Современные мемуары

Е.Шабалин

Покоренные вершины

(Глава из книги "Чудесны были эти годы". Печатается в сокращении)

(Окончание. Начало в № 39)

Как же все происходило? Однажды я решил теоретически исследовать динамику импульсного реактора при больших мощностях. Изучая это, вдруг обнаружил странную вещь: при повышении мощности реактора в какой-то момент вместо 5 импульсов в секунду реактор начинает "выдавать" 2,5 импульса в секунду. По размышлении понял, почему это происходит. Но если еще дальше поднимать мощность, получается сокращение частоты еще в 2 раза, потом еще в 2 раза, а потом вдруг появляется хаос, то есть с какого-то момента возникают импульсы произвольной величины. Ничего не делается, а возникает то нулевой импульс, то огромный. Я очень удивился этому явлению и рассказал знакомому теоретику - Володе (Владимиру Казимировичу Игнатовичу, светлая память этому неповторимому и незабываемому человеку!) Он посоветовал мне почитать про фракталы. Это был 1985 год. Прочитав, понял, что поведение динамической системы, подобной импульсному реактору, описывается диаграммой Файгенбаума, диаграммой бифуркаций и детерминированного хаоса, открытой всего семь лет назад (!). А я независимо получил эту диаграмму, изучая динамику реактора.

"Так значит, это не открытие?!" - обрадуется читатель-мизантроп. Строго говоря, он прав, но что-то я все же открыл: даже надежный реактор с сильной отрицательной обратной связью может оказаться в неуправляемом режиме. Более того: чем сильнее обратная связь, тем быстрее реактор приходит в режим стохастической неустойчивости. Это отнюдь не очевидное заключение, и можно сказать - кощунственное для реакторщика. Когда я отослал эту работу в серьезный американский журнал Nuclear Technology, мне дали сначала отрицательный отзыв: "Работа хорошая, но ее нельзя публиковать, потому что она вызовет отрицательный общественный резонанс против атомной энергетики". Тем не менее я убедил их, что к атомной энергетике это не относится, и работу опубликовали.

С коллегами-изобретателями В.Лущиковым и В.Голиковым.

Четвертая работа - о спонтанных тепловых взрывах, образующихся при облучении материала холодного замедлителя нейтронов. Спонтанный саморазогрев вещества при наличии определенного количества радикальных атомов и молекул и мгновенный выброс водорода неоднократно приводили к разрушениям замедлителей на интенсивных источниках нейтронов. Существовало несколько теорий (включая работы всемирно известного Франк-Каменецкого), но когда я начал этим практически заниматься, выяснилось, что ни одна теория не предсказывает специфических особенностей спонтанного саморазогрева. После долгого и трудного анализа выяснилось, что главную роль в этом процессе играет неравномерность распределения радикалов. Это было опубликовано, доложено на международных симпозиумах, но поскольку я не принадлежал к клану химиков-кинетиков, то на публикацию они не обратили внимания, за исключением моих коллег по разработке холодных замедлителей нейтронов. А работа была не тривиальная. Чтобы прийти к выводу о существенном влиянии неравномерности распределения радикалов на величину их критической концентрации, пришлось "поломать голову", обработать, проанализировать многочисленные экспериментальные результаты, написать ряд программ для ЭВМ, моделирующих процессы образования треков и рекомбинации радикалов. Мне удалось привлечь к этой работе академика Гольданского и его сотрудников, которые предложили ряд других подходов к решению проблемы, но ни один из них не дал результата.

Пятым своим достижением я считаю гипотезу о зарождении жизни во Вселенной вследствие спонтанного саморазогрева смеси простейших соединений на частицах пылевидных туманностей. Пылевые туманности во Вселенной образуются при взрывах сверхновых и существуют до сотни миллионов лет. Температура в них подходящая - около 10 К, их состав известен: простейшие органические соединения - аммиак, метан, вода, двуокись углерода. Было давно известно, что если облучать такую смесь, то образуются аминокислоты. Я подсчитал интенсивность облучения пылевых туманностей космическими протонами, и получилось, что каждый миллион лет пылинка в пылевом скоплении "взрывается" (точнее, быстро нагревается на несколько градусов или десятков градусов из-за достижения критической концентрации радикалов). В результате повышения температуры ускоряются химические реакции, и, соответственно, процесс образования аминокислот, причем, каждый последующий раз - более сложных. А за 100 млн лет они могли усложниться вплоть до молекул типа РНК, которые затем были занесены на Землю. В этом меня поддержал Майо Гринберг, известный голландский ученый, занимающийся теорией образования простейших аминокислот в хвостах комет. Я специально приезжал в Голландию, чтобы познакомиться с ним. Там увидел, как тесно живут голландцы, - дом Гринберга на берегу канала наполовину стоял над водой, так что прямо из дома можно было сесть в катер. А для того чтобы загнать авто к дому, нужно было проехать через ворота соседней территории, что обычно сопровождалось перебранкой с хозяином. При посещении лаборатории Гринберга нас с Ларисой поразил его молодой научный сотрудник - он пел и танцевал в процессе работы!

К сожалению, эту гипотезу я так и не опубликовал в серьезных научных изданиях - на два года переключился на работу в Германии по проекту европейского нейтронного источника ESS. А потом... потом другие дела захватили. А скорее всего, не будучи Федором Конюховым, просто не решился пускаться в плавание по океану на весельной лодочке.

Шестым достижением могу считать свое активное сотрудничество в большом коллективе, создавшем реактор ИБР-2 (о заключительных аккордах этой симфонии труда, творчества и терпения читайте ранее опубликованные отрывки). В частности, пришлось искать нетривиальные объяснения причин "загадочных" явлений в реакторе ИБР-2 ("отсутствие" эффекта выгорания топлива в первые два-три года работы, странное снижение мощности в течение каждого недельного цикла, положительный эффект слива воды, кажущееся усиление положительной обратной связи с выгоранием топлива, аномальные запаздывающие нейтроны и др.)

К седьмому достижению (счастливое для меня число 7!) могу причислить обоснование преимущества импульсного реактора, заряженного ядерным топливом на основе нептуния-237, над реакторами, загруженными плутонием или ураном. Начали изучать свойства нептуниевого реактора вместе с Анатолием Дмитриевичем Роговым еще в 1991 году, но тогда не заметили всех замечательных свойств этого элемента. И только в 2016-2017 годах обнаружились три других выдающихся свойства нептуниевого реактора в дополнение к ранее известным (короткому времени жизни нейтронов и нечувствительности к затоплению водой), а именно: в несколько раз ниже фон нейтронов между импульсами, значительно выше эффективность модулятора реактивности и отсутствие отрицательного эффекта падения коэффициента размножения при работе реактора, так называемого "эффекта выгорания". Последнее настолько необычно, что специалисты не сразу поверили в этот эффект. А он дает почти неограниченный срок использования тепловыделяющих элементов без догрузки и перегрузки активной зоны в течение 30-40 лет.

Одни придумывают - другие работают (В.Жуков).

Начиная с 2018 года идет проект создания такого реактора в Дубне под названием ИБР-3 - дань принадлежности реактора к семейству ИБРов. Мне больше по душе НЕПТУН, бог морей, огромная голубая планета. Следует подчеркнуть, что это будет первое и пока единственное в мире применение значительного количества (500 килограммов) изотопа нептуния-237, который до сих пор считался опасным отходом атомной энергетики. Не могу не перечислить своих коллег, приложивших усилия, знания и авторитет на первом этапе проекта - доказательстве необходимости создания такого реактора в Дубне после выработки ресурса модернизированного ИБР-2: Виктор Лазаревич Аксенов, Глеб Комышев, Елена Проценко, Михаил Рзянин, Анатолий Балагуров, Сергей Куликов, Александр Иоффе и др.

***

Итак, семь значительных, по собственной оценке, работ. На моей бейсболке изображено 4 шитых золотом звезды, а в стеклянном шкафу лежат на бархатных подушечках четыре золотые медали. Где еще три? Завышенная самооценка или сознательная недооценка? Да просто глупая приверженность к магии чисел! Нет ни счастливых, ни плохих чисел и дат. Есть только миг, длящийся всю жизнь, как в песне...