AKözponti Fizikai Kutatóintézet,korabeli helyesírással a Közpon-ti Fizikai Kutató Intézet (KFKI),

az alapítók szándéka szerint kapta a„központi” jelzõt, annak kifejezésére,hogy ez a kutatómûhely több tudomány-területtel foglalkozó nagy intézet, az or-szágban a legnagyobb. Az elõkészítõ bi-zottság 1949. szeptember 15-én így fo-galmazta meg a tervezett intézet rendel-tetését: „A KFKI célja a magyar fizikaikutatást eddigi, a többi tudományághozképest is messze elmaradt állapotábólkiemelni, és lehetõvé tenni a termékenytudományos kutatást a fizika minden te-rületén, melyek a tudomány fejlesztéseés alkalmazása szempontjából elsõsor-ban fontosak.” A Minisztertanács 1950.augusztus 18-i ülésén elrendelte a „Köz-ponti Fizikai Kutató Intézet létesítését aTudományos Akadémia irányítása alatt”.(1956. január 1. és 1966. december 31.között a KFKI az MTA és az OrszágosAtomenergia Bizottság kettõs felügyele-te alá tartozott.) Kovács István mûegye-temi professzort nevezték ki igazgató-nak. (Az intézetet 1956-tól Jánossy La-jos, 1970-tõl Pál Lénárd, 1978-tõl SzabóFerenc, 1990-ben Szatmáry Zoltán,1990—1991-ben Lovas István vezette.)A KFKI 1950. szeptember 1-jén kezdtemeg hivatalos, költségvetési mûködését.

A második világháború után, az atom-bomba és a radar megjelenésének hatásá-ra a politikusok felismerték a fizika fon-tosságát. A hidegháború elsõ éveiben —sok más ország politikusaihoz hasonlóan— a magyar politikusok is számítottak aharmadik világháború közeli kitörésére,ezért is tartották sürgõsnek az intézet lét-rehozását. Voltak annyira realisták, hogysohasem tervezték atomfegyver létreho-zását, de fontosnak találták, hogy az or-szág legyen felkészült a sugárzások méré-sében, ismerje azok hatásait. Ezért lettkezdetben az intézet legfontosabb része azAtomfizikai (vezetõje Simonyi Károly), aRadiológiai (Bozóky László) és a Kozmi-kus Sugárzási Osztály (Jánossy Lajos).Az új intézet részletes terveit — nyugat-európai tapasztalatok figyelembevételével— szakemberek dolgozták ki, akik hasz-nosították a megelõzõ széles körû szak-

mai közvélemény-kutatás eredményeit. Ittkell cáfolni azt a gyakran megfogalmazottállítást, miszerint a KFKI a szovjet (sztá-lini) gigantománia hazai változatakéntszületett volna meg. A nyugati országok-ban hasonlóan nagy állami intézetek mû-ködtek, ráadásul az intézet terveit kialakí-tó szakemberek a negyvenes évek végén,az ötvenes évek elején éppen a szovjet in-tézeteket ismerték a legkevésbé.

A „központi” szerepet erõsítették azországban az egyedülálló nagyberende-zések, mindenekelõtt az atomreaktor, arészecskegyorsítók és a számítóközpont.A nagyság és a komplexitás tette lehetõ-vé, hogy olyan nagy programok valósul-janak meg sikeresen, mint a Halley-üstö-kös tanulmányozására indított VEGA ûr-szondák mûszereinek létrehozása vagy aPaksi Atomerõmû számítógépes reaktor-irányítási rendszerének a kidolgozása.

A KFKI nevében a „fizikai” szó soha-sem fedte pontosan az intézet jellegét.Sok kutatóintézet alapvetõen a fizikaegyetlen ágára szakosodik. A KFKI-banmár a kezdet is sokszínû volt, majd az1960-as évektõl erõs magfizikai, részecs-kefizikai, szilárdtest-fizikai, optikai,anyagtudományi, reaktorfizikai és más fi-zikai kutatócsoportok mûködtek. Késõbbmegjelent az ûrkutatás, a mikroelektroni-kát megalapozó kutatások. Az elméleti fi-zikai témák is változatosak voltak, a rela-tivitáselmélettõl a kvantum-színdinami-kán át a szuperfolyékonyság elméletéig.A fizika mellett erõs és eredményes voltmás tudományágak képviselete is, elsõ-sorban a kémiáé, a matematikáé és a mû-szaki tudományoké, élükön az elektroni-kával. E szakmai sokszínûség miatt voltképes a KFKI az új problémák gyors ésátfogó elemzésére, valóban sokoldalúmegközelítésére.

A „kutatóintézet” megnevezés sempontos. A kutatással párhuzamosanugyanis már a kezdetektõl jellemzõ voltaz eredmények közvetett vagy közvetlenhasznosítása. Ez kezdetben mások szá-mára végzett vizsgálatokat, vagy néhánymásutt is alkalmazható mûszer eladását,késõbb gyártásba adását jelentette. Az1970—1980-as években már sorozatbanépítették a saját tervezésû számítógépe-

ket, sok és sokféle feladat számítógépesí-tését oldották meg. Az 1980-as évek kö-zepén 24 különbözõ modern anyag- ésszerkezetvizsgálati módszer állt rendel-kezésre, melyek a saját kutatások mellettjelentõs külsõ igényeket is kielégítettek.Az alapkutatástól a kis sorozatú gyártá-sig terjedõ skálán állandóan változott akutatások és a gyakorlati alkalmazásokaránya, ezt a kettõséget azonban mindigelõírta és elvárta a mindenkori politika éstudományirányítás. Sok kutató szívesenlátta volna tisztán alapkutató intézmény-nek a KFKI-t, sok vita is folyt errõl, denem ezt a feladatot és sorsot szánták azintézetnek.

Adottságai révén a KFKI Magyaror-szágon elsõként kezdett hozzá több tu-dományág, mûszaki terület mûvelésé-hez. Legjellemzõbb példa az atomener-getika, általában véve a nukleáris techni-kák és a kapcsolódó mûszerek vagy aszámítógépek tervezése, gyártása, alkal-mazása. Elsõ volt a lézerek építésében,az ûrfizika kísérleti eszközeinek létreho-zásában. Létrejött több olyan technoló-gia, amely azóta is az alap- és alkalma-zott kutatások szolgálatára áll, ilyen avékony rétegek készítése, az ionimplan-táció, a kristálynövesztés és mások. AKFKI mindig feladatának tekintette azúj tudományágak, mûszaki kultúrák szé-les körû megismertetését, az oktatásbavaló bevezetését és nem utolsósorban azalkalmazásukat is.

Az akadémiai kutató intézet születése

Az 1949 decemberében elfogadott elsõötéves terv törvény 177,5 millió Ft beru-házást irányzott elõ tudományos kutató-intézetek létesítésére és bõvítésére, eb-bõl 70 milliót, a teljes keret 40 százalé-kát a KFKI felépítésére és felszereléséreszánták. Három év alatt 26 ezer köbmé-ter laboratóriumi építményt hoztak létre,ez jóval több, mint akkor valamennyiegyetem fizikai intézeteinek összes tér-fogata. A létszám az 1951. évi 92-rõl1953-ra 364-re nõtt.

Az atomenergia békés felhasználásávalfoglalkozó genfi elsõ nemzetközi ENSZ-

79A Természet Világa 2006/I. különszáma

JÉKI LÁSZLÓ

A Központi Fizikai Kutatóintézet

TVFizika79-84.qxd 2006. 01. 24. 13:06 Page 79

konferencia összehívásával egyidejûleg aSzovjetunió 1955 elején a szocialista or-szágoknak felajánlotta, hogy tudományosés mûszaki segítséget nyújt a magfizikaikutatások fejlesztését és az atomenergiabékés felhasználását szolgáló kísérletieszközök építéséhez. Az ajánlat könnyû-vizes kutató atomreaktorra és ciklotron tí-pusú részecskegyorsítóra vonatkozott. Amagyar szakértõk azt javasolták, hogyMagyarország csak atomreaktort építsen,mert nincs elegendõ szakember két nagy-berendezés mûködtetéséhez. Kormány-döntés alapján az atomreaktort a KFKI-ban építették fel. 1956-ban kialakították aKísérleti Atomreaktor szervezetét, veze-tõje Pál Lénárd. A reaktort 1959. március29-én helyezték üzembe.

1959-ben az MTA és az OAB elnöksé-ge jóváhagyta a KFKI feladatának újmegfogalmazását: „Alap- és alkalmazottkutatások folytatása általában a kísérletifizika és különösen az atomenergia bé-kés felhasználásával kapcsolatos fizikai,kémiai és mûszaki tudományok terüle-tén.” A tudományos program: kozmikussugárzás kutatása; fizikai-optikai kutatá-sok; magreakciók vizsgálata, magspet-roszkópia; neutronspektroszkópia; reak-torfizikai és technikai kutatások; szilárd-

testfizika; magkémia; elektronikai kuta-tások.

A kormány Tudománypolitikai Bizott-sága 1974-ben kimondta a kutatóintézetnégy intézetbõl álló kutatóközponttá va-ló átszervezését. Új tudományos kutatá-sok megindítását tûzte ki: termonukleárisfúzió, mikroelektronika, biofizika. Szük-ségesnek mondta az alapkutatások felfut-tatását, az ipari megbízásoknál a hosszútávú megbízások kialakítását. A KFKI1975. január 1-jén kutatóközponttá ala-kult át. Intézetei: Részecske- és Magfizi-kai Kutató Intézet, Szilárdtest Kutató In-tézet (az SZTKI 1981-ben két kutatóinté-zetre vált szét: Szilárdtest-fizikai KutatóIntézet, Mikroelektronikai Kutató Inté-zet), Atomenergia Kutató Intézet, Mérés-és Számítástechnikai Kutató Intézet.

A KFKI létszámát tekintve az 1980-asévek közepén volt a legnagyobb. Az1985. évi adatok szerint a Magyar Tudo-mányos Akadémián az összes tudomá-nyos kulcsszámba soroltak létszáma3195 fõ, ebbõl a KFKI-ban dolgozik 615fõ (19,2 százalék). Az MTA intézeteinekösszes bevétele, költségvetési támogatásnélkül 2,9 milliárd Ft volt, ennek többmint felét (1,5 milliárdot, 51,7 száza-lékot) a KFKI „termelte ki”.

Az 1980-as évek közepen megtört akorábbi lendület, intenzív belsõ vitákfolytak a szükséges változtatásokról. Akutatóközpont kormányzati segítséget iskért, hogy nemzeti laboratóriummá ala-kulhasson át. Az 1980-as évek végénvégetért az embargó korszaka, a világcé-gek magyarországi megjelenésével fellehetett, sõt fel kellett hagyni a számító-gépgyártással, az intézet anyagi helyzeteviszont jórészt ezektõl a bevételektõlfüggött. A nagy erõkkel végzett mikro-elektronikai fejlesztések döntõ része is

okafogyottá vált. A külsõ hatások gyor-san kikényszerítették a változásokat. Amár korábban létrejött gazdasági vállal-kozások önállósultak, nagy részük maKFKI Számítástechnikai Csoport névena magyar informatikai piac fontos és si-keres szereplõje. 1992. január 1-jén ötönálló akadémiai kutató intézet jött létrea kutatóközpontból. A változtatás szük-ségességét már korábban minden érintettfelismerte, a megvalósított átalakulás ésannak módja viszont még ma is vitáktárgya.

Alapkutatások

Eredményes volt a KFKI alapkutatási te-vékenysége. Igazolják ezt a különbözõszcientometriai mutatók és a nemzetköziegyüttmûködések, valamint az, hogy avilág minden részén szívesen látott elõ-adók és kutatótársak voltak a KFKI mun-katársai. Minden részterületen születettnéhány, világviszonylatban is határozot-tan kiemelkedõ eredmény. A terjedelemszabta korlátok miatt csak szûk váloga-tást adhatunk közre címszavakban.

Az elméleti részecskefizikában KutiGyula az elemi részek zsákmodelljénekkidolgozásával szerzett hírnevet. Az erõskölcsönhatást leíró kvantum-színdinami-ka rácstérelméletének mûvelésében a ko-rabeli szakmai értékelés szerint a magya-rok voltak a legjobbak. Zimányi József akvark-gluon plazma létrejöttének felté-teleit vizsgálta. Bencze Gyula vezette le anevét viselõ egyenleteket a kvantumme-chanikai N-test-probléma tárgyalására.A néhánytest-problémák elméleti kezelé-sében igen eredményes kutatókat, LovasIstvánt és munkatársait, „budapesti isko-la” néven említették. Az általános rela-tivitáselmélet keretében az Einstein-

A fizika százada80

Jéki László:

A KFKI épülõ atomreaktora (1957)

A kutatóreaktor üzembe helyezése ( 1959. március 29.)

TVFizika79-84.qxd 2006. 01. 24. 13:06 Page 80

egyenletek megoldásainak keresésében,a megoldások vizsgálatában Perjés Zol-tán ért el jelentõs eredményeket. A hat-vanas évek közepétõl nemzetközileg ki-emelkedõ erõs szilárdtest-fizikai elméle-ti iskola alakult ki Zawadowski Alfrédkörül. Elsõsorban a kondenzált anyagokfizikájával foglalkoztak, kutatásaik szo-ros kapcsolatban álltak a kísérleti vizsgá-latokkal, a megfigyelt jelenségek megér-tésére, értelmezésére törekedtek.

A kísérleti részecskefizika mûvelésérenemzetközi együttmûködésben nyílt le-hetõség. Elõször, 1956-tól Dubnában, azEgyesített Atomkutató Intézetben, majdSzerpuhovban és Genfben, a CERN-ben. A magyar kutatók nagy nemzetközikutatókollektívák tagjaiként mindig ré-szesei lehettek az adott idõszak legna-gyobb kísérleti berendezéseinél végzettalapvetõ kísérleteknek. Az adatok fel-dolgozására szoftver- és hardvereszkö-zöket fejlesztettek ki.

A magfizikai kutatások alapeszközei arészecskegyorsítók voltak. Az elsõ ma-gyarországi részecskegyorsítót SimonyiKároly vezetésével Sopronban építették1951-ben. Az Atomfizikai Osztály mun-katársai Csillebércen több gyorsító épí-téséhez láttak hozzá Simonyi Károly ve-zetésével. A máig legnagyobb gyorsító,a nyomás alatti Van de Graaff-generátorkezdetben magfizikai alapkutatásokatszolgált, majd fokozatosan elõtérbe ke-rültek az alkalmazott magfizikai témák,anyagtudományi, biofizikai vizsgálatok-hoz használták a gyorsítós analitikaitechnikákat. 1986-tól a NIK nehézion-gyorsító berendezést elsõsorban a mik-roelektronika és a fémtechnológia újanyagainak kutatásához használták. Agyorsítóépítésben szerzett jártasság tettelehetõvé azt is, hogy kisméretû gyorsító-kat tervezzenek és építsenek az aktivá-ciós analízis és az ionimplantáció céljaira.

Csillebércen már 1953-ban megismé-telték az elõször 1951 decemberébenSopronban végrehajtott atommagáta-lakítást [7Li(p, )8Be]. 1958-ban publikál-ták nemzetközi folyóiratban az elsõmagfizikai eredményt, a jód—127 izo-tóp magfotoeffektusának részleteit. Azatomreaktor üzembe álltával maghasa-dási kísérletekbe is kezdtek. A hetvenesévekben a magfizikai kutatások mindnagyobb részecskeenergiák felé tolódtakel, külföldi nagyberendezések mellettvégezték a méréseket.

1960-ban Keszthelyi Lajos vezetésévelsikeresen reprodukálták a nem sokkal ko-rábban felfedezett Mössbauer-effektust.A gamma-sugárzás visszalökésmentes re-zonanciaabszorpciója a szilárdtestfizika,az anyagtudomány, a kémia, a metallur-gia, a geológia, a biológia napjainkban iskiterjedten alkalmazott vizsgálati mód-szerévé vált. 1961-ben új Mössbauer-su-

gárzó atomot találtak a ritkaföldfémekközött (terbium—159). Dézsi István ésmunkatársai megmutatták: egyes szili-cidek a szilícium kristályrácsára „folyto-nosan ráépülve” (epitaxiálisan) nõnek. Ezvilágszerte további vizsgálatokat indítottel, amelyek eredményeképpen ma a mik-roelektronikában megfelelõ minõségûkontaktusok készíthetõk.

1958-ban állt üzembe a kozmikus su-gárzás müonkomponensének vizsgálatáraszolgáló „föld alatti obszervatórium” So-mogyi Antal vezetésével. A világon mind-össze három teleszkóp mûködött megbíz-hatóan több napfoltcikluson keresztül,ezek egyike a „Budapest állomás”. Ittészlelték elõször a Forbush-effektust anagy energiák tartományában, a Forbush-effektus a kozmikus sugárzás intenzitásá-nak hirtelen, a bolygóközi térben terjedõlökéshullámok által kiváltott csökkenése.A bulgáriai Rila-hegységben a Muszala-csúcson levõ magashegyi laboratóriumbatelepített magyar mérõrendszerrel 1960óta folyamatosan regisztrálták a nagyenergiájú kozmikus részecskék által kel-tett kiterjedt légizáporok adatait. Elsõnekmutattak ki anizotrópiát a galaktikus koz-mikus sugárzás irányeloszlásában, ez arrautal, hogy a vizsgált energiatartománybana kozmikus sugárzás nagy része galakti-kus eredetû.

Az ûrkutatás a kozmikus eredetû szi-lárd anyagok kémiai összetételének akti-vációs analitikával történõ vizsgálatávalkezdõdött. 1970. november 28-án szov-jet Vertyikál—1 rakétával a világûrbeemelkedett az elsõ magyar berendezés, aKFKI-ban készített mikrometeorit-csap-da. Az 1974-ben indított Interkozmosz—12 mesterséges holdon repült kombináltmikrometeorit-érzékelõk voltak az ûrku-tatás történetében az elsõ magyar fejlesz-tésû és készítésû fedélzeti elektronikaimûszerek. 1978-ban Fehér István vezeté-sével érzékeny, széles méréshatárú termo-lumineszcens buradózismérõt és fedélzetimérésre alkalmas kisméretû, kompakt ter-molumineszcens dózismérõ kiértékelõtfejlesztettek, a Pille volt az elsõ, a fedélze-ten kiolvasható dozimeter. 1980-ben Far-kas Bertalan, 1984-ben Sally Ride ameri-kai ûrhajósnõ eredményesen alkalmaztaûrrepülése során.

Az 1980-as évek elején indult SzabóFerenc és Szegõ Károly irányításával amáig legnagyobb magyar ûrfizikai vál-lalkozás, a részvétel a szovjet Vénusz—Halley- (VEGA-) programban. 1986.március 6-án a VEGA—1 ûrszonda8890 km távolságban elrepült a Halley-üstökös mellett, a VEGA—2 március 9-én 8030 km-re közelítette meg az üstö-köst. A szondák mûszereinek egyharma-da Magyarországon, ennek jelentõs há-nyada pedig a KFKI-ban készült. A ma-gyar—francia együttmûködésben terve-

zett és épített televíziós rendszer nem-csak képeket közvetített az üstökösrõl— a történelemben elõször kaptunk ké-peket egy üstökös magjáról —, hanemönállóan is, földi utasítások nélkül meg-kereste és folyamatosan nyomon követteaz üstökös magját, ráirányította a szon-dák mérõmûszereit. Ez volt az ûrkutatástörténetében az elsõ eset, amikor valósidejû képfeldolgozás alapján történt azautonóm vezérlés. Az adatok alapján si-került kidolgozni az üstökösmag három-dimenziós dinamikus modelljét, új, dön-tõ felismerések születtek az üstököst kö-rülvevõ plazmáról. A VEGA-misszióteljes siker volt. A Mars térségének és aMars Phobos nevû holdjának a tanulmá-nyozására indított Phobos-program ke-retében szovjet—magyar együttmûkö-désben készült az elsõ kisméretû, hiba-toleráns autonóm fedélzeti számítógép.

Jánossy Lajos az ötvenes évek elejénkezdte meg fizikai optikai kísérleteit, afény kettõs természetére vonatkozó is-mert gondolatkísérletek megvalósítását.A máig gyakran idézett Jánossy-féle ko-incidencia- és interferenciakísérletek bi-zonyították a fény kettõs természetét.1963. december 6-án a Fizikai-optikaiLaboratóriumban mûködni kezdett az el-sõ lézer Magyarországon, egy infravö-rös fényt sugárzó hélium-neon gázlézer.Az új korszakot megindító eredményBakos József, Csillag László, KántorKároly és Varga Péter nevéhez fûzõdik.1974-ben Jánossy Mihály vezetésével avilágon elsõként új típusú, üreges kató-dú folyamatosan sugárzó kék színû héli-um-kripton ionlézert hoztak létre. Agázlézercsoport 1974-ben a világon el-sõként hozott létre katódporlasztássalmûködõ üreges katódú lézert. A katód-porlasztás teszi lehetõvé a lézer szoba-hõmérsékleten való mûködtetését,egyébként 1300 °C hõmérsékleten kelle-ne elpárologtatni a rezet. 1979-ben Hor-váth Zoltán a világon egyedülálló, sík-ban sugárzó lézert hozott létre, a Glória(angolul Halo) lézer impulzus-üzem-módban „fénykarikákat” bocsát ki.

81A Természet Világa 2006/I. különszáma

A Központi Fizikai Kutatóintézet

A VEGA ûrszondához tervezett ré-szecskedetektor

TVFizika79-84.qxd 2006. 01. 24. 13:06 Page 81

A fény és anyag kölcsönhatását tanul-mányozva Farkas Gyõzõ és Varga Pétermutatta ki — nagy teljesítményû rubin-lézert alkalmazva — 1967-ben elsõkénta nemlineáris fotoeffektus létezését.Extrém nagy intenzitásoknál a fémbõlakkor is lépnek ki elektronok, ha a fénykvantumenergiája kisebb az elektronokkilépési munkájánál, a kilépõ elektron-áram nemlineáris függvénye a beesõfényintenzitásnak.

A szilárdtestfizikában új kísérleti lehe-tõségek nyíltak meg az atomreaktor elké-szültével, tanulmányozni lehetett a neut-ronok kiváltotta változásokat és új, neut-ronokra alapozott vizsgálati módszereketalkalmazhattak. A neutronos technikák-kal atomi felbontásban vizsgálható a szi-lárd testek szerkezete, az atomi folyama-tok dinamikája. Az elsõ eredmények azanyagok mágneses szerkezetére vonat-kozó kutatásokban születtek, új kísérletitényeket tártak fel, amelyek fontosak azatomi és a mágneses rendezõdés kapcso-latának megértéséhez.

Mezei Ferenc 1972-ben új neutronfi-zikai mérõeljárást fedezett fel, a neutronspin-echó spektrometriát, a gondolatmegvalósíthatóságát a KFKI-ban és aLaue—Langevin Intézetben (Grenoble)végzett kísérleteivel igazolta. A módszeralkalmas óriásmolekulák, biológiai mo-lekulák mozgásainak nyomon követésé-re, polimerfizikai vizsgálatokra, diffrak-ciós folyamatok, másodrendû fázisátala-kulások vizsgálatára. A neutron spin-echó módszer felfedezését a legnagyobbhazai fizikai felfedezések közé sorolják.

A hetvenes évek második felétõl és anyolcvanas években a kísérleti kutatásokközéppontjában a fémüvegek és a folya-dékkristályok álltak. A folyadékkristály-kutatások egyik célja a meglevõknél lé-nyegesen gyorsabban kapcsolható folya-dékkristály kifejlesztése volt. A fejlesz-tés során új fizikai jelenséget, elektro-mechanikai hatást figyeltek meg. Kiter-jedt kísérleti és elméleti vizsgálatokfolytak a mozgó töltéssûrûség-hullámokdinamikájának tanulmányozására. Aleglényegesebb kísérleti eredményeketjól leíró modellt dolgoztak ki.

Számítógépmemória- és ionimplantációs kutatások

A számítógép-memóriák kutatását 1974-ben több irányba indították meg, de ezekközül néhánnyal rövid idõ múlva fel-hagytak. A mágneses buborékmemóriaesetében a világelsõk után viszonylagrövid idõvel elkészült a memóriaegységa laboratóriumban. A kis sorozatú kísér-leti gyártás megteremtésére már nemvolt pénz, nem lett termék a fejlesztésieredménybõl. A KFKI azonban megol-dotta vállalt feladatát, nem kevés szelle-mi és anyagi ráfordítással létrehozta amûködõ memóriaegységet. Az eszközpiaci kudarca ellenére megmaradtak afélvezetõ-kutatásban hasznosítható kris-tálynövesztési és litográfiás ismeretek éstechnikák. A fejlesztõmunka hozzájárultegy igen magas technológiai kultúramegteremtéséhez, eközben technológiaiés tudományos eredmények születtek.

A KFKI 1971-ben az ionimplantációskutatások programot azzal a céllal indí-totta, hogy fokozatosan készítsék elõ afélvezetõ elemek kísérleti gyártását. Azimplantáció módszerével korábban el-képzelhetetlen pontossággal lehet ato-mokat egy szilárd test felületi rétegébebejuttatni. A félvezetõ áramkörök szem-pontjából fontos vékony rétegek, ezekimplantációs elõállítása, módosítása te-rén végzett kutatások a világ élvonalábatartoztak. J. W. Mayer (California Insti-tute of Technology) és Gyulai József cso-portja több alapvetõ felismerést tett azionimplantáció terén, felfedezte a „dualimplantation” módszert, ez a kutatásieredmény a világon mindenütt az im-plantált áramköri technológia részévévált. A nyolcvanas évek közepén az inté-zet háromféle alapáramkört fejlesztett ki.Programrendszert alkottak áramkörökhatékony tervezésére. A KFKI berende-zések egy csoportja olyan mikroüzemelemeit képviseli, amelyeken a gyártókkialakíthatják alkalmazásspecifikus in-tegrált áramköreiket. A nyolcvanas évekvége felé az érdeklõdés a mikroszen-zorok felé fordult. Mikroelektronikaitechnikákat alkalmazva nyomásérzékelõmembránokat, miniatûr neurológiaielektródákat, mágneses ellenálláson ala-puló helyzetérzékelõket fejlesztettek ki.

Nukleáris technikák

Az alkalmazott kutatások igazi sikertör-ténete a nukleáris technikák meghonosí-tása, melyet a reaktorfizikai kutatásokeredményes évtizedei követtek. Az ala-pításkor megszabott feladatoknak elegettéve kidolgozták a sugárzások mérésé-nek módszereit, megépítették a szüksé-ges eszközöket, megtették az izotóp-gyártás kezdeti lépéseit, meghonosítot-

ták a nukleáris analitikát. A kritikusrendszerek (zéróreaktorok) mellett vég-zett kísérletek és a párhuzamosan vég-zett modellszámítások a reaktorok üze-meltetéséhez és tervezéséhez fontos éshasznos ismerethalmazt adtak. A PaksiAtomerõmû blokkjainak létesítésébenkomoly elõkészítõ szerepe volt a KFKIszakembereinek.

Az Atomfizikai Osztályon 1954-ben,Magyarországon elõször, mesterségesradioaktív izotópot állítottak elõ. Deute-ronokat gyorsítottak a 800 kV-os kasz-kádgenerátorban, majd neutronbesu-gárzással állítottak elõ radioaktív ezüs-töt. A Radiológiai Osztályon foszfor- ésjódizotópokkal jelzett gyógyszereket ké-szítettek. Izotópos nyomjelzéses mód-szert dolgoztak ki alumíniumkohókhozaz olvadék térfogatának mérésére és azáramlási viszonyok tanulmányozására. AKémiai Osztályon 1958-ban rövid fele-zési idejû izotópok készítéséhez szüksé-ges eljárásokat dolgoztak ki, az év végé-re 18-féle izotóp elõállítására készültekfel. A próbakészítmények tisztasága elér-te vagy meghaladta az importált szovjetés angol készítmények tisztaságát. 1961-ben már 25-féle izotóp készült 35 külön-bözõ vegyület formájában, majd 1962-ben fokozatosan átadták az izotópgyár-tást az OAB Izotóp Intézetének.

1959. március 29-én helyezték üzem-be a kísérleti atomreaktort. A kutatóreak-tor hármas feladatot lát el: kísérleti kuta-tás, izotóptermelés, szakemberképzés.Legutóbb 1986-tól modernizálták a reak-tort, átépítés utáni indítására 1992-benkerült sor. A reaktor szolgáltatta neutro-nok új lehetõségeket kínáltak a magfizi-kai és szilárdtest-fizikai kísérletekhez.

Pál Lénárd 1958-ban publikálta a ha-sadási neutronszám ingadozását leíró át-fogó elméletét, a mérések igazolták aPál—Bell-egyenlet helyességét. Késõbba neutronszám-ingadozás (neutronzaj)mérését fontos reaktordiagnosztikaimódszerré fejlesztették.

A hatvanas évek elejétõl három évtize-den át összehangolt elméleti és kísérletireaktorfizikai kutatások folytak SzabóFerenc, Gyimesi Zoltán, Szatmáry Zoltánirányításával. A reaktorfizikai számításimodellek alapvetõ adatokból (geometriaiméretek, anyagi összetétel, magfizikaifolyamatok hatáskeresztmetszetei) kiin-dulva elméleti összefüggések, alap-egyenletek alkalmas közelítéseinek nu-merikus megoldásával adják meg a fizi-kai mennyiségeket. Az elméleti reaktor-fizikai modellek alapján gyakorlatilag isalkalmazható számítógépi programokszülettek. A számítások eredményeinekellenõrzésére kitûnõ lehetõséget adtak asorozatban épített zéróteljesítményû kri-tikus rendszerek. A sikeres kutatásoknakköszönhetõen hét KGST-ország 1971-

A fizika százada82

Jéki László:

Jánossy Mihály és az általa kifejlesztettlézer

TVFizika79-84.qxd 2006. 01. 24. 13:06 Page 82

ben Ideiglenes Nemzetközi Kutató Kol-lektíva alapításáról döntött. A KFKI-banfelépített ZR—6 modellreaktoron vég-zett kísérletek eredményeit felhasználtáka VVER—1000 reaktorok nukleáris ter-vezése során. A publikált adatbázist ener-getikai világcégek használják reaktorfi-zikai számítások érvényességének ellen-õrzésére. A Paksi Atomerõmûben a sûrí-tett rácsosztású kiégett fûtõelem-tárolószubkritikussági tervezésénél a ZR—6méréseket és a ZR—6-on kipróbált szá-mítási modelleket használták, a reaktor-zóna tervezésére használt reaktorfizikaimodell ellenõrzésének egyik alapja aZR—6-méréssorozat adatbázisa. Az erõ-mû biztonságos üzemvitelét nagyban ja-vító VERONA zónamonitorozó rend-szert szintén a ZR—6 adatbázist felhasz-nálva ellenõrizték.

Az 1987—1990-ben kidolgozott KA-RATE számítógépi programrendszer az1000 megawattos erõmûvi reaktorokmodellszámításait szolgálja, egyesíti aneutronfizikai és a termohidraulikai mo-delleket. A programrendszerrel számít-hatók a névleges mûködési feltételek, akiégés, a xenon- és szamárium-tranzi-ensek és bizonyos baleseti feltételek is.Módosított változata a 440 MW-os blok-kok számítására alkalmas.

A zéróreaktorhoz hasonló feladatraszolgálnak a termohidraulikai kísérletiberendezések. Adatokat szolgáltatnak atermohidraulikai számítások érvényessé-gének az ellenõrzéséhez és segítik a kü-lönbözõ üzemzavari állapotok részletei-nek a felderítését. 1975-re készült el azNVH (Nagynyomású Vízhûtéses Hu-rok) termohidraulikai kísérleti berende-zés, amely a VVER—440 és a VVER—1000 típusú atomerõmûvi reaktorokbanlejátszódó hõátadási és hidrodinamikaifolyamatok vizsgálatára szolgált. 1985óta mûködik a Paksi Modell Kísérlet(PMK) kísérleti berendezés, a PaksiAtomerõmû primer körének termohid-raulikai modellje. Ez az elsõ eszköz a mû-ködõ VVER típusú atomerõmûvek tanul-mányozására, az eszközzel a kis és köze-pes folyások, a természetes cirkuláció ésaz üzemzavari tranziens jelenségek je-lentõs köre vizsgálható.

1982-ben kapcsolták az országos há-lózatra a Paksi Atomerõmû I. blokkját, aKFKI jelentõs mértékben hozzájárult azépítéshez, az üzembe helyezéshez és azüzemvitelhez. Laboratóriumot hoztaklétre a nukleáris mûszerek hitelesítésére.Megtervezték és kivitelezték a sugárvé-delmi környezet-ellenõrzõ rendszert, amérési metodikákkal együtt. Több szá-mítási és mérési eljárást honosítottakmeg (biológiai védelmi számítások, in-dítási számítások, a szovjet üzemviteliprogram honosítása és kiegészítése, azónán belüli mérések kiértékelési eljárá-

sai, sugárkárosodásra vonatkozó számí-tások, a blokk termohidraulikai beméré-se, a biztonsági elemzések felülvizsgála-ta, a primer köri forgalom mérése, adat-archiváló rendszer, dinamikai szimulá-ciós modell kidolgozása).

1985 decemberében adták át Pakson aKFKI-ban kidolgozott VERONA-rend-szert az I. és II. blokknál. A VERONA areaktorból a vezérlõterembe folyamato-san befutó 2000—3000 adatot fogadja,elemzi, összegzi és megjeleníti. A rend-szer elemzi az adatok hihetõségét is. Arendszer az atomerõmû-irányítás nélkü-lözhetetlen eszközévé vált. Hasonló, to-vábbfejlesztett rendszerek mûködtek1986-tól a III., 1987-tõl a IV. blokknál.1989-ben adták át a Paksi Atomerõmûtréningszimulátorát. A KFKI-ban isegyedülálló volumenû és komplexitásúprogram négy évig tartott. A szintén aKFKI-ban készült alapelvi szimulátor aszakemberképzésben kiegészíti a teljesléptékû blokkszimulátort, segítségévelaz erõmû alapvetõ fizikáját és irányítás-technikáját lehet real time viszonyok kö-zött tanulmányozni A szimulátorokat afinn Nokia Electronics céggel együtt fej-lesztette ki a KFKI.

A hetvenes évek elsõ felében a mainállényegesen kedvezõbben, viszonylag kö-zelinek ítélték meg a szabályozott termo-nukleáris fúziós reaktorok létrehozását.Az ígéretes új energiatermelési mód ku-

tatás-fejlesztési elõkészületeibe való be-kapcsolódás érdekében épült meg a toka-mak-kísérleti berendezés. 1979-ben avat-ták az MT—1 tokamakot. A tokamakonplazmadiagnosztikai vizsgálatokat vé-geztek lágy röntgenspektroszkópiával,lézeres módszerekkel és semlegesnya-láb-technikával. A tokamak többszörimodernizálással 1998-ig szolgálta aplazmafizikai kutatásokat, ezután lebon-tották. A KFKI-ban kifejlesztett új plaz-madiagnosztikai eljárásokkal külföldinagyberendezéseknél kísérleteznek.

Számítógép-fejlesztés a KFKI-ban

A számítógépes kultúra hazai megterem-tésében és elterjesztésében is meghatá-rozó volt a KFKI szerepe. A saját fej-lesztésû TPA számítógépcsalád gépeiolyan kategóriájúak voltak, amilyeneketmás piacokról nem lehetett beszerezni anyugati embargó miatt. A közel 1500TPA gép nagyobb hányada itthon mûkö-dött, kutatólaboratóriumban, kórházban,erõmûvekben és kõolajvezetékeknél,mezõgazdasági laboratóriumokban, aminisztériumok, a posta vagy bányaüze-mek irodáiban. A legkülönbözõbb fel-adatokat ellátó számítógépes rendszerekmegtervezésén és elkészítésén túl a szá-mítógépes kultúra elterjesztéséhez nagy-mértékben hozzájárult az intézet oktatá-si tevékenysége. A szakoktatás, szak-könyvek írása mellett kiemelten foglal-koztak a gyerekekkel. Az intézet kezde-ményezéseinek komoly szerepe volt ab-ban, hogy megindult az iskolák számító-géppel való ellátása.

A kísérleti kutatások eredményeinekfeldolgozása, az elméleti számítások,különösen a reaktorfizikai, részecskefi-zikai, elméleti magfizikai kutatások fo-lyamatosan nagy számítástechnikai igé-nyeket támasztottak. A KFKI ezért akezdetektõl arra törekedett, hogy nagyteljesítményû, nagy kapacitású számító-gépei legyenek. Jelentõs fejlesztõmunkais folyt. A KFKI a hazai élvonalat képvi-selte a hálózati hardver- és szoftveresz-közök fejlesztésében és a hálózatépítés-ben. 1960-ban a két importált szovjetURAL I. számítógép egyike a KFKI-bakerült. 1966-ban helyezték üzembe azangol gyártmányú ICT 1905 számítógé-pet, az ország az idõben legnagyobb szá-mítógépét. Jelentõsen hozzájárult a szá-mítástechnikai kultúra hazai elterjedésé-hez, igen sokan ezen ismerkedtek meg aszámítógépekkel, a felhasználók közöttvoltak budapesti és vidéki egyetemek,kutatóintézetek, egyéb szervezetek.1973-tól az intézetben egymást követõ-en több, IBM 360/370 kompatibilis gépmûködött, ezek hozzájárultak az IBM-kultúra elterjedéséhez. A saját fejleszté-

83A Természet Világa 2006/I. különszáma

A Központi Fizikai Kutatóintézet

Látogatók a ZR-6 modellreaktornál.Középen fehér köpenyben SzatmáryZoltán, tõle jobbra: Osztrovszki György,Szabó Ferenc és Pál Lénárd

A KFKI tokamakberendezése (1985)

TVFizika79-84.qxd 2006. 01. 24. 13:06 Page 83

sû TPA gépek már az ICT 1905 mellettmegjelentek a számítóközpontban, a kis-gépek elsõsorban elõfeldolgozást végez-tek. Interaktív szövegszerkesztõ és jobelõkészítõ programrendszert dolgoztakki, ez volt az elsõ ilyen mûködõ rendszera KGST-országokban. A lokális hálózatirendszerek fejlesztése a LOCHNESS(Local Highspeed Network System)rendszerrel indult meg. 1981-tõl telefon-vonalon történõ adatátvitel, 1985-tõlmûholdas adatátviteli rendszer mûkö-dött a KFKI és a moszkvai ÛrkutatásiIntézet között. Az 1988—1990-es évek-ben kiépült a lokális Ethernet hálózat, azelsõ nagyméretû Ethernet hálózat az or-szágban, mintegy 300 géppel.

Sokféle méréstípusnál visszatérõ fel-adat az elektronikus jelek nagyság (amp-litúdó) szerinti szétválogatása, a jelek el-oszlásának rögzítése. Ezt a feladatot vég-zik el a sokcsatornás analizátorok. 1959-tõl elõbb 128, majd 256, illetve 512 csa-tornás analizátorokat építettek. A KGST-ben Magyaroszágé lett az analizátorfej-lesztési és -gyártási profil. A sokcsator-nás analizátorok fejlesztésének, építésé-nek folytatásaként logikus lépés volt szá-mítógép-építéshez kezdeni.

A Digital Equipment CorporationPDP—8 számítógépének megjelenéseután a KFKI-ban Sándory Mihály veze-tésével hozzákezdtek a PDP-vel csakutasításrendszerében kompatibilis, desaját fejlesztésû áramkörökre épülõ szá-mítógép megalkotásához. Az 1968-ra el-készült elsõ számítógép a Tárolt Progra-mú Analizátor (vagy Adatfeldolgozó)nevet kapta, mert a hivatalos szerveknem a KFKI feladatának szánták a szá-mítógép-építést. A TPA—1001 12 bitszóhosszúságú, 4 k szó operatív tároló-val rendelkezõ tranzisztoros, másodikgenerációs kisszámítógép volt. A kisszá-mítógép sikert aratott, megindult a soro-zatgyártása a KFKI-ban. Ezzel párhuza-mosan hozzákezdtek a következõ gene-rációs gépcsalád fejlesztéséhez. Az al-

katrész-technológiák gyors ütemû fejlõ-dését követve egyre korszerûbb eszkö-zök felhasználásával tervezték az újabbtípusokat. A KFKI-ban 1974-re készültel az elsõ 16 bites gép, a TPA—70, ez aBogdány János vezetésével épített gépsaját hardver- és szoftverkonstrukcióvolt. A DEC 32 bites VAX és MikroVAXgépeinek a TPA-másolatai is elkészül-tek, majd saját fejlesztéssel növeltékmeg a gép sebességét. A KFKI számítás-technikával foglalkozó szakemberei anyolcvanas évek közepétõl egyre inkábba szoftverfejlesztés, az alkalmazások, arendszerintegráció felé fordultak. 1989-ben, az embargó megszûntével, a ma-gyar piacon is megjelentek az eredetiDEC gépek, a DEC 1990-ben közös vál-lalatot alapított a KFKI-val.

A számítógépek megjelenése lehetõvétette a laboratóriumi vagy ipari mérésiadatok közvetlen feldolgozását, és meg-fordítva, a mérések, az ipari folyamatokszámítógépes vezérlését. Nemzetköziszervezet alakította ki a CAMAC szab-ványrendszert, egységesítették a valósidejû adatgyûjtõ, ellenõrzõ, szabályozóperifériák és a számítógépek illesztését.A KFKI-ban összesen 160 különbözõCAMAC-modult fejlesztettek ki és al-kalmaztak, Európában elsõként készítet-tek ipari környezetben alkalmazhatóCAMAC-modulokat. A nagyszámúelembõl álló modulválaszték tette lehe-tõvé, hogy a KFKI sokféle, nagyon elté-rõ számítógépes feladat megoldásáravállalkozzon, a legnagyobb megépítettrendszer közel 1500 CAMAC-modulttartalmazott

A KFKI kezdettõl fogva arra töreke-dett, hogy ne pusztán számítógépeket ál-lítson elõ és adjon el, hanem a számító-gépek felhasználásával feladatokat old-jon meg. Ezért volt szükség többfélegéptípus, gépcsalád kialakítására, ahardverfejlesztés és -építés mellett jelen-tõs szoftverfejlesztés is folyt. Elsõ nagyalkalmazási területként a laboratóriumimérésautomatizálás fejlõdött ki, Biri Já-nos irányításával. Nagy volt az igény ésaz érdeklõdés, a szocialista országokkalkialakított tudományos együttmûködés-ben igen értékes fizetõeszköznek, „cse-retárgynak” bizonyultak a KFKI-s szá-mítógépes rendszerek, elsõsorban azNDK-ban és a Szovjetunióban. Az iparifolyamatellenõrzõ és folyamatvezérlõrendszerek elsõsorban a magyar gazda-ság kulcsfontosságú iparágai, nagyválla-latai számára készültek, de jelentõs ex-portmunkákat is végeztek VashegyiGyörgy vezetésével. A legjelentõsebbeka villamos erõmûvekben üzemelõ rend-szerek voltak. 1975-ben a százhalombat-tai hõerõmûben, a 215 MW-os blokkhoztelepített TPA/i számítógépre és CA-MAC-folyamatperifériákra alapozott

számítógépes mérõ, adatgyûjtõ és folya-mat-ellenõrzõ rendszer volt az elsõ iparikörnyezetben installált online rendszer.A Paksi Atomerõmû számítógépes rend-szerei a KFKI gazdag reaktorfizikai ésszámítástechnikai tapasztalatait ötvözveszülettek. Más rendszerek a gáz- és olaj-iparban csõvezetéki szállításokat, vasútiponttöltõket, tartályparkokat irányítot-tak. 1984-ben helyezték üzembe az Or-szágos Kõolaj- és Gázipari Trösztnél azországos földgázhálózat számítógépesirányítórendszerét, a siófoki központban150 nagynyomású elosztó-, ellenõrzõ ésfogadóállomás adatait dolgozták fel. Ezvolt az elsõ számítógépes gázhálózat-irányító rendszer a KGST- országokban,a rendszert a KFKI, a SZTAKI és azMMG Automatika Mûvek építette. Aharmadik fontos alkalmazási terület azügyvitel-gépesítés. Elsõsorban onlinetranzakciófeldolgozó rendszereket hoz-tak létre Karádi Pál irányításával. Azügyviteli munkafolyamat minden tranz-akcióját közvetlenül az ügyintézõi mun-kahelyekre kihelyezett számítógép-ter-minálok hajtják végre, a tranzakciókeredményei pedig azonnal — következ-ményeikkel együtt — bekerülnek a köz-ponti adatbázisba. Az ilyenfajta megol-dások már a nyolcvanas években nélkü-lözhetetlenek voltak bankokban, raktá-rakban, a kereskedelemben, az utazásiirodákban és a termelésirányításban. Ké-sõbb kialakították a Magyar Posta, a víz-ügy, a KSH meghatározott célú számító-gépes rendszereit. A legnagyobb ügyvi-teli rendszert a Központi Statisztikai Hi-vatal részére készítették a nyolcvanasévek második felében. A laboratóriumiés ipari alkalmazásoktól eltérõen az ügy-viteli alkalmazásoknál általában csak ahardvert és az alapszoftvert szállította aKFKI és elvégezte a rendszerintegrációt.

Négy évtizedes fennállása alatt aKFKI kiemelkedõen eredményes, orszá-gos kisugárzású, nemzetközileg elismertkutató-fejlesztõ intézet volt. Megszabottés vállalt feladatait teljesítette, volt mun-katársai ma is büszkék a KFKI-ban töl-tött éveikre.

A fizika százada84

Jéki László: A Központi Fizikai Kutatóintézet

A KFKI elsõ TPA számítógépe (1968)

A Paksi Atomerõmû tréningszimuláto-ra (1989)

TVFizika79-84.qxd 2006. 01. 24. 13:06 Page 84