Известия академии инженерных наук 2014 №1

ISSN 2307-163Х

NEWS ACADEMY OF ENGINEERING SCIENCES

A.M. PROKHOROV

№1 ∙ 2014

ИЗВЕСТИЯ АКАДЕМИИ

ИНЖЕНЕРНЫХ НАУК им. А.М. ПРОХОРОВА

Учредители: ООО «Научтехлитиздат» ООО «Мир журналов»

Свидетельство о регистрации: СМИ ПИ № ФС77-50416 от 25.06.2012

Подписные индексы: ОАО «Роспечать» 83189«Пресса России» 10358ISSN 2307-163X

Главный редактор: Ю.В. Гуляев, Академик РАН

Зам. главного редактора Собко А.А., канд. физ.-мат. наукДмитриев С.М., д-р техн. наук

Ответственный секретарь:Э.Н. Муравьев, чл.-корр. АИН

Редакция: В.Б. Гончарова, Н.Н. Годованец, Е.А. Боброва, И.Ю. Шабловская, В.С. Сердюк

Редакционная коллегия:Алферов Ж.И., акад. РАН, д-р физ.-мат. наукГуляев Ю.В., акад. РАН, д-р физ-мат. наукМоисеенко В.Г., акад. РАН, доктор геол.-минер. наукОсико В.В., акад. РАН, д-р физ-мат. наукСергиенко В.И., акад. РАН, д-р хим. НаукФортов В.Е., акад. РАН, д-р физ.-мат. наукЩербаков И.А., акад. РАН, д-р физ.-мат. наукЖабрев В.А., чл.-корр. РАН, д-р хим. наукКойфман О.И., чл.-кор. РАН, д-р хим. наукЛысак В.И., чл.-кор. РАН, д-р техн. наукРыбин В.В., чл.-корр. РАНБичурин М.И., д-р физ.-мат. наукБогдасарян А.С., д-р физ.-мат. наукБондаренко Г.Г., д-р физ.-мат. наукБурдаков В.П., д-р техн. наукГромов Ю.Ю., д-р техн. наукДмитриев С.М., д-р техн. наукДубров Э.Я., д-р мед. наукЗахаревич В.Г., д-р техн. наукИванютин Л.А., д-р техн. наук Казарян М.А., д-р физ.-мат. наукКубарев Ю.В. д-р техн. наукКустов Е.Ф., д-р физ.-мат. наукЛапаев Д.Н., д-р эконом. наукЛегуша Ф.Ф., д-р физ.-мат. наукЛисиенко В.Г., д-р техн. наукМорозов В.В., д-р техн. наукНефедов Е.И., д-р физ.-мат. наукОчкин В.Н., д-р физ.-мат. наукПроклов В.В., д-р физ.-мат. наукПрохоцкий Ю.М., д-р техн. наукРухадзе А.А., д-р физ.-мат. наукСамхарадзе Т.Г., д-р техн. наукСинев С.Г., д-р техн. наукСобко А.А., канд. физ.-мат. наукСолинов В.Ф., д-р техн. наукСтаровойтов А.В., д-р техн. наукСухарев Е.М., д-р техн. наукТравкин Н.Н., канд. хим. наукЧугуй Ю.В., д-р техн. наукШокин А.А., д-р техн. наук

Дизайн и верстка: Б.Е. ГолишниковСтатьи, поступающие в редакцию, рецензируются

Адрес редакции:107258, Москва, Алымов пер., д. 17, корп. 2 Редакция журнала «Известия академии наук»Тел.: 8 (985) 233-07-98E-mail: [email protected]Подписано в печать 19.02.2014Формат 60х88 1/8. Бумага мелованная матоваяПечать офсетная. Усл.-печ. л. 14,6. Уч.-изд. л. 14,9. Заказ № ИА-106. Тираж 250 экз.

Издатель: ООО «Научтехлитиздат» 107258, Москва, Алымов пер., д. 17, корп. 2Оригинал-макет и электронная версия подготовлены ООО «Научтехлитиздат»Отпечатано в типографии ООО «Научтехлитиздат»107258, Москва, Алымов пер., д. 17, корп. 2Тел.: 8 (985) 233-07-98

Содержание

АкАдемии инженерных нАук им. А.м. ПрохоровА

ИзвестИя№ 1 ⋅ 2014

научный журнал

Порев В.А., Пахалюк Р.И., Божко К.М.

ИсследованИе люмИнесцИрующИх дефектов солнечных панелей 3

Мирошникова И.Н., Х.С.Х. Мохамед Пресняков М.Ю., Мирошников Б.Н.

влИянИе поверхностноадсорбИрованного кИслорода на параметры фоторезИсторов на основе pb-s-о 7

Булычев Н.А., Муравьев Э.Н. Чернов А.А., Казарян М.А.

плазмохИмИческИе реакцИИ в жИдкИх средах под действИем акустоплазменного разряда 14

Травкин Н.Н.

ИсследованИе металлодИэлектрИческИх наноматерИалов, полученных термИческИм разложенИем металлоорганИческИх соедИненИй 22

Сусов Е.В.

к ИсторИИ разработкИ в ссср И рф матерИала cdxhg1-xte И фотопрИемнИков на его основе для тепловИзИонной технИкИ 25

Лунев Г.Г.

определенИе резервов повышенИя эффектИвностИ проИзводства за счет ИспользованИя вторИчных строИтельных ресурсов 40

Травкин Н.Н.

прохоровская премИя академИИ Инженерных наук 48

Горобец Б.С.

100 лет со дня рожденИя я.б. зельдовИча – главного теоретИка атомного проекта ссср 54

Founder and Publisher: Ltd. The Publishing House«Nauchtehlitizdat»LLC «World magazines»

Certificate of Registration of Media: PI № ФС77-50416 from 25.06.2012

Subscription numbers: The Public Corporation «Rospechat» 83189«Pressa Rossii» 10358ISSN 2307-163X

Editor in Chief: Ju.V. Guljaev, acad. RAS

Deputy Editor in chief: A.A. Sobko, Cand. of Phys.-Math. SciencesS.M. Dmitriev, Doctor of Tech. Sciences

Executive Secretary:E.N. Murav'ev, Corresponding Member AIS

Editorial Staff: V.B. Goncharova, N.N. Godovanec, E.A. Bobrova, I.Ju. Shablovskaja, V.S. Serdjuk

Editorial Board:Alferov Zh.I., (Russia)Guljaev Ju.V., (Russia)Moiseenko V.G., (Russia)Osiko V.V., (Russia)Sergienko V.I., (Russia)Fortov V.E., (Russia)Shherbakov I.A., (Russia)Zhabrev V.A., (Russia)Kojfman O.I., (Russia)Lysak V.I., (Russia)Rybin V.V., (Russia)Bichurin M.I., (Russia)Bogdasarjan A.S., (Russia)Bondarenko G.G., (Russia)Burdakov V.P., (Russia)Gromov Ju.Ju., (Russia)Dmitriev S.M., (Russia)Dubrov Je.Ja., (Russia)Zaharevich V.G., (Russia)Ivanjutin L.A., (Russia) Kazarjan M.A., (Russia)Kubarev Ju.V. (Russia)Kustov E.F., (Russia)Lapaev D.N., (Russia)Legusha F.F., (Russia)Lisienko V.G., (Russia)Morozov V.V., (Russia)Nefedov E.I., (Russia)Ochkin V.N., (Russia)Proklov V.V., (Russia)Prohockij Ju.M., (Russia)Ruhadze A.A., (Russia)Samharadze T.G., (Russia)Sinev S.G., (Russia)Sobko A.A., (Russia)Solinov V.F., (Russia)Starovojtov A.V., (Russia)Suharev E.M., (Russia)Travkin N.N., (Russia)Chuguj Ju.V., (Russia)Shokin A.A., (Russia)

Design, Make-Up: B.E. GolishnikovArticles submitted articles are reviewed

Editorial office address:107258, Moscow, Alymov per., 17, bldg. 2 Еditors «New academy of engineering sciences»Phone: 8 (985) 233-07-98E-mail: [email protected] to the press: 19.02.2014Format 60х88 1/8. Matt coated paperOffset printing. Conv. printer’s sheets 14,6. Uch.-ed. l. 14,9. The order № ИА-106. Circ. 250 экз. The layout and the electronic version of the journal are made by ltd. the Publishing House «Nauchtehlitizdat»Printed in ltd. The publishing house «Nauchtehlitizdat» 107258, Moscow, Alymov per., 17, bldg. 2Phone: 8 (499) 233-07-98

Content

ACAdEmy of EnginEEring SCiEnCES A.m. Prokhorov

newsScientific Journal

№ 1 ⋅ 2014

Poryev V.A., Pakhalyuk R.I., Bozhko K.M.

ReseaRch on the luminescent defects of the solaR panels 3

Miroshnikova I.N., H.C.H. Mohamed Presnjakov M.Yu., Miroshnikov B.N.

influence of suRface-absoRbed oxygen on chaRacteRistics of photoResistoRs based on pb-s-о 7

Bulychev N.A., Muravyev E.N. Chernov A.A., Kazaryan M.A.

plasmachemical Reactions in liquid media undeR acoustoplasma dischaRge 14

Travkin N.N.

investigation of metal-dielectRic nanomateRials obtained by the theRmal decomposition of metal oRganic compounds 22

Susov E.V.

on the histoRy of development in the ussR and the Rf mateRial cdxhg1-xte and photodetectoRs based on it foR theRmal imaging technology 25

Lunev G.G.

definition of ReseRves of incRease of pRoduction efficiency due to secondaRy constRuction building ResouRces 40

Travkin N.N.

pRokhoRov's pRize academy of engineeRing sciences 48

Gorobets B.S.

100 th anniveRsaRy of the biRth of ya. b. zel’dovich – the chief theoRetician of the soviet atomic pRoject 54

3

В.А. ПОРЕВ – доктор техн. наук, профессорР.И. ПАХАЛЮК – аспирантК.М. БОжКО – аспирант

национальный технический университет украины «киевский политехнический институт» украина, г. киев

ИсследованИе люмИнесцИрующИх дефектов солнечных панелейПредложен телевизионный метод контроля люминесциру-ющих дефектов солнечных элементов, позволяющий опре-делить потери на каждой ячейке и оценить эффективность преобразования солнечной панели в целом.

Ключевые слова: солнечная панель, люминесцирующий дефект, контроль, метод.

V.A. PoRYEV – doctor of Tech. Sciences, ProfessorR.I. PAKHALYUK – Postgraduate StudentK.M. BozHKo – Postgraduate Student

national technical university of Ukraine «kyiv polytechnic institute» kiev, Ukraine

ReseaRch on the luminescent defects of the solaR panelsThe television method to control the luminescent defects of the solar cells was proposed. The method allows to determine the losses on each cell and to estimate the conversion efficiency of the solar panel as a whole.

Key words: solar panel, luminescent defect, control, method.

Преобразование солнечной энергии в электрическую является наиболее перспективным направлением энергетики, ведь солнце является основным источ-ником всех видов энергии, доступных в настоящее время. Разработка солнечных батарей становится од-ной из приоритетных технологий.

Однако сравнительно высокая уязвимость сол-нечных батарей к различным воздействиям в про-цессе эксплуатации и отсутствие адекватных средств оперативного и достоверного контроля де-фектов в солнечных панелях стали серьезной про-блемой, которая требует развитие новых и улуч-шения уже существующих методов и средств их неразрушающего контроля.

Дефекты в солнечных элементах панелей можно разделить на две основные группы – электрически ак-тивные и электрически неактивные (места локального перегрева, микротрещины, повреждения защитного стекла и др., которые возникают в процессе произ-водства, а также вследствие внешних воздействий). Эффективность преобразования энергии солнечными элементами непосредственно связана с количеством и характером дефектов солнечных панелей. Присут-ствие дефектов приводит к ухудшению эксплуатаци-онных характеристик – снижение напряжения холо-стого хода Ux.x и коэффициента заполнения ξ, что в свою очередь, снижает эффективность преобразова-ния солнечной энергии в электрическую (КПД).

сегодня используются такие методы контроля дефектов как сканирующая зондовая микроскопия, рентгеноскопия, спектроскопическая эллипсоме-трия, термография и другие. Использование методов сканирующей зондовой микроскопии и спектроско-

пической эллипсометрии требует поверхностей, ко-торых обычно нет у фотовольтаических материалов. Что же касается термографического метода, то ос-новным недостатком является относительно невы-сокая точность определения координат и размеров дефектов, что связано с распространением тепла и «расплыванием» изображения, что мешает опреде-лению границ дефектов.

в работах [1, 2] рассмотрены методы выявления и исследования электрически активных дефектов, обладающих електролюминесценцией при прямых и обратных смещениях на pn – переходах. в работе [1] пластины солнечных панелей, изготовленные раз-личными производителями на основе кремния р-типа, разрезались на квадраты со сторонами от 2 мм до 20 мм, в пределах которых фиксировалось наличие или отсутствие дефектов. выявленные дефекты ис-следовались с помощью растрового электронного ми-кроскопа JSM IC845 «JEOL», в результате чего были получены изображения дефектов, которые выглядели как отдельные светящиеся точки или их скопления различных размеров. Однако электрически активные электролюминесцентные дефекты при обратных сме-щениях на pn – переходах были исследованы недоста-точно для полного понимания их влияния на эффек-тивность преобразования солнечной панели.

Для более детального исследования дефектов, имеющих елетролюминесцентную природу, нами предложено использовать телевизионные информа-ционные измерительные системы (тИИс) [3]. со-временные тИИс обеспечивают уникальную среди всех информационных измерительных систем сово-купность показателей: мегапиксельная выборка при

ИзвестИя

4

академии инженерных наук им. а.м. Прохорова [email protected]

Рис. 1 Стенд для телевизионного контроля дефектов: а) структурная схема; б) общий вид: 1- КИП, 2- оптическая скамья, 3 – солнечная панель, 4 – телевизионная камера, 5 – штатив, 6 – изолирующий экран, 7 – ПК, 8 – ЛАТР

Рис. 2 Каскадный источник питания: а) общий вид КИП; б) схема электрическая принципиальная

времени формирования порядка милисекунд и ми-кронном пространственном разрешении.

телевизионный стенд для исследования люми-несцирующих дефектов (электрически активные дефекты при обратных смещениях на pn-переходах) солнечных панелей больших размеров (площадью до 2 м2) представлен на рисунке 1.

Исследуемый образец (солнечная панель) 3 закре-плен с помощью двух реек и винтов на оптической скамье 2, что обеспечивает точное позиционирова-ние области дефекта солнечной панели относитель-но объектива телевизионной камеры 4 с помощью ручных микрометрических приводов. Для грубого позиционирования камеры в горизонтальной пло-скости относительно солнечной панели, а также для предварительной фокусировки камеры по вертикаль-

ной оси применен штатив 5. Линейный автотранс-форматор (ЛАтР) 8 используется для регулирования входного сетевого напряжения.

Особенностью стенда является применение ис-точника постоянного высокого напряжения, разра-ботанного специально для исследования люминис-цирующих дефектов солнечных панелей. Каскадный источник питания (КИП) 1 позволяет получить по-стоянное напряжение до 1000 в при максимальном токе 0,4 А. КИП (рис. 2) построен по модульному принципу на основе последовательного соединения трех отдельных источников (560, 310 и 130 в), имею-щих гальванические развязки (трансформаторные).

Каскады 560в и 310 в построены на основе об-ратного включения выходного трансформатора (тр2 и тр4), входным напряжением для которого служит

а)

а)

б)

б)

№ 1 ⋅ 2014 академии инженерных наук им. а.м. ПрохороваИзвестИя

5

Рис. 3 а) Карта дефектов солнечной панели; б) характерные свечения дефектов солнечных панелей

выход первого понижающего трансформатора (тр1, тр3). третий каскад (тр5) построен по типовой схеме понижающего трансформатора (220/130в). Каскады можно соединять в нужной последовательности с по-мощью контактов на лицевой панели. Конденсаторы фильтров выпрямителей схемы имеют запас проч-ности по напряжению 1,35 (с1 и с2 по 470 мФ) и 1,25 (с3 и с4 по 220 мФ). Коэффициент гармоник не превышает 0,5 %. Диодные мосты VD1, VD2 и VD3 предназначены для выпрямления тока. КИП обору-дован заземлением, индикацией сетевого питания, элементами защиты, обеспечивающими автомати-ческое отключение напряжения на фазной и нулевой шинах сетевого питания. Элементом защиты служит также резистор R5, выполняющий роль шунта для измерения тока, а также являющийся дополнитель-ным элементом защиты выхода схемы от короткого замыкания. На лицевой панели КИП размещены ав-томатические выключатели (SW1, SW2), индикатор сетевого питания HG1 и контактные выходы (560 в, 310 в и 130в).

Физически работа тИИс базируется на после-довательности преобразований входного сигнала в цифровой сигнал, пропорциональный его амплиту-де (цифровое изображение). входным сигналом для тИИс, в состав которой кроме камеры 4 входит ПК 7 с программным обеспечением OWLEYE, является яр-кость L потока, несущего информацию о структуре, свойствах и состоянии объекта контроля (дефекта).

Для определения яркости электролюминесцент-ного излучения дефекта можно воспользоваться фор-мулой, приведенной в работе [4]:

L ecU=−

⋅0 5. ,

где U – значение приложенного напряжения,с – коэффициент, который зависит от температуры.

Методика эксперимента заключается в подаче постоянного обратного напряжения с КИП на сол-нечную панель, в результате чего проявляются, а

затем регистрируются и исследуются электрически активные дефекты, имеющие электролюминесцент-ную природу.

с помощью тИИс был получен массив данных и построены карты люминесцирующих дефектов сол-нечной панели (рис. 3), показанные на рисунке 3а. Исследование каждого обнаруженного дефекта про-водилось в отдельности. Характерные примеры све-чения дефектов солнечных панелей при подаче по-стоянного обратного напряжения с КИП приведены на рисунке 3б.

Наибольшее количество дефектов обнаруживается вблизи алюминиевых дорожек, что подтверждает ре-зультаты, полученные Поповым в.Н. и Клименко А.с. в работах о природе возникновения электролюминес-центных дефектов [1]. По-видимому, это связано с особенностями технологии изготовления солнечных панелей – загрязнением алюминием при создании алюминиевой контактной сетки.

Изображение дефектов обрабатывалось с по-мощью программного обеспечения OWLEYE. Про-грамма дает возможность установить количество измерений в цикле от 1 до 32 кадров и отражает про-должительность измерительного цикла как произве-дение интервала записи кадра на их количество. в те-чение измерительного цикла данные накапливаются в программном аккумуляторе и по окончании цикла вычисляется усредненный сигнал, который пере-дается для дальнейшей обработки в измерительные алгоритмы программы OWLEYE.

По обработанным данным для дефекта, по-казанного на рисунке 3б внизу, были построены вольт-яркостные и ампер-яркостные характеристики (рис. 4).

На графиках можно выделить линейные участки и участки насыщения при значениях напряжения, подаваемого на солнечную панель от 400 до 700 в и область насыщения, которая начинается примерно от 800в на вольт-яркостной характеристике (рис. 4а). Аналогично можно выделить такие же участки на

а) б)

ИзвестИя

6


Рис. 4 Вольт-яркостные (а) и ампер-яркостные (б) характеристики

ампер-яркостной характеристике (рис. 4б). в данном случае линейный участок на-блюдается при значениях тока 32–72 мА, а участок насыщения – начиная с 94 мА. Причиной этого, скорее всего, является на-сыщение люминофора.

Наличие линейного участка и участка насыщения характерно для всех исследо-ванных дефектов. Однако значения посто-янного обратного напряжения и тока, при которых происходит насыщение, отлича-ются для разных дефектов. таким образом, по яркостным характеристикам можно определить потери на каждой ячейке, сле-довательно оценить эффективность преоб-разования солнечной панели в целом.

Апробация предложенного метода в лабораторных условиях показала также возможность измерения геометрических параметров дефектов (координаты, раз-меры и форма) с микронной точностью, что расширяет перспективы исследования электрически активных дефектов, влияю-щих на КПД солнечных панелей.

Представленные результаты могут быть использованы при разработке ново-го метода контроля солнечных панелей как при изготовлении, так и в процессе эксплуатации.

а) б)

Сведения об авторах information about the authors

Порев владимир Андреевичдоктор техн. наук, профессор

Пахалюк руслан игоревичаспирант

Божко константин михайлович аспирант

Национальный технический университет Украины«Киевский политехнический институт»

Украина, г. Киев, пр. Победы, 37

Poryev vladimir AndreevichDoctor of Tech. Sciences, ProfessorPakhalyuk ruslan igorevichPostgraduate StudentBozhko konstantin mikhailovichPostgraduate StudentNational technical university of Ukraine «Kyiv polytechnic institute» Kiev, Ukraine, Victory Avenue, 37

Список литературы

1. Попов в.М. Локальные свойства электрически активных де-фектов в солнечных батареях на основе кремния [текст] / в.М. Попов, А.с. Клименко, А.П. Поканевич // технология и кон-струирование в электронной аппаратуре, 2010. № 4. с. 43–48.

2. Wang Y. Research to the typical defects of crystalline silicon photovoltaic cells based on EL images [текст]. Y. Wang, Z. Haipeng, S. Dengyuan. International Journal of Energy Science (IJES) 2013. Vol. 3. Is. 3. РР. 200–204.

3. Порeв в.А. Экспериментальное определение температурного диапазона телевизионного пирометра [текст]. в.А. Порєв // Оптический журнал, 2004. т. 71. № 1. с. 70.

4. Георгобиани А.Н. Электролюминесценция полупроводников и полупроводниковых структур // соросовский образовательный журнал, 2000. № 2. с. 1–9.

References

1. Popov V.M. Lokal'nye svojstva elektricheski aktivnyh defektov v solnechnyh batareyah na osnove kremniya [Local properties of electrically active defects in solar cells based on silicon] [Tekst]. V.M. Popov, A.S. Klimenko, A.P. Pokanevich. Tehnologiya i kon-struirovanie v elektronnoj apparature [Technology and design in electronic equipment], 2010. № 4. PP. 43–48.

2. Wang Y. Research to the typical defects of crystalline silicon pho-tovoltaic cells based on EL images [Tekst]. Y. Wang, Z. Haipeng, S. Dengyuan. International Journal of Energy Science (IJES) 2013. Vol. 3. Is. 3. PP. 200–204.

3. Porev V.A. Eksperimental'noe opredelenie temperaturnogo diapa-zona televizionnogo pirometra. Opticheskij zhurnal [Experimental determination of the temperature range of a television pyromete. Journal of Optical Technology], 2004. T. 71. № 1. 70 p.

4. Georgobiani A.N. Elektrolyuminescenciya poluprovodnikov i polu-provodnikovyh struktur. Sorosovskij obrazovatel'nyj zhurnal [Elec-troluminescence semiconductors and semiconductor structures. So-ros Educational Journal], 2000. № 2. PP. 1–9.

7

И.Н. МИРОшНИКОВА1 – зав. кафедрой полупроводниковой электроники директор института радиотехники и электроники, доктор техн. наук, профессор E-mail: [email protected]Х.С.Х. МОХАМЕД1,2 – аспирант кафедры полупроводниковой электроники E-mail: [email protected]М.Ю. ПРЕСНяКОВ1 – аспирант кафедры физики и технологии электротехнических материалов и компонентов, E-mail: [email protected]Б.Н. МИРОшНИКОВ1 – аспирант кафедры полупроводниковой электроники E-mail: [email protected]

1национальный исследовательский университет мЭи, москва, российская Федерация1,2университет fayuom, египет

влИянИе поверхностноадсорбИрованного кИслорода на параметры фоторезИсторов на основе pb-s-о

Представлены результаты комплексного исследования фоторезисторов на основе Pb-S-O, включающие спек-тральную плотность мощности шума фоторезисторов, спектральные характеристики, морфологию поверхности, состав и структуру слоев, полученную с помощью просве-чивающей электронной микроскопии высокого разреше-ния. Даны рекомендации по формированию структуры фо-

точувствительных слоев, пригодных для фоторезисторов инфракрасного диапазона.Ключевые слова: фоторезисторы, сульфид свинца, атомно-си-ловая микроскопия, просвечивающая электронная микроско-пия высокого разрешения, спектральная плотность мощности шума, шум типа 1 f α , генерационно-рекомбинационным шум, спектральные характеристики фоторезисторов.

I.N. MIRoSHNIKoVA1 – head of Semiconductor Electronics department, director of radio Engineering and Electronics institute of national research University, doctor of Tech. Sciences, рrofessor E-mail: [email protected]. MoHAMED1,2 – Postgraduate Student of national research University E-mail: [email protected]. PRESNjAKoV1 – Postgraduate Student of national research University E-mail: [email protected]. MIRoSHNIKoV1 – Postgraduate Student of national research University E-mail: [email protected]

1national research university «moscow Power Engineering institute», moscow, russian federation1,2fayuom University, Egypt

influence of suRface-absoRbed oxygen on chaRacteRistics of photoResistoRs based on pb-s-о

Comprehensive study of photoresistors based on Pb-S-O was carried out. It included the noise power spectral den-sity of photoresistors, spectral characteristics, surface morphology, composition and structure of layers ob-tained by high resolution transmission electron micros-copy. As a result, recommendations for structure forma-

tion of photosensitive layers for infrared photoresistors are presented.Keywords: photoresistors, lead sulfide, atomic force micros-copy, high resolution transmission electron microscopy, noise power spectral density, 1 f α noise, generation-recombination noise, spectral characteristics of photoresistors.

1. Введение

Роль кислорода в фоточувствительных поликристал-лических слоях, применяемых в фоторезисторах, ши-роко обсуждалась в литературе, начиная с 60-х гг. [1]. в 80-х годах вышел ряд работ, которые [2–4], казалось бы, «закрыли» проблему фоточувствительных слоев (ФЧс), однако в 90-х годах вновь появились работы [5, 6], подтверждающие актуальность данной проблемы.

Переход к структурам на основе квантовых точек в широкозонных, в том числе органических матери-алах, привел к новой волне статей, появившихся в литературе [7–9] и посвященных материалу, однако работы, связывающие структуру материала и свой-ства фотоприемников на основе этого материала в открытой литературе отсутствуют.

При рассмотрении возможной области примене-ния нанопорошков в реальных фоточувствительных структурах необходимо определить оптимальные размеры зерен PbS, встраиваемые в различного вида широкозонные матрицы: при переходе к структу-рам, соизмеримым с длиной волны де-Бройля меня-ются время жизни носителей, ширина запрещенной зоны, а, следовательно, изменяются все параметры фотоприемников. возможны два пути направления поиска – сделать фоточувствительную структуру и измерить ее свойства или направленно работать над структурами для достижения заданных свойств фо-топриемника. естественно, что для коммерциализа-ции проектов второй путь предпочтителен.

При этом роль кислорода становится определяю-щей, так как именно с ним связывают процесс «очувст-

ИзвестИя

8


вления» ФЧс, при котором время жизни носителей становится достаточным для достижения контактов. Напомним, что кислород может быть связан со струк-турой сульфида свинца двумя способами – при физиче-ской адсорбции молекулу на поверхности удерживают силы ван-дер-ваальса, энергия связи которой состав-ляет примерно 0,01–0,1 эв. сила связи частицы при хемосорбции с поверхностью достигает 1 эв. При хе-мосорбции кислород ( O2

− ) либо радикал (OH − )захва-тывают электроны (создают локальные энергетические уровни в запрещенной зоне полупроводника), благо-даря чему время жизни фотодырок возрастает, инте-гральная проводимость становится р-типа, а в крупных зернах возможно возникновение p–n-переходов. Хемо-сорбция ограничивается положением уровня Ферми в запрещенной зоне материала. Ограничение наступает в случае 1012–1013 молекул ∙ см–2

и соответствует макси-мальному покрытию кислородом поверхности.

Исследованию распределения кислорода по ФЧс на основе PbS были посвящены работы, проводимые в различные годы [10–12], при этом еще в 1956 г. Пе-триц Р. (Petritz R.L.) утверждал, что кислород сосредо-точен на поверхности пленок и в межкристаллитных прослойках, а в объем кристаллитов не проникает [13]. в отмеченных более поздних работах на основе Оже-электронного микроанализа было исследовано пространственное распределение кислорода в фото-чувствительных поликристаллических пленках PbS. в работах, посвященных обсуждению этих результатов, утверждалось, что межкристаллические прослойки ввиду их малой толщины считаются туннельнопрозрач-ными, однако в [3] делается предположение, что хими-чески осажденные структуры можно «переокислить».

Несмотря на многочисленные эксперименты, про-водимые более чем за 50-летний срок исследования структур на основе PbS, остается много неразреши-

мых проблем. так изготовить структуры с темновой концентрацией носителей (р0) менее чем 1016 см-3 не удавалось. Кроме этого ограничения чувствитель-ности приемников на основе PbS, существует огра-ничение удельной обнаружительной способности, связанной с присущей им компонентой шума типа 1 f α [14]. в связи с вышеизложенным, актуальность работы, связывающей параметры фотоприемников со структурой ФЧс, становится очевидной.

На кафедре полупроводниковой электроники института радиотехники и электроники НИУ МЭИ в течение ряда лет, исследовались фотоэлектриче-ские параметры (спектральная плотность мощности шума, удельная обнаружительная способность) и морфология фоточувствительных пленок на основе PbS, используемые в серийном производстве на двух базовых предприятиях: ФГУП «Альфа» и в ОАО «Мз «сапфир»» [14], причем последние изготовля-лись по двум «классическим» технологиям: химиче-ским осаждением на подложки из растворов солей свинца с различными окисляющими добавками и физическим осаждением методом вакуумного напы-ления с последующим очувствлении при температу-ре 550–640

°с. Это позволило провести корректное

сопоставление результатов измерений.

2. Результаты и их обсуждения

На рисунке 1 представлена морфология типичных ФЧс, полученных физическим напылением и хими-ческим осаждением.

высокотемпературная обработка приводит к обра-зованию на поверхности ФЧс слоя, обедненного серой (несколько нанометров), ниже обнаруживается ланар-кит (РbО∙РbSО4, [10]) толщиной от 20 до 100 нм. При этом возможно растрескивание этих верхних слоев, что приводит к изменению сопротивления ФЧс (рис. 2)

Рис. 1 Морфология поверхности ФЧС, полученных физическим напылением (слева) и химическим осаждением (справа)


9

На правой части рисунка 2 отчетливо видны тре-щины в пленке, с которыми мы и связываем измене-ние сопротивления образцов.

На рисунках 3–5 представлены результаты иссле-дований сечения ФЧс, полученные с помощью про-свечивающей электронной микроскопии высокого разрешения (ПЭМвР) [15].

На рисунке 3 представлено изображение фраг-мента поперечного среза ФЧс, полученное физи-ческим методом (слева) и химическим осаждением (справа) (с технологическим платиновым покрытием вверху). Данные изображения получены в режиме Z-контраста, поэтому легкие элементы имеют более темный цвет. сама поликристаллическая пленка рас-положена в средней части рисунка, четко прослежи-вается слоистость структуры: кислородосодержащие слой расположены в верхней части структуры, кис-

лород также находится на краях крупных кристалли-тов, что согласуется с данными [10–13].

Как видно из рисунка разрыв пленки, полученной физическим методом, наблюдается в одном месте, со-ответствующем трещине на рисунке 2 (справа). Этот фрагмент пленки мы исследовали с большим разреше-нием в режиме вторичных электронов (рис. 4). На этих фотографиях светлые тона относятся к легким элемен-там (в первую очередь – это кислород), темный цвет по-казывает атомы с большими номерами (сера, свинец).

Необходимо отметить, что крупные кристал-литы в свою очередь состоят из более мелких разупорядоченных структур. такая структура естественно сказывается на прохождении тока вдоль образца.

На рисунке 5 приведено изображение фрагмен-та поперечного среза химически осажденного слоя,

Рис. 2 Морфология поверхности ФЧС, полученных физическим напылением высокоомная – 2,8 МОм (слава) и низкоомная – 60 кОм (справа)

Рис. 3 Микрофотографии сечения физически напыленного ФЧС (слева) и химически осажденного (справа), полученного при помощи ПЭМВР

ИзвестИя

10


полученное методом ПЭМвР с атомарным разре-шением.

в структурах, полученных химическим методом, кислород не только проникает по границам кристалли-тов, но и скапливается в глубине на границе с подлож-кой. сами прослойки толще, чем у ФЧс, полученные физическим напылением, и могут препятствовать про-хождению носителей. вполне вероятно, что в зависимо-сти от состава, используемого при осаждении пленок (концентрации окислителя и восстановителя) толщина прослоек, а следовательно, и сопротивление ФЧс, ва-рьируется. На правом рисунке четко видна кристалли-ческая решетка атомов в образованиях с различной ори-ентацией кристаллов по отношению друг к другу.

сопоставим эти результаты с электрофизически-ми параметрами и характеристиками фоторезисторов на основе PbS. Как известно, основными характери-стиками являются спектральные зависимости чув-ствительности и частотные зависимости удельной обнаружительной способности, однозначно опреде-ляемой частотной зависимость шума прибора.

спектральная плотность мощности шума (сПМШ) фоторезисторов на основе PbS всегда оце-нивалась по типу 1 f α [16], причем в отличие от, на-пример фоторезисторов на основе InSb, насыщение этого шума обнаружено не было. типичные харак-теристики имеют вид, представленный на рисунке 6 (слева) [14].

При определенных условиях и только у хими-чески осажденных структур можно обнаружить характеристики с преобладанием генерационно-рекомбинационного шума (рисунок 6, справа). такой вид характеристики дает возможность полу-чить большую удельную обнаружительную спо-собность прибора в низкочастотной области. Не-обходимо отметить, что при нагреве до 500–600 °с сПМШ химически осажденных структур приобре-тает вид, характерный для физически напыленных структур.

вид шума типа 1 f α подразумевает генераци-онно-рекомбинационные процессы с бесконечно большим набором постоянных времени. если у

Рис. 4 Микрофотографии сечения «физического» фоточувствительного слоя, полученного при помощи ПЭМВР

Рис. 5 Микрофотографии сечения химически осажденного фоточувствительного слоя, полученного при помощи ПЭМВР


11

приборов, защищенных диэлектриком, эти посто-янные времени связываются с глубокими и мелки-ми уровнями ловушек, то в структурах на основе PbS за процессы захвата и освобождения ответ-ственны состояния, образованные кислородом (на границах зерен) и на границах нанокристалли-тов внутри крупных зерен. Более упорядоченная структура химически осажденных слоев приводит к подавлению шума типа 1 f α генерационно-ре-комбинационным шумом по крайней мере в сред-ней части спектра. Нагрев химически осажденных структур приводит к частичной десорбции кисло-рода (или группы OH − ), изменяя энергетическую структуру не только на границе зерен, но и внутри их. в результате мы получаем структуры, анало-гичные физически осажденным.

второе принципиальное отличие у ФЧс, полу-ченных различными методами, в их спектральных характеристиках (рисунок 7).

Для слоев, полученных физическим наылением с последующим прогревом типичные спектраль-ные характеристики имеют один максимум вблизи 2,5 мкм и «красную границу» (λ″) вблизи 3,1 мкм, со-ответствующей ширине запрещенной зоны PbS. Для химически осажденных слоев спектральные харак-

теристики имеют несколько максимум и положением λ″ около 2,7 мкм.

спектральные характеристики ФЧс на основе PbS широко обсуждались в литературе, начиная с т.с. Мосса (Moss T.S.). соминский М.с. в [17] отмечал, что при уменьшении толщины полупроводникового слоя максимум чувствительности несколько смещает-ся в сторону коротких длин волн и, наоборот, с уве-личением толщины слоя этот максимум смещается в сторону длинных волн, что связывается с глубиной поглощения излучения при разной длине волны (спек-тральной зависимостью коэффициента поглощения). в [3] отмечалось, что ширина запрещенной зоны PbS увеличивается под влиянием кислорода.

таким образом, необходимо сравнивать характери-стики ФЧс одной толщины, желательно 1,5 мкм, при этом длинноволновое излучение в физических слоях может поглощаться именно в материале PbS (с ма-лым содержанием кислорода), для химических ФЧс с толстыми прослойками кислородосодержащих слоев мы предполагаем возможность проявления эффекта Мосса-Бурштейна, хорошо известного в структурах на основе InSb. Накопление электронов на границах кристаллитов (захват на акцепторные состояния не только образованные кислородом, но и образующие-

Рис. 6 Спектральная зависимость плотности мощности шума ФЧС, полученных физическим напылением (слева) и химическим осаждением (справа)

Рис. 7 Спектральные характеристики физически напыленных (слева) и химически осажденных (справ) ФЧЭ [13]

ИзвестИя

12


ся на границах нанокристаллитов) может расширить эффективную ширину запрещенной зоны сульфида свинца, что приводит к уменьшению длинноволно-вой границы чувствительности.

Переход к наноразмерным кристаллитам, согласно работам садовников с.И. и др. [7, 18], приведет к воз-растанию ширины запрещенной зоны и неопределен-ности области чувствительности структур. По дан-ным [9] химически осажденные нанокристаллические пленки PbS имеют поглощение в диапазоне 0,4–0,85 мкм на уровне 70–75%, конечно, такие пленки можно использовать в видимом диапазоне, но какая в этом необходимость, для замены кремниевых матриц?

Подводя итоги, следует отметить, что в зави-симости от технологии изготовления и способе очувствления кислород может проникать на всю глубину пленки (что особенно характерно для ФЧс, полученных химическим методом), разделяя ее на отдельные крупные кристаллиты, о также на-ходиться лишь на поверхности ФЧс (у физических слоем с краткосрочным высокотемпературным от-жигом). Чем дольше отжиг, тем на большую глуби-ну проникает кислород. Одновременно при долгом прогреве из подложки в ФЧс могут проникать ато-мы кремния и других элементов.

У химических слоев в зависимости от соотно-шения окислителя и восстановителя в растворе, концентрация кислорода меняется, вплоть до полу-чения «бескислородных» химических ФЧс.

3. Выводы

Полученные результаты дают основание для следу-ющих рекомендаций.1. Для изготовления ФЧс с точки зрения их пер-

спективности в современной аппаратуре позво-ляет предположить необходимость возврата к за-бытым эпитаксиальным слоям, описанным в [19, 20]. возможно, применение импульсного отжига структур, даст возможность упорядочить струк-туру пленок и снизить шум типа 1 f α .

2. Для разработки структур, применяемых в раз-личных областях оптоэлектроники (солнечных элементах, люминесцентных структурах на квантовых точках), необходимо понимать, что роль кислорода в ФЧс сильно преувеличена: можно получить структуры при малых значени-ях содержания кислорода, но при этом уменьша-ется время жизни носителей.

3. Увлечение наноструктурами, наблюдаемое в последнее время, плохо применимо для фото-приемников, так как область спектральной чув-ствительности сдвигается в коротковолновую сторону.

Литература

1. Рывкин с.М. Комплексное исследование влияния кисло-рода на электрические и фотоэлектрические свойства сер-нисто-свинцовых фотосопротивлений. ЖтФ, 1952. т. 22. вып. 12. с. 1930–1944.

2. Неустроев Л.Н., Осипов в.в. Физические процессы в фоточувствительных поликристаллических пленках халь-когенидов свинца.// Микроэлектроника, 1988. т. 17. № 5. с. 399–416.

3. Johnson T.H. Lead salt detectors and arrays PbS and PbSe //Proc. SPIE. 1984. Vol. 443. PP. 60–94.

4. Маняхин Ф.И. Особенности физической структуры фото-чувствительных пленок сульфида свинца и влияние про-странственного распределения радиационных дефектов на их характеристики. Автореф. дисс. на соискание ученой степени к. ф.-м. н. М.: МИсИис. 1987. 26 с.

5. Гудаев О.А., Пауль Э.Э. Природа шума 1/f α в тонкопленоч-ных фоторезисторах PbS // Автометрия, 1992, № 5, с. 67–72.

6. Гудаев О.А., Малиновский в.К., Пауль Э.Э. Перенос и ре-комбинация носителей заряда в фоточувствительных слоях PbS//Автометрия, 1994, № 4. с. 3–21.

7. садовников с.И., Кожевникова Н.с., Ремпель А.А. Окис-ление нанокристаллического сульфида свинца на воз-духе. Журнал неорганической химии. 2011. т. 56. № 12. с. 1951–1957.

8. S. Jana, R. Thapa, R. Maity, K.K. Chattopadhyay. Improvement of field emission properties of PbS thin films by amorphous carbon coating/. Physica E, 40 (10), 3121 (2008).

9. R.S. Patil, H.M. Pathan, T.P. Gujar, C.D. Lokhande. Character-ization of chemically deposited nanocrystalline PbS thin films. J. Mater Sci (2006) 41:5723–5725.

10. верцнер в.Н., Кельнер Н.А., соловьев А.М. Образование окислов в сернистосвинцовых слоях и фотосопротивлени-ях // Кристаллография, 1957. т. 2. вып. 4. с. 497–502.

11. А.М. Гаськов, А.А. Гольденвейзер, И.А. соколов и др. Оже-электронный микроанализ окисленного поликристалличе-ского слоя сульфида свинца. ДАН сссР, 1983. т. 269. № 3, с. 607–609.

12. А.Н. Ковалев, Ф.И. Маняхин, Ю.П. Пархоменко, О.Д. Мень-шиков Профиль распределения компонентов в приповерх-ностном слое поликристаллических пленок сульфидов свинца // Поверхность, 1987. № 11. с. 90–95.

13. Petritz R.L. Theory of photoconductivity in semiconductor films. Physical Review, 1956, Vol. 104. № 6. P. 1508–1516.

14. И.Н. Мирошникова, А.Л. Комиссаров, Н.Д. васильева, Б.Н. Мирошников. спектральные и шумовые характери-стики фоторезисторов на основе сульфида свинца // вест-ник МЭИ. 2010. № 4. с. 57–62.

15. А.Д. Баринов, Х.с.Х. Мохамед, И.Н. Мирошникова и др. // Использование современного оборудования для анализа тонкопленочных структур: успехи и проблемы // вестник МЭИ. 2013. № 5.

16. Хадсон Р. Инфракрасные системы: Пер. с англ. Под. ред. Н.в. васильченко // М.: Мир. 1972. 536 с.

17. соминский М.с. Фотосопротивления // в кн. Полупрово-дники в науке и технике, Отв. редактор Иоффе А.Ф. т. 1. с. 338–367.

18. садовников с.И., Кожевникова Н.с., Гусев А.И. Оптиче-ские свойства наноструктурированных пленок сульфида свинца с кубической структурой типа D03 // Физика и тех-ника полупроводников, 2011. том 45. вып. 12. с. 1621–1632.

19. Равич Ю.И., ефимова Б.А., смирнов И.А. Методы иссле-дования полупроводников в применении к халькогенидам свинца PbTe, PbSe, PbS. М.: «Наука» 1968. 383 с.

20. Schoolar R.B. Epitaxial lead sulfide photovoltaic cells and photoconductive films. Appl. Phys. 1970 Vol. 16. № 11. PP. 446–448.


13

References

1. Ryvkin S.M. Kompleksnoe issledovanie vliyaniya kislo-roda na elektricheskie i fotoelektricheskie svoystva sernisto-svintsovykh fotosoprotivleniy [Comprehensive study of the influence of oxygen on the electrical and photovoltaic prop-erties of lead-sulfide photoresistors]. Zhurnal tekhnicheskoy fiziki [Journal of Technical Physics], 1952. Vol. 22. issue 12. PP. 1930–1944.

2. Neustroev L.N., Osipov V.V. Fizicheskie protsessy v fotochu-vstvitelnykh polikristallicheskikh plenkakh khalkogenidov svintsa. [Physical processes in photosensitive polycrystalline films of lead chalcogenides]. Mikroelektronika [Microelec-tronics], 1988, Vol. 17. № 5. PP. 399–416.

3. Johnson T.H. Lead salt detectors and arrays PbS and PbSe. Proc. SPIE. 1984. Vol. 443. PP. 60–94.

4. Manyakhin F.I. Osobennosti fizicheskoy struktury fotochuvst-vitelnykh plenok sulfida svintsa i vliyanie prostranstvennogo raspredeleniya radiatsionnykh defektov na ikh kharakteristiki [Features of the physical structure of photosensitive films of lead sulfide and the influence of the spatial distribution of ra-diation defects on their characteristics.]. Avtoref. diss. na sois-kanie uchenoy stepeni k. f.-m. n. M.: MISIIS [Moscow: MI-SIIS], 1987. 26 p.

5. Gudaev O.A., Paul E.E. Priroda shuma 1/f α v tonkoplenoch-nykh fotorezistorakh PbS [Nature 1/f α noise in thin-film pho-toresistors PbS]. Avtometriya [Optoelectronics], 1992. № 5. PP. 67–72.

6. Gudaev O.A., Malinovskiy V.K., Paul E.E. Perenos i rekombi-natsiya nositeley zaryada v fotochuvstvitelnykh sloyakh PbS [Transport and recombination of charge carriers in the pho-tosensitive layers PbS]. Avtometriya [Optoelectronics], 1994, № 4, PP. 3–21.

7. Sadovnikov S. I., Kozhevnikova N. S., Rempel A.A. Okisle-nie nanokristallicheskogo sulfida svintsa na vozdukhe [Oxida-tion of nanocrystalline lead sulfide in the air.]. Zhurnal neor-ganicheskoy khimii [Journal of Inorganic Chemistry]. 2011. T.56. № 12. PP.1951–1957.

8. S. Jana, R. Thapa, R. Maity, K.K. Chattopadhyay. Improve-ment of field emission properties of PbS thin films by amor-phous carbon coating/. Physica E, 40 (10), 3121 (2008).

9. R. S. Patil, H. M. Pathan, T. P. Gujar, C. D. Lokhande. Char-acterization of chemically deposited nanocrystalline PbS thin films. J. Mater Sci (2006) 41:5723–5725.

10. Vertsner V.N., Kelner N.A., Solovev A.M. Obrazovanie okis-lov v sernistosvintsovykh sloyakh i fotosoprotivleniyakh [The

formation of oxides in sernistosvintsovyh layers and photo-resistors] Kristallografiya [Crystallography], 1957. Vol. 2. Is. 4. PP. 497–502.

11. A.M. Gaskov, A.A. Goldenveyzer, I.A. Sokolov i dr. Ozhe-ele-ktronnyy mikroanaliz okislennogo polikristallicheskogo sloya sulfida svintsa [Auger electron microanalysis oxidized poly-crystalline layer of lead sulfide] / DAN SSSR [USSR Academy of Sciences report], 1983,Vol. 269, № 3, PP. 607–609.

12. A.N. Kovalev, F.I. Manyakhin, Yu.P. Parkhomenko, O.D. Men-shikov Profil raspredeleniya komponentov v pripoverkhnost-nom sloe polikristallicheskikh plenok sulfidov svintsa [Profile distribution of components in the surface layer of polycrystal-line films of lead sulfide]. Poverkhnost [Surface], 1987. № 11. PP. 90–95.

13. Petritz R.L. Theory of photoconductivity in semiconductor films // Physical Review, 1956, Vol. 104, N6, P. 1508–1516.

14. I.N. Miroshnikova, A.L. Komissarov, N.D. Vasileva, B.N. Miroshnikov/ Spektralnye i shumovye kharakteristiki fotorez-istorov na osnove sulfida svintsa [Spectral and noise charac-teristics of photoresists based on lead sulfide] // Vestnik MPEI [Herald of MPEI]. 2010. № 4. PP. 57–62.

15. A.D. Barinov, Kh.S.Kh. Mokhamed, I.N. Miroshnikova i dr. Ispolzovanie sovremennogo oborudovaniya dlya analiza tonkoplenochnykh struktur: uspekhi i problem [Use of modern equipment for the analysis of thin-film structures: successes and challenges]. Vestnik MPEI [Herald of MPEI]. 2013. № 5.

16. Khadson R. Infrakrasnye sistemy [Infrared systems]: Per. s angl. Pod. red. N.V. Vasilchenko // M.: «Mir» [Moscow: Pub-lishing house «World»]. 1972. 536 p.

17. Sominskiy M.S. Fotosoprotivleniya [Photoresistor] // Polupro-vodniki v nauke i tekhnike [Semiconductors in Science and Technology]. Vol. 1. PP. 338–367.

18. Sadovnikov S.I., Kozhevnikova N.S., Gusev A.I./ Opticheskie svoystva nanostrukturirovannykh plenok sulfida svintsa s kubi-cheskoy strukturoy tipa D03 [Optical properties of nanostruc-tured films of lead sulfide with a cubic structure type D03] // Fizika i tekhnika poluprovodnikov [Semiconductor Physics and Technology], 2011. Vol. 45. is. 12. РР. 1621–1632.

19. Ravich Yu.I., Yefimova B.A., Smirnov I.A. Metody issledo-vaniya poluprovodnikov v primenenii k khalkogenidam svintsa PbTe, PbSe, PbS [Semiconductor research methods applied to the lead chalcogenides PbTe, PbSe, PbS.]. M.: «Nauka» [Mos-cow: Publishing house «Science»], 1968. 383 p.

20. Schoolar R.B. Epitaxial lead sulfide photovoltaic cells and photoconductive films. Appl. Phys. 1970. Vol. 16. № 11. PP. 446–448.

Сведения об авторах information about authors 1мирошникова ирина николаевна

зав. кафедрой полупроводниковой электроники директор института радиотехники и электроники

доктор техн. наук, профессорE-mail: [email protected]

1,2мохамед хемдан Сайед хамедаспирант кафедры полупроводниковой электроники

E-mail: [email protected]Пресняков михаил Юрьевич

аспирант кафедры физики и технологии электротехнических материалов и компонентов

E-mail: [email protected]мирошников Борис николаевич

аспирант кафедры полупроводниковой электроникиE-mail: [email protected]

1Национальный исследовательский университет МЭИ111250, Москва, Российская Федерация, Красноказарменная ул., 14

1,2Университет Fayuom, Египет

1miroshnikova irina nikolaevnaHead of Semiconductor Electronics DepartmentDirector of Radio Engineering and Electronics Institute of National Research University, Doctor of Tech. Sciences, professor E-mail: [email protected],2mohamed hemdan Sayed hamedPostgraduate Student of National Research University E-mail: [email protected] mikhail yurevichPostgraduate Student of National Research University E-mail: [email protected] Boris nikolayevichPostgraduate Student of National Research University E-mail: [email protected] research university «Moscow Power Engineering Institute» 111250, Moscow, Russian Federation, Krasnokazarmennaya str., 141,2Fayuom University, Egypt

14

Н.А. БУЛыЧЕВ 1,2,3 – доктор хим. наук, ведущий научный сотрудник действ. член Аин им. А.м. Прохорова , E-mail: [email protected]Э.Н. МУРАВьЕВ 2,3 – ученый секретарь отделения физико-химии и технологии перспективных материалов им. А.м. Прохорова, чл.-корр. Аин им. А.м. Прохорова, E-mail: [email protected]А.А. ЧЕРНОВ 4 – канд. физ.-мат. наук, зав. лабораторией, E-mail: [email protected].М.А. КАЗАРяН 1,3 – докт. физ.-мат. наук, профессор, действ. член Аин им. А.м. Прохорова E-mail: [email protected]

1Физический институт им. П.н. Лебедева рАн, москва, российская Федерация2оАо научно-исследовательский институт технического стекла, москва, российская Федерация3Академия инженерных наук им. А.m. Прохорова, москва, российская Федерация4московский физико-технический институт, долгопрудный, российская Федерация

плазмохИмИческИе реакцИИ в жИдкИх средах под действИем акустоплазменного разряда

В настоящей работе было показано, что инициируемая в жидкофазных средах в разрядном промежутке между элек-тродами низкотемпературная плазма способна эффективно разлагать водородсодержащие молекулы органических со-единений с образованием газообразных продуктов, в кото-рых доля водорода составляет более 90% (по данным газовой хроматографии). Предварительные оценки энергетического КПД, рассчитанного с учетом теплоты сгорания водорода и

исходных веществ, а также затрат электроэнергии показали уровень КПД порядка 60–70% в зависимости от состава ис-ходной смеси. Были проведены также теоретические расчеты напряжения и тока разряда при моделировании процесса, которые согласуются с данными эксперимента.

Ключевые слова: Плазма, ультразвуковая кавитация, водород.

N.A. BULYCHEV 1,2,3 – doctor of Chem. Sciences, Chief researcher full member of Prokhorov Academy of Engineering Sciences, E-mail: [email protected]. MURAVYEV 2,3 – Corresponding member, Scientific Secretary of the department of physicochemistry and technology of advanced materials, E-mail: [email protected]. CHERNoV 4 – Cand. of Phys.-math. Sciences, head of laboratory, E-mail: [email protected]. KAzARYAN 1,3 – doctor of Phys.-math. Sciences, Professor full member of Prokhorov Academy of Engineering Sciences, E-mail: [email protected]

1Lebedev Physical institute of rAS, moscow, russian federation2Joint Stock Company «institute of Technical glass», moscow, russian federation3A.m. Prokhorov Academy of Engineering Sciences, moscow, russian federation4moscow Physical-Technical institute, dolgoprudnyi, moscow, russian federation

plasmachemical Reactions in liquid media undeR acoustoplasma dischaRge

In this work, a low-temperature plasma initiated in liquid media between electrodes has been shown to be able to decompose hydrogen containing organic molecules result-ing in obtaining gaseous products with volume part of hy-drogen higher than 90% (up to gas chromatography data). Preliminary evaluations of energetic efficiency, calculated from combustion energy of hydrogen and initial liquids and

electrical energy consumption have demonstrated the effi-ciency about 60–70% depending on initial liquids composi-tion. Theoretical calculations of voltage and current values for this process have been done, that is in good agreement with experimental data.

Key words: Plasma, ultrasonic cavitation, hydrogen.

Одной из актуальных проблем современной альтер-нативной энергетики является разработка методов и технологий получения водорода, который может быть использован как топливо.

в настоящее время наиболее часто используе-мыми технологиями получения водорода являют-ся паровая конверсия метана и электролиз. Пре-имуществом метода паровой конверсии метана является высокое значение энергетического КПД (60–80%), однако требует громоздкого и дорогого оборудования, а также потребляет метан, который сам является топливом и ценным сырьем для хими-ческой промышленности. Электролиз воды являет-

ся менее затратным с точки зрения капитальных вложений, но в настоящее время эффективность промышленного процесса электролиза почти до-стигла теоретической и значительно уступает паровой конверсии метана по скорости и энерго-эффективности, кроме того, электролиз требует предварительной водоподготовки. Поэтому суще-ствует необходимость разработки альтернативных методов получения водорода из различного до-ступного сырья.

Проведенные ранее эксперименты позволили установить, что в жидкости в интенсивном ультра-звуковом поле выше порога кавитации может су-


15

ществовать новая форма электрического разряда, характеризующаяся объемным свечением во всем пространстве между электродами и возрастаю-щей вольт – амперной характеристикой, присущей аномальному тлеющему разряду в газе [1]. такой разряд с развитой поверхностью микропузырьков может представлять интерес для создания новых акустоплазмохимических процессов, т.к. развитая поверхность раздела плазма-жидкость приводит к увеличению диффузионных потоков химически активных частиц из плазмы в жидкость. в таком разряде потенциально возможно осуществить боль-шое количество новых химических реакций [2, 3]. Предварительные эксперименты показали, что в результате разложения в акустоплазменном разряде жидких углеводородов образуются твердофазные углеродсодержащие продукты, происходят химиче-ские превращения в жидкой фазе и образуется водо-родосодержащий горючий газ.

Для более полного понимания этого явления не-обходимо провести элементарный анализ причин возникновения такого разряда. Ультразвуковое поле, генерируемое колеблющимся упругим волноводом в жидкости, приводит к появлению кавитации в этой жидкости. Кавитационная область характеризуется наличием большого количества пузырьков, возник-ших в результате разрыва жидкости. внутри этих пузырьков находится пар и газ при высокой темпе-ратуре и давлении, когда идет процесс ионизации, сопровождающийся возникновением электронов. следует определить наименьшее значение напряже-ния, при котором возможно появление разряда, т.е. выполнение условий, когда в электрическом поле за время между столкновениями электрон успевает набрать энергию, превышающую соответствующее значение, необходимое для ионизации атомов, обра-зующих жидкость (в случае воды это энергия иони-зации водорода или кислорода). Уравнение движения электрона в электрическом поле с напряженностью E ≡ U/L , где U – разность потенциалов, имеет очень простой вид:

dv

dt= qmUL

g≡ (1)

где q и m – масса и заряд электрона, а v – его ско-рость движения в электрическом поле. считая, что в начальный момент времени электрон покоится в пузырьке, решение уравнения (1) можно записать в следующей форме

v t = gt( ) (2)

Расстояние l(t), которое электрон проходит за вре-мя t, описывается формулой:

l t = gt( )2

2

(3)

следовательно, длину кавитационной области lcav электрон пролетит за время t cav , которое связано с lcav выражением:

t =gcavcav2l (4)

Подставляя (4) в (2), получим выражение для ско-рости vcav , которую электрон получит, пролетев всю кавитационную область длиной lcav . если при этом его кинетическая энергия F ≡ mvcav

2 /2 будет превос-ходить энергию ионизации атомов F ion , входящих в состав жидкости, то этот уровень разности потенци-алов на электродах можно считать пороговым для за-жигания высоковольтного разряда, т.е.:

mv

2cav2

ion≥ F (5)

является уравнением для определения порогового значения разности потенциалов Uth , при котором разряд зажигается. Из (2), (4) и (5) получаем:

U =qlth

ion

cav

LF (6)

Пороговое значение растет с увеличением рассто-яния между электродами и падает с ростом размера области кавитации.

Простая модель, рассмотренная выше, позво-ляет качественно объяснить наблюдаемое явление. Поскольку условием зажигания разряда в жидкости без кавитации является требование набора электро-ном энергии, достаточной для ионизации, на длине свободного пробега lc в жидкости, которая, как пра-вило, намного меньше lcav , то явление разряда мо-жет возникать иногда только в области кавитации и на ее краях. А в случае, когда дистанция между электродом и областью кавитации превосходит lc , то в этой области электрон не успевает разогнать-ся между столкновениями до энергии ионизации и разряда там не происходит. Что должно приво-дить к заметному уменьшению общего разрядного тока по сравнению со случаем разряда в отсутствие кавитации.

Из формулы (6) можно записать простое соотно-шение, связывающее пороговые значения разности потенциалов при наличии кавитации U c

th и в случае ее отсутствия U f

th для зажигания разряда в жидкости:

U = llUc c f

thcav

th (7)

ИзвестИя

16


таким образом, наличие кавитации существенно снижает величину разности потенциалов, необходи-мую для разряда в жидкости.

входящая в выражение (7) величина длины сво-бодного пробега электрона в жидкости в момент на-чала лавинной ионизации lc может быть выражена через диэлектрическую постоянную жидкости e, линейный размер атома а, подвергающегося иони-зации и другие параметры среды. Для этого вос-пользуемся граничным условием равенства элек-трической индукции на границе раздела электрода и жидкости

eei = Uthf / L (8)

где – Ei напряженность электрического поля внутри жидкости для значений, близких к пороговому по-тенциалу возникновения разряда. с другой стороны, значение U f

th в отсутствие кавитации определяется формулой (6), в которой вместо lcav надо использо-вать lc. в результате для lc получаем выражение через характеристики жидкости и поля

l = Fc

i

ion

qE µ (9)

входящую в выражение (9) напряженность мож-но выразить через энергию ионизации атомов жид-кости Fion, если учесть, что в момент ионизации атом поглощает следующее количество энергии электри-ческого поля:

Fion = Ei2 • a3/48 (10)

с помощью (10) из (9) получаем окончательное выражение для lc:

l =aF

acion

24 3qe (11)

Из выражения (11) видно, что пробег электрона вблизи порога зажигания разряда пропорционален атомному размеру, т.е. весьма мал.

Из формулы (6) можно получить некоторые оцен-ки величины порогового значения разности потенци-алов, при превышении которого начинается разряд в кавитирующей жидкости. Например, для воды, моле-кулы которой состоят из атомов водорода и кислоро-да, имеющих одинаковую энергию ионизации 13 эв, параметр Uth имеет следующее значение в приближе-нии, когда область кавитации занимает все простран-ство между электродами:

Uth ≈ 13 в (12)

Полученная величина хорошо согласуется с экс-периментом. По порядку величины параметр lcav так-

же оказывается близким к атомным размерам моле-кулы воды.

Для проведения экспериментальных работ была сконструирована и изготовлена экспериментальная установка, состоящая из камеры-реактора, источника питания, ультразвукового генератора и пьезокерами-ческого преобразователя.

Фотография установки приведена на рисунке 1.Установка состоит из стальной реакционной ка-

меры, ультразвукового преобразователя, присоеди-ненного к генератору и источника питания разряда (на рисунке не показаны).

Ультразвуковой генератор с преобразователем и источник питания являются стандартным оборудова-нием и были закуплены у производителей.

Камера-реактор из нержавеющей стали была спроектирована, сконструирована и изготовлена силами исполнителей работы. Фотография камеры представлена на рисунке 2.

Рис. 1 Фотография экспериментальной установки для получения водорода


17

Рис. 2 Реакционная камера для экспериментальных исследований характеристик плазменного разряда

в жидкости под действием ультразвуковой кавитации

Рис. 3 Общий вид реактора на станине с отверстиями для ввода электродов, охлаждающей воды

и окном для наблюдения

Общий вид камеры-реактора в рабочем поло-жении представлен на рисунке 3.

Электрическая схема источника питания приведена на рисунке 4 в варианте, когда в ка-честве источника питания разряда в жидкости используется конденсатор с1, заряжаемый до напряжения U = 300–500 в. Инициирование раз-ряда может осуществляться высоковольтным импульсом на вторичной обмотке импульсного трансформатора TX1 при коммутации управляе-мым разрядником конденсатора с2 в первичной обмотке этого трансформатора. типичные пара-метры разрядного контура: напряжение зарядки конденсатора с2 : 5–10 кв, коэффициент транс-формации TX1 – 4:1. Для поддержания рабочей температуры в пределах 60 °с выделяющуюся теплоту отводили с помощью теплообменников.

Основу установки составляют реакционная камера, в которую введены разрядные электро-ды и ультразвуковой излучатель, трансформа-торный генератор высоковольтных импульсов для зажигания разряда, источник питания разря-да в жидкости, ультразвуковой генератор, сред-ства управления и контроля электрофизических и акустических характеристик. Камера снабже-на диагностическими окнами для наблюдения динамических процессов в оптическом диапазо-не видимого свечения разряда и фланцами для ввода контактных датчиков.

Ультразвуковой генератор (УзГ) с пьезокера-мическим преобразователем обеспечивают ре-гулирование выходной акустической мощности до 0,7 квт в частотном диапазоне 35–47 кГц. Па-раметры акустического оборудования позволя-ют реализовать интенсивность ультразвукового поля в рабочем объеме жидкости до 10 вт/см2 и изменять режим кавитации в широких пределах.

Ультразвуковое поле, генерируемое коле-блющимся упругим волноводом в жидкости, приводит к появлению кавитации в этой жидко-сти (рис. 5).

Анализ газообразных продуктов реакций, происходящих в акустоплазменном разряде в жидких средах позволил установить, что основным газообразным продуктом является водород. Поэтому была исследована возмож-ность направленного получения водорода при разложении различных жидкостей с помощью акустоплазменного разряда. При этом прово-дились измерения тока и напряжения разря-да, количества выделяющегося газа, а также проводился анализ состава газа с помощью метода газовой хроматографии. значения ве-Рис. 4 Схема питания дуги в плазменном реакторе

ИзвестИя

18


личин тока и напряжения разряда необходимы для того, чтобы вычислить количество энергии, рас-ходуемое на разложение единицы массы исходной жидкости, а также для вычисления количества энергии, расходуемое на производство единицы массы водорода.

Рисунок 6 иллюстрирует данные газовой хрома-тографии о химическом составе газообразных про-дуктов плазмохимических реакций.

в качестве сырья использовались: вода, спир-ты, углеводороды и их смеси. При их разложении в

плазме образуются также твердофазные продукты: наночастицы углерода и наночастицы оксидов ма-териалов разрядных электродов. Как показали ре-зультаты анализов и стехиометрических расчетов, на образование этих побочных продуктов расходу-ется большая часть углерода и кислорода, содержа-щихся в молекулах исходной жидкости, тем самым образующаяся газообразная смесь значительно обогащена водородом.

Физико-химический принцип действия метода заключается в разложении в плазме сложных водо-

Рис. 5 Схема, положенная в основу исследования параметров плазменного разряда в кавитирующей жидкости

Рис. 6 Результаты анализа газовой смеси методом газовой хроматографии. Исходные соединения – вода и изопропанол 1:1. Содержание водорода – 93%

Область кавитации L

Рис. 5. Схема, положенная в основу исследования параметров плазменного

разряда в кавитирующей жидкости.

Анализ газообразных продуктов реакций, происходящих в акустоплазменном

разряде в жидких средах позволил установить, что основным газообразным продуктом

является водород. Поэтому была исследована возможность направленного получения

водорода при разложении различных жидкостей с помощью акустоплазменного разряда.

При этом проводились измерения тока и напряжения разряда, количества выделяющегося

газа, а также проводился анализ состава газа с помощью метода газовой хроматографии.

Значения величин тока и напряжения разряда необходимы для того, чтобы вычислить

количество энергии, расходуемое на разложение единицы массы исходной жидкости, а

также для вычисления количества энергии, расходуемое на производство единицы массы

водорода.

Рис. 6. иллюстрирует данные газовой хроматографии о химическом составе

газообразных продуктов плазмохимических реакций.

+ _lcav

Жидкость

Волновод


19

родсодержащих молекул и их ионизации с после-дующей рекомбинацией с образованием простых молекул: Н2, Н2О, с, сО2, МОx, где М – матери-ал плазменных электродов. Плазменный разряд, инициируемый в реакторе между металлически-ми и графитовыми электродами, поддерживается специально сконструированным источником по-стоянного или переменного напряжения, позволя-ющим исследовать влияние характеристик плаз-мы на скорость реакции и химический состав ее продуктов.

(H2O + Me) = H2 + MeO(C2H5OH + 2H2O + Me) = 5H2 + CO2 + MeO + C(C3H7OH + 2H2O + Me) = 6H2 + CO2 + MeO + C

На рисунке 7 приведена фотография факела, об-разованного горящим водородом, синтезируемым при работе установки, а на рисунке 8 приведены дан-ные об анализе свечения плазменного разряда мето-дом оптической спектроскопии.

На спектре видна линия, соответствующая полосе свечения атомарного водорода.

Результаты хроматографического анализа га-зовой смеси показывают, что при акустоплазмен-ном разложении воды происходит образование практически чистого водорода (98 %), при разло-

жении органических жидкостей в состав выделя-ющегося газа входят также оксиды углерода, но их концентрация не превышает 5–6 %, т.к. основ-ное количество углерода при разложении орга-нических жидкостей выделяется в виде твердого осадка – сажи.

в таблице 1 приведены данные о количестве и составе получаемой газовой смеси при разложении различных жидких сред.

ТаблиЦа 1

Рис. 7 Установка в процессе работы Рис. 8 Оптический спектр плазменного разряда в воде

ИзвестИя

20


Рис. 9 Фотография наночастиц углерода, образующихся при плазменном разложении углеводородов

Измерение количества газовой смеси, образую-щейся при разложении органических жидкостей по-казывает, что производительность сильно зависит от тока разряда, а также от объема разряда, который может меняться в зависимости от расстояния между электродами в реакционной камере. в проводимых

экспериментах ток разряда составляет от 4 А до 8 А, напряжение разряда в зависимости от типа жидкости составляет 30–45 в.

в таблице 2 приведены данные о сравнении энергети-ческой эффективности разработанного метода с извест-ными промышленными методами получения водорода.

ТаблиЦа 2

сырье Метод получения водорода

Теплота сгорания исходных веществ,

Дж/г

Затраты энергии на получение

водорода, Дж/гЭнергетический КПД, %

CH4Паровая конверсия

метана49000 80000 ≈ 70 %

H2O Электролиз 0 180000 ≈ 60 %

Уголь + Вода Возгонка угля 30000 310000 ≈ 35 %

Водно-органическая смесь

Разложение в плазме 15000 77000 60–80 %

Установлено, что при использовании акустоплаз-менного метода допускается использование исход-ного сырья самого низкого качества, т.е. нет необ-ходимости проводить дорогостоящую очистку для удаления примесей.

существенным преимуществом является также отсутствие токсичных и трудноутилизируемых по-бочных продуктов данного синтеза, а также то, что газовая смесь выходит из реактора под небольшим давлением (0,2–0,3 атм), что облегчает ее первичную транспортировку. водородсодержащий газ может быть использован как топливо непосредственно после синтеза, т.е. не требует сепарации, поскольку помимо водорода содержит лишь примеси сО2 и пары воды.

Побочным продуктом при получении водорода методом акустоплазменного разряда при разложении органических жидкостей является углерод, образу-ющийся в виде агломератов наночастиц различного строения и осаждающийся в ходе реакции на дне реакционной камеры. Анализ этих наночастиц мето-дами сканирующей и просвечивающей электронной микроскопии показал (рис. 9), что в ходе реакции мо-гут быть получены углеродные волокна, нанотрубки, пластинки и т.д. [4].

Полученные наночастицы и их агломераты могут быть также использованы в качестве наполнителей, красителей, компонентов композиционных материа-лов и пр.


21

Производительность использованной в предвари-тельных экспериментах реакционной установки объ-емом 100 мл составляла 2 л водорода в минуту при ис-пользовании в качестве сырья кислородсодержащих органических соединений. Энергетические затраты составляли порядка 150 вт, расход исходной жидко-сти – около 20–30 мл/мин. Предварительные оценки энергетического КПД, рассчитанного с учетом тепло-ты сгорания водорода и исходных веществ, а также за-трат электроэнергии показали уровень КПД порядка 60–70 % в зависимости от состава исходной смеси. Были проведены также теоретические расчеты напря-жения и тока разряда при моделировании процесса, которые согласуются с данными эксперимента.

Выводы

таким образом, показано, что акустоплазменный ме-тод получения водорода имеет ряд преимуществ по сравнению с наиболее часто используемыми в насто-ящее время паровой конверсией метана и электро-лизом. При сравнимом с паровой конверсией метана значении энергетического КПД (60–80%), предлага-емый метод не требует громоздкого и дорогого обо-рудования, и превосходит электролиз по скорости и энергоэффективности. существенным преимуще-ством предлагаемого метода является возможность использования широкого спектра исходных веществ.

рАБотА выПоЛненА При Поддержке грАнтов рФФи

14-02-31515-моЛ_А и 14-02-00602-А

Сведения об авторах information about authors 1,2,3Булычев николай Алексеевич

действительный член АИН им. А.М. Прохорова,доктор хим. наук, ведущий научный сотрудник

E-mail: [email protected],3муравьев Эрнест николаевич

ученый секретарь отделения физико-химии и технологии перспективных материалов им. А.М. Прохорова, чл.-корр.

АИН им. А.М. Прохорова, E-mail: [email protected]Чернов Александр Анатольевич

канд. физ.-мат. наук, зав. лабораториейE-mail: [email protected]

1,3казарян мишик Айразатовичдейств. член АИН им. А.М. Прохорова

доктор физ.-мат. наук, профессорE-mail: [email protected]

1Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН119991, Москва, Российская Федерация, Ленинский пр-т, 53

2ОАО Научно-исследовательский институт технического стекла117218, Москва, Российская Федерация, ул. Кржижановского, 29

3Академия Инженерных Наук им. А.M. Прохорова123557, Москва, Российская Федерация, ул. Пресненский вал, 17

4Московский физико-технический институт141700, Московская облаcть, Долгопрудный, Институтский пер., 9

1,2,3Bulychev nikolay A.Full member of Prokhorov Academy of Engineering SciencesDoctor of Chem. Sciences, Chief ResearcherE-mail: [email protected],3muravyev Ernest n.Corresponding member, Scientific Secretary of the Department of physicochemistry and technology of advanced materials E-mail: [email protected] Alexander A.Cand. of Phys.-Math. Sciences, Head of laboratoryE-mail: [email protected],3kazaryan mishik A.Full member of Prokhorov Academy of Engineering Sciences Doctor of Phys.-Math. Sciences, ProfessorE-mail: [email protected] Physical Institute of RAS119991, Moscow, Russian Federation, Leninsky pr-t, 532Joint Stock Company «Institute of Technical Glass»117218, Moscow, Russian Federation, Krzhizhanovsky str, 293A.M. Prokhorov Academy of Engineering Sciences123557, Moscow, Russian Federation, Presnensky Val str, 174Moscow Physical-Technical Institute141700, Dolgoprudnyi, Institutsky per, 9, Moscow Region, Russia


1. Н.А. Булычев, М.А. Казарян, е.с. Гриднева, Э.Н. Му-равьев, в.Ф. солинов, К.К. Кошелев, О.К. Коше-лева, в.И. сачков, с.Г. Чен. Плазменный разряд с обьемным свечением в жидкой фазе под действием ультразвука. Краткие сообщения по физике, 2012. № 7. с. 39.

2. M. Ishigami, J. Cumings, A. Zettl, S. Chen, Plasma in liquids, Chem. Phys. Lett., 2000. Vol. 319. p. 457.

3. Y.L. Hsin, K.C. Hwang, F.R. Chen, J.J. Kai. Nanopar-ticles obtained by plasma discharge, Adv. Mater., 2001. Vol.13. P. 830.

4. О.в. Абрамов, Ю.в. Андриянов, Э.в. Кистерев, О.М. Градов, А.в. Шехтман, Н.в. Классен, Н.А. Бу-лычев. Плазменный разряд в кавитирующей жидко-сти. Инженерная физика, 2009. № 8. с. 34.

References

1. N.A. Bulychev, M.A. Kazaryan, E.S. Gridneva, E.N. Muravyev, V.F. Solinov, K.K. Koshelev, O.K. Koshe-leva, V.I. Sachkov, C.G. Chen. Plazmennyj razryad s ob'emnym svecheniem v zhidkoj faze pod dejstviem ul'trazvuka. Kratkie soobscheniya po fizike [Plasma discharge with volume luminescence in liquid phase un-der ultrasonic treatment. Bulletin of Lebedev Physical Institute], 2012. № 7. P. 39.

2. M. Ishigami, J. Cumings, A. Zettl, S. Chen, Plasma in liquids, Chem. Phys. Lett., 2000, Vol. 319. p. 457.

3. Y.L. Hsin, K.C. Hwang, F.R. Chen, J.J. Kai, Nanopar-ticles obtained by plasma discharge, Adv. Mater., 2001.Vol.13. P. 830.

4. O.V. Abramov, Yu.V. Andriyanov, E.V. Kisterev, O.M. Gradov, A.V. Shekhtman, N.V. Klassen, N.A. Bu-lychev. Plazmennyj razryad v kavitiruyuschej zhidkosti. Inzhenernaya fizika [Plasma discharge in cavitating liq-uid. Engineering Physics], 2009, № 8. P. 34.

22

Н.Н. ТРАВКИН – действительный член Академии инженерных наук им. А.м. Прохорова (Аин) член президиума Аин, секретарь конкурсной комиссии по присуждению Прохоровской премии Аин москва, российская Федерация, E-mail: [email protected]

ИсследованИе металлодИэлектрИческИх наноматерИалов, полученных термИческИм разложенИем металлоорганИческИх соедИненИй

Исследованы структура и состав металлодиэлектрических наноматериалов, полученных термическим разложением композиций на основе бис-этилбензолхрома и алкоголятов Nb,Ta ,V ,Ti ,Si, Al. Установлено, что полученные пленочные и порошкообразные материалы представляют собой аморф-ные или поликристаллические образования твердых рас-творов или стекол на основе хрома, Cr2O3 и окислов элемен-тов, входящих в состав алкоголятов. Необычные свойства пленок (твердость, устойчивость к истиранию и действию

травителей) объясняются наличием в них наночастиц слож-ного состава. Найдено, что размер, состав, структура на-ночастиц сильно зависят от условий проведения процесса термораспада и типа используемых композиций на основе металлоорганических соединений, а также от их соотноше-ния в композиции.

Ключевые слова: металлоорганические соединения, терми-ческое разложение, наноматериалы.

N.N. TRAVKIN – full member of the Prokhorov Academy of Engineering Sciences Cand. of chemical sciences,The member of presidium Ain Scientific secretary of the scientific and technical council Ain moscow, russian federation, E-mail: [email protected]

investigation of metal-dielectRic nanomateRials obtained by the theRmal decomposition of metal oRganic compounds

The structure and composition of the metal-dielectric nano-materials obtained by the thermal decomposition of composi-tions on the basis of bis-ethylbenzol chromium and alcoholats Nb, Ta, V, Ti ,Si, Al are investigated. It is established that the obtained filmy and powdery materials are the amorphous or polycrystalline formations of solid solutions or glass on basis chromium, Cr2O3 and oxides elements of the alcoholats. The uncommon properties of films (hardness, stability to abrasion and action of etching agents) are explained by the presence in

films nanoparticles of complex composition. It is established that the size, composition, structure of nanoparticles strongly depend with conditions of the process thermal decomposi-tion and the like of the utilized compositions on the basis of metal organic compounds, and also on their relationship in the composition.

Key words: metal organic compounds, the thermal decomposi-tion, nanomaterials.

в данной работе приведены результаты исследования структуры и состава металлодиэлектрических нанома-териалов, образующихся при термическом разложении в вакууме композиций на основе бис-этилбензолхрома и алкоголятов ниобия, тантала, ванадия, титана, крем-ния, алюминия. Исследование термораспада компози-ций, определение оптимальных условий получения из них пленочных и порошкообразных наноматериалов, изучение их структуры и состава проводилось по ме-тодикам, изложенным в работах [1–3].

в результате проведенных исследований уста-новлено, что термическое разложение композиций на основе металлоорганических соединений (МОс) протекает с образованием металлодиэлектрических пленок по реакции:

(с6 Н5 с2 Н5)2Cr о + M(OR)n→[(Ar)2Cr]+[M(OR)n]- → Cr-MхOу + 2Ar + nOR.,

где: М – Nb, та (х=2, y=5, n=5), V, Ti, Si (x=l, у=2, п=4) и Al (х=2,у=3,п=3), R – CH 3, C 2 H 5, н-с 3Н 7, изо-C 3H7, н-с 4Н 9, изо-C 4H9, н-с 5Н 11.

Хром, выделяющийся в результате термического разложения бис-этилбензолхрома, может взаимодей-ствовать с продуктами распада алкоголятов с образо-ванием Cr2O3 и других соединений [2–3], например:

2Cr + 3OR. → Cr2O3 + 3R. 3Cr + Si → Cr3Si.

Электронномикроскопическое исследование пле-нок, полученных из композиций в соотношениях МОс (5:1, 1:1, 1:5, 1:10, 1:15), показало, что они име-ют аморфную или поликристаллическую структуру с размером наночастиц от 10 до 500–1000 нм, причем их размер возрастает с увеличением соотношения от 1:1 к 1:15 (рис. 1).

Фазовый анализ полученных пленок указывает на наличие в них хрома, Cr2O3 и соответствующего окис-ла, образующегося при термораспаде алкоголятов. Размер, состав, структура наночастиц сильно зависят от условий проведения процесса термораспада и типа используемых композиций. При получении пленок из смеси бис-этилбензолхрома и тетраэтоксисилана на-блюдалось образование также Cr3Si вместе с Cr2O3.

Полученные из бис-этилбензолхрома и алкоголя-тов тантала пленки имеют мелкодисперсную струк-туру с размером наночастиц 10 нм. термообработка их в вакууме при температуре 100–800 °с не приво-дит к изменению структуры. ИК-спектры указывают на наличие в них Ta2O5 (рис.2.1). На элекронограм-мах наблюдаются сильные линии сr2O3.


23

Рис. 1 Микрофотографии пленок, полученных термическим разложением композиций на основе бис-этилбензолхрома и тетраэтоксисилана, взятых в различных соотношениях:

1 – (С6Н5С2Н5)2Cr + (OC2H5)4Si = 1:1; 2 – (С6Н5С2Н5)2Cr + (OC2H5)4Si = 1:15.

Рис. 2 ИК-спектры пленок, полученных термическим разложением композиций на основе:1 – бис-этилбензолхрома и этилата тантала;2 – бис-этилбензолхрома и тетраэтоксисилана;3 – бис-этилбензолхрома и н-бутилата титана;4 – бис-этилбензолхрома и этилата ниобия.

термораспад композиций состава бис-этил-бензолхрома и тетраэтоксисилана приводит к обра-зованию пленок, имеющих незначительную ориента-цию по направлению [100] относительно подложки. При термическом отжиге в вакууме происходит не-большое укрупнение зерен. ИК-спектры пленок ха-рактеризуются широкими полосами поглощения в интервалах 1200–700 см–1 и 600–400 см–1 (рис. 2.2). Максимумы первого интервала расположены в обла-сти 927–955 см–1. Наблюдается повышенное поглоще-ние в районе 1000–1200 см–1 и около 450 см–1. При 1065 и 1170 см–1 заметны также слабо выраженные макси-мумы. Это можно объяснить образованием фазы SiO2 с примесью Cr2O3. Нессиметричное удлинение высоко-частотной стороны полос поглощения с максимумом около 940 см–1 указывает на присутствие в пленках свя-зей Si-O, возрастание количества которых приводит к образованию SiO2. тот факт, что с увеличением погло-щения в области проявления связей Si-O происходит сдвиг максимума от 940 см–1 к более высоким часто-там, позволяет предположить, что в исследуемых об-разцах реализуется связь Cr-O-Si. в ней определенной характерностью обладает O-Si часть, так как в равно-весных условиях координация кремния по кислороду выше, чем у хрома. таким образом, в данном случае образуется стекло, в котором ионы хрома являются мо-дификаторами, искажающими решетку SiO2 [4, 5].

Пленки, полученные при термическом разло-жении бис-этилбензолхрома и н-бутилата титана, представляют собой смесь окислов TiO2 и сr2O3 с хромом. Окись хрома имеет значительную ори-ентацию (направление [110]). Окись титана имеет решетку типа рутила с направлением ориентации [211]. При разложении композиции образуются твердые растворы, что подтверждает ИК-спектр пленок. Полосы поглощения при 935 и 705 см–1 свидетельствуют о наличии взаимодействия между хромом и TiO2 (рис. 2.3).

структура пленок, полученных из бис-этил-бензолхрома и алкоголятов ниобия, поликристалли-ческая (рис.2.4). На электронограммах пленок на-блюдаются сильные линии сr2O3. ИК-спектр имеет плавную и очень широкую полосу поглощения, про-тянувшуюся от 1100 до 430 см–1, которая соответ-ствует Nb2O5 (рис. 2.4).

При термическом разложении бис-этилбензол-хрома и изо-амилата ванадия получены пленки, имеющие аморфную структуру, ИК-спектр кото-рых указывает на образование соединения хро-ма с окислом ванадия на основе решетки VO2. Пленки, образующиеся при термораспаде бис-этилбензолхрома и изо-пропилата алюминия, име-ют также аморфную структуру и состоят из хрома, сr2O3 и Al2O3.

1 2

ИзвестИя

24


Исследование порошкообразных наноматери-алов, полученных при термораспаде композиций МОс, показало, что они по структуре и составу почти не отличаются от пленочных. Однако, по-рошкообразные наноматериалы содержат больший процент остаточной фазы металлического хрома. так, например, форма ИК-спектра порошка из бис-этилбензолхрома и н-бутилата титана, отличается от спектра пленочного материала. в ИК-спектре пленочного образца имеются достаточно выра-женные полосы поглощения в области проявления связей Cr-O и Ti-O. Форма ИК-спектра порошкоо-бразного материала больше приближается к ИК-спектру TiO2. следует отметить, что небольшое от-личие порошков от пленок, а именно более слабое взаимодействие металлической и диэлектрической фазы, объясняется сравнительно низкой темпера-турой получения порошкообразных материалов (350–400 °с). Оптимальная температура нанесения пленок находится в интервале 450–500 °с.

таким образом, при термическом разложении ис-следованных композиций МОс образуются метал-лодиэлектрические наноматериалы на основе хрома, сr2O3 и соответствующего окисла элемента алкого-лятов. При этом в системе «металл-окисел-окисел» наблюдается взаимодействие с образованием твер-дых растворов или стекол на их основе.

Наличие металлической фазы в полученных ма-териалах подтверждается измерением их удельного поверхностного сопротивления. Наибольшее зна-чение удельного поверхностного сопротивления (500 кОм/□) наблюдается у пленок, полученных термическим разложением композиций при соотно-шении МОс равным 1:15, а наименьшее (0,1 кОм/□) при соотношении 5:1, что хорошо согласуется с дан-ными химического анализа пленок.

в заключение следует отметить, что получен-ные металлодиэлектрические наноматериалы в виде пленок и порошков могут найти широкое при-менение в различных отраслях промышленности, так как они обладают хорошей твердостью, устой-чивостью к истиранию и действию травителей [3], что объясняются наличием в составе пленок нано-частиц сложного состава.

Выводы

Исследованы структура и состав металлодиэлек-трических наноматериалов, полученных терми-ческим разложением композиций на основе бис-этилбензолхрома и алкоголятов элементов ниобия, тантала, ванадия, титана, кремния, алюминия. Уста-новлено, что они представляют собой аморфные или поликристаллические образования твердых раство-ров или стекол на основе хрома, Cr2O3 и окислов элементов, входящих в состав алкоголятов. Необыч-ные свойства полученных материалов (твердость, устойчивость к истиранию и действию травителей) объясняются наличием в них наночастиц сложного состава. Найдено, что размер, состав, структура на-ночастиц сильно зависят от условий проведения про-цесса термораспада, типа используемых МОс, а так-же от их соотношения в композиции.


1. Н.Н. травкин. Межотраслевой научно-технический журнал «Оборонный комплекс – научно-техниче-скому прогрессу России», 2008. № 1. с. 38.

2. Н.Н. травкин. Инженерная физика. 2004. № 1. с. 18.3. Н.Н. травкин. Межотраслевой научно-технический

журнал «Оборонный комплекс – научно-техниче-скому прогрессу России», 2004. № 1. с. 7.

4. Р.А. Андриевский. Российский химический журнал. 2002. т. 46. с. 50.

5. А.М. Глезер. Российский химический журнал. 2002. т. 46. с. 60.

References

1. N.N. Travkin. Mezhotraslevoj nauchno-tehnicheskij zhurnal «Oboronnyj kompleks – nauchno-tehniches-komu progressu Rossii» [Interbranch scientific and technical Journal «Defense complex – scientific and technical progress of Russia»], 2008. № 1. Р. 38.

2. N.N. Travkin. Inzhenernaya fizika [Engineering phys-ics], 2004. № 1. Р. 18.

3. N.N. Travkin. Mezhotraslevoj nauchno-tehnicheskij zhurnal «Oboronnyj kompleks – nauchno-tehniches-komu progressu Rossii» [Interbranch scientific and technical Journal «Defense complex – scientific and technical progress of Russia»], 2004. № 1. Р. 7.

4. R.A. Andrievskiy. Rossijskij himicheskij zhurnal [Rus-sian chemical Journal], 2002. Vol. 46. C. 50.

5. A.M. Glezer. Rossijskij himicheskij zhurnal [Russian chemical Journal], 2002. Vol. 46. C. 60.

Сведения об авторе information about author

травкин николай николаевичдействительный член

Академии инженерных наук им. А.М. Прохорова член президиума АИН, секретарь конкурсной комиссии

по присуждению Прохоровской премии АИН 123557 Москва, Российская Федерация

ул. Пресненский вал,17, E-mail: [email protected]

Travkin nikolaj nikolaevichFull member of the Prokhorov Academy of Engineering Sciences, Cand. of Сhemical SciencesThe member of presidium AIN Scientific secretary of the scientific and technical council AIN 123557 Moscow, Russian FederationPresninsky Val str, 17, E-mail: [email protected]

25

Введение

Разработка промышленной технологии выращива-ния монокристаллов стратегически важного полу-проводникового материала кадмий-ртуть-теллур (КРт) и организация его производства на заводе чистых металлов (Украина), а также на опытном химико-металлургическом заводе Гиредмета Мини-стерства цветной металлургии явилась выдающим-ся достижением ученых и технологов сссР.

в настоящей статье показан сложный путь восхождения к цели и вклад специалистов, ока-завшийся решающим. сообщается также о пер-вых работах по фотоприемникам из КРт для различных видов военной, гражданской техники и тепловидения. Работа не претендует на исчер-пывающее освещение событий полувековой дав-ности и является дополнением к уже известным фактам. в статье приведены ссылки на литературу начального периода работ, когда все делалось «на ощупь» и каждое весомое исследование помогало двигаться к цели. в дальнейшем появились сот-ни публикаций как по технологии КРт, так и по фотоприемникам.

I. Разработка технологии получения монокристаллов CdxHg1–xTe

синтез Лоусоном (W.D. Lawson) в 1959 г. в Ан-глии [1] и А.Д. Шнейдером в сссР [2] моно-кристаллов твердых растворов тройной системы кадмий-ртуть-теллур (КРт) и исследование их свойств совпали с периодом бурного развития ин-фракрасной техники. зависимость ширины запре-щенной зоны от состава CdxHg1–xTe в диапазоне eg77 = – 0,26 эв в HgTe до Eg77 = 1,6 эв в CdTe с переходом через бесщелевое состояние (х ≅ 0,145), позволяла создавать фотоприемники, чувствитель-ные в наиболее перспективном диапазоне инфра-красного спектра от λ ≅ 0,8 мкм до λ ≥ 24 мкм, ис-пользуя соответствующий состав КРт.

Леонид Николаевич Курбатов проявил боль-шой интерес к новому полупроводниковому ма-териалу и оценил высокую перспективность его использования в инфракрасной технике. Получив назначение на должность заместителя директора НИИ 801 по научной работе (в дальнейшем НИИ прикладной физики), он организовал отдел фи-зики и химии полупроводниковых материалов, и

Посвящается памяти основоположника отечественной практической микрофотоэлектроники, доктора физико-математических наук, члена-корреспондента рАн (Ан СССр), действительного члена Академии инженерных наук, профессора Леонида николаевича курбатова

Е.В. СУСОВ – канд. технических наук оАо «московский завод «Сапфир» москва, российская Федерация, E-mail: [email protected]

к ИсторИИ разработкИ в ссср И рф матерИала cdxhg1-xte И фотопрИемнИков на его основе для тепловИзИонной технИкИ

Статья посвящена истории материаловедения узко-зонных полупроводников на базе твердых растворов CdTe – HgTe и создания отечественной тепловизионной техники на их основе. Приведены имена ученых и спе-циалистов, внесших значительный вклад в создании российских инфракрасных фотоприемников, отмечен

решающий вклад члена-корреспондента РАН Леонида Николаевича Курбатова.

Ключевые слова: материаловедение, узкозонные полупро-водники, фотоприемники, тепловидение, твердые раство-ры, CdTe – HgTe.

E.V. SUSoV – Cand. of Techn. Sciences JSC «moscovskij Zavod «Sapphir» moscow, russian federation, E-mail: [email protected]

on the histoRy of development in the ussR and the Rf mateRial cdxhg1-xte and photodetectoRs based on it foR theRmal imaging technology

Paper is devoted to the history of narrow-gap semiconductors materials based on solid solutions of CdTe – HgTe and creation of the domestic thermal imaging technology based on them. Shows the names of scientists and specialists who contributed to the creation of Russian infrared photodetectors, noted a de-

cisive contribution to this RAS Corresponding Member Leonid Nikolaevich Kurbatov.

Keywords: materials science, narrow-gap semiconductors, pho-todetectors, thermography, solid solutions, CdTe – HgTe.

ИзвестИя

26


в 1962 г. по его инициативе были начаты работы по синтезу КРт. Первые образцы КРт, получен-ные в.П. счастливым в 1963 г., оказались не при-годными для исследований, так как содержали включения свободной ртути. во время междуна-родной конференции по лазерам в 1967 г. в Пари-же Л.Н. Курбатов посетил лабораторию супругов Родо, в которой мадам Родо продемонстрировала монокристаллы КРт х ≅ 0,22 и оборудование для выращивания таких монокристаллов. Фирма SAT во Франции уже вела разработки фотоприемников из КРт, чувствительных в диапазоне 8–14 мкм. Фотоприемники из германия, легированного рту-тью для диапазона 8–14 мкм требовали глубокого охлаждения до ~ 30 К. Громоздкие и энергоемкие криогенные машины для охлаждения фотоприем-ников до ~ 30 К не обладали требуемыми надеж-ностью и ресурсом. Появление фотоприемников из КРт х ~ 0,2, охлаждаемых до ~ 80 К, возбудило большой интерес за рубежом и в сссР, также в связи с изобретением CO2 – лазеров (λ = 10,6 мкм). Множество научных центров за рубежом (сША, Англия, Франция, япония, Италия) развернули работы по синтезу КРт и фотоприемникам. Пер-вые неудачи получения монокристаллов КРт не остановили Л.Н. Курбатова. в 1964 г. в отделе Ф.Ф. Харахорина была организована группа тех-нологов под руководством молодого специалиста Л.А. Бовиной. Работы по КРт в институте и пу-бликации в литературе периодически обсужда-лись на семинарах у Л.Н. Курбатова. в семинарах принимали участие физики и технологи Институ-та стали и сплавов, МГУ, институтов АН сссР, ГИПО и ГОИ. По мнению специалистов в обла-сти технологии полупроводниковых материалов проблема получения однородных по составу мо-нокристаллов Cd0,2Hg0,8Te, пригодных для разра-ботки фотоприемников, оказалась уникальной по сложности, которая определяется особыми свой-ствами тройной системы CdTe – HgTe:

– большое расхождение между линиями ликвиду-са и солидуса в широком диапазоне составов;

– малый угол наклона линии солидуса при х ≤ 0,4; – плотностная ликвация в расплаве из-за значи-

тельного различия плотности CdTe и HgTe; – «разрыхление» связи ртути с теллуром в решет-

ке КРт; – высокое давление паров ртути (P > 20 атм) при

температуре кристаллизации, что сопряжено с опасностью взрыва ампулы с расплавом и от-равления персонала.

в 1967 г. Л.Н. Курбатов поручил разработку фотоприемников из материала КРт моей лабора-тории 23, занимавшейся исследованиями свойств полупроводников, лабораторной криогенной тех-никой и разработкой фотоприемников длинно-волнового ИК спектра на разогреве излучением носителей тока в антимониде индия n-типа при ох-лаждении жидким гелием для космического радио-метра ФИАН. Первой заботой лаборатории 23 ста-ла проблема исходного материала КРт. Предъявить требования к монокристаллам КРт для фоторези-сторов и фотодиодов оказалось трудным делом. связь ширины запрещенной зоны Eg с составом х, в CdxHg1–xTe у разных авторов значительно отли-чалась. спектральное распределение чувствитель-ности фоторезистора зависело также от толщины фоточувствительного элемента и свойств просвет-ляющих покрытий, опыт изготовления которых отсутствовал. Электрофизические и фотоэлектри-ческие свойства КРт, известные из литературы, по-лученные экспериментально на образцах разного состава, иногда неоднородных по составу, также не внушали доверия. Расчетные величины концен-трации носителей и подвижности могли служить ориентиром, возможно недостижимом на прак-тике. выход был найден, когда сотрудником моей лаборатории е.с. Баниным были проведены иссле-дования свойств микроскопического образца КРт электронного типа проводимости однородного по составу х=0,2. Полученные значения концентрации носителей, подвижности и времени жизни неравно-весных носителей легли в основу тз на КРтx ~ 0,2 для фоторезисторов. в конце 1968 г. Л.Н. Курбатов при-гласил на работу в НИИ 801 доктора физ.-мат.наук в.И. стафеева, назначенного вскоре начальником реорганизованного отдела 2, в состав которого во-шла моя лаборатория и лаборатория Л.А. Бовиной, занимавшейся синтезом КРт.

Усилия НИИ 801 в течение ряда лет не привели к решению проблемы КРт. Монокристаллы КРт, полученные в лаборатории Л.А. Бовиной, были неоднородными по составу. тем не менее, из от-дельных кусочков этих образцов КРт в моей лабо-ратории Г.Э. Поповяном были разработаны и изго-товлены первые одноэлементные фоторезисторы. Исследования свойств этих фоторезисторов выяви-ли также острейшую проблему деградации параме-тров материала фоточувствительного элемента при длительном хранении.

в Государственном институте прикладной оп-тики (ГИПО) МОП в отделе полупроводниковых материалов И.с. Аверьянова А.П. Черкасовым были получены образцы монокристаллов КРтх ~ 0,2,


27

пригодные для разработки одноэлементных фото-резисторов. Первые опытно-конструкторские рабо-ты по фоторезисторам в моей лаборатории велись Г.Э. Поповяном и А.в. Филатовым с использовани-ем монокристаллов КРт, изготовленных в ГИПО. Образцы КРтх ~ 0,2 изготавливались в ГИПО в ма-лых количествах и по несколько грамм в месяц по-ставлялись в НИИ прикладной физики по графику, утвержденному руководством ГИПО и НИИ ПФ. Образцы КРтх ~ 0,2, изготовленные в НИИ ПФ и в ГИПО, в той или иной степени не соответствова-ли требованиям по однородности состава и типу проводимости. стало очевидным, что проблему разработки технологии получения и производства высококачественных монокристаллов КРтх ~ 0,2 для разработки и серийного выпуска фотоприемников диапазона спектра 8–14 мкм силами ГИПО и НИИ ПФ не решить.

Л.Н. Курбатов принял решение и убедил с.А. зверева в необходимости привлечения к про-блеме КРт предприятий Министерства цветной металлургии, занимающихся разработкой и выпу-ском полупроводниковых материалов. Первая по-пытка договориться была предпринята Л.Н. Кур-батовым сначала непосредственно с руководством Государственного института редкометаллической промышленности (Гиредмет). Директор Гиред-мета академик Н.П. сожин отказался, ссыла-ясь на несоответствие материала КРт профилю института (редкие металлы). я принял участие во встрече Л.Н. Курбатова с заместителем министра цветной металлургии в.Н. Костиным, который объяснил отказ Гиредмета перегрузкой по основ-ной тематике и предложил в качестве исполнителя всесоюзный научно-исследовательский институт цветной металлургии (вНИИ Цветмет) в г. Усть-Каменогорске. свое решение он мотивировал тем, что вНИИ Цветмет разрабатывает и производит полупроводниковые материалы, содержащие тел-лур и кадмий, а ртути они не испугаются, добавив при этом, что вНИИ Цветмет хорошо оснащен современным аналитическим оборудованием для контроля чистоты исходных материалов. вручив мне письмо с поручением директору вНИИ Цвет-мета согласовать тз на разработку материала КРт, в.Н. Костин просил держать его в курсе, если воз-никнут проблемы при согласовании тз. в Усть-Каменогорске проблем не возникло, тз было под-писано заместителем директора вНИИ Цветмета по научной работе с обещанием выслать договор в течение двух недель. Однако, договор мы не по-лучили. Через месяц после моего возвращения из Усть-Каменогорска меня пригласил начальник 4

управления МЦМ Н.И. егоров и стал доказывать, что КРт это химическое соединение и нам следу-ет обратиться в Минхимпром. К этому времени в.Н. Костин ушел на пенсию. сообщения различ-ных фирм в сША, Англии и Франции о разработ-ке фотоприемников на КРт для диапазона спектра 8–14 мкм множились с каждым годом. Проблема приобретала государственную важность. Давление на руководство НИИ ПФ возрастало. ставились новые, более сложные задачи в разработке много-элементных фотоприемников из КРт с числом элементов 100. Добиться встречи двух министров (МЦМ и МОП) по такому щекотливому вопросу, как проблема материала КРт, было не просто, но неоднократные обращения Л.Н. Курбатова к мини-стру с.А. звереву, в ЦК КПсс возымели действие.

встреча с.А. зверева и П.Ф. Ломако состоялась в марте 1973 г. Колорит этой встречи и ее резуль-таты представлены в статье Л.Н. Курбатова в на-учно-техническом сборнике «вопросы оборонной техники» [3]. Решения, принятые двумя министра-ми на этой встрече, обозначили начало крупномас-штабных работ по КРт. Головной организацией в МЦМ по КРт был определен завод чистых метал-лов (зЧМ) в г. светловодске (Украина). Участие Ги-редмета также было предусмотрено, но его задачи были определены позже. Финансирование работ по КРт было поручено НИИ ПФ. Директор зЧМ Ана-толий Михайлович тузовский был крупным специ-алистом в технологии полупроводниковых матери-алов и талантливым организатором. Он подключил к проблеме КРт, созданный им на зЧМ сильный коллектив физиков и технологов, установил тес-ную связь с учеными и технологами Ленинград-скокого Физико-технического института (ЛФтИ) АН сссР, Института полупроводников (ИП) АН УссР и ГИПО, подключил смежные организации к разработке некоторых единиц технологическо-го оборудования и вел работу в тесном контакте с разработчиками фотоприемников в НИИ ПФ. Ку-рирование работ по КРт на зЧМ Л.Н. Курбатов по-ручил мне. Приказом директора я был назначен на-учным руководителем этих работ. К 1973 г., спустя 10 лет после открытия КРт в сссР и за рубежом (по публикациям) не было четкого представления об эффективном методе получения однородных по составу монокристаллов КРтх ~ 0,2, пригодных для разработки и производства фоторезисторов и фото-диодов диапазона спектра 8–14 мкм. Исследования свойств монокристаллов КРт неоднородных по составу, полученных разными методами в различ-ных организациях, не могли служить источником для понимания природы материала. значительный

ИзвестИя

28


вклад в исследования свойств КРт внесли работы, выполненные в ЛФтИ АН сссР в.И. Ивановым-Омским с сотрудниками и Б.т. Коломийцем с со-трудниками [4, 5], а также работы, выполненные в ГИПО Н.с. Барышевым и И.с. Аверьяновым с со-трудниками [6]. Из зарубежных публикаций в нача-ле семидесятых годов были использованы работы D. Long and J.L. Schmit [7] и M.A. Kinch с сотруд-никами [8].

Работы ГИПО (И.с. Аверьянов, А.П. Черкасов [9] и зарубежных авторов [10–13]) дали первую обнадеживающую информацию по технологии выращивания монокристаллов КРт, но ни одна из этих работ, также как и работы Л.А. Бовиной в НИИ ПФ, не решали главной проблемы получения монокристаллов с высокой однородностью соста-ва. трудности в разработке технологии получения КРтх ~ 0,2 стимулировали зарубежных и отечествен-ных ученых в поисках альтернативных материа-лов. тройные соединения AIVBVI:Pb1–xsnxTe (сОт) и Pb1–xsnxSe (сОс), обладая сходными с КРт свой-ствами, представлялись менее сложными в техно-логии выращивания монокристаллов, однородных по составу. Появились публикации [14, 15], в кото-рых приводились обнадеживающие результаты ис-следований фотопроводимости сОт. После обсуж-дения на семинаре у Л.Н. Курбатова обзора работ по КРт, сОт и сОс, мне было поручено разрабо-тать тз на монокристаллы сОт и сОс для фото-приемников диапазона 8–14 мкм. А.М. тузовский согласился вести разработку технологии получе-ния монокристаллов сОт и сОс параллельно с ра-ботами по КРт, так как понимал исключительную сложность проблемы синтеза монокристаллов КРт.

Разработка на зЧМ технологии получения мо-нокристаллов КРт для фотоприемников стала со-держанием темы «Памир». требования к монокри-сталлам сОт и сОс были сформулированы в теме «Кавказ». в 1973 г. разработанные мной и утверж-денные Л.Н. Курбатовым тз по этим темам были обсуждены на зЧМ с участием специалистов ЛФтИ АН сссР, ИП АН УссР, зЧМ, НИИ ПФ, ГИПО и приняты без замечаний. состав CdxHg1–xTe для фо-тодиодов был определен в.И. стафеевым, исходя из необходимости перекрытия окна прозрачности атмосферы 8–14 мкм. Как показали исследования, фотодиоды с λm = 13–14 мкм из узкозонного КРт имеют большие темновые токи и низкое диффе-ренциальное сопротивление, что не позволяет реализовать режим фонового ограничения обна-ружительной способности фотодиодов при темпе-ратурах 77–80 К. спустя много лет (1983 г.) состав КРт для фотодиодов был скорректирован в сторо-

ну увеличения х, что было болезненно воспринято разработчиками технологии КРт и начальством. в.И. стафеев также не считал первоочередной за-дачей глубокую очистку исходных Cd, Hg и Te, так как свойства выращенных монокристаллов опре-деляются прежде всего собственными дефекта-ми – вакансиями ртути. Л.Н. Курбатов поддержал мои предложения по очистке исходных, что ста-ло первым этапом работ по КРт на зЧМ. На зЧМ под руководством А.М. тузовского и Ю.Г. Пухова О.Н. Калашник разработал технологию и органи-зовал производство высокочистых кадмия, ртути и теллура, включающую контроль примесей совре-менными методами. Необходимость высокой сте-пени очистки исходных материалов была доказана, когда в ГИПО и на зЧМ была разработана техно-логия двухтемпературного отжига образцов КРт в парах ртути, позволившая выйти на собственный примесный фон КРт, «залечиванием» вакансий ртути при отжиге. Опыт работы моей лаборатории с образцами КРт, изготовленными в ГИПО и НИИ ПФ показал, что в образцах КРтх ~ 0,2 при хранении изменяется концентрация носителей, тип прово-димости и электросопротивление. тревожные со-общения приходили из зарубежных источников о возврате изготовителю техники с фотоприемни-ками из КРтх ~ 0,2 из-за потери обнаружительной способности. Проблема деградации свойств КРт стала одной из главных. Появились работы, в кото-рых авторы (НИИ «Пульсар» и АН БссР) утверж-дали, что КРтх ~ 0,2 не может быть стабильным по своим физико-химическим свойствам и для фото-приемников не пригоден. Государственные стан-дарты требовали сохраняемость параметров во-енной техники и фотоприемников, входящих в ее состав, в пределах допусков, в течение 12,5 лет, в том числе в условиях хранения при повышенных температурах (60°с) и нахождении в процессе эксплуатации при еще более высокой температу-ре (70 – 80°с). в НИИ ПФ в отделе надежности я.А. Швеца в лаборатории Ф.А. заитова были на-чаты А.в. Горшковым исследования дефектообра-зования и диффузионных процессов в КРт и сОт. Результаты этих исследований [16] были исполь-зованы мной в решении проблем деградации КРт, легирования КРт примесями [17] и отжига дефек-тов в монокристаллах. в этих работах были опре-делены энергии активации самодиффузии ртути по междуузельному и вакансионному механизмам и коэффициенты диффузии. Для привлечения ши-рокого круга специалистов Академии наук сссР к проблеме КРт по инициативе Л.Н. Курбатова была создана при совете по физике полупроводников


29

АН сссР секция узкозонных полупроводников под руководством Л.Н. Курбатова. На заседани-ях секции, проводившихся, как правило, на зЧМ, обсуждались результаты исследований ЛФтИ АН сссР (в.И. Иванов-Омский, в.К. Огородни-ков, К.П. смекалова), Гиредмета (О.в. Пелевин, е.П. Рашевская), ГИПО (Н.с. Барышев, И.с. Аве-рьянов, А.П. Черкасов), ИП АН УссР (е.А. саль-ков, Г.И. Жовнир, А.в. Любченко), Львовского университета (в.Г. савицкий, М.в. Пашковский, Р.в. Луцив), НИИ ПФ (в.И. стафеев, е.в. сусов, Л.А. Бовина) и зЧМ (К.Р. Курбанов, А.Н. елизаров, О.Н. Калашник, Ю.Н. Гаврилюк, в.К. ергаков). Ни одна из организаций, принимавших участие в ре-шении проблемы КРт, в то время не могла пред-ложить эффективного способа изготовления моно-кристаллов КРт требуемого качества. Главными проблемами оставались: неоднородность состава и низкий процент выхода образцов с концентрацией носителей и временем жизни носителей по тз. На зЧМ были опробованы различные методы полу-чения монокристаллов заданного состава: моди-фицированный метод Бриджмена, твердотельная рекристаллизация, перекристаллизация через зону теллура. Каждый метод требовал разработки спе-циального оборудования, оснастки, технологиче-ского процесса и отнимал много времени.

в конце семидесятых годов Л.Н. Курбатовым была предпринята попытка использовать космиче-ские аппараты для выращивания монокристаллов КРт в условиях невесомости с целью избавиться от плотностной ликвации и получить монокри-сталлы, однородные по составу [17]. Оригиналь-ная установка высокой надежности и безопасно-сти для выращивания монокристаллов КРт при давлении паров ртути до 18 атм, автоматизиро-ванная печь «сплав-1», была разработана в НИИ ПФ в отделе в.с. зиновьева и изготовлена в КБ Общего машиностроения академика в.А. Бармина. После отработки на земле эксперимент был вы-полнен в космосе. Монокристаллы, полученные космонавтом Г.М. Гречко, имели характеристики, близкие к ожидаемым. При исследовании образцов КРт, полученных в невесомости, выяснилось, что полностью устранить плотностную ликвацию не удается из-за микрогравитации, возникающей при коррекции орбиты космического аппарата (КА) и работе двигателей, обеспечивающих стабилиза-цию положения КА в космическом пространстве. На эти обстоятельства обратили внимание и дру-гие участники космических экспериментов по вы-ращиванию полупроводниковых монокристаллов (Институт металлургии АН сссР). Работы по вы-

ращиванию КРт в условиях невесомости вскоре были прекращены по инициативе директора НИИ ПФ по соображениям, не имеющим отношения к интересам дела. возобновились работы по росту монокристаллов в космосе лишь в середине 90-х годов при подготовке международных эксперимен-тов на МКс.

Работа на зЧМ по созданию технологии КРт, сОт и сОс была постоянно в поле зрения Л.Н. Курбатова и обсуждались одновременно с результатами опытно-конструкторских работ по малоэлементным (1–10элементов) фотоприемни-кам из КРт. Образцы КРт, получаемые на зЧМ в семидесятых годах, направлялись в НИИ ПФ для использования в разработке технологии изготов-ления фоторезисторов. Из года в год качество об-разцов улучшалось, но требования тз в полной мере не выполнялись. в Гиредмете, где также была поставлена работа по монокристаллам КРт (тема «Багира) в НИИ ПФ и на зЧМ отрабатыва-лись методы контроля параметров образцов КРт. в Гиредмете была создана установка и разработана методика контроля состава образцов КРт по спек-трам пропускания с разрешением 0,3 мм. в НИИ ПФ, после обсуждения у Л.Н. Курбатова, были раз-работаны: установка для контроля состава образ-цов КРт по спектральной характеристике сигнала фотоответа с разрешением 0,07 мм, и в лаборато-рии 23, А.с. сухаревым, установка для отбраков-ки образцов скрытого («слабого») p-типа проводи-мости по зависимости ЭДс Холла образцов КРт в сильном импульсном магнитном поле (B ~ 15 T). в фоторезисторах из КРт «слабого» p-типа наблю-дался усиленный эффект «выметания» и ускорен-ная деградация параметров. Метод определения электронного типа проводимости и отбраковки образцов «скрытого» р-типа по линейной зависи-мости ЭДс Холла в сильном импульсном магнит-ном поле был предложен мной для контроля типа проводимости на зЧМ и в Гиредмете. в НИИ ПФ были разработана стандартная импульсная уста-новка, изготовлены образцы и переданы на зЧМ и в Гиредмет. Из образцов КРт, изготовленных на зЧМ, имеющих линейную зависимость ЭДс Хол-ла от индукции магнитного поля до 5–7 т, в нашей лаборатории были разработаны опытные образцы фоторезисторов, успешно прошедшие испытания Государственной комиссии. Отбор образцов КРт n-типа проводимости по зависимости ЭДс Холла в сильном импульсном магнитном поле производил-ся длительное время, пока технология получения легированных индием монокристаллов не достигла уровня, гарантирующего электронный тип прово-

ИзвестИя

30


димости образцов. Легирование КРт индием было предложено мной в 1983 г. с целью получения об-разцов n-типа, повышенной однородности электро-физических свойств и сохраняемости (стабильно-сти) параметров образцов [18] и после обсуждения с Л.Н. Курбатовым реализовано на зЧМ К.Р. Кур-бановым в 1984 г. Для исключения образцов «сла-бого» p-типа при поставке заказчику в технические условия был введен параметр:

«b» = RRX B

X B

,

,

, .=

=

≤200

2000

1 2Гс

Гс

Более десяти лет ушло на зЧМ на поиск и раз-работку промышленной технологии изготовления монокристаллов КРтх ~ 0,2, соответствующих тз по теме «Памир». Большое число зарубежных публи-каций, появившихся в семидесятые и восьмидеся-тые годы не давали однозначного ответа на опти-мальное решение проблемы. На зЧМ в 1985 г. было организовано серийное производства высококаче-ственных монокристаллов CdxHg1–xTe (x ~ 0,2) n- и p-типа. Установленная мощность оборудования на зЧМ позволяла обеспечить выпуск КРт n-типа, легированного индием, в количестве, достаточном для серийного производства фотоприемников. тем самым, была решена проблема производства глав-ного стратегического материала инфракрасной техники. в основе технологии лежит метод зонной перекристаллизации из двухфазной смеси с леги-рованием индием в процессе синтеза и последую-щего двухтемпературного отжига образцов в парах ртути. Метод разработан Курбановым Курбаном Рамазановичем. в разработке приняли участие: А.М. тузовский, О.Н. Калашник, Ю.Н. Гаврилюк, А.И. елизаров, А.М. Раскевич. Производство мо-нокристаллов КРтх ~ 0,2 было организовано на зЧМ под руководством А.М. тузовского Ю.Н. Гаврилю-ком, О.Н. Калашником, в.К. ергаковым, в.Д. Ли-совенко, Н.А. Парфеновым. в работах зЧМ были использованы результаты исследований двухсту-пенчатого отжига образцов КРт в парах ртути, вы-полненные в ГИПО А.П. Черкасовым и И.с. Аве-рьяновым, впоследствии усовершенствованного для промышленного применения на зЧМ А.И. ели-зарововым, в.в. Богобоящим и К.Р. Курбановым. Были также использованы расчеты по диаграмме состояний, произведенные Г.И. Жовниром в ИП АН УссР.

Параллельно в Гиредмете А.М. соколов и Н.И. Шматов разработали технологию изготовле-ния высококачественных монокристаллов КРтх ~ 0,2, легированных селеном, методом кристаллизации

из двухфазной смеси, в которой были использо-ваны результаты, полученные на зЧМ К.Р Курба-новым, в том числе по легированию селеном. Эта работа также была выполнена на высоком научном и техническом уровне, характерном для Гиредме-та. Параметры образцов КРтх ~ 0,2 Гиредмета удов-летворяли требованиям тУ. На опытном химико-металлургическом заводе (ОХМз) Гиредмета в г. Подольске Московской области в.Н. Хныковым было налажено производство монокристаллов КРт n- и p-типа (х ~ 0,2). При изготовлении фоторе-зистора из КРт необходимо уменьшить толщину пластины КРт до 5 ÷ 10 мкм, сохранив свойства исходной пластины толщиной ~ 1 мм. технология получения тонких слоев КРт на согласованных по коэффициентам теплового расширения подложках была одной из главных проблем разработки фото-резисторов. Успешное ее решение, тем не менее, приводило к потере 99 % дорогого материала сто-имостью, в ценах 80-х годов, от 2 до 8 миллионов рублей за килограмм. с 1973 г. на зЧМ под руко-водством А.М. тузовского и в Гиредмете под ру-ководством М.Г. Мельвидского, О.в. Пелевина и в.М. Лакеенкова были начаты работы по техноло-гии получения тонких слоев КРт методом жидко-фазовой эпитаксии (ЖФЭ) на подложках из теллу-рида кадмия. Эта работа продвигалась медленно и лишь в 1984 г. после разработки а Гиредмете тех-нологии получения монокристаллических пластин CdZnTe и CdTeSe на зЧМ стали получать монокри-сталлические слои, изготовленные методом ЖФЭ p-типа, пригодные для разработки фотодиодов диа-пазона 8–10 мкм.

в Гиредмете под руководством в.М. Лакеенко-ва, И.А. Денисовым и Н.И. Шматовым была раз-работана технология получения монокристаллов CdZnTe для подложек, используемых в жидкофа-зовой эпитаксии КРт, и технология ЖФЭ КРтх ~ 0,2 p-типа для фотодиодов [19,20]. в 1989 г. в Институ-те физики полупроводников (ИФП) АН сссР были начаты работы по молекулярно-лучевой эпитаксии (МЛЭ) КРт. Этот метод допускал использование подложек, отличных от CdZnTe, которые необходи-мы для металлургического процесса ЖФЭ КРт. в качестве альтернативной подложки были испробо-ваны различные монокристаллы. выбран был ар-сенид галлия ориентации [103]. Оригинальная кон-струкция кольцевого источника ртути в установке МЛЭ, разработанная с.И. Чикичевым, контроль со-става пленки КРт в процессе эпитаксии с помощью эллипсометра, предложенный К.К. свиташовым, а также автоматизация процесса МЛЭ с помощью ЭвМ, разработанная с.в. Рыхлицким и в.П. тито-


31

вым, позволили создать в ИФП сО РАН установ-ку МЛЭ КРт промышленного уровня. в 1996 г. в ИФП сО РАН под руководством Ю.Г. сидорова, с.А. Дворецким, Н.Н. Михайловым, в.с. варави-ным были разработаны основы технологии МЛЭ КРт и получены образцы на подложке из GaAs ге-тероэпитаксиальных структур (ГЭс) КРтх ~ 0,2 n- и p-типа для фоторезисторов и фотодиодов диапазо-на 8–12 мкм и 8–11 мкм соответственно [21, 22]. Молекулярно-лучевая эпитаксия КРт изначально была воспринята неоднозначно. в Головном по фотоприемникам МОП–НПО «Орион» (НИИ ПФ) в.И. стафеев был категорически против развития МЛЭ КРт, считая эту технологию лабораторной, не пригодной для производства. Электрофизические и фотоэлектрические параметры ГЭс КРт МЛЭ практически не уступают лучшим образцам объем-ных монокристаллов (ОМ) и превосходят ОМ КРт по однородности состава, размерам (50 и 72 мм) и форме образцов (круг).

Достоинствами метода МЛЭ КРт являются:

– возможность изменять состав пленки в процес-се эпитаксии и создавать варизонные слои КРт по обе стороны от слоя постоянного состава, препятствующие рекомбинации неравновесных носителей на границах раздела;

– возможность использования в качестве подло-жек Ge, Si, GaAs, Al2O3 и др.;

– большие размеры подложек ∅ ≥ 50 мм.

Наличие специфических для МЛЭ КРт V-дефектов является серьезным недостатком ГЭс КРт МЛЭ для фотодиодных матриц. технология ГЭс КРт МЛЭ была усовершенствована, размеры и плотность V-дефектов снижены. стабильность свойств тонких слоев ГЭс КРт МЛЭ, защищенных анодным окислом, была подтверждена испытания-ми прогревом 2000 ч + 70°с.

с 1996 г. работа ИФП сО РАН по МЛЭ КРт ве-лась в тесном взаимодействии с ФГУП «Альфа». Исследования, проведенные в ЦКБ ФГУП «Аль-фа», показали, что V-дефекты в образцах ГЭс КРт МЛЭ не являются электрически активными и вли-яют на топологию ФЧЭ, только в том случае если размеры V-дефектов сопоставимы с размерами ФЧП. технология анодного окисления поверхности ГЭс КРт, позволила подтвердить долговременную стабильность параметров образцов ГЭс КРт МЛЭ, защищенных анодным окислом при ускоренных испытаниях прогревом при 70°с в течение 2000 ч. в ИФП сО РАН была разработана технология получения особо тонких (3,5–4,5) мкм слоев ГЭс КРт МЛЭ n-типа с выходом варизонного слоя на

теллурид кадмия или состав, близкий к теллуриду кадмия для фоторезисторов диапазона 8–12 мкм.

в 2005 г. в ИФП сО РАН была разработана по-лупромышленная установка МЛЭ КРт, производи-тельностью до 2000 см2 ГЭс КРт в год. ГЭс КРт МЛЭ изготавливается и поставляется ИФП сО РАН по тУ 1778-004-03533808-2005.

в настоящее время метод МЛЭ используется для получения эпитаксиальных слоев КРт ведущи-ми зарубежными фирмами, выпускающими матри-цы различных форматов до 2048×2048 пикселей на ГЭс КРт МЛЭ собственного производства, для ди-апазона спектра от 2–2,5 до 8–12 мкм. в РФ ФГУП НтЦ «Орион» также использует ГЭс КРт МЛЭ для разработки матричных ФПУ. в ОАО «Московский завод «сапфир» (с 01. 01 2014 ОАО «Швабе-фото-системы») А.в. Филатовым разработана техноло-гия и в цехе организовано серийное производство высокостабильных многоэлементных фоторезисто-ров, изготавливаемых из ГЭс КРт МЛЭ.

II. Разработка первых фотоприемников из КРТ для различных видов инфракрасной техники

Многочисленные сообщения в зарубежных ис-точниках о разработке фотоприемников диапазона 8–14 мкм из КРт для систем переднего обзора са-молетов и других видов военной техники указыва-ли на наше отставание в этой важнейшей области создания новых вооружений. стратегическое пла-нирование разработок новых видов вооружений (в) и военной техники (вт) ставило задачи перед МОП в кратчайшие сроки ликвидировать отстава-ние. Руководство МОП по заданию и совместно с Министерством обороны сформулировало требо-вания к фотоприемникам из КРт для авиационной техники. Л.Н. Курбатов предложил возглавить эту работу начальнику лаборатории примесных фото-приемников соломону Абрамовичу Кауфману, имевшему большой опыт в разработке глубокоох-лаждаемых ФП. загруженный сложной работой по созданию примесного фоторезистора на основе Si:B, охлаждаемого до температуры жидкого водо-рода для космического корабля, с.А. Кауфман от-казался. Л.Н. Курбатов предложил эту работу мне и обещал всестороннюю поддержку. я тогда уже был знаком с проблемой получения материала КРт и от-казался, мотивируя отсутствием материала и опы-та в разработке фотоприемников для вт. Леонид Николаевич сделал акцент в своей мотивировке на необычные, еще недостаточно изученные физи-ческие свойства КРт и обещал вместе с с.А. Ка-

ИзвестИя

32


уфманом помочь в решении принципиальных во-просов создания фотоприемников. забегая вперед, должен сказать, что без всестороннего обсуждения с Л.Н. Курбатовым проблем, связанных с техно-логией получения монокристаллов КРт, вопросов конструкции глубокоохлаждаемых ФП и материа-лов, а также систем охлаждения (микрокриогенной техники), мои усилия и работы моей лаборатории и отдела не была бы столь успешной. Моя криоген-ная лаборатория была укомплектована физиками и инженерами криогенной техники. технологов в ла-боратории не было. Леонид Николаевич направил в мою лабораторию Г.Э. Поповяна и в.Г. Ананьеву, имевших небольшой опыт в технологии изготовле-ния фотоприемников.

Первые опытно-конструкторские работы по фотоприемникам из КРт были заданы нашей лабо-ратории НИИ ПФ в 1969г., когда монокристаллов КРт требуемого качества еще не было. Одноэле-ментные и десятиэлементные фоторезисторы для самолетной аппаратуры (ОКР «Крыло», «вулкан», «весна-74») были разработаны в семидесятых го-дах на основе ограниченного количества образцов КРт, удовлетворяющих требованиям к составу, имеющих дырочную проводимость, замаскирован-ную электронами вследствие их высокой подвиж-ности («слабый» p-тип). Для изготовления фоторе-зисторов из такого материала Г.Э. Поповян в моей лаборатории использовал конструкцию и техноло-гию изготовления фоточувствительного элемента, обеспечивающие снижение эффекта «выметания» носителей. Это достигалось увеличением рассто-яния между контактами при сохранении размера фоточувствительной площадки (ФЧП) в конструк-ции фоточувствительного элемента (ФЧЭ) в виде колодца (конструкция с «высоким контактом»). вырезание колодца производилось электроэррози-онным методом. Нарушенный слой удалялся хими-ческим травлением. в фоторезисторах «Крыло» и «вулкан» ФЧЭ размещался в вакуумной полости стеклометаллического дюара с входным окном из германия, просветленного сульфидом цинка. Ох-лаждение ФЧЭ производилось заливкой жидкого азота. Фоторезистор «Крыло» (рис. 1), предназна-ченный для аппаратуры беспилотного самолета прифронтовой разведки, выдержал все испытания на соответствие тз и был принят Государственной комиссией в 1978 г. Одноэлементный фоторези-стор «вулкан» (рис. 2), близкий по конструкции к фоторезистору «Крыло», в 1979 г. вошел в состав самолетной геологоразведывательной аппаратуры, выпускавшейся Азовским оптико-механическим заводом (АОМз). Эта первая в сссР тепловизион-

ная аппаратура с формированием изображения на фотопленку была укомплектована фоторезистором «вулкан» диапазона 8–14 мкм и фотодиодом «Пих-та» (InSb, 3–5 мкм), разработанным в ЦКБ завода «сапфир» под руководством И.с. Потапова. Около десяти лет геологоразведывательная организация «Аэрогеология» Министерства геологии сссР использовала аппаратуру «вулкан» для аэрофото-съемки при поиске месторождений полезных ис-копаемых и обнаружения аварий на теплотрассах. Чувствительность в окне прозрачности атмосферы 8–14 мкм и высокое быстродействие (τ ≤ 10–7 с), а также простота использования в лабораторных ус-ловиях привлекли к фоторезистору «вулкан» боль-шое внимание исследовательских центров, в том числе занимающихся разработкой лазеров на сО2.

за несколько лет в нашей лаборатории по заказу различных НИИ и КБ было изготовлено около ты-сячи одноэлементных фоторезисторов в упрощен-ной лабораторной конструкции стеклометалличе-ского криостата. Для изготовления фоторезисторов использовался материал КРт, изготовленный в ГИПО. в разработке первого десятиэлементного фоторезистора «весна-74» для самолетной аппа-ратуры, разработанной в ГИПО и переданной на АОМз для производства, была использована тех-нология и конструкция ФЧЭ, разработанные в ОКР «Крыло» и «вулкан». Конструкция фотоприемника «весна-74» с микрохолодильником микрокриоген-ной системы охлаждения (МсО) замкнутого типа на эффекте Джоуля-томсона была разработана в НИИПФ О.П. Посевиным в отделе в.с. зиновьева. Эта конструкция стала базовой для всего последу-ющего ряда фотоприемников с дроссельной систе-мой охлаждения. Фоторезистор «весна-74» (рис. 3) был принят Госкомиссией в 1979 г. и вошел в со-став самолетной ИК аппаратуры.

Пятиэлементный фоторезистор «Осень» (ФП-7Р), предназначенный для самолетной инфракрасной аппаратуры, разрабатывавшейся в ЦКБ Геофизика, был первым фоторезистором, изготовленным из монокристаллов КРт n-типа, полученных на зЧМ. в конструкции и технологии изготовления ФЧЭ фоторезистора ФП-7Р, разработанных в моем от-деле НИИ ПФ Г.Э. Поповяном, А.в. Филатовым, в.Г. Ананьевой, и с.А. сухаревым были основные элементы будущей базовой конструкции и техноло-гии производства серийных фоторезисторов из КРт.

Фоторезистор ФП-7Р в конструкции ФП «вес-на-74» выдержал испытания на соответствие тз, в том числе испытания на длительное воздействие повышенной температуры 60°с в неохлажденном состоянии и дополнительно длительный прогрев


33

при температуре 70°с. Опытное производство НИИ ПФ по технической документации с литерой «О» выпускало в течение ряда лет и поставляло за-казчику партии (20 – 30 шт./год) фоторезисторов ФП-7Р с микротеплообменником (МтО) дроссель-ной системы охлаждения замкнутого типа.

в конце семидесятых годов в ЦКБ Московского завода «сапфир» под руководством И.с. Потапова было разработано первое фотоприемное устрой-ство (ФПУ) (ОКР «зима»), в состав которого вхо-дили: одноэлементный фоторезистор из КРт, мало-шумящий предусилитель и микротеплообменник МКс разомкнутого типа.

Микрокриогенные системы (МКс) замкнутого типа на эффекте Джоуля-томсона (дроссельные) уступают по КПД, массгабаритным характеристи-кам и энергопотреблению газовым криогенным машинам (ГКМ), работающим по обратному ци-клу стирлинга. вес, габариты и энергопотребле-ние МКс фотоприемников для аппаратуры кос-мического базирования имеют первостепенное значение. в 1978 г. мне была поручена ОКР: «Раз-работка двухэлементного глубокоохлаждаемого фоторезистора диапазона спектра 8–14 мкм из материала КРт», шифр «секунда». Фотоприем-ник был предназначен для использования в уни-кальной тепловизионной аппаратуре космическо-го базирования с входным зрачком зеркального объектива ∅ 460 мм, разрабатываемым ГИПО. в качестве системы охлаждения фоторезистора за-казчик определил ГКМ, которая разрабатывалась Научно-исследовательским институтом микро-криогенной техники (НИИ МКт) по тз ГИПО. тогда НИИ МКт делал первые шаги в разработ-ке ГКМ. Разработанные НИИ МКт, образцы ГКМ имели высокий, неприемлемый уровень вибраций, не были оснащены упругим элементом стыковки холодного «пальца» ГКМ с охлаждаемой зоной фоторезистора, а также имели значительную ам-плитуду пульсаций температуры в зоне стыковки с фоторезистором. О.П. Посевин разработал кон-струкцию фоторезистора «секунда» с тепловым фильтром, снижающим до приемлемого уровня монохроматическую, с частотой хода вытеснителя ГКМ, составляющую шума фоторезистора, и раз-работал оригинальную стыковку фоторезистора с ГКМ поджатием донышка держателя фоторезисто-ра к торцу пальца ГКМ через сапфировый диск и пленку силиконового масла внешними пружина-ми, расположенными на фланце фоторезистора. После доработки ГКМ по дополнительным тре-бованиям, разработанных в НИИ ПФ, в части ба-лансировки электромеханического привода и сни-

жения уровня вибраций, фоторезистор «секунда», состыкованный с ГКМ успешно прошел испыта-ния в составе аппаратуры ГИПО. Из-за проблем с ГКМ разработка фоторезистора «секунда» затяну-лась и на одном из совещаний в ГИПО Главный конструктор космических ракет ЦКБ «Прогресс» Д.И. Козлов, недовольный ходом работ, в состоя-нии крайнего раздражения, поглядывая то на меня, то на с.О. Мирумянца, директора ГИПО (заказчи-ка ГКМ) бросил зловещую фразу: «Кто-то из вас враг народа!» К счастью, работа НИИ ПФ и ГИПО шла к успешному завершению, и дурных послед-ствий гневных высказываний Д.И. Козлова не было. тепловизионная аппаратура космического базирования, разработанная в ГИПО под руковод-ством Р.Д. Мухамедярова (Главный конструктор) с уникальным зеркальным объективом, укомплекто-ванная фоторезистором из КРт «секунда» (рис. 4), охлаждаемым ГКМ, после успешных испытаний была принята на эксплуатацию.

в моем отделе, кроме ОКР, проводилось не-сколько НИР, в которых разрабатывались экспери-ментальные образцы фоторезисторов по заказам ЦКБ «Геофизика», ГИПО, ЦНИИ точмаш, ЦКБ завода «Арсенал» и др. По заказу ЦКБ «Арсенал» был разработан экспериментальный образец двух-цветного фоторезистора «триада 2с». Конструкция ФЧЭ представляла собой два склеенных фоторези-стора из антимонида индия и КРт, работающих на просвет. Излучение концентрировалось на поверх-ности фоторезистора из антимонида индия с помо-щью иммерсионной линзы из просветленного суль-фидом цинка германия, приклеенной специальным клеем, разработанным в ГОИ прозрачным в диа-пазоне 3–14 мкм. Многократное быстрое охлажде-ние ФЧЭ погружением в жидкий азот из горячего спирта не приводило к разрушению ФЧЭ или к из-менению чувствительности, так как коэффициенты теплового расширения (КтР) антимонида индия, КРт и клея не только практически совпадали, но также имели одинаковую зависимость от темпера-туры. Конструкция фоторезистора «триада 2с» без теплоизолирующего дьюара с МтО брызгающего типа была разработана О.П. Посевиным. Двухцвет-ный фоторезистор «триада 2с», чувствительный в диапазонах спектра 3–5 мкм и 8–12 мкм, удовлет-воряющий требованиям тз, поставлялся в ЦКБ за-вода «Арсенал». По имевшейся в то время инфор-мации, за рубежом не было аналога фоторезистора «триада 2с».

По заказу и тз ЦКБ «Геофизика» в нашем отде-ле были разработаны экспериментальные образцы десятиэлементных фоторезисторов из КРт (НИР

ИзвестИя

34


«триада 2Б) для тГс. Фоторезисторы соответство-вали тз, и НИР была переведена в ОКР на фото-приемное устройство (ФПУ) «триада-10» (глав-ный конструктор в.в. Королёв) в отдел 1 (рис. 5). Фоторезистор «триада-10» изготавливался по технологии, разработанной в ОКР «ФП-7Р». Для ГИПО разрабатывались также эксперименталь-ные образцы фоторезисторов из КРт, охлаждае-мых радиационной системой охлаждения на борту космического аппарата (НИР «Дубовик») и двад-цатиэлементный фоторезистор из КРт, охлаждае-мый жидким азотом (НИР «Ландыш»). Для ЦНИИ точмаш разрабатывались экспериментальные об-разцы трехцветных фоторезисторов из КРт с рас-положением трех фоточувствительных площадок в один ряд (НИР «Цвет»). спектральный диапазон чувствительности каждой площадки определялся составом КРт. в НИР «триада 2А» по тз ЦКБ «Ге-офизика» были разработаны экспериментальные образцы одноэлементных фоторезисторов из КРт с оптическим растром, охлаждаемые дроссельной МсО разомкнутого типа с брызгающим МтО. Раз-рабатывались и поставлялись также эксперимен-тальные образцы фоторезисторов с большой фото-чувствительной площадкой (300×300 мкм), НИР «Эталон» для всесоюзного научно-исследователь-ского института физики температурных и радио измерений (вНИИ ФтРИ).

в конце семидесятых годов за рубежом в об-разцах инфракрасной техники широко использова-лись линейки из КРт с большим числом элементов (50, 64, 128 и 196 элементов). Появились сообще-ния о зарубежных тепловизорах с матричными фотоприемниками из КРт. Руководство НИИ ПФ, по предложению в.И. стафеева, поручило раз-работку 50 элементного фоторезистора из КРт фотоприемного устройства(ФПУ) «Агава» (Глав-ный конструктор ФПУ в.в. Королёв) лаборатории Л.А. Бовиной. в 1978 г. качество монокристал-лов КРт n-типа было близким к тз по теме «Па-мир». в обеспечение ОКР «Агава», лаборатория Л.А. Бовиной получила ряд образцов новейшего зарубежного технологического и измерительного оборудования. ОКР «Агава» была взята под жест-кий контроль МОП и вПК. заместитель министра оборонной промышленности в.И. Курушин, имев-ший большой опыт по работе в ЦКБ «Геофизика», часто посещал НИИ ПФ, рассматривал результаты измерений параметров фотоприемников «Агава» с целью понять причины отказов фоторезисторов в составе ФПУ и срыва сроков завершения работ по графикам, составленным самими разработчи-ками. версия об отказах фотоприемников по вине

предусилителя (при монтаже) не подтверждалась. Комиссия специалистов НИИ ПФ, возглавляемая е.А. Крассовским, на основании материалов, пред-ставленных Л.А. Бовиной, пришла к выводу, что причиной постоянных отказов фоторезисторов «Агава» являлась деструкция в процессе охлажде-ния контактной системы ФЧЭ.

Директор НИИ ПФ в.с. Лебедев и Л.Н. Курба-тов рассмотрели положительные результаты выпол-нения ОКР «ФП-7Р» с позиции решения проблем фоторезистора «Агава». После тщательного изуче-ния технологии изготовления фоторезистора ФП-7Р и результатов испытаний фотоприемников на Госко-миссии, в том числе испытаний на стабильность и сохраняемость параметров, в.с. Лебедев предло-жил использовать эту технологию для разработки ФЧЭ «Агава».

Разработанная в лаборатории Л.А. Бовиной тех-нология изготовления фоточувствительного эле-мента фоторезистора «Агава» была нами проана-лизирована и, практически, полностью изменена, исходя из опыта разработки фоторезистора ФП-7Р (контактная система, подложка КРт, клей, техно-логия утоньшения пластин, обработка приклеива-емой стороны КРт).

– Использованный Л.А. Бовиной в качестве под-ложки ФЧЭ кремний, при охлаждении до тем-пературы жидкого азота фоторезисторов, вблизи азотной температуры меняет знак коэффициента термического расширения (КтР), и, при много-кратных охлаждениях ФЧЭ, возможно растре-скивание тонкого КРт, приклеенного к подложке, или появление напряжений в КРт. Кремниевая подложка была нами заменена, по предложению Л.в. Киселевой, на подложку из германия, ле-гированного золотом, КтР и температурная за-висимость которого конгруэнтна и практически совпадает с КтР КРт вплоть до температур жид-кого азота.

– сложная технология получения контактной си-стемы ФЧЭ, напылением в высоком вакууме последовательно молибдена, никеля и золота, разрушающейся при многократном охлаждении до рабочей температуры (приблизительно 80К) была нами заменена на более простую и надеж-ную технологию электрохимического осаждени-ем индия на контактную поверхность КРт ФЧЭ.

– технология химико-механического полирования (ХМП) пластины КРт, приклеенной к подложке при изготовлении тонкой структуры (подложка, клей, КРт), приводящая к разнотолщинности КРт (чечевица) и потере значительной площади


35

исходной пластины КРт в процессе финишного травления, была нами заменена на новую техно-логию ХМП, разработанную е.Б.Бычковым. Эта технология и оригинальная конструкция поли-ровальника позволили получить плоско-парал-лельные тонкие структуры, толщиной КРт до 5–10 мкм с минимальным нарушенным слоем, устраняемым финишным травлением практиче-ски без ухудшения плоскостности КРт.

– Использовавшийся эпоксидный клей, облада-ющий высокой химстойкостью и избыточной жесткостью, был заменен на менее жесткий эпоксидный клей.

– Для снижения влияния поверхностной рекомби-нации и повышения стабильности параметров ФЧЭ было введено анодное окисление нижней (приклеемовой) поверхности пластины КРт.

– Обработка тонкой структуры в тлеющем разря-де была исключена, как процесс, ухудшающий свойства КРт.

все эти технологические процессы стали содер-жанием базовой технологии изготовления фоторе-зисторов из КРт, внедренной на серийном Москов-ском заводе «сапфир».

Группа специалистов моего отдела Г.Э. Попо-вян, в.Г. Ананьева, А.в. Филатов, А.с. сухарев, е.Б. Бычков, с сотрудниками Опытного производ-ства в.И. Карасевой, Г.в. Кондраховой и в.И. Фо-нарёвой в мае 1983 г. изготовили ФЧЭ «Агава» по новой технологии. Фотоприемники «Агава» с но-выми ФЧЭ имели параметры выше требований тз. Испытания фотоприемников в составе ФПУ «Ага-ва» подтвердили достигнутый уровень параметров и надежность фотоприемников. Опытное производ-ство НИИ ПФ приступило к изготовлению фоторе-зисторов по новой технологической документации и проблема 50-элементного фоторезистора для ФПУ «Агава» была решена.

тНвП «Агава» показал отличные результаты на Государственных испытаниях, превышающие тре-бования тз по дальности обнаружения и распозна-вания. На заседании Правительственной комиссии в вПК тНвП «Агава» не был принят на вооруже-ние. Начальник вооружения Министерства оборо-ны сссР в.М. Шабанов объяснил такое решение шумностью ГКМ, которая, якобы, демаскирует танк, когда он стоит (в засаде?). Это ошибочное ре-шение заморозило на годы оснащение танков ноч-ными тепловизионными визир-прицелами.

Разработчикам тНвП и ФПУ «Агава» было за-явлено, что 50 элементов фоторезистора недостаточ-но, надо ФПУ «Агава» заменить на 128-элементное

ФПУ «Арча». После успешного завершения ОКР «Агава», Главным конструктором ФПУ «Арча» стал директор НИИ ПФ в.с. Лебедев. я был назначен заместителем главного конструктора по фотоприем-нику «Арча». Конструкция и технология изготовле-ния 128-элементного ФЧЭ «Арча», разработанные в лаборатории Л.А. Бовиной по образцу ФЧЭ «Ага-ва», была полностью переработана, исходя из опыта разработки и изготовления ФЧЭ «Агава». Опытные образцы ФПУ «Арча» (рис.6) передавались на Крас-ногорский завод, где успешно шла разработка но-вого тепловизора для тНвП. трагические события начала девяностых годов затормозили продвижение тепловизора «Арча» в военную технику.

в ЦКБ Московского завода «сапфир» было раз-работано в 1986 г. под руководством главного кон-структора Ю.Н. Прошкина 200-элементное ФПУ «Агат» для авиационной тепловизионной техники. При этом был использован опыт разработки ФПУ «Арча». Работа была прекращена в связи с изме-нениями внутриполитической обстановки в стране.

Драматическая ситуация сложилась с разработ-кой в НИИ ПФ 10-элементного фоторезистора, ОКР «Невесомость-10». Фоторезистор предназначался для тепловизионной аппаратуры «тракт», разрабо-танной в ГИПО и тепловизора «Акцепт», разрабо-танного в ЦКБ Казанского оптико-механического завода (КОМз). Когда на КОМз начался выпуск те-пловизоров «Акцепт» и на ереванском заводе «Ор-бита» началось освоение в производстве тепло-визионной аппаратуры «тракт», выяснилось, что время работы фоторезистора «Невесомость-10» от одного баллона азота высокого давления не пре-вышает 60–70 минут и не соответствует тУ на те-пловизор «Акцепт», не менее 90 минут. Приемка аппаратуры «Акцепт» была остановлена. такая же участь ожидала аппаратуру «тракт». Московский завод «сапфир», на котором осваивался выпуск фоторезисторов «Невесомость-10», также пре-кратил отгрузку фоторезисторов. Министерством оборонной промышленности была создана комис-сия, которая под руководством сотрудника 14 ГУ МОП в.М. Никонова должна была найти быстрый выход из сложившейся ситуации. Доработка кон-струкции фотоприемника с целью снижения те-плопритоков и ужесточения требований к МтО по холодопроизводительности не позволили полу-чить необходимый технологический запас по те-плопритоку и для выполнения требований по вре-мени наработки от одного баллона приходилось подбирать микрохолодильник с бóльшей холодо-производительностью к фоторезистору с бóльшим теплопритоком. Радикально вопрос был решен,

ИзвестИя

36


когда мной были обоснованы и в НИИ Микрокри-огентехники (МКт) разработаны опытные образ-цы микрохолодильников бóльшей длины. в НПО «Орион» (НИИ ПФ) были разработаны опытные образцы фоторезисторов «Невесомость-10М» с удлиненным микротеплообменником. Увеличение длины МтО с 54 мм до ~ 70 мм и соответствую-щего удлинения трубки держателя фоторезистора привело к значительному повышению эффектив-ности работы дроссельной МКс с фоторезисто-ром за счет уменьшения теплопритока по трубке держателя, по МтО и уменьшения коэффициента недорекуперации МтО. Испытания фоторезисто-ров «Невесомость-10М», проведенные в ГИПО, показали время работы от одного баллона 3,5 ч (1,5 ч по тУ). Фоторезисторы «Невесомость-10М» положили начало ряда модулей охлаждаемых до ~ 80 К фотоприемников нового типоразмера. с целью повышения параметров и надежности и процента выхода годных фоторезисторов, техно-логия изготовления ФЧЭ в нашей лаборатории была переработана аналогично новой технологии ФЧЭ «Агава». После мероприятий, проведенных группой сотрудников НПО «Орион», на Москов-ском заводе «сапфир», новая технология изготов-ления фоторезисторов была успешно внедрена, и Московский завод «сапфир» начал выпуск пер-вого серийного фоторезистора на КРт «Невесо-мость-10» с высоким процентом выхода годных. в течение ряда лет Московский завод «сапфир» вел поставки в ГИПО, на КОМз и завод «Орбита» в общей сложности 500–900 шт/год фоторезисторов «Невесомость-10».

тепловизионная техника, разработанная в ГИПО и ЦКБ «Фотон» с фоторезисторами из КРт, была тогда единственной серийной тепло-визионной техникой, успешно применяющейся в различных военных комплексах. смертоносные для бронетехники противотанковые управляе-мые реактивные снаряды (ПтУРс), разработан-ные под руководством академика А.с. Шипунова, укомплектованные тепловизионными прицелами, разработанными в ГИПО («Метис», «Мулат»), выпускаются до настоящего времени и не имеют аналогов за рубежом. Государственный Москов-ский завод (ГМОз) «Альфа», входивший в состав НПО «Орион» получил самостоятельность (пол-ный статус юридического лица), как и ряд других подразделений НПО «Орион». Благодаря энергии и предприимчивости основателя ГМОз «Альфа», его первого директора валентина сергеевича Ле-бедева ГМОз «Альфа» сохранил и пополнил кадры специалистов высокой квалификации, усовершен-

ствовал технологию изготовления фоторезисторов из КРт и обеспечил бесперебойную разработку и выпуск ФП и ФПУ из КРт. На заводе было созда-но ЦКБ под руководством в.в. Королева, в кото-ром получили дальнейшее развитие ФП и ФПУ на КРт. После ухода на пенсию в.с. Лебедева его ра-боту успешно продолжил в.Н. северцев. Под его руководством был выполнен первый Правитель-ственный заказ на поставку партии ФПУ «Арча». Центральный научно-исследовательский и испы-тательный институт № 22 Министерства обороны сссР (22 ЦНИИИ МО) разработал требования к системе модулей для создания тепловизионной техники на модульном принципе. Применение мо-дулей дает большую экономию при выполнении ОКР и производстве военной техники. Москов-скому заводу «сапфир» (ОАО «Мз «сапфир») и Государственному Московскому заводу «Аль-фа» (ФГУП «Альфа») в начале девяностых годов была поручена разработка модулей фотоприемни-ков из КРт диапазона (8–12) мкм с ФЧЭ форма-та 2×10, 2×16, 2×32, 2×48 элементов (двухрядные линейки). Конструкция модулей была разрабо-тана А.А. Душкиным. в течение ряда лет ФГУП «Альфа» осуществляло серийное производство и поставки модулей фоторезисторов из КРт. такие же фоторезисторы в конструкции, разработанной Н.с. Кузнецовым, с дроссельными МтО МКс ра-зомкнутого типа были созданы в ОАО «Мз «сап-фир» (Главный конструктор Ю.Н. Прошкин) и в настоящее время выпускаются серийно. зарубеж-ная тепловизионная техника в конце 20-го века ба-зировалась, главным образом, на фоторезисторах из КРт. Около 20 лет за рубежом и в РФ ведутся работы по многорядным линейкам фотодиодов из КРт и матрицам различного формата. считы-вание сигналов с многорядных линеек и матриц осуществляется кремниевыми мультиплексорами. К высокой стоимости исходного материала КРт, получаемого эпитаксиальными методами, добав-ляется стоимость микроэлектроники считывания и обработки сигналов изображения. все это дела-ет матричные ФПУ чрезвычайно дорогими. Ма-тричные ФПУ на КРт дают новое качество тепло-визионной технике и разработка МФПУ на КРт в настоящее время является главным направлением в этой области. ведущими в РФ в разработке ма-тричных ФПУ из КРт диапазона (8–12) мкм явля-ются НПО «Орион» и ИФП сО РАН.

Роспуск сссР привел к утрате для РФ главного производителя высококачественных монокристал-лов КРт, завода чистых металлов (Украина). соз-данная в ИФП сО РАН оригинальная технология


37

получения эпитаксиальных слоев КРт методом мо-лекулярно-лучевой эпитаксии и в Гиредмете техно-логия получения эпитаксиальных слоев КРт мето-дом жидкофазовой эпитаксии, образовали новую базу для развития работ по фоторезисторам и фото-диодам на КРт. Разработка технологии изготовле-ния фоторезисторов из гетероэпитаксиальных структур КРт, полученных методом молекулярно-лучевой эпитаксии (ГЭс КРт МЛЭ), обладающих высокой стабильностью, оказалось не простым де-лом. в настоящее время в ОАО «Мз «сапфир» та-кая технология создана А.в. Филатовым и освоена в серийном производстве с использованием всех преимуществ ГЭс КРт МЛЭ на подложке из арсе-нида галлия. Генеральный директор ФГУП НтЦ «Орион» чл.-корр. РАН А.М. Филачев организова-на разработку матричных фотоприемных устройств диапазона спектра 8–11 мкм из эпитаксиальных слоев КРтх ~ 0,2, полученных в Гиредмете, методом ЖФЭ (И.Д. Бурлаков, в.П. Пономаренко, А.М. Фи-лачёв, е.в. Дегтярёв [23]). в ИФП сО РАН под ру-ководством академика РАН А.Л. Асеева разработа-на технология изготовления субматричных (4×288) и матричных фотодиодных модулей из ГЭс КРт МЛЭ [24], обладающих требуемой сохраняемо-стью параметров. Надежды на менее сложное и не столь дорогостоящее решение проблем тепловиде-ния в диапазоне спектра 8–14 мкм с помощью фо-топриемников из монокристаллов сОт не оправда-лись, как по объективным, так и по субъективным причинам. Исследования свойств монокристаллов Pb1–xsnxTe (x ~ 0.2) показали, что термодинамика собственных дефектов сОт не допускает получе-ния устойчивых значений концентрации носителей ≤ 1016 см–3, что делает монокристаллы сОт не при-годными для разработки высококачественных фо-торезисторов диапазона спектра 8–14 мкм и КРт для фоторезисторов стал вне конкуренции. Как ма-териал для фотодиодов сОт имел определенные перспективы. Министерством оборонной промыш-ленности сссР была поставлена ОКР «Разработка глубокоохлаждаемого фотоприемного устройства диапазона 8–14 мкм с числом элементов 196 на ма-териале сОт», шифр «Карат». К тому времени на зЧМ завершалась разработка промышленной тех-нологии изготовления монокристаллов сОт (тема «Кавказ»). в ГИПО Ю.с. Харионовский в отделе И.с. Аверьянова разработал технологию выращи-вания из паровой фазы монокристаллов сОт высо-кого структурного совершенства. в Гиредмете по тз НИИ ПФ М.Н. Николаев и Б.Г. Гирич разрабо-тали технологию ЖФЭ сОт и организовали произ-водство на ОХМз Гиредмета эпитаксильных слоев

сОт на подложке PbTe. в нашем отделе А.в. Гуса-ров разработал технологию и изготовил ФЧЭ 196-элементного фотодиода «Карат» на основе ге-тероперехода PbSnTe-PbTe. Параметры 196-эле-ментного фотоприемника соответствовали тз (D mλ

* ≥ 4⋅1010 см×Гц1/2×вт–1). вакуумная конструк-ция фотоприемника и ФПУ «Карат» была разрабо-тана О.П. Посевиным (рис. 7). К сожалению, в 1986 г. работы по теме «Карат» были прекращены решением новой администрации НПО «Орион». в нашем отделе в.Б. Аленберг разработал техноло-гию изготовления p-n переходов, получаемых мо-лекулярно-лучевой эпитаксией («горячая стенка») теллурида свинца на подложке PbSnTe. Монокри-сталл подложки был выращен из паровой фазы Ю.с. Харионовским в ГИПО. высокое качество p-n перехода, образованного диффузией из ограни-ченного источника (эпитаксиальный слой теллури-да свинца) в значительной степени определялось подложкой. Наметился прогресс в разработке фото-резисторов диапазона 8–14 мкм, когда была откры-та долговременная (t =104–105 с) фотопроводимость в монокристаллах Pb0,8sn0,2Te, сильно легирован-ных индием, при гелиевых (4–7) К температурах. При температуре жидкого азота время жизни не-равновесных носителей падало на много порядков и становилось много меньше, чем в КРт. введение в сОт германия замедляло падение времени жизни с увеличением температуры. совместная работа нашего отдела (в.Ф. Чишко) и Черновицкой отрас-левой лаборатории НИИ ПФ (е.И. слынько) пока-зала возможность создания фоторезисторов PbSnGeTe:In, имеющих параметры при 65 К не хуже, чем у фоторезистора из КРт. При этом, фото-резисторы PbSnGeTe:In обладали высоким сопро-тивлением и высокой вольтовой чувствительно-стью, которые снимали проблемы стыковки с микроэлектроникой. в работах в.Н. Шумского и А.Э. Климова в ИФП сО РАН показана возмож-ность получения эпитаксиальных слоев PbSnTe:In методом молекулярно-лучевой эпитаксии на крем-ниевой подложке, что открывает возможность ин-тегрального исполнения матричного фоторезисто-ра с кремниевым мультиплексором и создания нового поколения охлаждаемых матричных ФПУ для тепловидения диапазона спектра 8–14 мкм.

в настоящее время за рубежом технология из-готовления эпитаксиальных слоев КРт различного состава от х = 0,19 до х = 0,45 методами ЖЭФ и МЛЭ достигла высокого совершенства и позволя-ет разрабатывать и выпускать матричные ФПУ для диапазонов спектра от 2 до 14 мкм с предельно вы-сокими параметрами.

ИзвестИя

38



1. Lawson w.D., Nielsen S., Putley e.H., Young A.S. Preparation and properties of the HgTe and mixed crys-tals of HgTe-CdTe. J. Phys. Chem. Sol. 1959. Vol. 9. № 3. PP. 325–329.

2. Шнейдер А.Д., Гаврищак И.в. структура и свой-ства системы ртуть-теллур-кадмий-теллур // Фтт. 1960. т. II. вып. 9. с. 2079–2083.

3. Курбатов Л.Н. Очерк истории разработки монокри-сталлических полупроводниковых материалов и фотоэлектрических полупроводниковых приемни-ков излучения на их основе в НИИ-801 (НИИ при-кладной физики) // вопросы оборонной техники. 1998, сер.11, вып. 1(154)-2(155). с. 3–29.

4. Коломиец Б.т., Малькова А.А. спектральное рас-пределение поглощения и фотомагнитного эффекта в твердых растворах CdxHg1–xTe // Фтт. 1963. т. 5. № 4. с. 1219–1220.

5. Иванов-Омский в.И., Коломиец Б.т., Малько-ва А.А. Оптические и фотоэлектрические свойства HgTe и его сплавов с CdTe // Фтт. 1964. т. 6. № 5. с. 1457–1461.

6. вдовкина е.е., Барышев Н.с., волкова Ф.П., Чер-касов А.П., Щетинина М.П., Аверьянов И.с. время жизни неравновесных носителей тока в монокри-сталлах CdxHg1–xTe // Неорганические материалы. 1973. т. 9. № 1. с. 130–131.

7. Long D. and Schmit J.L. Mercury-cadmium telluride and closely related alloys. In: Semiconductors and Semimetals. Vol. 5. PP. 175–225. Eds. Willardson and Beer A.C. New York: Academic Press, 1970.

8. Kinch M.A., Brau M.J., Simmons A. Recombination mechanism in 8–14 m HgCdTe. Appl. Phys. 1973. Vol. 44. PP. 1649–1663.

9. волкова Ф.П., Аверьянов И.с., Черкасов А.П. вы-ращивание монокристаллов CdxHg1–xTe с повышен-ной скоростью // Неорганические материалы. 1971. т. 7. № 10. с. 1853–1856.

10. Ray B., Spenser P.M. Phase diagram of the alloy of CdxHg1–xTe. Phys. Stat. Sol. 1967. Vol. 22. № 2. PP. 371–373.

11. Dziuba E.Z. Preparation of CdxHg1–xTe crystals by the vertical-zone melting method. Electrochem. Soc. 1969. V. 116. № 1. PP. 104–116.

12. Ueda R., Ohtsuki O., Shinohara K., Ueda Y. Crystal growth of Hg1–xCdxTe using Te as a solvent. J. Cristal Growth. 1972. Vol. 13/14. PP. 668–671.

13. Harman T.C. Single crystal growth of Hg1–xCdxTe. J. Electron. Mater. 1972. Vol. 1. № 2. PP. 230–242.

14. Melngailis I., Harman T.C. Photoconductivity in sin-gle-crystal Pb1–xsnxTe. Appl. Phys. Letters. 1968. Vol. 13. № 5. PP. 180–183.

15. Logothetis e.M., Holloway H. Photoconductivity in epitaxial Pb1–xsnxTe. Appl. Phys. 1972. Vol. 43. № 1. PP. 256–257.

16. заитов Ф.А., Исаев Ф.К., Горшков А.в. Дефекто-образование и диффузионные процессы в некото-рых полупроводниковых твердых растворах. Баку: Азербайджанское государственное издательство, 1984.

17. Курбатов Л.Н., Бармин И.в. и др. Эксперименты по кристаллизации твердых растворов CdxHg1–xTe в ус-ловиях невесомости на борту орбитальной станции «салют-6». Доклады АН сссР. 1983. т. 30. № 2.

18. сусов е.в., тузовский А.М., Курбанов К.Р., ерга-ков в.К., Филатов А.в., Невский О.Б., Попов с.А. а.с. 273794, 1987 г.

19. Denisov I.A., Lakeenkov V.M., Magarova O.P., Smir-nova N.A. Study of the condition of liquid phase epi-taxy of CdxHg1–xTe for solid solution for focal plain infrared arrays // SPIE. Vol. 4340/2000. PP. 223–231.

20. Денисов И.А., Андрусов Ю.Б., смирнова Н.А., Шматов Н.И., Шленский А.А. современное состо-яние и перспективы развития производства эпитак-сиальных слоев КРт методом ЖФЭ. Материалы конференции «Актуальные проблемы фотоэлектро-ники», 2008. г. Новосибирск.

21. Бурлаков И.Д., Пономаренко в.П., Филачёв А.М., Дегтярёв е.в. Фотоприемные устройства для те-пловизионной аппаратуры второго поколения // Прикладная физика. 2007. № 2. с. 43–53.

22. Varavin V.s., Dvoretsky s.A., Liberman V.I., Mikhailov n.n., Sidorov Yu.G. Molecular beam epi-taxy of high quality Hg1–xCdxTe films with control of the composition distribution. J. Cryst. Growth. 1996. Vol. 159. PP. 1161–1166.

23. сидоров Ю.Г., Дворецкий с.А., варавин в.с., Ми-хайлов Н.Н. Физико-химические и технические основы молекулярно-лучевой эпитаксии соеди-нений CdxHg1–xTe. в кн. «Матричные фотоприем-ные устройства инфракрасного диапазона» / Под ред. синицина с.П. Новосибирск: Наука, 2001. с. 119–179.

24. сидоров Ю.Г., Дворецкий с.А., варавин в.с., Ми-хайлов Н.Н., якушев М.в., сабинина И.в. Мо-лекулярно-лучевая эпитаксия твердых растворов кадмий-ртуть-теллур на «альтернативных» подлож-ках // ФтП. 2001. т. 35. № 9. с. 1092.

References

1. Lawson W.D., Nielsen S., Putley E.H., Young A.S. Preparation and properties of the HgTe and mixed crys-tals of HgTe-CdTe. J. Phys. Chem. Sol. 1959. Vol. 9. № 3. PP. 325–329.

2. Shneyder A.D., Gavrishchak I.V. Struktura i svoystva sistemy rtut-tellur-kadmiy-tellur [Structure and prop-erties of mercury-cadmium-tellurium-tellurium]. FTT [Semiconductor Physics and Technology] 1960. Vol. II. № 9. PP. 2079–2083.

3. Kurbatov L.N. Ocherk istorii razrabotki monokris-tallicheskikh poluprovod-nikovykh materialov i fotoelektricheskikh poluprovodnikovykh priemnikov izlucheniya na ikh osnove v NII-801 (NII prikladnoy fiziki) [Essay on the history of development of sin-gle-crystal semiconductor materials and photovoltaic semiconductor radiation detectors based on them in SRI-801 (SRI of Applied Physics)]. Voprosy oboron-noy tekhniki [Questions of defense equipment]. 1998, serial11, Vol. 1 (154)-2(155). PP. 3–29.

4. Kolomiets B.T., Malkova A.A. Spektralnoe raspre-delenie pogloshcheniya i fo-tomagnitnogo effekta v


39

tverdykh rastvorakh CdxHg1–xTe [The spectral distribu-tion of the absorption and photomagnetic effect in solid solutions CdxHg1–xTe]. FTT [Physics of Solid State]. 1963. Vol. 5. № 4. PP. 1219–1220.

5. Иванов-Омский в.И., Коломиец Б.т., Малько-ва А.А. Оптические и фотоэлектрические свойства HgTe и его сплавов с CdTe. FTT [Physics of Solid State], 1964. Vol. 6. № 5. PP. 1457–1461.

6. Vdovkina Ye.Ye., Baryshev n.s., Volkova F.P., Cher-kasov A.P., shchetinina M.P., Averyanov I.S. Vremya zhizni neravnovesnykh nositeley toka v monokristal-lakh CdxHg1–xTe [Lifetime of nonequilibrium charge carriers in single CdxHg1–xTe]. Neorganicheskie ma-terialy [Inorganic Materials]. 1973. Vol. 9. № 1. PP. 130–131.

7. Long D. and Schmit J.L. Mercury-cadmium telluride and closely related alloys. In: Semiconductors and Semimetals. Vol. 5. PP. 175–225. Eds. Willardson and Beer A.C. New York: Academic Press, 1970.

8. Kinch M.A., Brau M.J., Simmons A. Recombination mechanism in 8–14 m HgCdTe. Appl. Phys. 1973. Vol. 44. PP. 1649–1663.

9. Volkova F.P., Averyanov I.s., Cherkasov A.P. Vyrash-chivanie monokristallov CdxHg1–xTe s povyshennoy skorostyu [Single-crystal growth CdxHg1–xTe with in-creased speed]. Neorganicheskie materialy [Inorganic Materials]. 1971. Vol. 7. № 10. PP. 1853–1856.

10. Ray B., Spenser P.M. Phase diagram of the alloy of CdxHg1–xTe. Phys. Stat. Sol. 1967. Vol. 22. № 2. PP. 371–373.

11. Dziuba E.Z. Preparation of CdxHg1–xTe crystals by the vertical-zonemelting method. Electrochem. Soc. 1969. Vol. 116. № 1. PP. 104–116.

12. Ueda R., Ohtsuki O., Shinohara K., Ueda Y. Crystal growth of Hg1–xCdxTe using Te as a solvent. J. Cristal Growth. 1972. Vol. 13/14. PP. 668–671.

13. Harman T.C. Single crystal growth of Hg1–xCdxTe. J. Electron. Mater. 1972. Vol. 1. № 2. PP. 230–242.

14. Melngailis I., Harman T.C. Photoconductivity in single-crystal Pb1–xSnxTe. Appl. Phys. Letters. 1968. Vol. 13. № 5. PP. 180–183.

15. Logothetis e.M., Holloway H. Photoconductivity in epitaxial Pb1–xsnxTe. Appl. Phys. 1972. Vol. 43. № 1. PP. 256–257.

16. Zaitov F.A., Isaev F.K., Gorshkov A.V. Defektoobra-zovanie i diffuzionnye protsessy v nekotorykh polupro-vodnikovykh tverdykh rastvorakh [Defect and Diffu-sion Processes in some semiconductor solid solutions]. Baku: Azerbaydzhanskoe gosudarstvennoe izdatelstvo [Baku: Azerbaijan State Publishing], 1984.

17. Kurbatov L.n., Barmin I.V. i dr. Eksperimenty po kristallizatsii tverdykh rastvorov CdxHg1–xTe v us-loviyakh nevesomosti na bortu orbitalnoy stantsii

«Salyut-6» [Crystallization experiments solid solutions CdxHg1–xTe in weightlessness aboard the orbital station «Salyut-6»]. Doklady AN SSSR [Doklady AS USSR]. 1983. Vol. 270. № 2.

18. Susov Ye.V., Tuzovskiy A.M., Kurbanov K.R., Yer-gakov V.K., Filatov A.V., Nevskiy O.B., Popov S.A. Avtorskoe svidetelstvo [Certificate of Authorship], 273794, 1987.

19. Denisov I.A., Lakeenkov V.M., Magarova O.P., Smir-nova N.A. Study of the condition of liquid phase epi-taxy of CdxHg1–xTe for solid solution for focal plain infrared arrays. SPIE. Vol. 4340/2000. PP. 223–231.

20. Denisov I.A., Andrusov Yu.B., Smirnova n.A., Shmatov n.I., Shlenskiy A.A. Sovremennoe sostoya-nie i perspektivy razvitiya proizvodstva epitaksialnykh sloev KRT metodom ZhFE [Current state and develop-ment prospects of MCT epitaxial layers by LPE]. Ma-terialy konferentsii «Aktualnye problemy fotoelektron-iki» [Proceedings of the conference «Actual problems of photonics»], 2008, g. Novosibirsk.

21. Burlakov I.D., Ponomarenko V.P., Filachev A.M., Deg-tyarev Ye.V. Fotopriemnye ustroystva dlya teplovizion-noy apparatury vtorogo pokoleniya [Photodetector instruments for the second-generation thermal imag-ing equipment]. Prikladnaya fizika [Applied Physics]. 2007. № 2. PP. 43–53.

22. Varavin V.s., Dvoretsky s.A., Liberman V.I., Mikhai-lov n.n., Sidorov Yu.G. Molecular beam epitaxy of high quality Hg1–xCdxTe films with control of the com-position distribution. J. Cryst. Growth. 1996. Vol. 159. PP. 1161–1166.

23. Sidorov Yu.G., Dvoretskiy s.A., Varavin V.s., Mikhaylov N.N. Fiziko-khimicheskie i tekhnicheskie osnovy molekulyarno-luchevoy epitaksii soedineniy CdxHg1–xTe [Physico-chemical and technical bases MBE compounds CdxHg1–xTe]. V kn. «Matrichnye fotopriemnye ustroystva infrakrasnogo diapazona». Pod red. Sinitsina [In. «Matrix infrared photode-tectors», Ed. Sinitsyna] S.P. Novosibirsk: Nauka [Novosibirsk: Publishing house «Sciences»], 2001. PP. 119–179.

24. Sidorov Yu.G., Dvoretskiy s.A., Varavin V.s., Mikhaylov n.n., Yakushev M.V., sabinina I.V. Mole-kulyarno-luchevaya epitaksiya tverdykh rastvorov kadmiy-rtut-tellur na «alternativnykh» podlozhkakh [Molecular beam epitaxy of solid solutions mercu-ry-cadmium-tellurium on «alternative» substrates]. FTP [Semiconductor Physics and Technology]. 2001. Vol. 35. № 9. P. 1092.


Сусов евгений васильевичканд. технических наук

ОАО «Московский завод «Сапфир» 117570, Москва, Российская Федерация

ул. Красного маяка, 20 корп. 2, кв. 44 E-mail: [email protected]

Susov yevgeniy vasilevichCand. of Techn. Sciences JSC «Moscovskij Zavod «Sapphir» 117570, Moscow, Russian FederationKrasnogo mayaka str. 20, korp. 2, kv. 44 E-mail: [email protected]

40

Г.Г. ЛУНЕВ – чл.- корр. Аин им. А.м. Прохорова, ученый секретарь научного отделения биологических экологических и технологических проблем устойчивого развития Аин, кандидат экономических наук доцент кафедры «менеджмент и маркетинг» ноу вПо мАЭП москва, российская Федерация, E-mail: [email protected]

определенИе резервов повышенИя эффектИвностИ проИзводства за счет ИспользованИя вторИчных строИтельных ресурсов

В статье рассмотрены вопросы методологии комплексно-го использования вторичных строительных ресурсов (ВСР) в контексте повышения эффективности производства за счет снижения материальных затрат в себестоимости ко-нечного продукта. Основной методологический подход к комплексному использованию ВСР состоит в том, что их переработку следует начинать не на стадии образования и сбора, а на всех этапах от принятия решения о начале реконструкции объекта до этапа захоронения неперера-батываемых отходов на базах-полигонах. Концептуальная модель системы комплексного использования вторичных строительных ресурсов (СКИ ВСР) состоит в том, что про-цесс обращения с ВСР рассматривается как сложная ди-намическая система, состоящая из нескольких подсистем, которые представляют собой единое целое и находятся в постоянной взаимной связи между собой. Предлагается расчет общего эффекта от использования ВСР проводить в материальной, социальной, экологической и научно-технической сферах по вариантам с использованием ко-личественных показателей, которые для полноты анализа следует дополнить расчетом качественных показателей. Специалисты в области использования вторичных строи-тельных ресурсов предлагают изменить действующую си-стему обращения с отходами: законодательно закрепить основные принципы и механизм обращения с отходами; разработать систему мониторинга оперативной ситуации и иметь прогнозную информацию о характеристиках про-цесса обращения с ВСР на всех его стадиях; применять ин-дивидуальный подход к обращению с различными видами вторичных строительных ресурсов: общестроительных, конструкционных и оборудования; разработать и вне-дрить современные ресурсосберегающие, экологически чистые технологии, провести модернизацию и разрабо-тать новое перерабатывающее оборудование и произ-водственные процессы на всех стадиях обращения с ВСР.

Программа по обращению с вторичными строительными ресурсами представляет собой совокупность взаимосвя-занных мероприятий, затрагивающих организационно – экономические, технико-технологические и социально – психологических аспектов обращения с ВСР, рассчитанных на среднесрочную и долгосрочную перспективы и спо-собствующих улучшению экономических, экологических и социальных показателей, росту научно-технического и производственного потенциала и, как следствие, устой-чивому развитию региона. Рекомендуется привлекать различные источники финансирования мероприятий по использованию ВСР, обеспечивая максимальную отдачу от вложенных средств, привлекать к решению проблемы использования вторичных строительных ресурсов всех участников процесса их обращения, а также государ-ственные структуры, научно-исследовательские институ-ты, венчурные организации, предприятия по изготовле-нию перерабатывающего оборудования, инвесторов и др. Реализация программы по комплексному использованию ВСР будет способствовать решению экономических, эко-логических, научно-технических и социальных задач по снижению затрат на производство материальных ресур-сов для нужд региона, сокращению времени и сложности цикла по переработке строительных отходов, созданию региональных центров по комплексной переработке ВСР, уменьшению вредных выбросов в атмосферу, почву, воду, а также снижению затрат на проведение природоохран-ных мероприятий.

Ключевые слова: вторичные строительные ресурсы (ВСР), рециклинг, строительно-демонтажные работы, ресурсосбе-режение, региональная программа, стратегическая эффек-тивность, твердые бытовые отходы, устойчивое развитие, планирование, переработка ТБО.

G.G. LUNEV – Сorresponding member Ain A.m. Prokhorov, the Scientific Secretary of department of biological science, environmental and technological challenges to sustainable development Ain Candidate of Economic Sciences, Associate Professor department of «management and marketing» mAEL moscow, russian federation, E-mail: [email protected]

definition of ReseRves of incRease of pRoduction efficiency due to secondaRy constRuction building ResouRces

in the article the questions of methodology of complex use of secondary building resources (SBR) in the context of improv-ing the efficiency of production through reduction of material costs in the final product cost. The main methodological ap-proach to the integrated use of SBR is that recycling should not begin at the stage of education and data collection, and at all stages of the decision on the beginning of reconstruc-tion of the object to the stage of rest waste disposal on the bases, firing ranges. The conceptual model of the system of complex use of secondary building resources (SKI SBR) is that the process of SBR is considered as a complex dynamic sys-

tem consisting of several subsystems, which are indivisible and are in constant mutual communication. The calculation of the total benefits from the use of SBR conduct material, social, ecological and scientific-technical spheres of options in using quantitative indicators, which for a complete analysis should be complemented by the calculation of qualitative indicators. Experts in the field of use of secondary construction resources propose to change the current system of waste management: to legislate basic principles and mechanism of the waste man-agement; develop monitoring system operational situation and have prediction information about the characteristics


41

высокая конкуренция в мировой экономике требует осуществить широкую программу по модерниза-ции, техническому перевооружению, расширению и повышению эффективности мощностей действу-ющих предприятий, а также по созданию новых видов производства на основе привлечения инве-стиций и проведения инноваций как в технических процессах и так и сфере управления.

в последнее время происходит заметное по-вышение роли вторичных ресурсов в экономике развитых промышленных стран. в основе этого процесса лежат глубокие перемены, связанные с возрастающими трудностями в обеспечении про-мышленности первичными минеральными сы-рьевыми материалами и существенный прогресс в области создания эффективных технологий по переработке промышленных, строительных и го-родских отходов. Использование, переработка и утилизация всех ценных отходов в качестве вторич-ных ресурсов, превращается в одну из главных со-циально-экономических, экологических и технико-технологических проблем развития общественного производства в современном мире. Использование отходов техногенного происхождения которые не могут быть сразу использованы по прямому назна-чению, но потенциально пригодные для повторного использования в качестве вторичных материальных ресурсов является достаточно актуальным в на-стоящее время при решении вопросов устойчивого развития промышленности, определения политики сбережения материалов и уменьшения энергети-ческих затрат, а также обеспечения экологической и социальной безопасности регионов. По оценкам ученых-экономистов [1], объем использования вто-ричного сырья в производстве, можно довести до 10…15 % от общей потребности мирового произ-

водства в сырьевых ресурсах. Политика более ра-ционального использования энергии и материалов все теснее увязывается с другими направлениями научно-технического прогресса и, прежде всего, с созданием и внедрением более эффективных тех-нологических процессов получения и комплексной переработки вторичного сырья и материалов. Разра-батываются менее материалоемкие и энергоемкие промышленные изделия, прецизионные полуфа-брикаты, способствующие сокращению отходов и снижению удельных норм потребления материалов и энергии в конечном продукте. ведутся исследо-вания по использованию вторичных ресурсов для получения альтернативных источников энергии. такие технологии, как правило, ориентированы на использование вР, которые потеряли свои потре-бительские качества и не могут быть использованы повторно в производстве, т.к. их дальнейшая пере-работка экономически нецелесообразна. Большин-ство специалистов считают, что существующие тех-нологии переработки вторичных ресурсов методом сжигания являются малоперспективными, напри-мер, затраты только на сжигание 1кг твердых быто-вых отходов ориентировочно составляют 200…300 руб. Развитием данного направления являются пе-реработка отходов с использованием эффекта пиро-лиза с обязательной предварительной сортировкой исходного сырья. Новые технологии должны обе-спечивать получение дополнительной энергии при снижении отрицательного воздействия на окружа-ющую среду, а также получение в дальнейшем эко-номического эффекта.

Одним из направлений повышения экономиче-ской эффективности производства за счет использо-вания интенсивных факторов, позволяющих увели-чить объем национального дохода с минимальными

of the process treatment of SBR at all stages; the individual approach to handle different types of secondary construc-tion resources: civil, structural and equipment; develop and implement a modern resource-saving, ecologically friendly technologies to modernize and develop new processing equipment and production processes at all stages of SBR. The program for dealing with the secondary construction resourc-es is a set of interrelated activities affecting the organizational - economic, technical-technological and socio - psychological aspects of the treatment of SBR, designed for medium and long term and contribute to improving economic, environ-mental and social indicators, the growth of scientific-techni-cal and production potential, and, consequently, sustainable development of the region. It is recommended to involve the various sources of funding for the use of SBR, providing the highest return on investment, attract to the solution of problems of utilization of secondary construction resources of all participants in the process of their circulation, as well

as government agencies scientific research institutes, venture capital organizations, enterprises for production of process-ing equipment, investors and other Implementation of a pro-gram for integrated management of SBR will contribute to the solution of economic, environmental, scientific-technical and social challenges in disaster production costs of material resources for the needs of the region, reducing the time and complexity of the cycle on processing building waste, estab-lishment of regional centres for complex processing of HRV (SBR), reducing harmful emissions into the atmosphere, soil, water, as well as to reduce the cost of conducting the conser-vation measures.

Key words: secondary building resources (SBR), recycling, construction and demolition work, resource conserva-tion, the regional programme, strategic effectiveness, solid waste, sustainable development, planning, solid waste management.

ИзвестИя

42


капитальными вложениями, является снижение ма-териальных затрат в общей себестоимости созда-ния конечного продукта. в этом направлении [2] следует выделить переработку вторичного сырья и отходов производства различных отраслей народ-ного хозяйства с целью замены первичного сырья и материалов, необходимых для производства про-дукции, сырьем и материалами, изготовленными из вторичных ресурсов. При таком подходе пред-усматривается минимизация объемов образования отходов на всех этапах жизненного цикла продук-та – при проектировании, производстве, эксплуа-тации, переработке, утилизации, хранении отходов от их использования. вследствие реализации ука-занной стратегии, материальные и энергетические ресурсы, не аккумулированные в целевом продукте, аккумулируются преимущественно в виде дополни-тельной продукции – сырье и энергии, которые вто-рично используются в процессе рециклинга в соб-ственном производстве или реализуются на рынках вторичных ресурсов.

строительные отходы образуются в процессе строительно-демонтажных работ при реконструк-ции, техническом перевооружении и капитальном ремонте различных промышленных объектов и объектов ЖКХ, а также специальных сооружений. ежегодно в нашей стране накапливается около 12…14 млн.т. вторичных строительных отходов. Данные виды строительных отходов после опре-деленной переработки могут быть использованы в качестве вторичных строительных ресурсов (всР). вторичные строительные ресурсы – мате-риальные накопления сырья, веществ, материалов и продукции, представляющие собой совокупный продукт производства строительно-демонтажных работ в процессе реконструкции, техническом перевооружении, полном сносе морально и фи-зически устаревших объектов, жилых зданий и сооружений, а также новом строительстве и про-изводстве строительных материалов, для которых существует возможность использования как по прямому назначению, так и потенциальная после повторной переработки в качестве сырья, мате-риалов, полуфабрикатов, конструкций, изделий в новом строительстве, перерабатывающей про-мышленности и получения энергии. По общепри-нятым данным [3], на долю строительно-демон-тажных работ при ремонте, модернизации, сносе старых объектов и реконструкции приходится до 95 % от общего количества образующихся стро-ительных отходов. Пракические исследования и опыт использования материалов, полученных по-сле комплексной переработки конструкционных

всР, говорит о том, что затраты на реконструк-цию сложных промышленных объектов за счет их использования можно снизить на 10…12 %. Кроме чисто экономических выгод, связанных с уменьшением материальных и энергетических затрат при производстве продукции, использова-ние всР сберегает сырьевые природные ресурсы, снижает объемы утилизируемых строительных отходов, улучшает экологическую обстановку за счет снижения количества отходов, подлежащих захоронению. Примеров разового использования демонтируемых строительных конструкций при реконструкции объектов народного хозяйства можно привести много, однако должного разви-тия это направление повышения эффективности строительно-монтажного производства до насто-ящего времени не получило. Различные аспекты использования вторичных строительных ресур-сов исследованы в работах многих отечествен-ных и зарубежных ученых-экономистов [2, 4]. Ими определены источники образования, струк-тура строительных отходов, предложена класси-фикация строительных отходов. Разработаны ме-тодические подходы к определению показателей эффективности использования всР, установлена связь между повышением эффективности ис-пользования всР и улучшением эффективности функционирования перерабатывающих и строи-тельно-монтажных организаций строительного комплекса. Определены зависимости между по-вышением уровня переработки строительных от-ходов и улучшением экологической и социальной обстановки в регионе, развитием научно-техни-ческого прогресса. в то же время недостаточно полно установлены методологические, органи-зационно-экономические и технико-технологи-ческие основы оценки и формирования системы управления и прогнозирования рынка на всех эта-пах комплексного использования и переработки вторичных строительных ресурсов.

Несмотря на эффективность отдельных иссле-дований и применения технологий по переработке некоторых видов строительных отходов, управле-ние их переработкой на заключительном этапе об-разования является бесперспективным направле-нием в целом с экономической, природоохранной, производственной и социальной точек зрения. такая ситуация объясняется тем, что суммарные затраты на переработку уже образовавшихся от-ходов, не окупаются доходами от реализации ко-нечной продукции после приведения отходов в кондиционное состояние, т.к. остальные операции на этом отрезке жизненного цикла продукции яв-


43

ляются однозначно затратными. в результате дей-ствия перечисленных факторов управление «на конце трубы» практически не приводит к эконо-мическому эффекту от снижения объемов потре-бления первичных природных ресурсов и увели-чения объема использования вторичных ресурсов, вовлекаемых в производственную деятельность. Это значит, что не решается основная цель дан-ного процесса – уменьшение материалоемкости единицы валового национального продукта и со-хранение природных ресурсов. Управление пере-работкой всР нужно начинать не на стадии их об-разования и сбора, а задолго до этого – на стадии принятия проектных решений о реконструкции и строительстве новых объектов.

в промышленно развитых странах переработка отходов и применение отдельных видов вторичных строительных ресурсов являются отлаженной тех-нологической индустрией. строительные отходы используются при производстве щебня, кирпича, бетонных и железобетонных конструкций, матери-алов при строительстве дорог, площадок, в качестве засыпного материала, строительных полуфабрика-тов и готовых изделий. в сША в последние годы вторичные материалы составляют примерно 50 % потребления черных металлов, более 40 % меди и никеля, около 30 % – олова и титана, 24…28 % – алюминия и бумаги. в Германии, Франции сША, японии, и Италии постоянно совершенствуется законодательная база и система стимулирования создания мощностей по переработке и утилизации отходов, сформированы рынки вторичных строи-тельных ресурсов. в большинстве развитых стран созданы экономические условия, когда переработка строительных отходов выгоднее, чем их вывоз и за-хоронение на базах-полигонах.

До последнего времени в России перерабатыва-лось не более 15 % от общего объема строительных отходов. Практика показывает, что строительные отходы перерабатываются в объемах, соответству-ющих существующим мощностям перерабатываю-щих предприятий, оставшаяся часть захоранивается на свалках и базах-полигонах. Реализация страте-гии ресурсосбережения в строительном комплексе России определяется увеличением доли рециклин-га всР, т.е. возвращения их основной части, после определенной переработки, в качестве материаль-ных ресурсов при реконструкции и модернизации действующих производств, строительстве новых объектов, в производстве строительных материа-лов и полуфабрикатов, а также как исходного сырья для других отраслей промышленности, например, металлургической, машиностроительной, предпри-

ятий малого бизнеса и производства товаров народ-ного потребления.

Анализ факторов, влияющих на комплексное использование вторичных строительных ресур-сов в современных условиях позволяет сделать вывод о том, что общепринятый подход к пере-работке и использованию всР предусматривает их подготовку в качестве исходного сырья для предприятий перерабатывающих отраслей про-мышленности или полную утилизацию на базах-полигонах, а их прямое использование в качестве сырья, материалов, полуфабрикатов и конструк-ций в строительстве носит разовый и случайный характер [5]. существующие в настоящее время при реконструкции объектов, технологии и ме-тоды по переработке всР ориентированы на ис-пользование отдельных видов общестроительных материалов: бетона, щебня, камня, строительной арматуры, компонентов полимерных покрытий, металлического лома, а не на комплексное ис-пользование всего объема всР, получаемого в процессе строительно-демонтажных работ. Рос-сийская законодательная база в сфере обращения строительных отходов развита явно недостаточ-но, т.к. отсутствуют работоспособные правовые механизмы, которые бы сделали переработку и дальнейшее использование продукции из всР более выгодными, чем их накопление и просто захоронение на базах-полигонах. в строитель-стве, как и в других отраслях, при использовании различных материалов требуются сертификаты, подтверждающие их качество, соответствие стан-дартам сНиП, тУ и другим требованиям. Необ-ходимые нормативные документы для продук-ции, произведенной из вторичных строительных ресурсов, кроме отдельных случаев, в настоящее время не разработаны. Как правило, работы по разборке конструкций здания, демонтажу техно-логических конструкций и оборудования, подго-товке площадки под новое строительство ведут те же самые организации, которые затем осущест-вляют монтаж новых конструкций и оборудо-вания на объекте. Очевидно, что конечные цели этих двух стадий реконструкции различны, т.к. в первом случае требуется разрушение старого объ-екта, а во втором – строительство нового объекта, и именно данная цель для инвесторов, заказчи-ков, строительно-монтажных организаций явля-ется приоритетной, оставляя вопрос об использо-вании всР на втором плане. Одной из основных проблем, определяющих стратегию в области природоохранной и производственной деятель-ности с использованием всР, является изменение

ИзвестИя

44


отношения руководителей и специалистов всех уровней к продуктам жизнедеятельности челове-чества не как к отходам, требующих только ути-лизации и захоронения, а как к вторичным ресур-сам, использование которых позволит повысить эффективность строительного производств.

среди дополнительных факторов, определяю-щих ситуацию с использованием всР, необходимо выделить постоянное увеличение объема, слож-ности и неоднородности материальной структу-ры всР при недостаточном количестве и мощно-сти существующих в регионах производственных предприятий по переработке, утилизации и хране-нию всР. Объем их переработки и использования [6] не превышает 15 % от образующегося количе-ства. в последнее время в структуре вторичных строительных ресурсов происходит увеличение количества опасных отходов (до 12 % от общего объема), что создает дополнительные экономиче-ские, технико-организационные трудности по их переработке и утилизации. с точки зрения обора-чиваемости финансовых активов цикл реализации программы по использованию вторичных ресурсов представляет так называемые «длинные деньги». Данная схема предусматривает наличие в органи-зации дополнительных оборотных финансовых ре-зервов и развитие производственной инфраструк-туры по хранению, переработке и утилизации всР, что достаточно затруднительно в современных условиях.

Для поиска направлений по повышению эффек-тивности использования вторичных строительных ресурсов при реконструкции объектов, следует рас-смотреть в комплексе технико-технологические, организационные, экологические, экономические и социальные аспекты технологического цикла по получению, переработке и утилизации всР. Прове-денный анализ [7] процесса переработки вторичных строительных ресурсов позволят определить основ-ные программные мероприятия по повышению эф-фективности системы комплексного использования вторичных строительных ресурсов (сКИ всР) как на уровне предприятий, работающих в сфере обра-щения со строительными отходами, так и на регио-нальном уровне. среди основных следует выделить экономические, нормативно-законодательные, про-изводственно-технические, организационно-тех-нологические мероприятия, которые учитывают весь комплекс проблем использования всР, а также специфические особенности каждого этапа пере-работки и непосредственно влияющие на улучше-ние экономических показателей функционирования предприятий.

Одним из основных условий повышения эффек-тивности является совершенствование экономиче-ской подсистемы сКИ всР, стимулирующей данный процесс. Переработка всР и дальейшее использо-вание продукции, из них произведенной, должно быть экономически более выгодным, чем захоро-нение строительных отходов на базах-полигонах и должна развиваться в следующих направлениях.

1. включение в сводный финансовый расчет по реконструкции и строительству объектов затрат на проектные работы, предварительную сортировку, транспортировку и утилизацию всР, а также на приведение их в кондиционное состояние и учет прибыли от их реализации. На наш взгляд, наи-больший экономический эффект по использованию всР можно получить при реконструкции типовых серийных объектов, а также при модернизации и техническом перевооружении технологически сложных, материалоемких производственных пред-приятий с развитой инфраструктурой.

2. создание системы экономического стимулиро-вания предприятий, перерабатывающих строитель-ные отходы и выпускающих продукцию, качество которой соответствует требованиям нормативных документов, строгое регламентирование обязан-ностей строительных подрядных организаций по предварительной сортировке строительных отходов и вывозу их на перерабатывающие комплексы.

3. Разработка методики оценки эффективности использования всР, учитывающей все факторы в сфере материального производства, экологические, научно-технические и социальные аспекты. Основ-ным расчетным показателем может быть показатель стратегической эффективности использования всР, на основе анализа которого можно разработать про-грамму и прогноз устойчивого развития региона.

среди комплекса производственно-технических мероприятий следует выделить те, которые способ-ствуют повышению производительности производ-ственных процессов и, как следствие, повышают эффективность переработки всР.

1. Повышение эффективности строительно-демонтажных работ за счет применения на прак-тике прогрессивных, высокопроизводительных технологий и способов производства строительно-демонтажных работ по разделению и резке кон-структивных элементов объектов, обеспечивающих максимальную сохранность конструкций, оборудо-вания и материалов с целью их переработки и даль-нейшего использования.

2. включение в состав проектно-сметной доку-ментации на новое строительство, реконструкцию, капитальный ремонт и модернизацию действующих


45

объектов раздела по использованию вторичных стро-ительных ресурсов. На стадии проектирования объ-екта предлагается закладывать решения по его де-монтажу, возможность дальнейшего использования или перепрофилирования, а также технико-техно-логические решения по использованию всР в каче-стве изделий, полуфабрикатов и сырья. в техноло-гии производства строительно-демонтажных работ следует заранее учитывать технико-технологические характеристики конкретных комплексов, которые в дальнйшем будут перерабатывать данный тип обще-строительных и конструкционных всР.

3. При производстве строительно-демонтажных работ следует применять методы, технологии и обо-рудование, которые в дальнейшем позволят пере-рабатывать всР с минимальными затратами. При этом структура, состав, габаритные размеры и физи-ко-химические параметры демонтируемых элемен-тов должны соответствовать входным техническим характеристикам комплексов, на которых они будут перерабатываться. Предлагается при разделении (резке) конструктива объектов, наряду с совершен-ствованием традиционных, использовать передовые и перспективные методы: к ним относятся взрывные методы разрушения, термоэрозионная, гидрокавита-ционная и гидравлическая резки.

4. совершенствование процесса сбора и сорти-ровки всР путем разработки новых передовых тех-нологий и оборудования, принятия организацион-ных решений, максимально учитывающих местные условия по сбору, сортировке, транспортировке, переработке и хранению вторичных строительных ресурсов. считается целесообразным использовать комбинированный способ сбора и сортировки строи-тельных отходов, при котором первичная сортировка и подготовка осуществляется на монтажной площад-ке при помощи оборудования, технологической ос-настки строительно-монтажных организаций, даль-нейшая – окончательная сортировка, переработка и приведение в кондиционное состояние полученных полуфабрикатов – на стационарных комплексах с по-следующей утилизацией отходов на базах-полигонах.

5. Повышение эффективности переработки всР и приведения их в кондиционное состояние за счет создания технологически специализированных стро-ительно-демонтажных организаций и перерабаты-вающих предприятий, разработки и применения специализированного высокопроизводительного пе-рерабатывающего оборудования и ресурсосберегаю-щих технологий для каждого вида ресурсов: обще-строительных, конструкционных и оборудования.

6. Для складирования, промежуточного хране-ния и реализации продукции, полученной из всР на

рынке вторичного строительного сырья, материалов, полуфабрикатов и изделий для строительно-монтаж-ных организаций, предприятий производства стро-ительных материалов и производства товаров на-родного потребления требуется создание складских комплексов, организация которых должна основы-ваться на методах современной логистики.

7. создание рынка и организация отечественного производства демонтажного и дробильно-сортиро-вочного оборудования для предприятий, связанных с переработкой и утилизацией всР.

8. При захоронении неперерабатываемых стро-ительных отходов основными вопросами, требую-щими решения, является строительство и эксплуа-тация баз-полигонов с использованием современных требований и технологий, разработка и реализация организационно-технической программы по обе-спечению экологической безопасности сохраняемых строительных отходов.

9. сокращение производства строительных мате-риалов изделий и продукции, использование которой ведет к безвозвратной потере материалов, или тре-бует длительного захоронения отходов от их пере-работки, а также организация производства новых строительных материалов на основе сырья, получен-ного из всР.

среди комплекса нормативно-законодательных мероприятий, обеспечивающих более эффективное использование всР на региональном уровне, следу-ет выделить следующие.

1. Разработка и совершенствование нормативно-правового механизма, определяющего обязанности, права и ответственность всех участников процесса строительства объектов (заказчиков, подрядчиков, государственных структур, инвесторов и др.) по ис-пользованию всР. Произведение экспертизы норма-тивных и инструктивных документов по переработке всР и утверждение стандартов на их использование.

2. создание на основе практических исследо-ваний методических рекомендаций по использо-ванию и переработке различных всР и доведение полученных разработок в доступной для пользо-вателей форме в виде каталогов, технологических карт, стандартов, пособий и др. Подготовка и ут-верждение нормативных документов, регламенти-рующих комплекс мероприятий по обеспечению сохранности материалов, оборудования и конструк-ций, подлежащих реконструкции объектов, а также по переработке и использованию продукции, про-изведенной из вторичных строительных ресурсов.

3. считается необходимым создание при перера-батывающих всР комплексах центров по сертифи-кации продукции, полученной после приведения их

ИзвестИя

46


в кондиционное состояние, что позволит ускорить формальные процедуры и, соответственно, сокра-тить весь цикл переработки. требуется разработать отсутствующие стандарты на вторичные строитель-ные ресурсы и продукцию из них производимую, а также сертифицировать импортное и отечественное дробильно-сортировочное оборудование для ком-плексов по переработке строительных отходов.

4. Подготовка и утверждение в установленном законодательном порядке нормативно-технической документации по переработке, использованию и сер-тификации продукции, полученной из вторичных строительных ресурсов и по их утилизации и хране-нию. Подготовка законодательных актов, приравни-вающих вторичное строительное сырье и произве-денную из него продукцию, к первичному сырью и продукции с аналогичными потребительскими свой-ствами и качеством.

5. следует рассмотреть возможность введения региональных налоговых льгот для предприятий, де-ятельность которых напрямую связана с решением экологических проблем. Необходимо сформировать такие условия, когда утилизация и переработка стро-ительных отходов станет экономически более вы-годнее, чем вывоз и депонирование их на свалках и базах-полигонах.

6. Определение в законодательном порядке пра-вового статуса и обеспечение условий для функ-ционирования рынка вторичных строительных материалов, сырья, полуфабрикатов и изделий. Ор-ганизация рынка всР позволяет производителям и переработчикам строительных отходов представ-лять информацию о наличии вторичных ресурсов, а покупателям подавать свои заявки о потребности во вторичном сырье.

При разработке организационно-технологиче-ских мероприятий требуется определение стра-тегических направлений развития строительного комплекса региона, разработка титульного списка предприятий, подлежащих реконструкции, модер-низации, техническому перевооружению и полному сносу в данном регионе, и создание условий, стиму-лирующих комплексное использование вторичных строительных ресурсов.

1. Определение основных источников образо-вания всР в регионе, выявление и анализ главных причин, препятствующих более полному и комплекс-ному рециклингу всР. Проведение паспортизации объектов недвижимости, при которой должны быть определены стоимостные и технические параметры входящих в него конструктивных элементов.

2. Разработка компьютерной базы данных, вклю-чающей в себя список объектов, подлежащих рекон-

струкции, их основные стоимостные и технико-тех-нологические параметры, предполагаемые условия, методы и технологии производства строительно-де-монтажных работ, перечень и объем вторичных ре-сурсов, получаемых при разборке данных объектов, а также региональную потребность в материалах, кон-струкциях и оборудовании, которые можно получить после переработки данных всР.

3. Организация обучения специалистов стро-ительно-монтажных и перерабатывающих пред-приятий методам и технологиям, обеспечивающих максимальную сохранность и эффективность прак-тического использования всР.

4. Координация работ организаций, осуществля-ющих проектно-исследовательские, строительно-де-монтажные работы, переработку и утилизацию всР при реконструкции объектов и их распределение в соответствии с утвержденным титульным списком.

5. выделение производственных площадей для размещения предприятий по переработке и утилиза-ции всР, а также баз-полигонов по хранению неути-лизируемых строительных отходов.

6. Осуществление контроля за соблюдением тре-бований экологической безопасности предприятий, осуществляющих строительно-демонтажные рабо-ты, переработку, утилизацию всР и хранение отхо-дов от их переработки.

7. Расширение сети и производственных мощно-стей специализированных предприятий по перера-ботке, приведению в кондиционное состояние, ути-лизации и сбыте продукции, произведенной из всР, что обеспечит организацию новых рабочих мест для населения данного региона.

Данные направления реализуются в програм-ме по обращению с вторичными строительными ресурсами, которая представляет собой совокуп-ность взаимосвязанных мероприятий, затрагива-ющих организационно – экономические, технико-технологические и социально–психологические аспекты обращения с всР, рассчитанных на среднесрочную и долгосрочную перспективы и способствующих улучшению экономических, экологических и социальных показателей, росту научно-технического и производственного по-тенциала и, как следствие, устойчивому развитию региона. Конечным результатом реализации про-граммы и проведения всего комплекса меропри-ятий по улучшению использования всР должно быть повышение эффективности промышленного производства, реальное улучшение условий жиз-ни населения за счет роста индивидуальных дохо-дов населения, улучшения экологической и соци-альной ситуации в регионе.


47

На основе рассмотренных направлений разраба-тывется программа по комплексному использованию всР на предприятиях и регионах. в последнее время в крупных регионах и мегаполисах страны действует ряд программ, направленных на организацию сбора, сортировки, переработки, утилизации и хранения промышленных и бытовых отходов. Одним из на-правлений этих программ является развитие системы рециклинга вторичных строительных ресурсов. Раз-работка стратегии программы по использованию всР в регионе позволяет определить перспективы систе-мы обращения с всР в регионе на среднесрочную и долгосрочную перспективы, наладить непрерывное информационное обеспечение процесса обращения с вторичными строительными отходами, организовать рынок вторичных строительных ресурсов, повысить обеспечение хозяйственного комплекса региона сы-рьем, материалами, полуфабрикатами и изделиями, улучшить экологическую обстановку в регионе и прилегающих территориях, снизить социальную на-пряженность в регионе, обеспечить более полное ис-пользование кадрового потенциала. Реализация про-граммы будет способствовать созданию и внедрению на предприятиях единой системы сбора и сортировки различных видов строительных отходов, сокраще-нию производства строительных материалов изделий и продукции, использование которой ведет к безвоз-вратной потере материалов, или требует длительного захоронения отходов от их переработки, а также раз-работать и внедрить практические рекомендации по переработке и использованию всР различного вида.

Список литературы

1. Матросов А.с. Управление отходами. М.: Гардари-ки, 1999.

2. Любарская М. А.Организация обращения со стро-ительными отходами в городах. спб.: спб. ГИЭУ, 2004.

3. Лунев Г.Г. Экономика, организация и управление демонтажными работами в строительстве. М: Изда-тельство «Научтехлитиздат», 2011. 200 с.

4. титенберг т. Экономика природопользования и ох-раны окружающей среды / Пер. с англ. К.в. Папе-

нова; Под. ред. Думнова и И.М. Потравного. М.: ОЛМА-ПРесс, 2001. 591 с.

5. Прохоцкий Ю.М., Лунев Г.Г. Организационные и экономические проблемы использования вторичных строительных ресурсов при реконструкции объектов недвижимости. Инноватика и экспертиза. М.: ФГУ НИИ РИНКЦЭ, 2010. вып. 1(4). 195 с.

6. Олейник с.П. единая система переработки строи-тельных отходов. М.: свР-АРГУс, 2006, 336 с.

7. Лунев Г.Г. Оценка экономической эффективности комплексного использования вторичных строитель-ных ресурсов. М: Издательство «Научтехлитиздат», 2013. 195 с.

References

1. Matrosov A.S. Upravlenie othodami [Waste man-agement]. M: Gardariki [Moscow: Publishing house «Gardariki»], 1999.

2. Lubarskay M.A. Organizaciya obrascheniya so stroitel'nymi othodami v gorodah [Organization treatment of construction waste in the cities]. SPb.: SPb. GIEU [St. Petersburg: Publishing house «SPb. GIEU»], 2004.

3. Lunev G.G. Ekonomika, organizaciya i upravlenie demontazhnymi rabotami v stroitel'stve [Economics, organization and management of demolition work in construction]. (a monograph), M.: Nauchtehlitiz-dat [Moscow: Publishing house «Nauchtehlitizdat»], 2011. 200 р.

4. Titenberg T. Ekonomika prirodopol'zovaniya i ohrany okruzhayuschej sredy [Environmental economics and environmental protection]. Lane. from English. K.V. Pa-penova; Under. Ed. Dumnova and I.M. Potravnogo. M.: Olma-press [Moscow: Publishing house «Olma-press»], 2001. 591 p.

5. J.M. Prohotsky, G.G. Lunev. Organizacionnye i eko-nomicheskie problemy ispol'zovaniya vtorichnyh stroitel'nyh resursov pri rekonstrukcii ob`ektov ned-vizhimosti. Innovatika i ekspertiza [Organizational and economic problems of use of secondary construction resources for reconstruction of real estate objects. In-novation and expertise]. M: FGU NII RINKTSE, 2010. Vol. 1(4). 195 р.

6. Oleynik S.I. Edinaya sistema pererabotki stroitel'nyh othodov [A unified system of recycling of building waste]. M: SVR-ARGUS, 2006. 336 р.

7. Lunev G.G. Ocenka ekonomicheskoj effektivnosti kompleksnogo ispol'zovaniya vtorichnyh stroitel'nyh resursov [Evaluation of economic effectiveness of complex use of secondary construction resources]. M.: Nauchtehlitizdat [Moscow: Publishing house «Nauchtehlitizdat»], 2013. 195 р.


Лунев георгий георгиевич чл.-корр. АИН им. А.М. Прохорова

ученый секретарь научного Отделения биологическихэкологических и технологических проблем

устойчивого развития АИНкандидат экономических наук, доцент кафедры

«Менеджмент и маркетинг» НОУ ВПО МАЭП Москва, Российская Федерация, E-mail: [email protected]

Lunev georgy georgievich Сorresponding Member AIN A.M. Prokhorovthe Scientific Secretary of Department of biological scienceenvironmental and technological challenges to sustainable development AIN, Candidate of Economic SciencesAssociate Professor Department of «Management and marketing» MAEL Moscow, Russian Federation, E-mail: [email protected]

48

Премия присуждается ежегодно по четырем номи-нациям за: I – лучшую научно-техническую разработку в об-

ласти инженерных наук; II – лучшую научно-техническую разработку в об-

ласти инженерных наук, выполненную моло-дыми учеными (до 35 лет);

III – активное участие в подготовке и переподго-товке научно-технических кадров высшей квалификации (кандидатов и докторов наук) и научно-издательскую деятельность в области инженерных наук;

IV – активное участие в деятельности АИН и вы-дающийся вклад в развитие инженерных наук (только для членов и коллективных членов АИН) [2].

Решение о присуждении Прохоровской премии принимает конкурсная комиссия под председатель-ством Президента АИН академика РАН Ю.в. Гу-ляева. Премия вручается в декабре месяце каждого года на совместном заседании Президиума и Науч-но-технического совета (Нтс) АИН. Лауреатам пре-мии вручается диплом и почетный знак. На рисунке приведен диплом лауреата Прохоровской премии с изображением почетного знака.

впервые Прохоровская премия была присужде-на в 2007 году. за прошедшее время премия вруче-на почти 100 лауреатам. среди лауреатов Прохоров-ской премии:

– Гуляев Юрий васильевич академик РАН, пре-зидент АИН, член Президиума РАН, директор ИРЭ РАН;

– Каталов Юрий тигранович д. чл. АИН, генераль-ный директор ФГУП НтЦ «Орион»;

– сухарев евгений Михайлович д. чл. АИН, руко-водитель научного отделения информационных сетей, связи и радиотехники;

– Ашурбейли Игорь Рауфович д. чл. АИН, гене-ральный директор ОАО НПО «Алмаз»;

– Лобанов Борис семенович д. чл. АИН, генераль-ный директор ФГУП ЦНИРтИ им. А.И. Берга;

– солинов владимир Федорович д. чл. АИН, вице-президент АИН, генеральный директор НИИтс;

– Чельцов Борис Федорович д. чл. АИН, член вне-ведомственного экспертного совета по пробле-мам воздушно-космической обороны;

– Дмитриев сергей Михайлович д. чл. АИН, вице-президент АИН, ректор НГтУ им. Р.е. Алексеева;

– Дронов евгений Анатольевич д. чл. АИН, гене-ральный директор АО «туламаш-завод»;

– Бичурин Мирза Имамович д. чл. АИН, вице-пре-зидент АИН, декан НГУ им. я. Мудрого и многие другие известные деятели науки и техники.

Н.Н. ТРАВКИН – действительный член Академии инженерных наук им. А.м. Прохорова член президиума Аин, секретарь конкурсной комиссии по присуждению Прохоровской премии Аин москва, российская Федерация, E-mail: [email protected]

прохоровская премИя академИИ Инженерных наук

Прохоровская премия учреждена в 2006 году Президиумом Академии инженерных наук имени А.м. Прохорова (Аин) в честь организатора и первого Президента, выдающегося ученого, лауреата нобелевской, Ленинской и государственной премий, дважды героя Социалистического труда Александра михайловича Прохорова [1]

Диплом лауреата Прохоровской премии


49

В 2007 году Прохоровская премия присуждена

1. есикову Олегу витальевичу (тульский артилле-рийский институт) за цикл работ в области за-щиты информации.

2. Каталову Юрию тиграновичу (ФГУП НтЦ «Орион») за цикл работ в области защиты информации.

3. Кислицыну Александру сергеевичу (зАО «Лу-койл-Информ») за цикл работ в области защиты информации.

4. сухареву евгению Михайловичу (ОАО НПО «Алмаз») за цикл работ в области защиты информации.

5. Цветкову Аркадию Александровичу (Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Бай-кова) за разработку аппаратуры для диагностики в стоматологии.

6. Чертыковцеву владимиру Николаевичу (ОАО сП «КвОРУМ») за разработку аппаратуры для диагностики в стоматологии.

7. Креницкому Александру Павловичу (НПП «Марс») за цикл работ по синтезу сверхшироко-полосных микроволновых структур.

8. Мещанову валерию Петровичу (НПП «Марс») за цикл работ по синтезу сверхширокополосных микроволновых структур.

9. Дронову евгению Анатольевичу ( АО «тула-машзавод») за монографию «Оборонные корпо-рации. теория и практика создания и развития».

В 2008 году

1. Абрамову Роману Александровичу (ОАО вНИИ «Эталон») за цикл работ «создание унифициро-ванного ряда аппаратных технического обеспе-чения военных систем связи».

2. Ашурбейли Игорю Рауфовичу (ОАО НПО «Ал-маз») за монографию «Производственные коопе-рации: проблемы формирования и управления» и создание перспективного многофункциональ-ного радиолокатора для наземных комплексов средней дальности».

3. воротилину сергею Павловичу (ФГУП ОКБ «Гранат им. в.К. Орлова») за разработку лазер-ной твердотельной установки для облучения космических объектов.

4. выгону вадиму Григорьевичу (ФГУП НИ-ИПП) за разработку лазерной твердотельной установки для облучения космических объектов.

5. Горелику Александру Леопольдовичу (ОАО НПО «Алмаз») за монографию «Производствен-

ные кооперации: проблемы формирования и управления»

6. Горелику виктору Александровичу (ОАО НПО «Алмаз») за монографию «Производствен-ные кооперации: проблемы формирования и управления».

7. Горячеву Льву Александровичу (ФГУП ОКБ «Гранат им. в.К. Орлова») за разработку лазер-ной твердотельной установки для облучения космических объектов.

8. Гришину Алексею васильевичу (ФГУП КБПМ) за разработку программно-аппарат-ного комплекса однонаправленной передачи информации.

9. зацаринному Александру Алексеевичу (ИПИ РАН) за цикл работ «Разработка методов созда-ния телекоммуникационных систем с использо-ванием марковской теории оценивания».

10. зубареву Юрию Борисовичу (ОАО вНИИ «Эта-лон») за цикл работ «Помехоустойчивость ши-рокополосных систем связи».

11. зысиной Людмиле Юрьевне (ФГУП ОКБ «Гра-нат им. в.К. Орлова») за разработку лазерной твердотельной установки для облучения косми-ческих объектов.

12. Ненартовичу Николаю Эдуардовичу (ОАО НПО «Алмаз») за создание перспективного много-функционального радиолокатора для наземных комплексов средней дальности.

13. Калмыкову вадиму валерьевичу (ОАО вНИИ «Эталон») за цикл работ «Помехоустойчивость широкополосных систем связи».

14. Новикову виталию Павловичу (ОАО вНИИ «Эталон») за цикл работ «создание унифициро-ванного ряда аппаратных технического обеспе-чения военных систем связи».

15. Радыгину Александру викторовичу (ФГУП ОКБ «Гранат им. в.К. Орлова») за разработку лазерной твердотельной установки для облуче-ния космических объектов.

16. савченко Александру Леонидовичу (ФГУП КБПМ) за разработку программно-аппарат-ного комплекса однонаправленной передачи информации.

17. сахнину Анатолию Анатольевичу (ОАО вНИИ «Эталон») за цикл работ «создание унифициро-ванного ряда аппаратных технического обеспе-чения военных систем связи».

18. терехову Дмитрию Аркадьевичу (ФГУП ОКБ «Гранат им. в.К. Орлова») за разработку лазер-ной твердотельной установки для облучения космических объектов

ИзвестИя

50


19. Шаргородскому виктору Данииловичу (ФГУП НИИПП) за разработку лазерной твердотельной установки для облучения космических объектов.

20. Шильдяеву виктору степановичу (ФГУП ОКБ «Гранат им. в.К. Орлова») за разработку лазер-ной твердотельной установки для облучения космических объектов.

21. Шокину Андрею Александровичу (ФГУП КБПМ) за разработку программно-аппарат-ного комплекса однонаправленной передачи информации.

22. ярлыкову Михаилу семеновичу (ИПИ РАН) за цикл работ «Разработка методов созда-ния телекоммуникационных систем с использо-ванием марковской теории оценивания».

В 2009 году

1. Бакуменко Алексею викторовичу (ФГУП НПП «торий») за цикл работ по перспективным на-правлениям создания мощных свЧ вакуумных и оптоэлектронных приборов на существующих и новых принципах.

2. Масленникову Олегу Юрьевичу (ФГУП НПП «торий») за цикл работ по перспективным на-правлениям создания мощных свЧ вакуумных и оптоэлектронных приборов на существующих и новых принципах.

3. Шульгину евгению Ивановичу (ФГУП НПП «торий») за цикл работ по перспективным на-правлениям создания мощных свЧ вакуумных и оптоэлектронных приборов на существующих и новых принципах.

4. якунину Александру сергеевичу (ФГУП НПП «торий») за цикл работ по перспективным на-правлениям создания мощных свЧ вакуумных и оптоэлектронных приборов на существующих и новых принципах.

5. Багдасаряну Александру сергеевичу (зАО НПП «Элко») за разработку функциональных элемен-тов системы автоматизированной радиочастот-ной идентификации с использованием акустоэ-лектронных меток.

6. Багдасаряну сергею Александровичу (зАО НПП «Элко») за разработку функциональных элемен-тов системы автоматизированной радиочастот-ной идентификации с использованием акустоэ-лектронных меток.

7. Гуляеву Юрию васильевичу (ИРЭ РАН) за разра-ботку функциональных элементов системы авто-матизированной радиочастотной идентификации с использованием акустоэлектронных меток.

8. Никитову сергею Аполлоновичу (ИРЭ РАН) за разработку функциональных элементов систе-

мы автоматизированной радиочастотной иден-тификации с использованием акустоэлектрон-ных меток.

9. Николаеву Олегу валерьевичу (зАО НПП «Элко») за разработку функциональных элемен-тов системы автоматизированной радиочастот-ной идентификации с использованием акустоэ-лектронных меток.

10. Абрамяну Алексану сенекеримовичу (ИППФ НАН РА) за управление параметрами холодной плазмы акустическими волнами.

11. Арутюняну самвелу Гарниковичу (ИППФ НАН РА) за управление параметрами холодной плазмы акустическими волнами.

12. Костоняну Радику Бениковичу (ИППФ НАН РА) за управление параметрами холодной плаз-мы акустическими волнами.

13. Мкртчяну Альпику Рафаеловичу (ИППФ НАН РА) за управление параметрами холодной плаз-мы акустическими волнами.

14. Мкртчяну Артаку Генриковичу (ИППФ НАН РА) за управление параметрами холодной плаз-мы акустическими волнами.

В 2010 году

1. Бондареву Юрию степановичу (ФГУП ЦНИР-тИ им. А.И. Берга) за разработку и создание ап-паратуры для уничтожения информации с совре-менных носителей.

2. Громову Юрию Юрьевичу (тГтУ) за работу «Распределение ресурсов сетевых электротех-нических систем, отвечающих требованиям жи-вучести и информационной безопасности».

3. Громовой Анне Юрьевне (тГтУ) за работу «Рас-пределение ресурсов сетевых электротехниче-ских систем, отвечающих требованиям живуче-сти и информационной безопасности».

4. Кондратенко владимиру степановичу (МГУПИ) за разработку комплекса высокоэф-фективных технологий и оборудования для ла-зерной обработки хрупких неметаллических материалов.

5. Лобанову Борису семеновичу (ФГУП ЦНИРтИ им. А.И. Берга) за разработку и создание аппара-туры для уничтожения информации с современ-ных носителей.

6. Машинину Олегу всеволодовичу (ООО «БУ-тИс») за разработку «системы в корпусе» се-лекции частоты, усиления и обработки телеви-зионных сигналов.

7. Митягину Александру Юрьевичу (ИРЭ РАН) за разработку и создание аппаратуры для уничто-жения информации с современных носителей.


51

8. Набатову Константину Александровичу (тГтУ) за работу «Распределение ресурсов сетевых элек-тротехнических систем, отвечающих требовани-ям живучести и информационной безопасности».

9. Нефедовой Наире Александровне (МИРЭА) за разработку «системы в корпусе» селекции ча-стоты, усиления и обработки телевизионных сигналов.

10. Николаеву валерию Ивановичу (ООО Концерн «созвездие») за разработку «системы в корпу-се» селекции частоты, усиления и обработки те-левизионных сигналов

11. седанову Игорю Александровичу (ОАО «там-бовэнерго») за работу «Распределение ресурсов сетевых электротехнических систем, отвечаю-щих требованиям живучести и информационной безопасности».

12. сигову Александру сергеевичу (МИРЭА) за раз-работку «системы в корпусе» селекции частоты, усиления и обработки телевизионных сигналов.

13. синициной татьяне викторовне (ООО «БУ-тИс») за разработку «системы в корпусе» се-лекции частоты, усиления и обработки телеви-зионных сигналов.

14. соколовскому Александру Алексеевичу (ИРЭ РАН) за разработку и создание аппаратуры для уничтожения информации с современных носителей

15. Хлопову Борису васильевичу (ФГУП ЦНИРтИ им. А.И. Берга) за разработку и создание аппара-туры для уничтожения информации с современ-ных носителей.

В 2012 году

1. Дмитриеву сергею Михайловичу (НГтУ) за ра-боту «Повышение эффективности и ресурсной надежности тепловыделяющих сборок альтер-нативной конструкции».

2. Легчанову Максиму Александровичу (ИяЭ НГтУ) за работу «Повышение эффективности и ресурсной надежности тепловыделяющих сбо-рок альтернативной конструкции».

3. самойлову Олегу Борисовичу (ОКБМ) за рабо-ту «Повышение эффективности и ресурсной на-дежности тепловыделяющих сборок альтерна-тивной конструкции»

4. Хробостову Александру евгеньевичу (ИяЭ НГтУ) за работу «Повышение эффективности и ресурсной надежности тепловыделяющих сбо-рок альтернативной конструкции».

5. Кустову Максиму евгеньевичу (НИИтс) за ра-боту «создание высокоэффективной лазерной

технологии обработки крупногабаритных 3D из-делий на основе стекол».

6. Муравьеву Эрнесту Николаевичу (НИИтс) за работу «создание высокоэффективной лазерной технологии обработки крупногабаритных 3D из-делий на основе стекол».

7. Ревенко валерию Ивановичу (НИИтс) за рабо-ту «создание высокоэффективной лазерной тех-нологии обработки крупногабаритных 3D изде-лий на основе стекол».

8. солинову владимиру Федоровичу (НИИтс) за работу «создание высокоэффективной лазерной технологии обработки крупногабаритных 3D из-делий на основе стекол».

9. солинову евгению Федоровичу (НИИтс) за ра-боту «создание высокоэффективной лазерной технологии обработки крупногабаритных 3D из-делий на основе стекол»

10. Бичурину Мирзе Имамовичу (НГУ им. я. Му-дрого) за работу «Физика и техника магнитоэ-лектрических материалов».

11. Петрову владимиру Михайловичу (НГУ им. я. Му-дрого) за работу «Физика и техника магнитоэлектри-ческих материалов».

12. Петрову Роману валерьевичу (НГУ им. я. Мудро-го) за работу «Физика и техника магнитоэлек-трических материалов».

13. семёнову Геннадию Алексеевичу (НГУ им. я. Му-дрого) за работу «Физика и техника магнитоэлек-трических материалов».

14. татаренко Александру сергеевичу (НГУ им. я. Му-дрого) за работу «Физика и техника магнитоэлек-трических материалов».

12 декабря 2013 года на совместном заседании Президиума и Нтс АИН была вручена Прохо-ровская премия лауреатам по трем номинациям:

НОМИНАцИя 1

«ЗА ЛуЧшуЮ нАуЧно-техниЧеСкуЮ рАЗрАБотку в оБЛАСти инженерных нАук»:

1. – Жабреву валентину Александровичу– Чуппиной светлане викторовне

за «Разработку нового поколение нанострукту-рированных материалов» (санкт-Петербургский государственный технический институт (техно-логический университет)).

На основе разработанных авторами теорети-ческих представлений кинетики межфазных вза-имодействий в многокомпонентных системах синтезированы:

ИзвестИя

52


– органосиликатные покрытия широкого функцио-нального назначения для защиты радиотехниче-ского и радиолокационного оборудования, судов атомного флота и измерительной техники, рабо-тающей в экстремальных условиях;

– реакционносвязанные интерметаллоидные по-крытия для турбинных лопаток, а также различ-ных изделий из титана, железа и их сплавов;

– оксидные материалы с особыми электрофизиче-скими свойствами (сегнето- и пироэлектрики) на основе наноразмерных частиц титаната бария, легированных лантаном, ниобием и иттрием для разработки устройств записи больших объемов информации;

– наноразмерные пигменты для создания гради-ентных покрытий.

2. – Потапову Александру Алексеевичу – струкову Андрею владимировичу

за цикл работ на тему «Пути создания ново-го числового ряда на основе числовой случай-ности» (Институт радиотехники и электроники РАН).

Цикл работ включает в себя научные исследова-ния, связанные с разработкой помехозащищенной системы многопозиционной радиолокационной свя-зи. Проведенные авторами исследования направле-ны на решение проблемы, возникающей при работе псевдослучайного генератора, а именно генерации псевдослучайных чисел на определенном участке числовой прямой.

с целью решения этой проблемы авторами раз-работан алгоритм построения нового числового ряда истинно случайных чисел вместо псевдослу-чайных на основе теории бесконечно малых и бес-конечно больших величин Л. Эйлера.

Построение новых числовых систем, лежащих в основе всех цифровых устройств передачи данных и обработки информации, открывает широкий диапа-зон применения и в итоге приведет к созданию фун-даментальных основ помехозащиты открытых кана-лов связи.

3. – Ашурбейли Руслану Игоревичу – Косяку Игорю владимировичу

за работу «теоретические аспекты интегральной оценки профессионального уровня военных спе-циалистов войск воздушно-космической оборо-ны» (ОАО «КБ-1»).

в работе сформулирована задача исследова-ния, заключающаяся в возможности в любой мо-

мент времени оперативно оценивать профессио-нальный уровень военных специалистов органов управления войск воздушно-космической оборо-ны (вКО).

Для оценки их профессионального уровня разработаны методики индивидуальной оцен-ки теоретических и практических знаний и инте-гральной оценки готовности. На основании этих методик разработаны алгоритмы и создана мате-матическая модель интегральной оценки уровня готовности личного состава органов управления войск вКО.

Практическая значимость полученных результа-тов состоит в информационном обеспечении при-нятия решения командованием войск вКО о готов-ности военных специалистов органов управления к решению поставленных задач.


«ЗА Активное уЧАСтие в Подготовке и ПереПодготовке нАуЧно-техниЧеСких кАдров выСшей квАЛиФикАции и нАуЧно-иЗдАтеЛьСкуЮ деятеЛьноСть в оБЛАСти инженерных нАук»:

1. – Чельцову Борису Федоровичу – Хюпенену Анатолию Ивановичу– волкову сергею Аркадьевичу

за монографию «Опыт и уроки боевого приме-нения войск и вооружения ПвО в локальных войнах и вооруженных конфликтах» («вневе-домственный экспертный совет по проблемам воздушно-космической обороны»).

в монографии обобщен опыт применения войск и вооружения ПвО в войнах и военных конфликтах XX и XXI века на основе архивных материалов, от-ечественных и зарубежных источников, а также вос-поминаниях участников данных событий.

Авторы особое внимание уделили рассмотре-нию вопросов организации планирования опера-ций, созданию авиационных, морских и назем-ных группировок и непосредственной подготовке войск к ведению военных действий в локальных войнах.

Проанализированы особенности боевого приме-нения вооруженных сил и прежде всего войск ПвО, формы и способы их применения. Рассмотрены так-же вопросы применения новых видов вооружения и военной техники, приведены оценки эффективности их применения.

Данная монография станет хорошее пособием для широкого круга военных и гражданских специ-


53

алистов в области разработки и применения сил и средств войск ПвО.

2. – Лапаеву Дмитрию Николаевичу – Максимову Юрию Михайловичу– Митякову евгению сергеевичу– Митякову сергею Николаевичу

за монографию «Инструменты управления ин-новационной деятельностью промышленных предприятий» (Нижегородский государствен-ный технический университет имени Р.е. Алек-сеева).

в монографии изложен инструментарий управ-ления инновационной деятельностью промышлен-ных предприятий региона на примере Нижегород-ской области.

Изложенный материал базируется на системном подходе к данной проблеме. в работе использованы научные результаты, полученные авторами, на осно-ве которых дан анализ ключевых отраслей промыш-ленности региона в разрезе основных инновацион-ных показателей.

Монография, несомненно, представит интерес для специалистов в области инновационной дея-тельности других регионов России.

3. – соколову сергею Петровичу

за монографию «сложные радиоэлектронные си-стемы вооружения. Планирование и управление созданием» (Институт радиотехники и электро-ники РАН).

в монографии дана общая характеристика воо-ружения и военной техники ПвО как объектов си-стемных исследований. Основное внимание авто-ром уделено: – эффективности применения вооружения по его

назначению; – выбору тактико-технических характеристик воо-

ружения и способов его боевого применения;– военно-экономической оценке качества вооруже-

ния;

– выбору оптимального варианта развития воору-жения и научно обоснованному планированию в области военного строительства;

– эффективности вариантов выполнения органи-зационно-технических мероприятий в течение жизненного цикла образцов вооружения;

– научно обоснованному решению задач планиро-вания боевых действий войск;

– прогнозированию возможного хода и исхода бое-вых действий.Решение проблем, рассмотренных в монографии,

несомненно, будет способствовать повышению эф-фективности работы специалистов по обоснованно-му выбору вариантов действий, необходимых для принятия оптимальных решений.


«ЗА Активное уЧАСтие в деятеЛьноСти Аин и выдАЮщийСя вкЛАд в рАЗвитие инженерных нАук»:

1. – Голутвину Игорю Анатольевичу

за «Участие в создании Большого адронного кол-лайдера и экспериментальном открытии частицы бозон Хиггса» (Объединенный институт ядер-ных исследований, г. Дубна).

Голутвин Игорь Анатольевич активно участвовал в создании Большого адронного коллайдера и в экс-перименте по открытию частицы бозон Хиггса. Он неоднократно делал сообщения на заседаниях Пре-зидиума и Нтс АИН по данной тематике. Участие действительного члена АИН Голутвина Игоря Ана-тольевича в этом проекте способствует повышению международного авторитета Академии инженерных наук.


1. Александр Михайлович Прохоров: воспоми-нания, статьи, интервью, документы / Под ред. И.А. Щербакова. М.: Физматлит. 2006. 496 с.

2. Положение о Прохоровской премии. сайт АИН: ainrf.ru. 2 с.

Сведения об авторе

травкин николай николаевичдействительный член Академии инженерных наук им. А.М. Прохорова

член президиума АИН, секретарь конкурсной комиссии по присуждению Прохоровской премии АИН 123557 Москва, Российская Федерация

ул. Пресненский вал,17, E-mail: [email protected]

54

Б.С. ГОРОБЕц – доктор геол.-минерал. наук, канд. физ.-мат. наук, профессор институт инженерной экологии и химического машиностроения москва, российская Федерация, Email: [email protected]

100 лет со дня рожденИя я.б. зельдовИча – главного теоретИка атомного проекта сссрЭто был совершенно фантастический интеллект

Академик Ю.Б. Харитон1

Яков Борисович Зельдович (8.3.1914–2.12.1987) – великий со-ветский физик-теоретик и химико-физик, академик АН СССР, трижды Герой Социалистического Труда (1949, 1953, 1956 за создание советских атомной и водородной бомб), лауреат Ленинской (1957) и четырех Сталинских премий (1943, 1949, 1951, 1953), награжден тремя орденами Ленина и др. орде-нами СССР, медалями международных научных сообществ: Золотой медалью им. И.В. Курчатова за открытия в ядерной физике, золотой медалью Н. Мансона и Б. Льюиса за иссле-дования газодинамики и ударных волн, золотой медалью К. Брюс за открытия в астрофизике, медалью П. Дирака за работы по теоретической физике; Золотой медалью Лондон-ского королевского астрономического общества; премией имени А.A. Фридмана за космологические исследования. Иностранный член Лондонского Королевского общества, Германской, Американской, Венгерской академий наук, ряда университетов и физических обществ. Учился экстерном на физико-математическом факультете Ленинградского госу-дарственного университета (ЛГУ) и физико-механическом факультете Ленинградского политехнического института (ЛПИ) в аспирантуре Института химической физики (ИХФ) в Ленинграде (1934). С 1938 г. заведовал лабораторией в ИХФ. В конце августа 1941 г. вместе с институтом был эвакуиро-ван в Казань. В 1943 г. вместе с лабораторией переведен в Москву. С 1946 по 1948 г. заведовал теоретическим отделом ИХФ. Одновременно, по 1948 г. – профессор МИФИ. В 1932–1940 гг. исследовал гетерогенный катализ и адсорбцию (кандидатская диссертация, 1936), реакции окисления азота (докторская диссертация, 1939). С 1935 работал в области экспериментальной и теоретической химической физики цепных реакций горения и взрыва, детонации и ударных волны. В 1941–1942 гг. создал совместно с О.И. Лейпунским

(ИХФ) теорию внутренней баллистики пороховых снарядов. С самого начала участвует в советском Атомном проекте, куда приглашен И.В. Курчатовым и Ю.Б. Харитоном как глав-ный теоретик. В 1943–1965 гг. играл руководящую роль в теоретических расчетах при разработке атомного, а затем и водородного оружия. Начальник теоретического отдела, за-меститель научного руководителя (Ю.Б. Харитона) на объек-те КБ-11 (Арзамас-16, г. Саров). С 1965 по январь1983 – заве-дующий отделом в Институте прикладной математики (ИПМ) АН СССР (директор М.В. Келдыш), одновременно – профессор физического факультета МГУ, заведующий отделом реляти-вистской астрофизики в Государственном астрономическом институте им. Штернберга (ГАИШ). В 1983–1987 гг. – заведую-щий теоротделом в Институте физических проблем АН СССР (ИФП). В 1977 создал и возглавил научный совет по горению АН СССР. Автор и соавтор 34 книг – монографий, учебников, сборников трудов, многие из которых вышли в нескольких изданиях и переводах на иностранные языки. Создал науч-ные школы в областях горения и взрыва, ядерной физики, астрофизики и космологии, среди его учеников несколько членов Академии наук СССР (РАН), десятки докторов наук: О.И. Лейпунский, А.Г. Мержанов, Г.Б. Манелис, Б.Е. Гельфанд, Г.М. Махвиладзе, Е.И. Забабахин, С.С. Герштейн, Р.А. Сюняев, Г.С. Бисноватый-Коган, А.А. Старобинский, А.Г. Дорошкевич, И.Д. Новиков, О.Х. Гусейнов. Похоронен в Москве, на Ново-девичьем кладбище. В Минске, на родине трижды Героя уста-новлен бронзовый бюст Я.Б. Зельдовича. Я.Б. Зельдовичу по-священы две книги воспоминаний его сотрудников, друзей и учеников [1, 2].Ключевые слова: Я.Б. Зельдович, Ю.Б. Харитон, теория горе-ния, теория детонации, ударные волны, Арзамас-16, атомная бомба, водородная бомба.

Yakov Borisovich Zel’dovich (1914–1987), the great Soviet physi-cist and chemical physicist , academician of the Academy of Sci-ences of the USSR , three times Hero of Socialist Labor (1949, 1953, 1956) for the creation of the Soviet atomic and hydrogen bombs. Was awarded of Lenin (1957) and four Stalin Prizes (1943, 1949, 1951, 1953), three Lenin orders, other orders of the USSR, medals of international scientific societies: Kurchatov Gold Medal for dis-coveries in nuclear physics, Manson and Lewis Gold medal for the studies of gas dynamics and shock waves, K. Bruce Gold medal for discoveries in astrophysics, Dirac Medal for achievements in theo-retical physics, Gold Medal of the Royal Astronomical Society; Alex-ander Friedman Prize for cosmologic researches. Foreign member of the London Royal Society, the German, American and Hungar-ian Academies of Sciences, member honoris causa of a number of universities and physical societies. He studied externally in Physics and Mathematics Department of the Leningrad State University (LSU) and physicomechanical department of the Leningrad Poly-technic Institute (LPI), then became a postgraduate student of the Institute of Chemical Physics (ICP) in Leningrad (1934). From 1938 he was head of a laboratory of this Institute. In late August 1941, the Institute was evacuated to Kazan. In 1943, together with his laboratory, Zel’dovich was reevacuated to Moscow. From 1946 to 1948 he headed the theoretical division of the ICP. In 1948, he became professor of Moscow Institute of engineers-physicists (MIPhI). In 1932–1940, Zeldovich studied heterogeneous catalysis and adsorption (PhD thesis, 1936), the oxidation of nitrogen (doc-toral dissertation, 1939). From 1935 he researched branched chain reactions of combustion and explosion, detonation and shock waves. In 1941–1942, he created together with O.I. Leipunskii the theory of internal ballistics of powder shells used for production of much more feasible missiles for «Katiushas». In 1943, Zel’dovich

1 Из книги [1, с. 107].

was involved in the Soviet Atomic Project as the chief theorist. In the 1943–1965, he played a leading role in the development of theoretical calculations of atomic and hydrogen weapons as deputy-head of the first Nuclear Center KB-11 (Arzamas-16, now Sarov-town). In 1965, he left Arzamas-16 and returned to Moscow. He was invited to become chief of department in the Institute of Applied Mathematics (IPM) of the USSR Academy of Sciences (Director M.V. Keldysh). At the same time Zel’dovich became Pro-fessor in Moscow State University, Head of Department of rela-tivistic astrophysics at the Sternberg State Astronomical Institute of MGU. In 1983–1987, Kapitsa invited Zel’dovich to accept the post of Head of theoretical physics department in the Institute of Physical Problems. In 1977, Zel’dovich founded and headed the Scientific Council on Combustion in the Academy of Sciences of the USSR. Zel’dovich is author (sometimes co-author) of 34 books: monographs, textbooks, collections of works, many of which were printed in several editions and translations into foreign languages. He created the scientific schools in the areas of combustion and explosion, nuclear physics, astrophysics and cosmology. Among his apprentices are several members of the Academy of Sciences of the USSR (Russia), dozens of doctors of sciences: O.I. Leipun-sky, A.G. Merzhanov, G.B. Manelis, B.E. Gelfand, G.M. Makhviladze, E.I. Zababahin, S.S. Gerstein, R.A. Sunyaev, G.S. Bisnovatyi-Kogan, A.A. Starobinskiy, A.G. Do roshkevich, I.D. Novikov, O.Kh. Huseynov. Ya.B. Zel’dovich was buried in Moscow at the Novodevichy Ceme-tery. In Minsk, where he was born, bronze bust of three times Hero was mounted. Two books of reminiscences of employees, friends and apprentices of Zel’dovich were published [1 , 2].Key words: Ya.B. Zel’dovich, Yu.B. Khariton, theory of combus-tion, theory of detonation, shock waves, Arzamas-16, atomic bomb, H-bomb.


55

О самообразовании я.Б. Зельдовича и его первых работах по ядерной физике

яков Борисович зельдович родился в Минске 8 марта 1914 г. в семье адвоката Бориса Наумовича зельдовича и литератора-переводчика Анны Петровны. Как шутил потом яБ, он явился подарком женщинам к Междуна-родному женскому дню. (Кстати, условимся для кра-ткости обозначать этого великого человека инициалами яБ, как его называли за глаза его сотрудники.) в том же году семья переехала в Петроград, где жила вплоть до эвакуации в августе 1941 г. в Казань вместе с ИХФ. яБ поступил в среднюю школу сразу в 3-й класс и окончил ее в 1930 г. яБ учился около двух лет на заочном фа-культете университета, но не окончил его. Он был са-моучкой, исключительно самостоятельным и сильным творческим персонажем, который не нуждался в учи-телях и наставниках в обычно понимаемой роли. тем не менее, сам яБ говорил, что он учился у многих пре-красных ученых, большинство которых были немногим старше его: у с.з. Рогинского, Н.Н. семенова, Ю.Б. Ха-ритона, Л.Э. Гуревича, в.с. сорокина, О.М. тодеса, с.в. Измайлова, М.П. Бронштейна [1, с. 323]).

в воспоминаниях о яБ не раз подчеркивалось, что он не имел диплома о высшем образовании. Когда яБ как-то спросили, не мешало ли это ему в формальном смысле, яБ ответил, что да, иногда мешало, пока он не стал академиком. И добавил, что жил в то благословен-ное время, когда можно было получить разрешение на защиту кандидатской диссертации, не имея вузовского диплома.2

сын яБ Борис зельдович уточняет по затронутому вопросу: «Помню, как отец вспоминал: “Меня мог в ко-ридоре остановить <я.Б.> Френкель и сказать: ‘Давай, я тебе расскажу всю статистическую физику за 5 ча-сов’. Или, как семенов ему рассказал что-то по хими-ческой кинетике за один присест. Или, как <Л.А.> сена ему изложил электричество – большой кусок. Или, как <с.в.> Измайлов ему дискретно (но много чего) объ-яснил по электродинамике и теории относительности. (Много позже, по просьбе яБ, я навестил во время кон-ференции по жидким кристаллам в г. Иваново профес-сора с.Измайлова, жившего там на пенсии, и передал ему приветствие и поклон от яБ. Иначе говоря, сам яБ считал, что он имел реально высшее образование, полу-ченное им от старших коллег, но не имел диплома» (из письма в адрес Б.Г по e-mail, 07.06.07).

2 заметим, что также не имели дипломов о высшем образо-вании некоторые выдающиеся ученые, современники яБ, вице-президент АН сссР Б.П. Константинов (брат первой жены яБ варвары Павловны) и член Президиума АН сссР М.А. стырикович, друг Ландау.

Кандидатская и докторская диссертации, защищен-ные яБ еще до войны, относились к физической химии, которая, как понятно из определения, была в первую оче-редь химией и не имела никакого отношения к ядерной физике, определившей в скором будущем огромный пласт творческих разработок якова Борисовича. Одним из глав-ных переломных моментов в его жизни было обращение в 1939–1941 к теоретическим расчетам разветвляющейся цепной реакции деления урана-235. Ю.Б. Харитоном и я.Б.зельдовичем был выполнен цикл пионерских работ по Эти работы не стояли в плане ИХФ, так как тогда не имели прикладного значения; они выполнялись авторами в нерабочее время, по вечерам. Попытаемся популярно и кратко прокомментировать важнейшие их результаты.

в 1939 г. О. Ган и Р. Штрассман открыли, а Л. Мейт-нер и О. Фриш объяснили неожиданное явление – при захвате нейтрона, ударившего в ядро урана, последнее может разделиться на два ядра химических элементов меньшей массы. Почти сразу же испускаются так на-зываемые мгновенные нейтроны деления. Каждый акт деления сопровождается выделением огромной энер-гии. Нейтроны, испускаемые при делении ядер ура-на-235, ударяют в следующие ядра урана-235, продол-жая цепочку делений, приводящую к тепловому взрыву. Ю.Б. Харитон и я.Б. зельдович первыми поняли, что в данном случае возможна разветвленная цепная ядерная реакция. Когда они рассказали о своих расчетах ос-новоположнику теории цепных химических реакций, директору ИХФ Н.Н. семенову, тот сразу же оценил важность полученных результатов и направил письмо в Научно-техническое управление Министерства не-фтяной промышленности (в то время ИХФ был в его подчинении). в письме он обосновывал необходимость быстро и широко развивать новое направление научных работ в ядерной физике, которая в принципе может дать источник энергии совершенно нового типа и огромного ресурса как для народного хозяйства, так и для оружия нового типа [3, с. 38].

Несмотря на то, что письмо было оставлено без отве-та (и без внимания), зельдович и Харитон «дожали» те-оретические расчеты до предела, возможного на тот мо-мент. Дело в том, что нейтрон был открыт всего за семь лет до этого, и еще не были известны ядерные константы реакций с участием нейтронов. в первую очередь это от-носилось к сечениям (вероятностям) захвата нейтрона в широком диапазоне энергий ядрами различных элемен-тов и их изотопов. в частности, для расчетов необходи-мо было знать сечения с делением элемента нейтроном и испусканием следующего нейтрона (полезный акт) или захват первичного нейтрона без деления элемента (вред-ный акт из-за потери нейтрона). Приходилось проводить теоретические расчеты ядерных реакций, не имея точных экспериментальных значений сечения захвата или рассе-

ИзвестИя

56


яния нейтрона ядрами кислорода, водорода, дейтерия, бора, углерода и т. д. Приходилось пользоваться грубыми оценками, собственными или из печати. Несмотря на от-сутствие надежных экспериментальных констант, зель-дович и Харитон показали в своей первой работе данного цикла, что в безграничном пространстве чистого природ-ного урана (содержащего лишь 0,72% урана-235), цепная реакция невозможна из-за неупругого рассеяния (радиа-ционного захвата) нейтронов в подавляющей массе ура-на-238. Был сделан основной вывод: для цепной реакции деления нейтронами урана необходимо многократно увеличить концентрацию изотопа-235, который, как уже было известно, делится преимущественно медленными (тепловыми) нейтронами с энергией ~ 0,25–1,0 эв.

во второй работе зельдовича и Харитона (1940) была выяснена роль замедлителя нейтронов. в качестве замед-лителя рассматривался обыкновенный водород (вода) в гомогенной смеси ее с ураном. Полученная знаменитая «формула трех сомножителей» для коэффициента раз-множения нейтронов (К = νφθ) позволяла рассчитывать процесс замедления с любыми замедлителями. Была показана невозможность цепной реакции в гомогенной смеси естественного урана и воды при любой концентра-ции урана. стало ясно, что нужно применять другой за-медлитель, который поглощал бы нейтроны меньше, чем водород Н, но замедлял бы быстрые нейтроны так, что-бы через 10–15 столкновений их энергия уменьшалась до теплового диапазона. следует повысить концентра-цию урана-235, ядра которого будут резонансно захваты-вать тепловые нейтроны и при этом делиться, испуская в среднем около 2,5 нейтронов на каждый акт деления.

третья фундаментальная работа я.Б. зельдовича и Ю.Б. Харитона была выполнена в 1940 г. в соавтор-стве с Исайем Израилевичем Гуревичем (1912–1992), будущим членкором АН сссР и видным участником Атомного проекта. в ней была выяснена роль запаз-дывающих нейтронов в кинетике уранового реактора. в отличие от мгновенных нейтронов, такие нейтроны испускаются некоторыми метастабильными осколками деления ядер урана-235, спустя доли секунды (до 0,1 с) после акта деления. Благодаря им кинетика цепной ре-акции «смягчается» при переходе через границу ее критичности. Именно запаздывающие нейтроны позво-ляют в принципе контролировать разгон ядерных реак-торов, оставаясь вблизи зоны ее критичности, управ-лять реакцией, подбирая оптимальный коэффициент размножения нейтронов (чуть больше единицы), и тем самым делают возможным существование всей мирной ядерной энергетики. <…>. трое указанных авторов вы-яснили необходимое количество делящегося вещества для осуществления коэффициента размножения ней-тронов выше единицы. По существу они первыми вве-ли и обосновали понятие критической массы ядерного

делящегося вещества. До этого было известно диффу-зионное уравнение Перрена, пригодное лишь для очень малых мультипликаций, т.е. малого числа соударений нейтронов с ядрами урана в цепочке, инициированной одним нейтроном. Применялось также интегральное уравнение Пайерлса, которое им было решено для двух предельных случаев, очень малых и очень больших мультипликаций, причем для делящегося вещества, за-ключенного в котел без отражателя, т.е. без учета вли-яния стенок и крышки, отражающих нейтроны. трое наших авторов поставили задачу решить интегральные уравнения диффузии для любых мультипликаций, в том числе и при наличии отражателя. Для современно-го читателя уместно напомнить слова И.И. Гуревича о том, что «тогда все вычислительные средства ограни-чивались логарифмической линейкой и механическим арифмометром. ясно, что такая задача не поддается обычным аналитическим методам. И вот тогда решаю-щим стал следующий прием, предложенный я.Б. зель-довичем, состоящий в обращении задачи» [1, с. 94].

суть его такова. Пусть известно, что идет незатуха-ющая реакция, дающая достаточно большую плотность распределения нейтронов в объеме урана. Эту плотность можно записать в виде некоторой пробной функции. Функцию же надо подставить в интегральное уравне-ние и потребовать, чтобы в нем плотность делящегося вещества, т.е. урана-235, была постоянной. тогда полу-чится уравнение, которое уже можно решить «вручную». Из него и находят характерный (критический) размер заряда, например, радиус уранового шара. По словам И.И. Гуревича: «в результате длинных, но достаточно элементарных расчетов мы получили всю кривую за-висимости критического размера чистого урана-235 от величины коэффициента размножения для любых муль-типликаций, вначале для «голого» урана, а потом – ура-на, окруженного отражателем <…> . Была оценена <…> критическая масса урана-235, которая <…> составляет единицы или десятки килограмм» [там же. с. 95].

Работы 1939–1940 гг. я.Б. зельдовича и Ю.Б. Харито-на (они недавно переопубликованы в книге [4, с. 152–200] предопределили как судьбу века, так и судьбу самого яБ. Из сказанного понятно, почему ЮБ и яБ одними из пер-вых были привлечены к работе в советском Атомном про-екте. Но это случится еще через три года.

Годы войны, «Катюши», переход в Лабораторию № 2 к И.В. Курчатову

с началом войны яБ оставляет ядерную физику. в 1941–1942 гг. в ИХФ, в Казани и в НИИ-6, в Москве он вы-полняет важное оборонное задание Главного управления вооружения минометных частей (ГУвМЧ) Наркомата боеприпасов. Дело касалось неустойчивого горения по-


57

роха в снарядах «Катюш». вот что писал об этом друг, ученик и сотрудник я.Б. зельдовича по ИХФ, Овсей Ильич Лейпунский.3

«Катюши были опасны не только для врага, но и для тех, кто запускал снаряды, так как они нередко сразу взрывались. Бывало и наоборот, когда реактивный двига-тель глох. Кроме того, вес заряда был около 10 кг, а даль-ше оказалось невозможным его наращивать и тем самым увеличивать мощность двигателя и дальность стрельбы. Нужно было найти причину и изменить конструкцию снаряда. О.И. Лейпунский продолжает.

«Уже к концу 1941 г. у зельдовича сложилась концеп-ция внутренней баллистики пороховых ракет в реактив-ных снарядах (Рс):(а) аномальное горение в Рс это – потухание вследствие

нестационарности горения пороха, которое наступает при низком давлении, когда собственное время релак-сации <возвращения к равновесным температуре и давлению> камеры становится меньше собственного времени <релаксации> прогретого слоя пороха.

(б) «раздувание»,– которое ответственно за увеличение давления при горении длинных зарядов.

(в) в основе (а) и (б) лежит геометрическая и временнảя структура волны горения: прогретый слой твердой фазы камеры с собственным временем релаксации, не равным времени прилегающих к нему двух реак-ционных слоев (твердой и газовой фаз пороха). От-сюда – нестационарность горения пороха». в ГУвМЧ новые взгляды на горение пороха в Рс

нашли поддержку и благословение на дальнейшие ра-боты» Эксперименты, проведенные О.И. Лейпунским в лаборатории я.Б. зельдовича полностью подтвердили новую теорию. Несекретная ее часть была опубликована в ЖЭтФ в 1942 г.

в 1943 г., сразу же после образования Лаборатории № 2 во главе с И.в. Курчатовым я.Б. зельдович стано-вится консультантом этого ядерного центра.

в 1948 г., когда зельдович и О.Лейпунский уже рабо-тали в ИХФ над атомным оружием, имела место попытка начать их травлю в рамках кампании борьбы с космопо-литами (читай: евреями). Обоих физиков обвинили: 1) в том, что в своей статье о горении пороха в реактив-ных снарядах, направленной в печать, они разгласили государственную тайну, так как включили в соавторы сотрудника из секретного НИИ-6, выдав его по умолча-нию за сотрудника ИХФ; 2) проявили низкопоклонство, процитировав американских авторов. в этом деле, наря-ду с зельдовичем и Лейпунским, подвергся нападению и М.А. садовский, замдиректора ИХФ, которого обвинили в потере бдительности – он дал положительную рецен-

3 Из машинописных заметок О.И. Лейпунского, переданных его сыном Ильей автору очерка, Б.Г., для публикации. Ча-стично этот материал вошел в книгу [5, глава 3].

зию на статью и разрешил ее публикацию как предсе-датель экспертной комиссии института. зельдович был вынужден уволиться из ИХФ, где числился в штате, фак-тически работая большую часть времени на «Объекте», в КБ-11. теперь он перешел туда полностью и больше на работу в ИХФ не вернулся никогда. О.И. Лейпунский был в большей опасности. семенов издал приказ о его длительной командировке на семипалатинский полигон, спрятав там под бериевским «зонтиком». М.А. садов-ский же был научным руководителем семипалатинского полигона, и его не решились трогать, тем более, после исчезновения из поля зрения в ИХФ двух преследуемых евреев. Дело было примерно за год до первого испыта-ния атомной бомбы, и Берия пресекал случаи преследо-вания своих людей по пустякам. Он как-то сказал Курча-тову: «Главное – бомба, а остальное всё ерунда». Раз это так, то резонно спросить, почему же институтские анти-семиты, сексоты и карьеристы осмелились выступить, ведь они знали, что зельдович с Лейпунским работают по ядерной спецтематике уже с 1946 г.? Это стало ясно только сейчас: со всей очевидностью травля зельдовича и Лейпунского была начата после получения сексотами в ИХФ команды сверху. Правда, не с уровня Берия, а су-щественно ниже, но тоже от весьма могущественного лица, генерала госбезопасности А.Н. Бабкина, который был уполномоченным совета Министров сссР в ИХФ, ИФП и ИФХ (институте физической химии).

вот его письмо, опубликованное (частично) в сбор-нике рассекреченных документов [6, т. II, кн. 3, с. 802].

14 апреля 1948 г.сов. секретно

Начальнику отдела «К» МГБ сссР тов. Писареву И.с.Копия – помощнику заместителя Председателя

совета Министров сссР тов. сазыкину Н.с.согласно полученным указаниям нами произведе-

на проверка оформления материалов в личных делах сотрудников, привлеченных к выполнению специаль-ных работ по тематике Первого главного управления, в Институте химической физики (директор – академик семенов).

При проверке выявилась засоренность и концентра-ция большого количества лиц, скомпрометированных в политическом отношении. Ниже приводится список та-ких лиц. Материалы взяты только по анкетным данным.

1–10 <…> 4

11. зельдович яков Борисович – 1914 г. рожде-ния, нач. теоретического отдела. Родители его матери и сестра матери живут в Париже. сестра отца, Фрум-кина Р.Н., в 1936 г. арестована. в настоящее время кате-горически отказывается работать в институте и добился зачисления в штат лаборатории Ю. Харитона. Допуск № 1515/8068 от 18.VII.1946 года.

4 Опущены в указанном сборнике документов.

ИзвестИя

58


12–15 <…> Кроме перечисленных лиц, как вам известно, в ин-

ституте работают заведующими лабораториями Лей-пунский Овсей Ильич, имеющий в Америке род-ных отца. Брат Лейпунского был арестован органами НКвД, и […] – быв. Активный троцкист, осужденный в 1936 году и прибывший из заключения в 1943 году.

сообщая вам об этом, прошу поручить еще раз про-верить эти материалы и решить, не была ли допущена ошибка в части разрешения привлеченных к специаль-ным работам указанных лиц.

О принятых решениях прошу меня информировать.Уполномоченный совета Министров союза

ссР БабкинПомета помощника заместителя Председателя сМ

сссР Н.с. сазыкина, от руки: В дело (подчеркнуто). Тов. Бабкину А.Н. дано указание вместе с тов. Писаре-вым решить вопрос о допуске перечисленных в письме лиц. 4.Х.48. Сазыкин.

При внимательном рассмотрении можно заметить огромный разрыв по времени – полгода – между напи-санием письма и резолюцией сазыкина, который был помощником заместителя председателя совмина сссР и Председателя спецкомитета (по атомной проблеме) Л.П. Берия. в документообороте Cпецкомитета такого не бывало, организационные вопросы там решались обыч-но в течение нескольких дней. Наверняка Берия решил подержать это письмо «под сукном». Берия был прагма-тиком, и идеологические вопросы не имели для него зна-чения, особенно, если они вредили делу. естественно, он знал мнение Курчатова и Харитона об исключительной ценности зельдовича в работе над атомной бомбой и не собирался им жертвовать. с другой стороны, Берия, ско-рее всего, не хотел лишний раз показать себя защитником «космополитов» в той яростной кампании, которую как раз в это время инициировал сталин. Резолюция сазыки-на, помощника Берия, может иметь широкое толкование: сказано: «решить вопрос о допуске», но не предрешено, как именно решить в отношении 16 лиц, указанных в списке. возможно, кем-то из них пришлось пожертво-вать. скорее всего, это решалось в зависимости от той оценки, которую давали их работе научные руководители различных направлений и объектов, задействованных в Атомном проекте: Курчатовым, Харитоном, Щелкиным, семеновым. Что касается я.Б. зельдовича и О.И. Лей-пунского, то офицеры МГБ отцепились от них.

Зельдович и Ландау

По-видимому, в нашей стране никто из физиков не мог сравниться ни с Ландау, ни с зельдовичем по широ-те диапазона, в котором они оба плодотворно работа-ли: это были гидро- и газодинамика, ядерная физика и элементарные частицы, физика плазмы и астрофизика. еще в 1940-х гг. в Казани яков Борисович сблизился с

Л.Д. Ландау. Он не был учеником Л.Д. Ландау в обыч-ном смысле слова, хотя сам причислял себя к научной школе Ландау и называл последнего своим Учителем в теоретической физике. яБ исповедовал методологию и стиль этой Школы, был активным участником семина-ров Ландау, тесно общался с учениками Ландау, с неко-торыми из них был дружен. в статье «воспоминания об Учителе» сам зельдович оценивал себя в теоретической физике ниже, чем он оценивал Ландау. яБ писал: «если взять все работы Дау вместе «по интегралу», да еще если учесть его влияние на физику в целом благодаря курсу “теоретическая Физика” и личному общению, то Дау, несомненно, принадлежит к высшему классу» [7, с. 130].

Помимо Ландау, в теоретической физике яБ особен-но восхищался в.А. Фоком за его «глубокую и блестя-щую математическую технику», я.И. Френкелем за его «огромную интуицию, оптимизм и широту» (тогда как Ландау «ни во что не ставил <…> Френкеля, о чем го-ворил открыто при любых слушателях» (как сообщил Э.Л. Андроникашвили в книге [7, с. 43]), Л.И. Ман-дельштамом, создавшим школу теории колебаний, и И.е. таммом [1, с. 326]. Когда в 1962 г. яБ посетил Лан-дау, травмированного в автокатастрофе, то пожелал ему: «выздоравливайте скорее и становитесь прежним Лан-дау». в ответ услышал в типичном ландауском духе: «Не знаю, стану ли я прежним Ландау, но зельдовичем уж на-верняка стану» [8, с. 41]. Как мы знаем, Ландау ошибся.

в «Отзыве Ландау кандидату в члены-корреспонден-ты АН сссР», который он дал Академии наук, рекомен-дуя избрать я.Б. зельдовича (а Ландау, заметим, почти никому не давал подобных рекомендаций), говорится:

Я.Б. Зельдович несомненно является одним из та-лантливейших физиков-теоретиков СССР. Особенно следует отметить большой цикл его работ в области теоретического исследования процессов горения. Эти работы являются лучшими и важнейшими в этой обла-сти не только в СССР, но и во всей мировой литературе.

Характерно для работ Зельдовича широкое ис-пользование им, наряду с методами «обычной» тео-ретической физики, также и гидродинамики. Такое параллельное владение обеими областями и – крайне редкое среди физиков-теоретиков – является харак-терной и очень ценной особенностью Зельдовича, де-лающей для него доступными вопросы, не доступные ни для гидродинамиков, ни для физиков-теоретиков «обычного» типа.

Следует отметить, что научная деятельность Зельдовича еще далеко не достигла своей высшей точ-ки. Наоборот, его работы показывают непрекращаю-щееся научное развитие.

6/VI 46 г. Л.Д. Ландау [1, с. 75].


59

Кстати, И.в. Курчатов дал я.Б. зельдовичу подобную рекомендацию, опубликованную на следующей страни-це указанной книги.

Конечно, избранию яБ помогло то обстоятельство, что он был главным физиком-теоретиком советского Атомного проекта, работавшим под непосредственной защитой Курчатова и Берия, находясь в основном на объ-екте, в КБ-11 (Арзамас-16). До августа 1949 г. основной областью работы зельдовича была вся теоретическая физика, имеющая отношение к разработке атомного оружия. Он руководил теоротделом КБ-11, курировал теоретиков из Лабораторий № 2 (И.в. Курчатова) и № 3 (А.И. Алиханова), а также ИХФ (группой А.с. Компа-нейца), сотрудничал с теоретиками из ИФП (группой Л.Д. Ландау) и ФИАНа (группой И.е. тамма). яБ так-же лично отбирал для работы в КБ-11 молодых физиков и математиков. его выдвиженцами были, в частности е.И. забабахин, Л.П. Феоктистов, Н.А. Дмитриев, став-шие крупнейшими учеными-академиками. то, как про-ходил отбор молодых кадров из МИФИ, недавно расска-зал профессор А.А. Рухадзе [9, с. 27].

«весной 1953 года нам вдруг сказали, что завтра к нам, теоретикам 5-го курса, приедут И.е. тамм и я.Б. зельдович и будут отбирать студентов для работы на объекте (речь шла об Арзамасе-16). Действительно, на следующий день, часам к десяти утра к нам приеха-ли два очень живых, подвижных человека небольшого роста: потолще был И.е. тамм, похудее я.Б. зельдович <…>. Они прибыли в сопровождении двух молодцов, которые, как тень, сопровождали их всюду. Они вошли в аудиторию одни, а эти молодцы вместе с нами оста-лись в коридоре. Каждого из нас поодиночке вызывали к себе Ие и яБ и устраивали блиц-экзамен. Меня, напри-мер, спросили, помню ли я первый полином Лежандра. я ответил: единица. ”Почему?”, – ”А потому что все по-линомы, если они образуют полную систему функций, должны начинаться с единицы” <…>. Меня не стали уго-варивать ехать на объект. Большинство же из нас полу-чило такое приглашение и даже требование ехать туда».

На пути к водородной бомбе

17 декабря 1945 г. на заседании техсовета спецкомитета произошло историческое событие: был заслушан доклад я.Б. зельдовича «О возможности возбуждения реакций в легких ядрах» (соавторы: И.И. Гуревич, И.я. Поме-ранчук, Ю.Б. Харитон) [6, т. III, кн. 1, с. 14]. Это было первое сообщение, сделанное в сссР, о возможности применения термоядерного синтеза для создания сверх-мощной бомбы нового типа. Однако команды сверху на дальнейшую разработку и практическую проверку этих идей дано не было. Берия и сталин считали, что тогда было необходимо сосредоточить все силы страны на единственном ядерном направлении – скорейшем созда-

нии атомной бомбы под шифром РДс-1. И лишь четы-ре года спустя, 26 февраля 1950 г., через полгода после успешного испытания первой советской атомной бомбы, правительство приняло постановление об организации расчетно-конструкторских и экспериментальных работ по созданию РДс-6. так зашифровывалась первая совет-ская водородная бомба. в это время у сссР уже имелось несколько атомных бомб, заработал серийный завод по их производству, можно было переключить часть сил ядерной науки на поисковые работы по получению взры-ва, в десятки раз более мощного, чем атомный. Наша разведка подтверждала, что сразу после успешного ис-пытания первой советской атомной бомбы президент сША Гарри трумэн отдал распоряжение о создании «водородной бомбы» – нового сверхмощного оружия, основанного на термоядерных реакциях между изото-пами водорода. Решающее слово было за теоретиками: возможно ли в принципе создать хотя бы на краткий миг экстремальные условия – температуру в сотни милли-онов градусов и давление в миллионы атмосфер – для осуществления реакций синтеза легких ядер (водорода, дейтерия, трития, гелия), при которых будет выделяться огромная энергия. теоретики указывали, что такие усло-вия можно создать на земле лишь в результате атомного взрыва плутониевой или урановой бомбы, служащими запалом для начала термоядерной реакции взрыва. (На-учно-популярная история создания водородного оружия в сссР изложена во многих изданиях [6, 10–17]).

Мы лишь схематично обозначим несколько главней-ших моментов из всей огромной темы советской водо-родной бомбы.

Поначалу у нас, как, по-видимому, и в сША, теорети-ческие исследования проводились с системой, которую условно называли «трубой». в ней запалом термоядер-ной реакции служила атомная бомба, помещавшаяся в одном из концов «трубы». Этот вариант рассчитывали теоретики из КБ-11 под руководством я.Б. зельдовича, а также несколько приданных им групп физиков и мате-матиков, в том числе группа Л.Д. Ландау. Приблизитель-но через два года, как у нас, так и в Америке пришли к выводу, что проект «труба» – вариант тупиковый: рас-четные потери энергии в ней превышают в 1, 2 раза при-быль энергии от реакций ядерного синтеза. Но к этому времени фиановской группой И.е. тамма был выдвинут принципиально новый проект под названием «слойка» (РДс-6с). в его основе лежали три главные идеи: (1) сфе-рическое расположение слоев взрывчатки, при котором плутониевый слой находится снаружи, а термоядерная взрывчатка – внутри него, это была идея А.Д. сахарова, (2) Применение твердого вещества дейтерида лития в качестве термоядерной взрывчатки, вместо жидких дей-терия и трития, находящихся в криостатах, как у амери-канцев, это была идея в.Л. Гинзбурга, (3) «сахаризация»:

ИзвестИя

60


обжатие термоядерного заряда излучением, отраженным от внешней оболочки из урана-238, что делает более полной термоядерную реакцию, и к тому же подключает энергию деления ядер урана-238, происходящего лишь при столкновении с чрезвычайно быстрыми нейтронами (с энергией около 14 Мэв), которые появляются в резуль-тате термоядерной реакции синтеза легких ядер . Эту третью идею выдвинул изначально также А.Д. сахаров. А я.Б. зельдович и его молодые теоретики внесли мно-жество конструктивных идей и доработок, позволивших реализовать «слойку» [1, с. 182].

Уход с ядерного объекта

яБ отдал 20 лет работе на военную ядерную технику. Это были годы сверхнапряжения, колоссальной ответствен-ности, огромных ограничений в образе жизни. сам яБ позже говорил так о своей «усталости от долгой работы в задаваемом извне, а не определяемым им самим ритме <…>: Надо было иногда за одну ночь принимать реше-ние, что делать завтра. вариант должен был быть один, и он должен был быть реальным, простым, надежным и наиболее экономичным. Ошибиться было невозможно» [1, с. 232, 255].

Но даже в эти годы он находил время на научную ра-боту в открытых областях науки, следил за достижени-ями мировой физики. Приезжая в Москву, он посещал ИХФ, ФИАН, семинар Ландау в ИФП. Он умел не только не отставать от прогресса в мировой науке, но и работать на опережение. У него было сильное желание полностью переключиться на науку, успевать за новым развитием физики, реализовать свои идеи в ней. Борис зельдович сообщает: «с 1958 или 1959 года отец непрерывно про-сил освободить его от этой работы. И только в 1962 или 1963-м, после личного отчаянного обращения моей мате-ри в.П. Константиновой к Ю.Б. Харитону (которого она знала еще с 1920-х гг. по Ленинграду), Харитон пошел к высшему начальству и добился этого «освобождения». стόит сравнить: великие физики, нобелевские лауреаты – Р.Фейнман, Г.Бете, е.вигнер, Дж.Швингер – все ушли от военной тематики сразу после 1945 г. Ландау ушел уже в 1953 г., и, я думаю, не только из нежелания работать на коммунистическое государство, но и потому, что хотел включиться в общую гонку за квантовой теорией» (Б.з., из личного письма автору очерка Б.Г. от 07.06.07).

за 1950–1960-е гг. годы в стране было создано ядерное и термоядерное оружие, накоплен его запас, заработала в отлаженном режиме огромная атомная промышленность. Разрешение на уход яБ с объекта и вообще из секретной тематики было получено от ми-нистра Минсредмаша е.П. славского и утверждено в ЦК КПсс. Наверное, славскому было нелегко пойти на это, известно, как высоко он ценил зельдовича. Од-нажды он высказался о нем так: «зельдович – это же

сверхталант!... Какой величайший человек!» [1, c. 127]. Кажется парадоксальным, но годы спустя яБ как-то сказал одному из своих учеников: «вы не догадаетесь, какое для меня было самое яркое время? Да, да, то са-мое…» [там же, с. 127].

Начался совершенно новый этап в науке и жизни зельдовича – астрофизика и космология, которыми яБ занялся, когда ему было уже 50 лет. яБ перешел на ра-боту в Институт прикладной математики АН сссР, ди-ректором которого был М.в. Келдыш, относившийся к яБ очень хорошо, близко знавший его по совместной работе над атомной проблемой. яБ создал в ИПМ от-дел астрофизики, в котором первыми его сотрудника-ми стали А.Г. Дорошкевич, И.Д. Новиков, Г.с. Бисно-ватый-Коган. с 1965 г. яБ стал также профессором в Государственном астрономическом институте имени Штернберга (ГАИШ), который входит в состав МГУ. Переход от ядерной физики к астрофизике не был слу-чайным, он объяснялся тем, что теория термоядерного взрыва рассматривает вещество в экстремальных усло-виях предельно высоких температур и давлений и сверх-быстрой кинетики. Подобные процессы характерны для полей и вещества в процессе эволюции звезд. О столь радикальном изменении направления работы сам яБ как-то сказал своему ученику, ныне академику Р.А. сю-няеву: «я много раз и радикально менял не только те-матику исследований, но практически и специальность: был почти химиком, а в итоге стал почти астрономом. И в этом были виноваты не только превратности судьбы». Р.А. сюняев продолжает, со слов яБ: «<…> трудно, но интересно освоить 10% информации и специфических методов в любой области естественных наук, что не-обходимо для того, чтобы начать самостоятельно ра-ботать, либо хотя бы спокойно ориентироваться в ней. Дальше путь от 10- до 90%-го понимания – это одно удовольствие и истинное творчество. А вот пройти сле-дующие 9% – бесконечно тяжело и далеко не каждому под силу. Последний процент безнадежен. Разумнее во-время взяться за новое дело…» [1, с 257].

Директор космических программ европейского кос-мического агентства Роже Бонне назвал зельдовича гигантом современной астрофизики [там же, с. 302]. Наиболее крупным достижением яБ в астрофизике считается разработанная им теория крупномасштабной структуры вселенной или теория образования галактик. Иногда ее фигурально называют теорией «блинов» из-за очень плоских структур в масштабах сверхскоплений. Для построения этой теории яБ развил нелинейную теорию гравитационной неустойчивости. Как писал со-трудник яБ А.Г. Дорошкевич: «Ранее была прекрасно разработана и детально изучена линейная теория, но дальше… И вот нам предлагается новая теория, в кото-рой гравитация играет второстепенную роль, а выводы


61

настолько далеки от ожидаемых, <…>. Да, ее математи-ческая часть бесспорна, но <…> казалось невероятным, что на нелинейном этапе гравитация не играет заметной роли и неоднородности развиваются в кинематическом режиме» [там же, с. 238]. Для яБ это достижение было продолжением и венцом задачи многих частиц газа, не взаимодействующих друг с другом, которая развивалась им еще в рамках газодинамики взрыва.

в первые годы космологического этапа своей ра-боты яБ построил теорию эволюции холодной все-ленной, которая была антагонистична теории горячей вселенной Гамова. Это была нетривиальная ошибка яБ. Он считал теорию Гамова в принципе неправиль-ной. Основной аргумент яБ был таким: если вселен-ная когда-то была горячей, то от нее должно остаться какое-то излучение, а оно не наблюдается. Но в 1965 г. американцы Э.Пензиас и Р.Уилсон обнаружили такое излучение. Кстати, почти случайно. Поначалу они при-нимали его за аппаратурный шум, мешавший при на-стройке чувствительного радиотелескопа. Как только реликтовый характер обнаруженного излучения был доказан, яБ немедленно признал правоту теории Гамо-ва, он стал ее главным пропагандистом в сссР и сам внес значительный вклад в развитие теории реликтово-го излучения.

яБ первым выдвинул и обосновал теорию взаимо-действия электромагнитных и гравитационных волн с вращающейся черной дырой. Он ввел модель волны, падающей на вращающийся цилиндр: часть энергии волны поглощается, а при некоторых условиях совпа-дения фаз волны и вращения цилиндра волна усилива-ется. Последнее равносильно излучению черной дыры в рентгеновском диапазоне. вначале, в этот механизм, разработанный яБ совместно с А.А. старобинским, почти никто не верил. На сей счет зельдовичу про-играл пари известный американский астрофизик Кип торн. Но теорию я.Б. зельдовича оценил великий ан-глийский астрофизик стивен Хокинг. Основываясь на модели зельдовича, Хокинг математически рассчитал процесс «испарения» черной дыры вплоть до ее исчез-новения. сейчас теория испарения черных дыр Хокин-га стала общепризнанной.

Личность и Звезды

Академик Л.Б. Окунь вспоминает, что яБ не обижался на критику и если он ошибался, то четко это признавал. «я мало встречал людей, которые так охотно выслуши-вали бы критические замечания», – пишет он [1, с. 185].

Академик в.И. Арнольд описывает следующий кра-сочный эпизод их знакомства с яБ.

в начале 1970-х в.И. Арнольд был приглашен к яБ до-мой, на воробьевское шоссе. там он рассказывал яБ о не-давних достижениях теории динамических систем: хаосе,

турбулентности, странных аттракторах, инвариантных торах и т.д. «яБ некоторое время пытался упорствовать – держался за старые догмы. К счастью, я не поддался ни на запугивание авторитарным тоном, ни на ссылки на Лан-дау5, и (робко) сказал: “Но, яков Борисович, на это можно взглянуть с другой точки зрения.” – «Да?» – ответил яков Борисович и немедленно сделал стойку на голове. Не-сколько минут он смотрел на доску, исписанную мелом, снизу вверх, потом перевернулся и стал обсуждать, на каких физических задачах следует немедленно пробовать новые математические теории» [1, с. 213].

Об отношении яБ к власти пишет профессор А.Д. Чернин, ученик яБ. Он слышал от яБ такие слова: ”Русский солдат спас нас”. <…> «Могущество и силу государства, как и вес облеченных властью личностей, он глубоко чувствовал и чтил. его самого называли го-сударственным человеком – он не возражал. <…> в его отношении к званиям и наградам не было небрежности, безразличия, а тем более иронии. Он знал, за что их по-лучил» [там же, с. 267].

Но не все было так просто в отношении ношения трех геройских звезд, которыми я.Б. зельдович был на-гражден за первую атомную бомбу (1949), за первую однокамерную водородную бомбу (1953) и за первую двухкамерную водородную бомбу (1956, совместно с Ю.А. Харитоном, А.Д. сахаровым, Ю.А. трутневым, Ю.Н. Бабаевым и др.), которая пошла в массовую серию. Надевать одну звезду разрешалось всегда. Ношение двух геройских звезд не рекомендовалось, но и не запреща-лось строго. Но вот надевать сразу три звезды Героя не рекомендовалось категорически. Дело в том, что трижды Героев в сссР было в те года всего несколько человек, почти все они были награждены за работу в атомной от-расли. Органы безопасности опасались, что по наличию трех геройских звезд иностранная разведка могла вы-числить их носителей. Но бывало, что яков Борисович пренебрегал запрещающими инструкциями. Интересно вспомнить некоторые случаи, когда я.Б. зельдович прене-брегал режимными инструкциями в отношении ношения трех звезд. Как вспоминает профессор Г.И. Баренблатт, у яБ был пиджак, который я. зельдович называл «пиджак-таран» [1, c. 199–211]. Он его одевал, когда надо было решить какой-нибудь сложный вопрос с чиновниками. в этом пиджаке яБ однажды пришел на прием к председа-телю Мосгорсуда, чтобы в апреле 1957 г. защитить отца Г.И. Баренблатта, обвиненного и арестованного по доно-су за антихрущевские разговоры. Баренблатт-отец воевал добровольцем в Гражданскую и в Отечественную войны, стал военврачом. После ХХ съезда КПсс Баренблатт-старший высказался в кругу нескольких своих «друзей»

5 Л.Д. Ландау не мог признать, что из хаоса может возник-нуть порядок.

ИзвестИя

62


о том, что «Хрущев не имел морального права говорить о сталине, не упоминая о себе, так как у него самого руки по локоть в крови невинных жертв» [1, c. 204]. Кто-то из «друзей» донес на Исаака Баренблатта, и того арестова-ли. зельдович пробился к председателю Мосгорсуда. Он настаивал на своем личном присутствии на закрытом су-дебном процессе, для того чтобы его присутствие скло-няло всех участников процесса к ведению как можно бо-лее честной процедуры. Исаака Баренблатта отправили на медэкспертизу., а затем он все-таки попал. Но к делу подключился А.Д. сахаров, написавший личное письмо Хрущеву. в конце концов, весной 1958 г. отца Баренблат-та выпустили из лагеря.

Известен и комический эпизод с этими звездами. Од-нажды я.Б. зельдович отправился по какому-то делу на Мосфильм. Надел все три звезды, возможно, желая произ-вести впечатление на актрис. Но в проходной Мосфильма его не пустили внутрь киногородка. Начальник охраны, взглянув на человека невысокого роста, в гражданской одежде и в очках, заявил, что такого быть не может, звез-ды ненастоящие. Подробности нам неизвестны: почему, например, яБ не предъявил удостоверения трижды Героя социалистического труда? возможно, он просто не но-сил его с собой [8, c. 48].

в 1982 г. торжественно отмечался 50-летний юбилей ИХФ. Ю.Б. Харитон и я.Б. зельдович долго обсуждали, надевать все звезды или нет. Наконец, решили надеть. встречавшая гостей в вестибюле ИФП распорядитель-ница торжественного мероприятия впала в полуобмо-рочное состояние, увидев двух небольшого роста пожи-лых людей с тремя звездами у каждого.

Когда же за подобное пренебрежение режимными рекомендациями прикрепленные к зельдовичу работни-ки госбезопасности делали ему замечания, то я.Б. зель-дович отвечал весьма остроумно. все, мол, говорят, что внешне он похож на Хамракула турсункулова, председа-теля хлопководческого совхоза, единственного в те годы «нережимного» трижды Героя социалистического тру-да. случайно встречая зельдовича, люди, мол, считают, что они видят Хамракула, знаменитого на всю страну благодаря частым его фотографиям в газетах, журналах и по телевидению [1, c. 203].

Зельдович и Сахаров

8 марта 1969 г. после тяжелой боле6зни умерла жена А.Д. сахарова Клавдия Алексеевна, мать их троих де-тей: тани, Любы и Димы. вскоре после этого А.Д. са-харов женился на Боннэр елене Георгиевне, женщине, которая изменила вторую половину его жизни. Но этой огромной, почти неподъемной темы мы коснемся лишь вскользь в данном очерке. Общечеловеческая состав-ляющая взаимоотношений сахарова и зельдовича не могла не осложниться в период после 1968 г., когда Ан-

дрей Дмитриевич постепенно все больше переходил в оппозицию к руководству сссР, вскоре стал знаменем диссидентского демократического движения внутри страны, стал героем в глазах запада и, в конце концов, был явно несправедливо лишен звания трижды Героя своей страны.

А.Д. сахаров трижды объявлял голодовки (1981, 1984, 1985), которые заканчивались принудительным кормлением. в первый раз голодовка была объявлена им в ноябре 1981 г с требованием выпустить в сША не-кую елизавету Алексееву, которая сахаровым и Боннэр обозначалась как невеста сына е.Боннэр от предыдуще-го брака Алексея семенова. История далеко не прозрач-ная. Ранее, в 1978 г. этот сын Боннэр уже эмигрировал из сссР в сША. в 1981 г. к нему выехала его жена Ольга Лёвшина с их общей дочерью Катей, и семья воссоединилась. Но вскоре А.семенов расторг в сША брак с Ольгой, и вся новая семья Боннэр-сахарова-се-менова (в нее не входили дети сахарова таня, Люба и Дима от первого брака с Клавдией сахаровой) стала требовать от властей выпустить к А.семенову в сША его вновь приобретенную невесту елизавету Алексееву, служившую домработницей у Боннэр. в печати как-то даже промелькнуло сообщение, что елизавета каким-то образом забеременела от А.семенова. возможно, А.семенов, став американским гражданином, приезжал в сссР. в общем, это история запутанная.

После получения отказа выпустить из сссР в сША елизавету Алексееву сахаров обратился к ведущим фи-зикам сссР, с которыми он раньше работал, с просьбой выступить с ним солидарно и потребовать у власти дать разрешение на эмиграцию этой гражданки к ее «жени-ху». Этот призыв был встречен холодно элитными кру-гами физиков (даже фиановскими друзьями сахарова в.Г. Гинзбургом и е.Л. Фейнбергом, немногими, кто решался посещать ссыльного академика в Горьком). Академик с.с. Герштейн, друг и ученик зельдовича, сообщает: «яБ со всей прямотой написал <в письме Са-харову>, что он сделает всё, чтобы обеспечить условия для научной работы АД, но не в его силах отправить кого-нибудь за границу. О.я. зельдович уточняет: я.Б. ответил, что он не может «выпустить» себя в социали-стическую венгрию, откуда получил официальное при-глашение от Академии наук. Ответ яБ вызвал резкую реакцию АД. в свою очередь яБ переживал, узнав о ре-акции АД на его письмо (причем из передач иностран-ного радио <…>) [1, с. 179]. важное обстоятельство: яБ был единственным из ученых, кто ответил на это обращение сахарова. К слову, мало кому известно, что Ю.Б. Харитон ответил действием на письмо сахарова: он пошел на прием к Ю.в. Андропову и объяснил ему, что на двух чашах весов находятся несопоставимые ценности: жизнь и здоровье великого ученого, имеюще-


63

го огромные заслуги перед своей страной, и стремление одной гражданки уехать в Америку. внук Ю.Б. Харито-на Алексей Юрьевич семенов (просьба не путать с его двойным тёзкой А.семеновым, сыном Боннэр) пишет следующее. «Андропов, по словам деда, вниматель-но выслушал его, сказал, что понимает озабоченность здоровьем сахарова, но не в его власти принять такое решение. тем не менее, он пообещал довести просьбу деда до сведения тех лиц в руководстве страны, которые вправе решить вопрос» [4, с. 529]. в конце концов, по-сле того как к Л.И. Брежневу обратился Президент АН сссР Анатолий Петрович Александров, Леонид Ильич решил прекратить этот скандал и лично распорядился выпустить Алексееву в Америку. там она родила дочку.6

в 1974 г. яков Борисович категорически отказался подписать известное письмо 40 членов Академии наук, осуждавшего сахарова за получение им Нобелевской премии мира («Правда», 29 августа 1973). его обычно называют «письмом академиков», но, строго говоря, сре-ди «подписантов» есть и, по крайней мере, один членкор со звучной фамилией: это А.П. Капица, сын П.Л. Капи-цы. Наверное, организаторам письма очень хотелось, чтобы это имя появилось под письмом, но сам Петр Ле-онидович счел невозможным для себя поставить свою подпись, как говорят, в числе еще шести человек.

с.с. Герштейн отмечает: «Он <ЯБ> был реалистом и считал, что в существовавших условиях более эффекти-вен метод «тихой дипломатии», т.е. личных обращений «наверх», а не публичных протестов»

в сборнике, посвященном яБ, Андрей Дмитриевич закончил свою статью словами: «Бόльшая часть моих собственных работ в фундаментальной науке возникла в результате контактов с зельдовичем. зельдович помо-гал большому числу людей в чисто личном плане, даже в повседневной жизни. <…> мы, его друзья и коллеги в науке, понимаем, как много он сделал сам, и как много он давал тем, кто имел счастье разделять с ним жизнь и работу» [1, с. 151].

еще стоит упомянуть, что однажды Ю.Б. Харитон сказал внуку: «я надеялся, что моим преемником на посту научного руководителя института станет Андрей Дмитриевич, в высоких моральных качествах которого нет сомнений, однако, к великому сожалению, этого не получилось» [4, с. 527].

6 Несколько лет назад по каналу тв «Культура» был пока-зан телефильм о А.Д. сахарове. ведущим рассказчиком был тележурналист Н.К. сванидзе. в одном из эпизодов он продемонстрировал фотографию, на которой изображены А.семенов, его новая жена елизавета и их дочка. сванидзе с циничным умилением сообщил, что родители ласково на-зывают ребенка «Наша Голодовочка». А.Д.. сахаров умер в 1989 г. от инфаркта, его сердце тяжело пострадало от трех голодовок, которые объявлялись им от приступа, который был спровоцирован его тремя голодовками.

Возвращаясь в памяти к годам на объекте «Арзамас-16»

яБ никогда не рассказывал окружающим ничего о своей работе на объекте в КБ-11. Как-то он сказал Р.А. сюняеву, что «советует сыну выучить наизусть некий набор бытовых анекдотов, который дает воз-можность молодому человеку не молчать в компании и в то же время не выступать с комментариями на вол-нующие всех темы» [1, с. 258].

Когда появилась возможность писать об этой герои-ческой эпопее, то ценными стали не только первичные публикации о той жизни и сверхсекретных событиях, но и пересказы других авторов со слов первосвидете-лей, подавляющая часть которых, начиная с И.в. Курча-това, не успела рассказать потомкам почти ничего. так, стал уже хрестоматийным эпизод, произошедший на полигоне накануне первого испытания атомной бомбы. в разных книгах он пересказывается в несколько раз-личных версиях. А суть такова. Изложим ее согласно версии Ю.Н. смирнова, слышавшего рассказ об этом от очевидца, контр-адмирала в.И. Алферова, одного из ве-дущих разработчиков ядерного оружия в КБ-11, участ-ника первого его испытания [там же, с. 129].

все операции по монтажу атомной бомбы проводи-лись согласно строгому регламенту: один человек читал инструкцию, это делал обычно Ю.Б. Харитон, а двое других выполняли монтажные операции. всё скрупу-лезно сверялось с чертежами, все операции были про-писаны чрезвычайно детально, типа: «Правой рукой взять то, левой это, так-то сблизить, так-то соединить и т. п». Дошло до сборки полусфер заряда из плутония. И вдруг кто-то обратил внимание на фасочки по краям полусфер, которых не было на чертеже. Это было явное несоответствие. Фаски сделали заводчане, зачем – не очень понятно. А на полигоне, где-то поблизости нахо-дился сам Л.П. Берия, Председатель Государственной комиссии по проведению испытания. По идее требова-лось обсчитать, могут ли эти фаски как-то повлиять при имплозии (т.е. на эффекте обжатия плутония при взры-ве внешнего, сферически симметричного слоя обычной взрывчатки). И.в. Курчатов, по-видимому, понимал, что никак заметно не повлияют. И всё же он попросил я.Б. зельдовича оценить, что могут дать эти фаски. И тут к испытателям подошел Берия. На вопрос о том, сколько потребуется времени, яБ попросил минут 15. зельдович ушел, затем минут через десять вернулся. И сказал: «“Посчитал. всё будет в порядке”. –“Покажи!” яБ показал лист бумаги. Алферов будто бы говорил, что он как раз стоял за спиной зельдовича и увидел чистый лист бумаги. Но Курчатов тут же всё понял и принял игру. Он хлопнул яБ по плечу и сказал: –“Молодец!” Берия этого не заметил» [1, с. 129].

ИзвестИя

64


А вот зарисовка момента сразу после взрыва первого «изделия», сделанная на полигоне начальником группы радиометристов я.П. Докучаевым: «взрыв был насто-ящий ядерный, но мощность взрыва была значитель-но меньше расчетной. Однако в принципе проблема ядерной бомбы взрывного типа была решена. Прошла взрывная волна. все встали. “Да здравствует товарищ сталин! Ура!!!” – громко произнес Н.Л. Духов. На-чались взаимные поздравления. <…> Б.А. Никитин и А.П. виноградов пожали друг другу руки. я.Б. зельдо-вич молчал. М.Г. Мещеряков также молчал, зная что-то “очень секретное в итоге поездки в сША. <…> К моему удивлению Игорь васильевич не улыбался, был очень озабочен, чем-то недоволен. На поздравление Б.А. Никитина он не ответил и поспешно пригласил М.Г. Мещерякова в блиндаж на краткое совещание в от-сутствие свидетелей. Даже я.Б. зельдович приглашен не был» [18, т. 2. с. 300–312]. впечатляет вот это мол-чание зельдовича и Курчатова в такой момент.

заметим, что по оценке Докучаева, мощность взры-ва была около 2 тыс.т.т.э., вместо ожидаемых как мини-мум 10 тыс т. т.э. Причины такой его оценки (а она за-фиксирована в трудах Международного симпозиума в г. Дубна [18, т. 2, с. 300–312]) совершенно непонятны. «Докучаев, конечно, ошибался», – сказал автору очерка (Б.Г.) сопредседатель указанного симпозиума профес-сор Ю.в. Гапонов. Истинная мощность взрыва, вклю-чающая все его компоненты (падающую и отраженную ударную волну, электромагнитное излучение, включая световую вспышку) была именно такой, какой она вошла в официальный отчет: 22 кт т.э. Эти данные приведены, например, в таблице, в статье в.М. Горбачева, в том же томе трудов названного симпозиума [19, т. 2. с. 493].

Необычные бытовые эпизоды с участием яБ

Люди, близко общавшиеся с яБ, отмечают необы-чайную спортивность яБ, его любовь к подвижным играм. Ю.Н. смирнов вспоминает, что в Арзамасе-16 яБ часто ходил на каток, интересовался ездой на мо-тоцикле. А однажды ЮН спросил яБ: «Неужели и бок-сом занимались?» «И боксом, подтвердил он и со сме-хом добавил, – но только до первого нокдауна!» ЮН пересказывает такой эпизод со слов физика из КБ-11 в.с. Комелькова. Однажды яБ предложил последнему побороться. существенно более крупный Комельков был обескуражен: «Мы некоторое время “повозились”, а потом я уложил его в пыль. яков Борисович воспри-нял всё как должное, спокойно поднялся, отряхнулся, и мы пошли дальше, продолжая, как ни в чем не бывало, наш разговор».<…>

яБ многократно бывал на атомном семипалатин-ском полигоне, там где недалеко близ Иртыша впослед-

ствии возник закрытый городок Курчатов. в свободные часы яБ в сопровождении телохранителя отправлялся к Иртышу. Охранник не умел плавать и оставался на бе-регу, а яБ подолгу плавал и нырял, его, по-видимому, забавлял страх охранника, видевшего, как уходит под воду одна из самых ценных голов государства.

«Г.Л. Шнирман <разработчик аппаратуры для ре-гистрации взрывов> припоминает переполох, который случился на полигоне, когда вдруг обнаружилось, что в местную охраняемую гостиницу не через вход, а че-рез окно в свою комнату на первом этаже залезал член-корреспондент АН сссР я.Б. зельдович» [1, с. 132].

Академик Р.А. сюняев отмечает: «Мне трудно по-нять, как он умудрялся находить время, чтобы присут-ствовать на днях рождения, защитах, свадьбах, новосе-льях своих учеников. ведь занят он был всегда очень сильно. видимо, когда-то раз и навсегда он решил, что эти социальные явления очень важны. <…> мало, кто делал так много для того, чтобы помочь с устрой-ством на работу и даже с пропиской». сообщается, что так яБ помог самому Р.сюняеву, известным ныне докторам наук астрофизикам Н.Шакуре, А.Рузмайкину, в.Ляпунову [1, 2].

Ю.Н. смирнов также подчеркивает непринужден-ность яБ при общении с молодыми специалистами. «вместе с нами он участвовал в шумных коллективных встречах Нового года, с легкостью откликался на при-глашение и приходил в общежитие разделить какую-нибудь радость. Участвовал в застолье, распивая вместе с нами популярную тогда “Кровавую Мэри”»7

ту же черту характера яБ в.И. Арнольд фиксирует с иного угла зрения: «Привыкши к унижающим челове-ческое достоинство манерам, обычным среди матема-тиков, особенно по отношению к младшим (я припи-сывал эти манеры влиянию на математиков Ландау…), я был приятно удивлен корректностью и своеобразной деликатностью яБ, явно противоречившей его темпера-менту. <…> яБ, хоть и называл себя учеником Ландау, следовал ему не во всем» [1, с. 219].

я.Б. зельдович считал, что нужно серьезно рефор-мировать преподавание математики физикам и инже-нерам, сделав изложение более наглядным, убрав из учебников множество теорем и лемм, которые нужны в узком смысле слова только самим математикам, стре-мящимся избежать малейших упущений. Но они только отнимают время и мешают специалистам-нематема-тикам применять математические формулы и приемы в своих областях науки. с этой целью я.Б. зельдович написал в соавторстве с И.М. ягломом и А.Д. Мышки-сом несколько полезнейших книг, получивших широкое

7 Двухслойный коктейль, составляемый так: в стакан нали-вают томатный сок, затем потихоньку сверху более легкий спирт или, как смягченный вариант, водку (Б.Г.).


65

признание и многократно переиздававшихся, причем не только на русском языке (см. в списке трудов я.Б. зель-довича, в конце данного очерка). Но даже зельдовичу было очень трудно «пробить» разрешение редакцион-но-издательского совета (РИсО), необходимое, чтобы эти книги были утверждены как учебное пособие. «Чи-стые» математики выступили решительно против, за-щищая свои схоластические редуты. Но книги все-таки были утверждены к печати. Помог тогдашний Прези-дент АН сссР Мстислав всеволодович Келдыш. Бу-дучи директором Института прикладной математики и одним из основоположников советской космонавтики, он разделял взгляды зельдовича на преподавание мате-матики в высшей школе.

Остроумную формулировку о конфликте зельдови-ча со своими оппонентами нам прислал профессор ма-тематик и поэт Борис Кушнер, давно живущий в сША и пользующихся учебниками зельдовича (как пользу-ется ими и сам автор очерка). Б.А. Кушнер пишет: «я присутствовал на обсуждении одной из книг я.Б. зель-довича в Математическом Институте АН сссР. выска-зывания в адрес зельдовича были резкими. затем по-явилось письмо, кажется, в «Успехах математических наук», подписанное тремя академиками: Л.И. седовым, Л.с. Понтрягиным и А.А. Дородницыным. трудно было отделаться от впечатления, что забота о матема-тической строгости была не единственным (и, возмож-но, не главным) мотивом трёх замечательных учёных. Это письмо иногда называли “три Героя против одного трижды Героя”, который преодолевал ожесточенное со-противление математиков, в первую очередь, академи-ка Л.И. седова (председателя РИсО АН сссР) и его команды».

Трагический момент в жизни якова Борисовича в октябре 1967 г.

Необычайный по драматизму эпизод произошел в ок-тябре 1973 г. во время третьей арабско-израильской войны, которую в Израиле называют войной судного дня. в этот день египетские войска перешли суэцкий канал и вторглись на синайский полуостров, оккупи-рованный с июня 1967 г. израильтянами, после того как бесславно провалилась «Шестидневная война» – трой-ственная египетско-иорданско-сирийская агрессия, инициированная тогдашним египетским фюрером На-сером, которого сссР вооружил до зубов советскими самолетами, танками, артиллерией, «калашами» и пр. Но в 1973 г. в первые дни, война сложилась неудачно, израильская военная разведка проморгала непосред-ственные приготовления египтян к переправе через канал. Израильтяне вынуждены были отступить на не-сколько километров от суэцкого канала. Но через не-сколько дней они сумели перегруппировать свои силы,

и танковые колонны генерала Ариэля Шарона двину-лись по понтонным переправам через суэцкий канал в обход главных египетских сил. вскоре огромная армия египта, включавшая сотни танков и тяжелого вооруже-ния была окружена и прижата к каналу. египтяне на-чали сдаваться в плен целыми полками и дивизиями. Это был позор и для советского союза, готовившего с помощью своих советников армии египта и сирии к реваншу за 1967 год.

К этому моменту относится следующий эпизод, описанный з.И. Фрейдиной, супругой И.М. Лифшица.

«Однажды в октябре 1973 г. яБ пришел очень мрач-ный, спросил: “Лёля дома?” Прошел в кабинет и закрыл за собой дверь. Довольно скоро он ушел такой же мрач-ный. Илья Михайлович (ИМ) молчал несколько дней, а потом сказал, что яша сообщил ему , что до него дошли слухи, что наши собираются применить атомную бом-бу в войне судного дня против Израиля. если это про-изойдет, то яБ покончит с собой, оставив письмо. Но если он оставит письмо рядом с собой, то оно, конечно, исчезнет, поэтому он оставляет письмо Илье Михайло-вичу, а уж ИМ не даст ему затеряться. Но всё обошлось благополучно, и письмо яков Борисович забрал с со-бой» [1, с. 219].

А совсем недавно, в 2013 г., мне (Б.Г.) позвонил не-знакомый человек, прочитавший книгу «Круг Ландау и Лифшица». Он сказал, что его зовут Леонид Ильич Гур-виц, он – выпускник МФтИ и сейчас живет в Голландии. Давным-давно он был тесно связан по работе с Ильей Михайловичем Лифшицем и бывал у него дома, в кор-пусе «И» в комплексе зданий МГУ на Ленинских горах. Прочтя только что описанный мной эпизод, он тут же вспомнил необычный вечер, когда был у И.М. Лифши-ца, и неожиданно пришел я.Б. зельдович, выглядевший предельно напряженным и мрачным. едва кивнув, он сразу удалился вместе с Ильей Михайловичем в каби-нет. вскоре оба оттуда вышли. я.Б. от чая отказался и, попрощавшись, ушел. Было ясно, что произошло нечто чрезвычайное. Но, естественно, Л.И. Гурвич не слышал ни слова из разговора яБ с ИМ. Нам кажется, что даже такое показание «полусвидетеля» важно для характери-стики великих людей и той эпохи, в которую они жили.

Несколько фраз от нашей семьи

з.И. Горобец-Лифшиц вспоминает о первом знакомстве ее с семьей зельдовичей. Это было в Ленинграде, как раз в день регистрации брака зИ с с.Б. Ратнером (моим отцом – Б.Г.). Отец тогда был аспирантом Ю.Б. Харито-на, а я.Б. зельдович был то ли, вторым руководителем, то ли консультантом (точно не помню) его диссерта-ционной работы, которая выполнялась в ИХФ и была посвящена детонации и ударным волнам при взрыве каких-то органических вв.

ИзвестИя

66


«в день нашего похода в зАГс 22 марта 1941 г. мы были приглашены к якову Борисовичу по случаю присуждения ему вместе с Н.Н. семеновым сталин-ской премии. Уже было неофициально известно, что принято положительное решение об этом. Однако утром 22 марта сообщили, что в высоких кругах фа-милия Зельдович была вычеркнута, и в «Известиях» сообщалось, что сталинская премия присуждена од-ному лишь Н.Н. семенову. Для нас это был шок. Но яБ внешне спокойно перенес новость и не отменил приема. Он состоялся у него дома, в семейном кругу, куда пришли всего несколько его друзей, в том числе с.Б. Ратнер со своей молодой, никому не знакомой женой. Помню, что был еще тодес, друг яБ, доктор наук из ИХФ. сам яБ – молодой, спортивного вида, оживленный, улыбающийся, с очень выразитель-ным лицом, яркими умными глазами – встретил нас приветливо и познакомил со своей женой варварой Павловной. в первую очередь производила впечат-ление ее светлая добрая улыбка. Общее обаяние, какое-то мягкое тепло, исходившее от варвары Пав-ловны, так влияло на собеседника, что ему самому хотелось раскрыть навстречу ей свою душу. У них было двое маленьких детей. старшей дочери Олеч-ке было около трех лет, а Марине – около полутора лет. за ними хорошо ухаживала замечательная няня саша, она вела весь дом и прожила с ними как член семьи всю жизнь. в то довоенное время и некоторое время после войны яБ и сБ были в дружеских от-ношениях. Позже дружба кончилась. Несомненно, гнев яБ был вызван, кроме других причин, тем, что в его отсутствие, когда яБ был в командировке, сБ способствовал увольнению из ИХФ и переводу в Ле-нинград Барского, старого сотрудника яБ»

(Из записок з.И. Горобец, оставленных сыну)

Дополнение от автора (БГ). с 1944 г. наша семья жила в одном дворе с семьей зельдовичей. Двор со-стоял из трех жилых домов ИХФ под номером 2 по воробьевскому шоссе, где все мы – дети сотрудников института, включая детей зельдовича Олю, Марину и Борю, общались между собой. Борис был лидером дружной группы ребят, среди которых был и мой млад-ший брат. Помню как в 1950х гг. во дворе Боря (тогда лет 12–13) гулял с отцом, приехавшим с объекта. Их пара долго прохаживалась по дорожкам вокруг жилых домов. Было слышно, как оба довольно громко и увле-ченно обсуждали какие-то вопросы физики, тогда как остальная ребятня занималась делами своего уровня. Борис был очень инициативен, иногда предпринимал рискованные затеи. Был случай, когда он с ребятами проник за забор на территорию института, нашел там бочку с остатками негашеной известью (карбидом) и умудрился устроить взрыв. Он произошел оттого, что Боря решил посмотреть, что будет, если в пустую бочку из-под карбида пописать, а потом кинуть туда спичку.

Из-за ограниченного пространства полуоткрытой бочки и произошел взрыв. (Попав, например, в лужу, карбид не взрывается – выделяется ацетилен и горит голубым пламенем. Пояснение – получено от свидетеля опыта, Ильи Лейпунского, друга Бориса). Брызги попали в гла-за, Боря получил химические ожоги. его родителей в тот момент не было дома, на помощь пришел А.с. Ком-панеец, живший рядом, он отвез Борю в больницу, что, наверное, сохранило ему зрение.

Из детей яБ я больше общался с Борисом. Он тоже учился на физфаке МГУ. в начале 1960-х гг. там я ча-сто встречал его вместе с Мишей Либерманом, будущим аспирантом ИФП, а ныне профессором университета в стокгольме. в 1967 г. Боря блестяще окончил физфак, а в 1970 – аспирантуру в ИтЭФе, поступил на работу в ФИАН, где стал работать по лазерной тематике. По сло-вам А.А. Рухадзе, Борис зельдович воспринял открытый (в смысле «неклановый») демократичный дух ФИАНа. в 1987 г. Б.я. зельдович был избран членом корреспон-дентом АН сссР. с 1986 по 1994 г. работал в Уральском филиале АН сссР. Ныне работает в сША, в Универси-тете Центральной Флориды.

Финальная часть

…Помню, как 31 октября 1985 г. после похорон евге-ния Михайловича Лифшица мы с матерью возвраща-лись из Николо-Архангельского некрополя в «волге», в которую сел и я.Б. зельдович. яБ сказал, что, как ему кажется, операция была единственным выходом для евгения Михайловича, что у него не было в за-пасе нескольких месяцев, как предполагают его близ-кие. «Очевидно, при склерозе аорты есть некоторая критическая величина ее просвета, ниже которой ком-пенсаторных возможностей организма и терапии уже недостаточно, наступает катастрофа. Поэтому нужно срочное шунтирование, другой вопрос, насколько уме-лым был хирург.

еще запомнились слова якова Борисовича о смер-ти. Примерно такие: Человек не должен задумываться о том, что по мере жизни смерть становится все ближе. совершенно бессмысленно сокрушаться по этой при-чине, такие мысли только отравляют оставшиеся годы жизни. Надо жить и получать радость от всех остаю-щихся. К сожалению, в тот момент самому якову Бори-совичу оставалось жить всего чуть более двух лет.

«яков Борисович утром 2 декабря <1987> почув-ствовал себя нехорошо и зашел к врачу. Который ос-мотрел его и посоветовал лечь в больницу для более глубокого обследования и лечения. “Не могу, – после-довал ответ, – у меня сегодня доклад на семинаре”. Для любого человека (от студента до многоопытного про-фессора) доклад – всегда нагрузка, нервное напряже-ние. Не знаю, насколько повлияло это на якова Бори-


67

совича, но вечером того же дня ему стало резко хуже… врачи говорили, что сделать ничего нельзя» (это слова А.Д.Долгова из сборника [1, с. 192]).

А еще несколько лет спустя з.М. Азарх, жена про-фессора в.А. Цукермана, заведующего лабораторией в Арзамасе-16, написала: «вспомнили, что в городе нет никакого памятного знака, напоминающего о работе зельдовича на объекте. Ю.Б. <Харитон> заволновался, удивился – как же это так получилось – надо действо-вать. я рассказала, что вА хлопотал по этому вопросу, звонил тогда в Горький, разговаривал с секретарем об-кома по поводу названия улицы именем зельдовича. Но всё где-то застряло. “Нет-нет,” – говорил ЮБ, – это надо обязательно пробить, это наша с вами первоочередная задача. <…> Он разговаривал с мэром города, <…> мэр обещал помочь в установлении мемориальной доски» [4, с. 514].

Памяти Я.Б. Зельдовича звучит оркестр струнный.Печален мир подлунныйи зал колонный.волной уходит генийв туннель без светотеней,в мир бесфононный.Хотя в науке юныИ зыбки суперструны,трещат каноны. Космическая пенавскипает. Марш Шопена…И лик парсуны.

(стихотворение написано мной после кончи-ны я.Б. зельдовича, когда при разборе архива е.М. Лифшица я обнаружил неопубликованную статью яБ о космологических работах еМ. Эта замечательная статья помещена в очерке о е.М. Лифшице, в книге [21, с. 27–30]).

Афоризмы и образные высказывания я.Б. Зельдовича

Приведенные фразы взяты из сборника воспоминаний [1].

Я – ЧВАН, член всех академий наук.Теоретикам, работающим в области макроскопической физики, настоятельно советую принимать участие в эксперименте.Что толку изучать впрок? Надо найти и решить ка-кую-нибудь задачу, тогда вы по-настоящему и изучите.Обзор это раскрытый гроб законченной проблемы.АД <Сахаров>, несомненно, человек гениальный, а у ге-ниального человека и ошибки бывают гениальными..Падение вниз – это пропасть без дна, так что всегда имеет смысл остановиться.Голову на отруб даю, но на 10 рублей не поспорю! Либо согласитесь со мной, либо критикуйте.

Сделать секретную работу – все равно, что держать кукиш в кармане. Это наглость без удовольствия. Математическое ожидание это произведение вероят-ности на неприятности <Пояснение: действительно, т = рп, где р – вероятность события, а п – число повто-рения испытаний. Прим. Б.Г.>.Что это вы, как в индийском любовном эпосе – о цве-тах, о птичках. Скажите, наконец, и о возлюбленной! Их еще и не собираются пороть, а они уже штаны снимают (о редакции УФН, решившей напечатать не-верную статью, лишь предвосхищая реакцию и желание руководства). Оптимизм и надежда на выздоровление – это необхо-димые компоненты здоровой психики, даже если сердце больное. Нет задачи более неблагодарной, чем запоздалая борь-ба за приоритет.

следующая сказка была рассказана зельдовичем на совещании у Курчатова во время спора, чья методика измерения скорости продуктов взрыва дает ошибку – группы е.К. завойского или группы в.А. Цукермана: «Дети играли в автомобиль. Старший говорил: “Ты будешь изображать правое колесо, ты левое, ты – мо-тор, ты – руль ” “А я? – плачущим голосом спросил младший”. “А ты будешь бежать сзади и портить воз-дух бензином.”. всем было ясно, кого яБ считал правым в споре». (1, с. 118).

На одном из собраний зельдовича попросили выска-заться на философскую тему «О форме и содержании». зельдович ограничился одной фразой: «Формы должны быть такими, чтобы их хотелось взять на содержание».

существует легенда, что зельдович в начале своей на-учной работы был «откуплен» Физико-техническим ин-ститутом у Института «Механобр» за вакуумный насос.

По свидетельству очевидцев (А. А. Павельев) в публичных научных спорах я. Б. зельдович, иллю-стрируя суть ответов оппонентов, позволял себе ана-логии с одесскими разговорами: «софочка, когда ты вернешь мне сковороду? во-первых, я ее у тебя не брала, а, во-вторых, я тебе ее уже отдала!» – «Леонид Иванович! вы утверждаете, что, во-первых, наши ре-зультаты не верны, а, во-вторых, вы сами все это дав-но уже сделали!»

Хотелось бы добавить в этот очерк еще пару комич-ных эпизодов в духе самого яБ, не терпевшего серость и занудство. Хотя наверняка найдутся читатели, которые этого не одобрят… вот что недавно, будучи в Москве и заехав ко мне рассказал Михаил Андреевич Либер-ман, друг Бориса зельдовича с детства, его сокурсник по МГУ, а ныне профессор университета в стокгольме.

После ухода из жизни варвары Павловны, на кото-рой держалась вся семья, второй женой якова Борисо-вича стала Анжелика яковлевна васильева. Она тоже

ИзвестИя

68


очень заботилась о спокойствии и комфорте якова Бо-рисовича. Но эти заботы порой принимали гротескные формы. вот один пример.

Анжелика звонит домой Мише Либерману. трубку берет жена Миши татьяна Андреевна сахарова.

– таня, – говорит Анжелика,- почему это твой Миша прислал свою статью якову Борисовичу? Почему яков Борисович должен ее читать?

– Но, Анжелика,- яков Борисович знает Мишу с ран-него детства. если он сочтет нужным, то прочтет, а если нет – не будет.

– таня, я думала, что ты как дочь академика меня поймешь. А ты такая же <…>, как твой муж.

(записано со слов М.А. Либермана 05.11.11 и публикуется с его разрешения)

Список монографий и учебников я.Б. Зельдовича

(по книге [1, с. 344] с дополнениями из Интернета [Yakov Zel’dovich Bibliography – Sonoma State Univer-sity www.sonoma.edu/]. Многие книги я.Б. зельдови-ча (иногда с соавторами) переведены на английский язык, в этих случаях англоязычные данные следуют непосредственно за соответствующими русскими данными)

1. я.Б. зельдович. теория горения и детонации. М.: Изд-во АН сссР, 1944. 71 с.

2. я.Б. зельдович. теория ударных волн и введение в газо-динамику. М.- Л.: Изд-во АН сссР.

3. я.Б. зельдович, П.я. садовников, Д.А. Франк-Каменецкий. Окисление азота при горении. М.-Л.: Изд-во АН сссР, 1947. 145 с.

4. я.Б. зельдович, А.И. Полярный. Расчеты тепловых процессов при высокой температуре. М.-Л.: Изд-во АН сссР. 1947. 68 с.

5. я.Б. зельдович, в.в. воеводский. тепловой взрыв и распространение пламени в газах. М.: Моск. мех. ин-т. 1947, 294 с.; изд.2. Казахский государственный универ-ситет им. аль-Фараби, Алматы, 2004.

6. я.Б. зельдович, Д.А. Франк-Каменецкий. турбулент-ное и гетерогенное горение. М.: Моск. мех. мн-т, 1947. 251.с.

7. я.Б. зельдович, А.с. Компанеец. теория детонации. 2-е изд. испр. и доп. М.: Гостехиздат, 1955. 268 с.

Ya.B. Zel’dovich and A.S. Kompaneetz. The theory of Det-onation. N.-Y. Acad. press, 1960. 330 p.

8. я.Б. зельдович, М.И. Ривин, Д.А. Франк-Каменецкий. Импульс реактивной силы пороховых ракет. 2-е изд. испр. и доп. М.: Оборонгиз, 1963. 186 с.

Ya.B. Zel’dovich, M.A. Rivin and D.A. Frank-Kamenetsky. The reactive power impulse of powder rocket. Springfield (Va): CFSTI 1966. 194 p.

9. я.Б. зельдович, Ю.П. Райзер. Физика ударных волн и высокотемпературных гидродинамических явлений. 2-е изд., испр. и доп. М.: Наука. 1966. 686 с.

Ya.B. Zel’dovich and Yu.P. Raiser. Physics of shock waves and high-temperature hydrodynamics phenomena. N.-Y. Acad press. 1966. Vol.1, 464 p. Vol. 2, 451 p.

10. Ya.B. Zel’dovich and Yu.P. Raiser. Elements of gasodynam-ics and the classical theory of shock waves. N.-Y. L.: Acad. Press/ 1968. 111 p.

11. я.Б. зельдович, О.И. Лейпунский, в.Б. Либрович. тео-рия нестационарного горения пороха. М.: Наука. 1975. 132 с.

12. я.Б. зельдович, Г.И. Баренблатт, в.Б. Либрович, Г.М. Махвиладзе Математическая теория горения и взрыва. М. : Наука. 1980. 487 с.

Ya.B. Zel’dovich G.I. Barenblatt, V.B. Librovich and G.M. Makhviladze. The mathematical theory of combus-tion and explosions. N.-Y.: Plenum, 1985. p. 597.

13. я.Б. зельдович. высшая математика для начинающих и ее приложения к физике. М.: Наука. 1960, 576 с.; М.: ФИзМАтЛИт, 2007, 6-е изд. испр. и доп.. /Под ред. с.с.Герштейна.8

14. я.Б. зельдович, И.М. яглом. высшая математика для начинающих физиков и техников. М.: Наука, 1982. 512 с.

15. я.Б. зельдович, А.Д. Мышкис. Элементы прикладной математики. М.: Наука, 1965, 616 с.

16. я.Б. зельдович, А.Д. Мышкис. Элементы математиче-ской физики. М.: Наука, 1973. 352 с.

17. я.Б. зельдович, А.П. Базь, А.М. Переломов. Рассеяние, реакции и распады в нерелятивистской квантовой меха-нике. 2-е изд. испр. и доп. М.: Наука, 1971. 544 с. 9.

18. я.Б. зельдович, А.П. Базь, в.И. Гольданский, в.з. Голь-дберг. Легкие и промежуточные ядра вблизи границ ну-клонной стабильности. М.: Наука, 1972. 172 с.

19. я.Б. зельдович, И.Д. Новиков. Релятивистская астро-физика. М.: Наука, 1967. 656 с.

Ya. B. Zel’dovich, & I.D. Novikov, Relativistic Astrophys-ics. Vol. I. Stars and Relativity (Univ. of Chicago Press, Chicago, 1971–83; Dover, NY, 1997).

Ya. B. Zel’dovich, & I.D. Novikov, Relativistic Astrophys-ics. Vol. II. The Structure and Evolution of the Universe (Univ. of Chicago Press, Chicago, 1971–83; Dover, NY, 1997).

20. я.Б. зельдович, И.Д. Новиков. теория тяготения и эво-люция звезд. М.: Наука, 1971. 484 с.

21. я.Б. зельдович, И.Д. Новиков. строение и эволюция вселенной. М.: Наука, 1975. 735 с.

22. я.Б. зельдович, с.И. вайнштейн и А.А. Рузмайкин. турбулентное динамо в астрофизике. М.: Наука, 1980. 352 с.

23. Ya. B. Zel’dovich, A.A. Ruzmaikin and D.D. Sokolov. Magnetic fields in astrophysics. N-Y.; L.: Gordon Breach Sci. Publ. Inc. 358 p.

24. я.Б. зельдович, с.П. Блинников и Н.И. Шакура. Физи-ческие основы строения и эволюция звезд. М.: Изд-во МГУ, 1981. 160 с.

Ya.B. Zel’dovich, S.I. Blinnikov & N.I.Shakura, Physical Prin-ciples of Structure and Evolution of Stars. Moscow Univer-sity, Moscow, 1981.

25. я.Б. зельдович, М.Ю. Хлопов. Драма идей в познании природы. М.: Наука, 1988. 239 с.

26. я.Б. зельдович. Моя вселенная. таллин: валгус. 1990. 181 с. (на эстонском яз.)

8 Учебник многократно переиздавался в сссР, был издан в венгрии, Болгарии, Польше и японии.

9 Имеется американское издание этой книги.


69

27. я.Б. зельдович. Избранные труды. Химическая физика и гидродинамика. М.: Наука, 1984. 374 с.

Selected Works of Ya. B. Zel’dovich. Vol.I, Chemical Phys-ics and Hydrodinamics», Princeton University press, 1992. J.P.Ostriker, Ed of English edition, G.I.Barenblatt and R.A.Sunyaev, coeditors.

28. я.Б. зельдович. Избранные труды. Частицы, ядра, все-ленная М.: Наука, 1985. 463 с.

Selected Works of Ya.B. Zel’dovich , Vol.II, Particles, Nu-clei, and the Universe, University press, 1993, J.P.Ostriker, Ed. of English edition, G.I.Barenblatt and R.A.Sunyaev, coeditors.

29. Ya. B. Zel’dovich, My Universe: Selected Reviews, /еd. by Boris Ya. Zel’dovich & M.V. Sazhin. Harwood Academic Pub., Philadelphia, 1992.

30. Ya. B. Zel’dovich. Selected Works of Yakov Borisovich Zeldovich. еds: J.P. Ostriker, G.I. Barenblatt, & R.A. Sun-yaev, Princeton University Press, Princeton NY, 1992.

31. Zel’dovich, Ya. B. & I.D. Novikov. Stars and Relativity. Dover, 1996.

32. А.Д. Долгов, М.И. сажин, я. Б. зельдович. Космология ранней вселенной. М.: изд-во МГУ им. М.в. Ломоносо-ва, 200 с.


1. знакомый незнакомый зельдович (в воспоминаниях друзей, коллег, учеников) // Под ред. с.с. Герштейна и Р.А. сюняева. М.: Наука, 1993. 352 с.

2. яков Борисович зельдович (воспоминания, письма, до-кументы) / Под. ред. с. с. Герштейна и Р. А. сюняева. – Изд. 2-е, доп. М.: ФИзМАтЛИт, 2008. 416 с.

3. Харитон Ю.Б. Начало. в книге: воспоминания об ака-демике Николае Николаевиче семенове /сост. Н.в. Гор-бунова. М.: Наука. 1993. 302 с. (сс. 30–42).

4. Юлий Борисович Харитон: путь длиною в век /Ин-т хим.-физики. 2-е изд. М.: Наука. 2005. 557 с.

5. Горобец Б.с. секретные физики из Атомного проекта сссР. семья Лейпунских / Под ред. И.О. Лейпунско-го. Предисл. Ю.Н. Ранюка. Изд. 2-е. М.: Книжный дом «ЛИБРОКОМ», 2009. 312 с.

6. Атомный проект сссР. Документы и материалы: в 3 т. /Под общ. ред. Л.Д. Рябева. т. I. 1938–1945: в 2 ч. Часть 1/ М-во РФ по атом. энергии; отв. сост. Л.И. Ку-динова. М.: Наука, Физматлит, 1998. 432 с. Часть 2: М.: Изд-во МФтИ. 2002. 800 с. т. II в 7 книгах. Атомная бомба. 1945–1954: Книга 1, 1999. 719 с.; Книга 2, 2000; 640 с.; Книга 3, 2003. 896 с. Книга 4, 2003. 816 с.; Кни-га 5, 2005. 976 с.; Книга 6; 2006. 896 с.; Книга 7, 2007. 696 с. / Федеральное агентство РФ по атом. энергии; Отв.сост. Г.А. Гончаров. саров: РФяЦ-вНИИЭФ; М.: ФИзМАтЛИт. т. III. водородная бомба. 1945–1956. Книга 1, 2008. 736 с.; Книга 2, 2009. 600 с. / Гос. корпо-рация по атом. энергии, Отв сост. Г.А. Гончаров.

7. воспоминания о Л.Д. Ландау. Отв. ред. акад. И.М. Ха-латников. М.: Наука, 1988. 352 с.

8. Hargittai Istvan. Buried Glory. Portraits of Soviet Scien-tists. Oxford University Press. Printed in the USA. 352 p.

9. Рухадзе. А.А. события и люди. Изд. 5, испр. и доп. М.: Научтехлитиздат, 2010. 344 с.

10. Харитон Ю.Б., Адамский в.Б., смирнов Ю.Н. О соз-дании советской водородной (термоядерной бомбы). в

книге: Юлий Борисович Харитон. Путь длиною в век. 2-е изд. М.: Наука., 2005. 557 с.

11. Харитон Ю.Б., смирнов Ю.Н. Мифы и реальность со-ветского атомного проекта. Арзамас-16: вНИИЭФ, 1994. 72 с.

12. Гончаров Г.А. Хронология основных событий истории создания водородной бомбы в сссР и сША. в книге: Наука и общество: история советского атомного про-екта (40–50 годы). в 3-х томах. т. 1. М.: ИздАт. 1997. 603 с. (с. 231–255).

13. Ритус в.И.. Эпизоды рождения «слойки». Природа. 1004. № 12.

14. Иоффе Б.Л. Без ретуши. Портреты физиков на фоне эпохи. М.: Фазис, 2004. 160 с.

15. Он между нами жил. воспоминания о сахарове. сбор-ник. Редколлегия: Б.Л. Альтшуллер, Б.М. Болотовский, И.М. Дрёмин и др. М.: Практика. 1996. 944 с.

16. Hargittai Istvaп. Judging Edward Teller. Prometeus Books. Amherst, N-Y. 2010. 575 p.

17. Горобец Б.с. ядерный реванш советского союза. в 2-х книгах. Книга 1: Об истории Атомного проекта сссР. М.: Книжный дом «ЛИБРОКОМ» (УРсс). 2014. 352 с.; Книга 2: «судьбы Героев, дважды Героев, трижды Геро-ев атомной эпопеи». там же. 2014. 240 с.

18. Докучаев я.П. Испытание первой советской атомной бомбы (Pu-239). в книге: Наука и общество: история со-ветского атомного проекта (40–50 годы)/ труды между-народного симпозиума ИсАП-96. в 3-х томах, М: Из-дАт. т. 2. 1999. 528 с. (с. 300–312).

19. Горбачев в.М. Первые атомные взрывы в сссР. Как из-меряли их мощность. там же. с.488–496.

20. Илья Михайлович Лифшиц. Ученый и человек./Под ред. А.с. Бакая, А.в. волобуева, с.А. Гредескула и др. Харьков: ННЦ «ХФтИ». 2006. 717 с.

21. Горобец Б.с. Круг Ландау и Лифшица. М.: изд-во ЛКИ (УРсс). 2009. 336 с.

References

1. Znakomyi neznakomyi Zel’dovich (v vospominaniyakh druzey, kolleg, uchenikov). Pod red. S.S. Gershtein & R.A. Syunyaev [Known unknown Zeldovich (in memory of friends, colleagues, apprentices). Ed. by S.S. Gershtein & R.A. Syunyaev] M.: Nauka [Moscow: Publishing house «Science»], 1993. 352 p.

2. a) Zeldovich: Reminiscences (Boca Raton, FL: CRC Press, 2005 (in English, quoted in: I. Hargittai). b) Yakov Borisovich Zeldovich (vospominaniya, pis’ma, docu-menty). Pod red. S.S. Gershtein & R.A. Syunyaev [Yakov Borisovich Zeldovich (reminiscences, letters and docu-ments)/ Ed. by S.S. Gershtein & R.A. Syunyaev]. 2-e dop. izd. М.: PHYSMATHLIT, [2nd completed ed., Moscow: PHYSMATHLIT], 2008. 416 p.

3. Khariton Yu.B. Nachalo. V knigie: Vospominaniya ob akademikie Nikolaye Nikolayeviche Semenove. [Com-mencement. In: Reminiscences about academician Nikolai Nikolaievich Semenov. Sost. N.V. Gorbunova], M.: Nauka. [Moscow: Publishing house «Science»], 1993. 302 p.

4. Yuliy Borisovich Khariton: put’ dlinoyu v vek /In-t him.-fiziki. [Yulii Khariton: path length in the centuary/ Institute of Chem-Physics] 2-e izd. M.: Nauka. [2nd ed. Moscow: Publishing house «Science»], 2005. 557 p.

ИзвестИя

70


5. Gorobets B.S. Sekretnyie fiziki iz Atomnogo proekta SSSR. Sem’ya Leipunskikh. Pod red. I.O. Leipunskogo. Predisl. Yu.N. Raniuka. Izd. 2-e. [Secret Physics of the USSR Atom-ic Project. Leipunskiis Family. Ed. I.O Leipunsky. Predisl. Yu.N. Raniuk. Ed. 2nd]. Knizhnyi dom «LIBROKOM» (URSS) [Moscow: Publishing house «LIBROKOM»], 2009. 312 p.

6. Atomnyi Proect SSSR. Dokumenty i Materialy: v 3-kh Tomakh. Pod obshchey red. L.D.Riabeva. Tom I. 1938–1945: v 2 chastiakh: Chast 1: Ministerstvo RF po atomnoy energii; otv. sost. Kudinova L.I. M.: Nauka, Physmatlit. 1998. 432 p.; Chast 2: М.: Izd-vo MFTI.2002. 2002. 800 p. [USSR Atomic Project. Documents and Materials. In 3 Vs Ed. L.D. Riabev. Vol. I. 1938–1945: in 2 parts. Part I. Min. of Atomic Energy RF, compiler Kudinova L.Y. [Moscow: Publishing house Nauka]. Physmatlit; Part II: M.: MFTI, 2002. 800 p.]. Tom II v 7 knigakh. Atomnaya Bomba. 1945–1954, Kniga 1, 1999. 719 c., Kniga 2, 2000, 640 c., Kniga 3, 2003. 896 c., Kniga 4, 2003. 816 c., Kniga 5, 2005, 976 c., Kniga 6, 2006. 896 c., Kniga 7, 2007. 696 c. [Vol. II. Atomic Bomb. 1945–1954. In 7 Books. Book 1, 1999. 719 p.; Book 2, 2000; 640 p.; Book 3, 2003. 896 p.; Book 4. 2003. 816 p.; Book 5, 2005. 976 p.; Book 6, 2006. 896 p.; Book 7, 2007. 696 p. Federal Agency of Atomic Energy RF, compiler Goncharov G.A. Sarov: RFNC-VNI-IEF]. тom III. Vodorodnaya bomba. 1945–1956. Кniga 1, 2008. 736 s.; Кniga 2. 2009. 600 s. Goskorporacyia po at-omnoy energii, otv. sost. Goncharov G.A. Sarov. [Vol. III. Hydrogen Bomb. 1945–1956. Book 1, 2008. 736 p. Book 2. 2009. 600 p. Federal Agency of Atomic Energy RF (State Corporation for Atomic Energy). сompiler Goncharov G.A. Sarov: RFNC-VNIIEF].

7. Vospominania o L.D. Landau / Red. acad. I.M. Khalat-nikov i dr. [Recollections about L.D. Landau. Ed. acad. I.M. Khalatnikov et al.], M.: Nauka [Moscow: Publishing house «Science»], 1988. 352 p.

8. Istvan Hargittai. Buried Glory. Portraits of Soviet Scien-tists. Oxford University Press. Printed in the USA. 352 p.

9. Rukhadze A.A. Sobytiya i Liudzi [Events and Persons]. M.: «Nauchtechlitizdat» [Moscow: Publishing house «Nauchtechlitizdat», 5th ed. 2010. 344 p.

10. Khariton Yu.B., Adamskiy, Smirnov Yu.N. О sozdanii Sovietskoy vodorodnoy (termoyadernoy) bomby [On the creation of the Soviet H-bomb]. V knigie: Yuliy Borisov-ich Khariton: put’ dlinoyu v vek. In-t him.-fiziki [In: Yulii Khariton: path length in the centuary/ Institute of Chem-Physics] 2-e izd. M.: Nauka [2nd ed. Moscow: Publishing house «Science»], 2005. 557 p.

11. Khariton Yu.B., Smirnov Yu.N. Mify i real’nost’ sovetsk-ogo atomnogo proekta. [Myths and Reality of the Soviet Atomic Project], Arzamas-16: VNIIEF [Arzamas-16: VNI-IEPh]. 1994, 72 p.

12. Goncharov G.A. Khronologiya osnovnykh sobytiy v is-torii sozdaniya vodorodnoy bomby v SSSR i SShA [The

chronology of the main events in the history of creation of hydrogen bomb in the USSR and the USA]. V knigie «Nauka i obshchestvo. Istoriya Sovietskogo Atomnogo proekta (40–50-ye)».[In: «Science and Society. History of the Soviet Atomic Project (40’s–50’s)»]. /Trudy Miezhdun-arodnogo simpoziuma ISAP’96. V 3-kh tomakh. M.: IzdAt [Proceedings of International Symposium HISAP’96. In 3 Vs, Мoscow: Publishing house «IzdAt»]. Vol. 1. 1997. 608 p. (P. 231–255).

13. Ritus V.I. Epizody rozhdeniya «sloyki» [Episodes of the birth of «Sloika»]. Priroda [In: «Nature»], 2004. № 12.

14. Yoffe B.L. Bez Retushi. Portrety Fizikov na fonie epokhi [Without Retouch. Portraits of Physicists on the Back-ground of the Epoch]. М.: Phasis [Moscow. Publishing house «Fazis»], 2004. 160 p. (Р. 123–138).

15. On miezhdu nami zhyl… Vospominaniya o Sakharovie. Sbornik. Redkollegiya: B.L. Altshuller, B.M. Bolotovs-kiy, I.M.Driomin i drugiye [He lived between us… Remi-niscences about Sakharov. Collection of articles. Ed. by B.L. Altshuller, B.M. Bolotovskiy, I.M.Driomin et al.] M.: Praktika [Moscow: Publishing house «Practice»], 1996. 944 p.

16. Hargittai Istvan. Judging Edward Teller. Prometeus Books. Amherst, N-Y. 2010. 575 p.

17. Gorobets B.S. Yadernyi Revansh Sovetskogo Soyuza [The Nuclear Revenge of the Soviet Union]. V 2-kh knigakh. Kniga 1: Ob istorii Atomnogo proekta SSSR [In 2 Vls. Vol. 1: On the History of the Atomic Project of the USSR]. Moscow: Publishing House «KRASAND» (URSS). 2014. 352 p.; Кniga 2: Sud’by Geroev, dvazhdy Geroev, trizhdy Geroev [Vol. 2 The Destinies of the Heroes, twice Heroes, thrice Heroes of the Atomic Epopee], Ibidem. 2014. 240 p.

18. Dokuchayev Ya.P. Ispytanie pervoy Sovietskoy atomnoy bomby [The first test of the Soviet atomic bomb (Pu-239)]. V knigie: Nauka i obshchestvo. Istoriya sovetskogo atomnogo proekta (40-e–50-e gody) [In: Science and So-ciety. History of the Soviet Atomic Project (40’s-50’s)]. Miezhdunarodnyi Symposium ISAP-96 [Proceedings of International Symposium HISAP’96]. V 3kh tomakh. М.: IzdAt. [In 3 Vs. Moscow^ IzdAt]. Vol. 2. 1999. 528 p. (P. 300–312).

19. Gorbachev V.M. Pervye atomnye vzryvy v SSSR.Kak iz-meriali ikh moshch’nost’ . Ibidem. P. 488–496.

20. Il’ya Mikhailovich Lifshitz. Uchony i Chelovek [Il’ya Mikhailovich Lifshitz. Scientist and Person]. Eds: A.S. Bakay, A.B. Volobuiev, S.A. Gredeskul et al., Khar-kov: NNC «HFTI» [Kharkov: Published by National Sci-entific Center «Kharkovskii Physiko-technical Institute» («KhPhTI»)]. 2006. 717 p.

21. Gorobets Boris S. Krug Landau i Lifshitsa. Kniga 3 [Landau’s and Lifshits’ Circle. Vol. 3. Predislovie Prof. Man’ko [Preface by Prof. Man’ko. M.: Librokom (URSS) [Moscow: Publishing house URSS (LIBRO-COM)], 2009. 336 p.

Сведения об авторе information about author горобец Борис Соломонович

доктор геол.-минерал. наук, канд. физ.-мат. наук, профессор Институт инженерной экологии и химического машиностроения

105066, Москва, Российская Федерация, ГСПул. Старая Басманная, 21/4Email: [email protected]

gorobets Boris Solomonovich Doctor of Geology and Mineral. Sciences, Professor Cand. of Phys.-Math. Sciences Moscow State Machine-constructing University 105066, Moscow, Russian Federation, str. Staraya Basmannaya, 21/4Email: [email protected]

Академия инженерных наук имени А.м. Прохорова с глубоким прискорбием сооб-щает, что 4 января 2014 г. после тяжелой продолжительной болезни ушел из жизни выдающийся ученый, один из основателей отечественной медицинской ультразву-ковой диагностики, член президиума Аин им. А.м. Прохорова, руководитель от-деления медицинской инженерии, доктор медицинских наук, профессор, действи-тельный член Аин им. А.м. Прохорова Эрик яковлевич дубров.

не стало ученого, известного во всем мире своими исследованиями, как в области клинической медицины, медицинской техники, так и в развитии инженерной мысли для решения сложных медико-биологических проблем.

им создан целый ряд приборов для объективного анализа первичного заживания переломов костей, для лечения ран низкочастотным ультразвуковым излучением и для количественной оценки остиопороза. Эрик яковлевич – автор двухсот соро-ка трех печатных работ, двух монографий, восьми изобретений. им подготовлено двенадцать кандидатов и два доктора наук.

как член президиума Аин им. А.м. Прохорова, руководитель отделения медицин-ской инженерии, Эрик яковлевич внес неоценимый вклад в становление и разви-тие научной политики академии, был пламенным пропагандистом идей и принципов, заложенных лауреатом нобелевской премии, академиком рАн А.м. Прохоровым.

ему были присущи такие качества как добросовестность, порядочность и принци-пиальность, доброжелательное отношение к людям.

ушел человек-эпоха, человек-символ; масштаб потери мы теперь будем измерять жизнью без него.

Президиум Аин им. А.м. Прохорова скорбит вместе со всеми, кто знал и работал с Эриком яковлевичем.

выражаем глубокое соболезнование родным и близким покойного.

ПрезидиумАкадемии инженерных наук

имени А.м. Прохорова

Эрик Яковлевич Дубров

1. При направлении материалов для публикации в журнале необходи-мо заполнить карточку «сведения об авторе» (на русском и англий-ском языках).

Фамилия...... Имя...... Отчество...... Дата и место рождения......Адрес регистрации (прописки) по паспорту с указанием почтового индекса.......Адрес фактического проживания с указанием почтового индекса.......Контактная информация (домашний, служебный и мобильный телефоны, электронный адрес).......Название организации (место работы (учебы)) вместе с ведомством, к которому она принадлежит, занимаемая долж-ность, адрес организации с указанием почтового индекса.......Ученая степень и звание (№ диплома, аттестата, кем и когда выдан).......

2. Объем статьи не должен превышать 40 страниц машинописного текста. текст необходимо набирать в редакторе Word шрифтом № 12, Times New Roman; текст не форматируется, т.е. не имеет та-буляций, колонок и т.д. статьи должны быть свободны от сложных и громоздких предложений, математических формул и особенно формульных таблиц, а также промежуточных математических вы-кладок. Нумеровать следует только те схемы и формулы, на ко-торые есть ссылка в последующем изложении. все сокращения и условные обозначения в схемах и формулах следует расшиф-ровать, размерности физических величин давать в сИ, названия иностранных фирм и приборов – в транскрипции первоисточника с указанием страны.

3. Отдельным файлом должны быть присланы аннотация и ключевые слова на русском и английском языках. в аннотации полностью должна быть раскрыта содержательная сторона публикации и полученные ре-зультаты (выводы). Аннотация должна иметь объём от 100 до 250 слов. После аннотации дается перечень ключевых слов – от 5 до 10.

4. список использованной литературы (лишь необходимой и органи-чески связанной со статьей) составляется в порядке упоминания и дается в конце статьи. ссылки на литературу в тексте отмечают-ся порядковыми цифрами в квадратных скобках, а именно: [1, 2]. Желательно, чтобы список литературы содержал не менее 10–12 источников, в том числе как минимум – 3 зарубежные публика-ции (желательно из трех стран) в данной области за последние 5–10 лет. После списка литературы приводится список литературы в романском алфавите, который озаглавливается References и явля-ется комбинацией англоязычной [перевод источника информации на английский язык дается в квадратных скобках] и транслитери-рованной частей русскоязычных ссылок. в конце статьи приво-дится название статьи, фамилия, имя, отчество автора (ов), ученая степень, ученое звание, должность и место работы, электронный адрес хотя бы одного из авторов для связи и точный почтовый адрес организации (место работы автора) на русском и английском языках, при этом название улицы дается транслитерацией. список литературы следует оформлять в соответствии с Международны-ми стандартами.

ПРИМЕР ОФОРМЛЕНИя ИСТОЧНИКА ИНФОРМАцИИ В REFERENCES

статья, опубликованная в Российском журнале на русском языке: Ба-ранов М.И., веселова Н.в. Основные достижения отечественных и зарубежных научных школ в области техники высоких напряжений. Часть 1: Московская, Ленинградская, томская и Киевская школы твН // История науки и техники. 2012. т. 2. № 3. с. 38–52.Baranov M.I., Veselova N.V. Osnovnye dostizheniya otechestvennykh i zarubezhnykh nauchnykh shkol v oblasti tekhniki vysokikh napryazheniy. Chast 1: Moskovskaya, Leningradskaya, Tomskaya i Kievskaya shkoly TVN [The main achievements of Russian and foreign scientific schools in the art of high voltages. Part 1: Moscow, Leningrad, Tomsk and Kiev school TVN]. Istoriya nauki i tekhniki [History of science and Engineering]. 2012. Vol. 2. № 3. PP. 38–52.Монография. Ищенко А.М. Отечественное приборостроение: становление и развитие. М.: Научтехлитиздат, 2011. 240 с.

Ishchenko A.M. Otechestvennoe priborostroenie: stanovlenie i razvitie [Domestic instrument: Development and Evolution]. M.: Nauchtekhlitizdat [Moscow: Publishing house «Nauchtehlitizdat»]. 2011. 240 p. Название издательства «Научтехлитиздат» на английский язык не пе-реводится, поэтому пишется латинскими буквами. если книга и/или монография издана в издательстве название, которого переводится на английский, то сначала надо дать транслитерацию названия издатель-ства, а потом в квадратных скобках указать перевод этого названия на английский язык. Например: Иванов И.И. Проблемы разработки недр. М.: Наука, 2012. 320 с. В References эту книгу указываем так: Ivanov I.I. Problemy razrabotki nedr [Problems of development of mineral resources]. M.: Nauka [Moscow: Publishing house «Science»]. 2012. 320 p. Особо обращаем внимание авторов, что если вы ссылае-тесь на статью, то обязательно надо указать страницы от и до, на кото-рых она напечатана, при этом букву «с» надо ставить перед страница-ми. если дается ссылка на монографию, то буква «с» ставится после указания количества страниц.

ЭТАПы РАССМОТРЕНИя И ПУБЛИКАцИИ СТАТьИ

Регистрация статьи и присвоение ей индивидуального номера. Опре-деление соответствия содержания статьи тематике журнала. если со-держание не совпадает с тематикой публикуемых статей в журнале, статья снимается с рассмотрения; об этом сообщается автору (или авторам). Неопубликованный материал авторам не возвращается. Направление статьи рецензенту, крупному специалисту в данной области. Рассмотрение замечаний и пожеланий рецензента; при не-обходимости обращение к автору с просьбой учесть замечания и по-желания рецензента. При получении от рецензента отрицательной рецензии статья передается другому рецензенту. При отрицательном результате повторного рецензирования статья снимается с рассмо-трения. Научное редактирование. Литературное редактирование. Корректура статьи. верстка статьи.После прохождения вышеперечисленных этапов статья включается в список подготовленных для публикации статей и публикуется в по-рядке общей очереди.

ПРАВИЛА РЕцЕНЗИРОВАНИя СТАТЕЙ

Любая статья, поступающая в редакцию журнала, независимо от лич-ности автора(ов) направляется рецензенту, крупному специалисту в данной области. статья рецензенту передается безличностно, т.е. без указания фамилии автора (ов), места работы, занимаемой должности и контактной информации (адреса, телефона и E-mail адреса).

Рецензент на основе ознакомления с текстом статьи обязан в разум-ный срок подготовить и в письменной форме передать в редакцию рецензию, в обязательном порядке содержащую оценку актуальности рассмотренной темы, указать на степень обоснованности положений, выводов и заключения, изложенных в статье, их достоверность и но-визну. в конце рецензии рецензент должен дать заключение о целесо-образности или нецелесообразности публикации статьи.При получении от рецензента отрицательной рецензии статья переда-ется другому рецензенту. второму рецензенту не сообщается о том, что статья была направлена рецензенту, и что от него поступил от-рицательный отзыв. При отрицательном результате повторного ре-цензирования статья снимается с рассмотрения и об этом сообщается автору(ам). Автору(ам) редакция направляет копии рецензии без ука-зания личности рецензента.в исключительных случаях, по решению редакционной коллегии, при получении от двух рецензентов отрицательного отзыва, статья может быть опубликована. такими исключительными случаями являются: предвзятое отношение рецензентов к рассмотренному в статье ново-му направлению научного нововведения; несогласие и непризнание рецензентами установленных автором фактов на основе изучения и анализа экспериментальных данных, результатов научно-исследова-тельских, опытно-конструкторских и других работ, выполненных на основании и в рамках Национальных и государственных программ и принятых заказчиком; архивных и археологических изысканий, при условии предоставления автором документальных доказательств и т.д.

ПрАвиЛА оФормЛения, рАССмотрения, ПуБЛикАции и реценЗировАния СтАтей

ISSN 2307-163Х

NEWS ACADEMY OF ENGINEERING SCIENCES

A.M. PROKHOROV

№1 ∙ 2014

ИЗВЕСТИЯ АКАДЕМИИ

ИНЖЕНЕРНЫХ НАУК им. А.М. ПРОХОРОВА