75 лет Лаборатории ядерных проблем

Из истории Лаборатории ядерных проблем

Отрывки из статьи В.П.Джелепова

Начало истории Дубны как места, где за относительно короткий срок вырос один из крупнейших в мире центров новейших ядерных исследований, относится ко второй половине 40-х годов 20-го столетия. В эти тяжелые послевоенные годы по инициативе выдающегося ученого нашей страны директора Института атомной энергии (ИАЭ) академика И.В.Курчатова и ряда других ученых-ядерщиков в целях развития в СССР перспективных фундаментальных исследований в области физики элементарных частиц и атомного ядра при высоких энергиях правительством нашей страны в 1946 г. было принято решение о разработке и сооружении к концу 1949 г. крупнейшего в то время в мире ускорителя частиц - синхроциклотрона с диаметром полюсов пять метров.

Для этой цели было решено организовать филиал ИАЭ, присвоив ему из соображений секретности название "Гидротехническая лаборатория" АН СССР, и разместить его относительно недалеко от Москвы. Директором филиала и научным руководителем проекта ускорителя был назначен М.Г.Мещеряков, а его заместителем В.П.Джелепов (оба тогда кандидаты физико-математических наук). По настоянию так называемых компетентных органов местом для размещения филиала стала деревня Ново-Иваньково (позднее город Дубна), расположенная на правом берегу Волги близ первого шлюза водоканала Волга - Москва.

И.В.Курчатов и В.П.Джелепов. 1959 год

В связи со сжатыми сроками, отведенными на сооружение ускорителя и научного городка, все строительные работы и работы по изготовлению оборудования на заводах страны велись очень высокими темпами и под строгим контролем. При крайнем напряжении сил коллектива лаборатории и сотрудничающих предприятий и институтов ускоритель был создан и введен в действие строго в срок - к семидесятилетнему юбилею И.В.Сталина 21 декабря 1949 года. В ночь на 14 декабря 1949 г. на синхроциклотроне были ускорены дейтроны до энергии 280 МэВ, затем - частицы до 560 МэВ и позднее протоны до 480 МэВ. В 1951 г. за создание ускорителя руководители этих работ и сотрудники, внесшие в них значительный вклад, были удостоены Государственной премии СССР. Систематические физические исследования начались практически сразу после пуска ускорителя.

Ввод в действие пятиметрового синхроциклотрона и начало исследовании на нем знаменовали собой рождение в нашей стране ядерной физики высоких энергий.

Лаборатория начала быстро пополняться научными кадрами. Особенно ценным явилось прибытие на работу в ГТЛ в 1950 г. выдающегося итальянского физика профессора (в будущем академика АН СССР) Б.М.Понтекорво. В том же году начал работать в лаборатории известный ученый М.С.Козодаев. Еженедельно приезжали из Москвы на научные семинары лаборатории с лекциями и для обсуждения программ и результатов экспериментов крупные теоретики И.Я.Померанчук, Я.А.Смородинский, Б.М.Мигдал и Б.Т.Гейликман. Они же руководили молодыми теоретиками лаборатории (Л.И.Лапидус, В.Г.Соловьев, Б.М.Барбашов, Н.А.Черников, С.М.Биленький, Р.М.Рындин). Всё это значительно усилило научный потенциал лаборатории. В конце 1953 г. после существенной реконструкции синхроциклотрона (увеличения диаметра полюсов магнита до шести метров и замены ряда других узлов) на ускорителе были получены протоны с энергией 680 МэВ и создана серия каналов пучков протонов, нейтронов и пионов. [...]

В 1953 г. за полученные на ускорителе важные научные результаты значительная группа ученых лаборатории была удостоена Государственной премии СССР. В том же году наш филиал приобрел статус самостоятельного института, получившего название Институт ядерных проблем (ИЯП) АН СССР.

В 1956 г. учрежденный ОИЯИ, созданный на основе ИЯП АН СССР с действующим синхроциклотроном, стал первой базой для научных исследований интернационального коллектива стран-участниц ОИЯИ. [...]

Заместитель директора ЛЯП Л.И.Лапидус (справа) знакомит американского писателя М.Уилсона (в центре) с экспериментальным оборудованием лаборатории. 1958 год

Наличие в ЛЯП действующего ускорителя и значительного числа физиков, успешно ведущих в течение ряда лет исследования в новой области ядерной физики, сразу же привлекло к лаборатории внимание ученых из всех стран, ставших участницами ОИЯИ.

В результате уже в начале 60-х годов число иностранных специалистов работающих в ЛЯП, достигло 70-80 человек, а в 70-80-х годах, когда лаборатория развернула исследования еще и на ускорителе на энергию 70 ГэВ в Серпухове, их количество составило 150-170 человек. Отмечу сразу же, что обычно в те годы в ЛЯП работала примерно треть всех иностранных специалистов ОИЯИ, не считая значительного количества сотрудников из Грузии, Азербайджана, Армении и республик Средней Азии. В 60-70-х гг. штат лаборатории увеличился почти в три раза по сравнению с 1956 годом.

Директор ЛЯП профессор В.П.Джелепов знакомит Ф.Жолио-Кюри с экспериментальным оборудованием. 1958 год

Были организованы новые отделы: слабых и электромагнитных взаимодействий (руководитель профессор Б.М.Понтекорво), ядерной спектроскопии и радиохимии (руководитель доктор К.Я.Громов), ядерной электроники (руководитель доктор А.Н.Синаев) теоретический сектор (руководитель заместитель директора ЛЯП доктор Л.И.Лапидус), отделы, силами которых совместно с КБ, мастерскими лаборатории, ОП ОИЯИ и частично с заводами создавались крупные установки для исследований на ускорителе в Серпухове. Руководителями их стали доктора наук Ю.М.Казаринов, А.А.Тяпкин, Ю.А.Будагов, С.А.Бунятов, В.И.Петрухин (позднее Г.В.Мицельмахер), Л.Л.Немёнов.

Для размещения всех этих новых отделов при содействии дирекции Института было построено несколько хорошо оборудованных новых зданий. В целях обеспечения технической базой развивающихся научных отделов мастерские лаборатории также были расширены примерно в три раза, оснащены первоклассными чехословацкими станками. Почти вдвое был увеличен конструкторский отдел.

Важной задачей руководства лаборатории и отделов явилась разработка программы исследований, которая бы учитывала интересы как уже работающих, так и приехавших в лабораторию из стран-участниц сотрудников, а также расширение программы в соответствии с возможностями проведения качественно новых исследований на ускорителях, дающих частицы во много раз больших энергий. Другой, не менее сложной задачей, являлась сама реализация намечаемых программ.

Прежде всего нужно было увеличить темп и количество исследований, выполняемых на собственном ускорителе. Это потребовало придания ускорителю новых качеств: повышения тока ускоренного пучка, создания новых пучков, повышения надежности работы ускорителя.

Большими достижениями лаборатории стали: увеличение почти в десять раз интенсивности ускоренного пучка протонов синхроциклотрона (с 0,25 мкА в 1956 г. до 2,3 мкА в 1962 г. (руководители В.И.Данилов, А.А.Глазов) и использование разработанной В.П.Дмитриевским системы вывода пучка из ускорителя с эффективностью 5%, обеспечившей резкое увеличение интенсивностей пучков вторичных частиц, получаемых от внешних мишеней.

Возможности для проведения различных экспериментов были существенно расширены благодаря созданию новых пучков поляризованных протонов и нейтронов различных энергий, получаемых от распада пионов в 15-метровом жесткофокусирующем канале из магнитных линз (руководители Б.И.Замолодчиков, А.А.Кропин, В.С.Роганов).

В результате синхроциклотрон начал регулярно работать на физический эксперимент не по 3,5 тыс. часов в год, как было в 1956 году, а по 6-6,5 тыс. часов и, по общему признанию, стал лучшим синхроциклотроном в мире. Это позволило выполнить на нем очень большой комплекс исследований по физике элементарных частиц и атомного ядра и получить много новых научных результатов, в том числе самой высокой научной значимости. Среди них тринадцать открытий новых явлений, зарегистрированных в Государственном реестре открытий СССР.

Известно, что любой ускоритель, достигший рекордных параметров по интенсивности и качеству пучков, по прошествии относительно недолгого времени (примерно 15 лет) теряет эти преимущества, становится не в состоянии обеспечить условия для получения новых высокозначимых физических результатов.

Учитывая это, дирекция ЛЯП в 1959 году приняла решение о создании в рамках лаборатории отдела по разработке новых высокоинтенсивных ускорителей на энергии около 1 ГэВ во главе с профессором В.П.Дмитриевским.

Реконструкция синхроциклотрона. Монтаж установки. 1981 год

Под руководством В.П.Джелепова, В.П.Дмитриевского и Л.М.Онищенко в основном силами этого отдела и НИИЭФА был создан рабочий проект нового ускорителя - сильноточного фазотрона со спиральной вариацией магнитного поля на энергию протонов 680 МэВ. Его сооружение и наладка были закончены в 1984 г. С конца 1984 г. он успешно работает на физику частиц и атомного ядра, а также используется для прикладных исследований. Параметры пучков нового ускорителя и его надежность существенно превосходят возможности бывшего синхроциклотрона, проработавшего 30 лет и полностью исчерпавшего свой ресурс.

При сооружении нового ускорителя был построен ряд новых павильонов и зданий: для размещения физической аппаратуры и измерительного центра, для комплекса ЯСНАПП-2 (типа ISOLDE) с сепаратором ионов, лаборатория для экспериментов, требующих низкого фона посторонних излучений. Была также создана система новых каналов пучков, включая пучок так называемых "поверхностных", очень низкоэнергетических мюонов, сооружен павильон с шестикабинным комплексом медицинских пучков для лечения онкологических больных.

Тематика физических исследований Лаборатории ядерных проблем охватывает область как промежуточных, так и высоких энергии. Ученые ЛЯП работают на ускорителях в Серпухове, Женеве, Батавии, Сакле, Юлихе, Виллигене и других центрах.

ЛЯП - вторая по величине лаборатория ОИЯИ. Ее штат составляет 625 сотрудников, в том числе 54 доктора наук и 130 кандидатов наук. В ЛЯП получили степени и звания большое количество (около 350 человек) специалистов из всех стран-участниц ОИЯИ.

Из сборника статей "Объединенному институту ядерных исследований - 40 лет". 1996 год