметно сократились, увеличилось число работ, выполняемых на площадках научных центров Санкт-Петербурга, Москвы и Западной Европы; возросла доля работ по анализу и обобщению данных об атомных ядрах (Е.П.Григорьев и другие), а также доля теоретических работ. Из многочисленных теоретических исследований отметим только некоторые. Теоретическое описание структуры атомных ядер развивает В.М.Михайлов с сотрудниками, М.А.Листенгартену принадлежат фундаментальные работы по теории внутренней конверсии, по аномальной конверсии, двойной конверсии. Совместно с Ф.Ф.Карпешиным им разработаны теории мезонной и резонансной конверсии. Он же в соавторстве с А.П.Фересиным открыл новый вид электромагнитных моментов ядер, так называемых “тороидальных”. К.А.Гриднев и его сотрудники выполнили большой объем исследований по теории коррелированного движения нуклонов в ядрах и по прямым ядерным реакциям, применив разработанный метод для изучения структуры легких ядер и взаимодействия тяжелых ионов.
Коллективом теоретиков созданы вычислительные программы для расчетов различных физических характеристик атомных ядер и анализа ядерных реакций.
Большое развитие на кафедре получили прикладные исследования. Основная часть этих исследований проводится с применением ускорителей – циклотронов и бетатрона. Сюда относятся: разработка новых методов получения радиоактивных изотопов для медицины и техники, создание новых приборов для обнаружения радиоактивных загрязнений и исследования ядерных излучений и др. Полученные результаты внедряются в практику.
Результаты экспериментального и теоретического исследований свойств атомных ядер опубликованы более чем в 1500 статьях и в большом числе научных монографий и обзоров.
Научный семинар кафедры
Большую роль в становлении учебной и научной работы на кафедре, повышении научного уровня исследований сыграл первый в вузах нашей страны, постоянно действующий, целиком посвященный ядерной физике научный семинар, организованный Б.С.Джелеповым. С тех пор еженедельно, как правило, по понедельникам, происходят заседания семинара (кроме дней каникул студентов). Много лет секретарем семинара был М.А.Листенгартен, в настоящее время эти обязанности выполняет В.А.Сергиенко.
Вскоре после создания семинара в его работу включились многие физики города. Особенно возрос интерес к семинару и ядерной физике в 1945-46 годах, это было связано с использованием атомной энергии в военных целях. В работе семинара стали принимать активное участие ученые многих научных центров и преподаватели вузов Ленинграда. По существу, это был общегородской семинар. Частыми гостями на заседаниях были ученые Москвы, Дубны и других городов, а также приезжающие в страну иностранные ученые, которые выступали с информацией о своих институтах и о своей научной работе (Расмуссен, Шелайн и другие).
Тематика семинара охватывает широкий круг вопросов: это экспериментальные и теоретические работы по ядерной физике, физике космических лучей и элементарных частиц, физике высоких энергий, новые методы и приборы в ядерной физике для анализа и регистрации ядерных излучений. Также рассматриваются наиболее интересные проблемы астрофизики, биофизики и радиоэкологии, радиационной физики и радиохимии, принципиальные вопросы квантовой механики и теории относительности.
В Петергофе посещаемость семинара сотрудниками других научных и учебных учреждений города сократилась. Тем не менее попрежнему часто в качестве докладчиков на семинаре выступают сотрудники ПИЯФ, РИАН, ОИЯИ, РНЦ “Курчатовский институт”, сотрудники НИИ физики и физического факультета университета, других подразделений университета – математико-механического и химического факультетов, научных центров Европы. Так, в прошедшем и текущем годах на семинаре выступили более 10 сотрудников ПИЯФ (А.П.Серебров, А.В.Дербин,
Л.А.Попеко, Л.М Смотрицкий, В.М.Лебедев и другие), 6 сотрудников Радиевого института (С.В.Хлебников, С.Г.Явшиц, А.В.Евсенин, А.П.Фомичев и другие), несколько сотрудников ОИЯИ (К.Я.Громов,
В.А.Самарин и другие), сотрудники университета профессор Г.А.Скоробогатов, заведующий кафедрой астрономии профессор В.В. Иванов, с.н.с. Г.А.Никольский, В.В.Фролов и многие другие.
Непременными участниками семинара, в том числе и в качестве докладчиков, являются студенты старших курсов и аспиранты. Многие профессора, доктора наук, члены-корреспонденты АН и академики из числа выпускников кафедры свои первые научные доклады сделали на университетском семинаре, будучи еще студентами. Трудно переоценить роль, которую сыграл семинар в формировании ленинградской–петербургской научной школы физиков-ядерщиков.
Большой интерес представляют заседания первоапрельского семинара. Он посвящен не тому, что уже достигнуто, а проблемам ядерной физики, которые еще не решены или не подняты. Например, доклады Б.С.Джелепова “Обнаружение бета-распада нейтрона”, “Верхний предел массы нейтрино”, “Протонная радиоактивность” и другие были доложены задолго до того, как эти явления были открыты. Иногда первоапрельские доклады носят даже фантастический характер. Например, доклад Ю.В.Хольнова “Ядро-дробилки”, Ю.Н.Демкова – “Космические телескопы”, К.А.Гриднева – “Монополь Дирака”.
За юбилейный период прошло 1790 заседаний семинара. На них было заслушаны около 2700 докладов. Среди докладчиков встречаются имена известных ученых: В.И.Алиханова, А.А.Башилова, В.Б.Берестецкого,
Д.А.Варшаловича, М.Г.Веселова, Н.А.Власова,
Л.Э.Гуревича, Г.Ф.Друкарева, В.М.Лобашева, П.И.Лукирского, А.Б.Мигдала, Ю.Н.Немилова, П.П.Павинского, К.А.Петржака, Л.А.Слива, С.Э.Фриша и других.
Популярности семинара способствовал высокий научный уровень работы семинара, который поддерживал руководитель семинара Б.С.Джелепов. Он же был наиболее активным участником и докладчиком на семинарах, постоянным оппонентом других докладчиков, умело разворачивал дискуссии вокруг рассматриваемых проблем. Сейчас эту роль весьма успешно выполняет К.А.Гриднев.
Научные связи
и перспективы развития кафедры
Кафедра имеет широкие и тесные научные связи с научно-исследовательскими учреждениями города – НПО “Радиевый институт”, Петербургский институт ядерной физики АН, Физико-технический институт АН, а также и других городов: Москва – РНЦ “Курчатовский институт”, НИИ ядерной физики МГУ, Дубна – ОИЯИ, с институтами ядерной физики Киева, Алма-Аты, Ташкента и других городов. Кафедра постоянно сотрудничает с Гамбургским и Берлинским университетами (Германия), университетом Або Академии (Финляндия), установлены связи с Барселонским, Монреальским и другими университетами.
Сотрудники кафедры принимали и принимают активное участие в подготовке, проведении и работе общесоюзных, всероссийских и международных совещаний и в конференциях, школах и семинарах по ядерной физике, в том числе по “удаленным” ядрам, по точным измерениям в ядерной спектроскопии, по отдельным вопросам теории ядра. В 2005 г. в Петергофе прошла 55-я международная конференция по ядерной спектроскопии и структуре атомного ядра. Сотрудники также участвуют в различных научных программах и конкурсах.
В планах кафедры предусмотрено расширение тематики исследования атомных ядер и механизмов ядерных реакций как по экспериментальному, так и по теоретическому направлениям. Коллективом кафедры разработана новая магистерская программа “Ядерная энергетика и экология”, которую предполагается ввести в ближайшие годы. Выпускники, получившие образование по этой программе, смогут заниматься созданием новых источников ядерной энергии, разработкой и исследованием энергетических ядерных систем существующих типов, вопросами прикладной ядерной физики – дозиметрией излучений, дефектоскопией различных узлов и агрегатов, определением состава веществ различных образцов, радиационной безопасностью и экологическими проблемами – возможного вредного воздействия ядерных объектов на окружающую среду и биологические объекты, а также автоматизацией физического эксперимента, разработкой физической аппаратуры для ядерных энергетических систем.
Кафедра ядерной физики входит в XXI век, сохранив в основном свой научный потенциал, и намерена внести достойный вклад в решение важнейших проблем ядерной физики и ядерной энергетики России. 
К.А.Гриднев, профессор,
В.А.Сергиенко, доцент
|
