CC BY
121
Страницы истории ТПУ
УДК 621.3.048
КАФЕДРА ТЕХНИКИ И ЭЛЕКТРОФИЗИКИ ВЫСОКИХ НАПРЯЖЕНИЙ ТОМСКОГО ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА
А.А. Дульзон, В.Я. Ушаков, В.В. Лопатин
Томский политехнический университет E-mail: [email protected]
История кафедры техники и электрофизики высоких напряжений показана через развитие научных исследований, совершенствование подготовки инженеров и кадров высшей квалификации, а также через эволюцию подразделений ТПУ, зародившихся в недрах кафедры. Приведены основные результаты деятельности кафедры за 60 лет.
Интенсивное восстановление и дальнейшее развитие народного хозяйства страны после Великой Отечественной войны нуждалось во все возрастающих объемах электрической и тепловой энергии. Принятая еще в плане ГОЭЛРО государственная стратегия централизованного энергоснабжения потребителей, предусматривающая строительство крупных электростанций и передачи электрической энергии удаленным потребителям по линиям электропередач высокого напряжения, потребовала большого количества специалистов, способных проектировать и эффективно эксплуатировать такие системы. Вузы азиатской части СССР до середины 40-х гг. прошедшего столетия не вели подготовку специалистов-высоковольтников, а научные исследования по данной проблематике носили фрагментарный и спонтанный характер.
Сказанное и послужило стимулом к открытию 12 марта 1946 г. в Томском политехническом институте кафедры техники высоких напряжений (ТВН), рис. 1.
Коллектив кафедры во главе с профессором, доктором физико-математических наук А.А. Воробьевым приступил к подготовке инженеров специализации «Техника высоких напряжений», которая в 1955 году была преобразована в специальность «Техника высоких напряжений». Кафедрой ТВН руководили: А.А. Воробьев (1946-1958 гг.), И.И. Каляцкий (1958-1966 гг. и 1980-1997 гг.), А.А. Дульзон (1967-1974 гг.), В.Я. Ушаков (1974-1980 гг.), В.В. Лопатин (с 1997 г.).
С момента основания кафедра взяла курс на тесное совмещение учебной и научной деятельности. Последняя развивалась как в направлении фундаментальных исследований, так и в направлении прикладных работ народнохозяйственного значения.
Уже с первых шагов стали вырисовываться специфические черты формирующейся научно - педагогической школы томских высоковольников: широкий фронт исследований, сильная ориентация на физику. Несомненно, обе особенности связаны с личностью основателя и руководителя кафедры. (В это время А.А. Воробьев был ректором ТПИ). Физик по образованию (выпускник Томского госуниверситета) и по научной родословной (ученик П.С. Тартаковского, который, в свою очередь, был учеником А.Ф. Иоффе), А.А. Воробьев в энергетическую специальность - ТВН - внес мощную физическую компоненту с фундаментальной и прикладной составляющими. Широта его натуры, разнообразие научных интересов, особенно ярко проявившиеся в последующие десятилетия, позволили коллективу кафедры стать родоначальником многих научных направлений, развиваемых в Томском политехническом институте. Фундаментальные исследования в области диэлектриков и полупроводников, ускорительной и ядерной физики позволили создать известную в Советском Союзе и за рубежом школу физиков ТПИ. Усилиями А.А. Воробьева, В.Н. Титова, М.Ф. Филиппова, К.С. Гришина в 1948 г. на кафедре техники высоких напряжений был построен и запущен в работу один из первых в стране малогабаритных бетатронов. В значительной степени именно работы сотрудников кафедры явились основанием для открытия в 1950 г. нового в институте физико-технического факультета и научно-исследовательского института ядерной физики при ТПИ (1958 г.).
Именно в НИИ ЯФ при ТПИ были успешно продолжены работы по пробою вакуума и газов, начатые на кафедре ТВН. В 1961 г. аспирант кафедры Г.М. Кассиров (ныне доктор техн. наук, зав.
Рис. 1. Коллектив кафедры ТВН первого состава. Первый ряд слева направо: Е.К. Завадовская (в будущем д.ф.-м.н, проф., директор НИИ радиационной физики при ТПИ), А.А. Воробьев (ректор ТПИ в 1944-1970 гг.), В.К. Щербаков (в последствии д.т.н., проф., директор СибНИИ Энергетики, г. Новосибирск), Н.Б. Богданова (в последствии д.т.н., с.н.с, ЭНИН им. Г.М. Кржижановского). Во втором ряду крайний слева К.С. Гришин (в последствии к.т.н, доц., зав. каф. ТВН Новосибирского электротехнического института)
лаб. НИИ ВН) начал исследования наносекундно-го вакуумного пробоя, которые были, по существу, пионерными в СССР. Они позволили установить основные временные характеристики и количественные данные об электрической прочности технического вакуума при временах до 10-8...10-9 с. В последующем эта тематика получила бурное развитие под руководством Г.А. Месяца (выпускника каф. ТВН 1958 г.), вначале в НИИ ядерной физики при ТПИ, а затем в институте сильноточной электроники СО АН СССР. Были установлены фундаментальные физические закономерности вакуумного пробоя, а явление взрывной эмиссии зарегистрировано как научное открытие.
Позднее в НИИ высоких напряжений выполнены исследования механизма пробоя и электрической прочности больших (до 0,15.0,20 м) вакуумных зазоров применительно к задачам проектирования высоковольтных сильноточных вакуумных диодов и других вакуумных систем высоковольтной электрофизической аппаратуры (Г.В. Смирнов, А.А. Емельянов, Б.К. Ясельский, Ф.Г. Секисов, Г.П. Кокаревич, В.Н. Чекрыгин и др.). На основе этих исследований создан ряд уникальных установок и элементов, таких, например, как микросекундная электронная пушка на 3 МэВ, электронная пушка с радиально сходящимся пучком и др.
Не были забыты и потребности электроэнергетики. Сотрудники кафедры решали проблемы, связанные с работой электроустановок в суровых климатических условиях Сибири, старением, дефектоскопией и профилактикой изоляции энергосистем, электрической прочности изоляционных конструкций. Исследования свойств твердых и жидких диэлектриков при низких температурах привели к открытию новых физических закономерностей, анализ которых позволил найти меры борьбы с аномально высокой вязкостью изоляционных масел во время зимних холодов и способы увеличения мощности трансформаторов в зимний период. Эти исследования получили высокую оценку Главэнер-го и нашли применение в энергосистемах Сибири.
Позднее (в 70-е - 80-е гг.) энергетическая тематика на кафедре ТВН была представлена исследованиями поведения изоляции воздушных ЛЭП, работающих в экстремально сложных климатических условиях полуострова Мангышлак (Г.Е. Куртенков, доцент кафедры и В.Г. Казеев, выпускник кафедры 1962 г.), а также изучением параметров грозовой деятельности на территории Западной Сибири и Казахстана и разработкой мер по повышению надежности распределительных сетей среднего класса напряжения (В.А. Раков, В.Г Домашенко, Ф.А. Гиндулин, В.П. Горбатенко, В.П. Ажермачева, Д.В. Шелухин,
Р.Ф. Есипенко, Н.Г. Иванова, В.И. Потапкин и др.). Востребованность этой тематики привела к созданию в НИИ ВН соответствующей лаборатории (создатель и руководитель А.А. Дульзон) в начале в составе отдела № 10 (см. ниже), а затем в качестве самостоятельной лаборатории.
Рис. 2. Подвесной генератор импульсных напряжений эта-жерочной конструкции на напряжение 3 МВ и энергию 55 кДж (сооружен в 1959 г. из элементов производства фирмы Тин, ГДР)
В 1955-1959 гг. в Томском политехническом институте создана высоковольтная лаборатория кафедры техники высоких напряжений. В ней, наряду с промышленными образцами высоковольтных испытательных аппаратов и установок, размещались уникальные высоковольтные установки, созданные сотрудниками кафедры ТВН. К примеру, генератор импульсных напряжений (ГИН) на 3 МВ подвесной конструкции, позднее - ГИН с аналогичными параметрами лестничной конструкции, рис. 2 и 3. По уровню используемых напряжений высоковольтная лаборатория кафедры долгое время оставалась уникальной для Сибири и Дальнего Востока. Лаборатории кафедры были оснащены и другим уникальным высоковольтным оборудованием, измерительной и регистрирующей аппаратурой - каскадом трансформаторов на 1 МВ, рядом
установок для получения постоянных, переменных и импульсных напряжений от единиц до сотен киловольт, рис. 4. К услугам исследователей - кило-вольтметр на 300 кВ, скоростные фоторегистраторы, теневые установки для исследования разряда и ударных волн, электронно-оптические преобразователи, широкополосная осциллографическая аппаратура с временным разрешением до 10-10 с.
Рис. 3. ГИН лестничной конструкции на напряжение 3 МВ и энергию 45 кДж (сооружен в 1982 г. под руководством В.М. Муратова из элементов отечественного производства)
Рис. 4. Каскад трансформаторов 3x330 кВ наружной установки (производство фирмы TUR, ГДР)
На базе прогрессивной экспериментальной техники и новых научных методов проведения эксперимента, разработанных сотрудниками кафедры, в 50-х годах прошлого века развернулись исследования по физике пробоя диэлектриков. В частности, было исследовано влияние на электрический про-
бой твердых диэлектриков рентгеновского излучения, примесей, материала электродов, механической нагрузки, температуры, конфигураций электрического поля и других факторов. Результаты этих исследований послужили одним из первых экспериментальных подтверждений гипотез об электронном механизме электрического пробоя твердых диэлектриков. В этих работах, проводимых под руководством профессора А.А. Воробьева, активное участие принимали Е.К. Завадовская, Г.А. Воробьев, И.И. Каляцкий, А.М. Трубицын, К.К. Сончик, В.А. Кострыгин, В.С. Дмитревский, В.Д. Кучин,
A.В. Астафуров, А.Т. Чепиков, М А. Мельников, Н.М. Торбин, А.Ф. Калганов, Г.А. Андреев и другие.
Основные научные результаты этих работ могут быть сведены к следующему:
1) экспериментально доказана обусловленность, при определенных условиях, электрического пробоя твердых диэлектриков ударной ионизацией электронами;
2) разработана физическая картина электрического пробоя диэлектриков, которая привлекла внимание специалистов во многих странах; экспериментально подтверждено явление электрического упрочнения диэлектриков в тонких слоях. Эти результаты имеют большое значение не
только для физики диэлектриков и физики искры, но и получили широкое практическое применение при создании сверхминиатюрных радиоэлектронных приборов, детекторов излучений и др.
Параллельно развитию научных работ по изучению природы электрического пробоя диэлектриков на кафедре ТВН с 50-х годов ведутся поиски по целенаправленному применению электрических явлений в твердых диэлектриках и полупроводниках для их разрушения и обработки. Большой вклад в развитие этих работ на различных этапах внесли сотрудники и аспиранты кафедры А. А. Воробьев, Г.А. Воробьев, И.И. Каляцкий, А.Т. Чепиков, Ю.Б. Фортес, А.Г. Синебрюхов, А.А. Дульзон,
B.Я. Ушаков, Ю.Н. Леонтьев, Б.В. Семкин,
B.И. Курец, Л.Л. Игнатенко, В.Ф. Панин, Н.Ф. По-бежимов, В.Ф. Важов, В.М. Зыков, А.И. Лимасов,
C.Я. Рябчиков, Ш.Т. Кленин, А.Ф. Усов, В.Т. Казуб, Н.А. Седов и другие. На базе этих работ в 1960 г. в ТПИ создана проблемная лаборатория «Кедр», которая в 1968 г. преобразована в госбюджетный НИИ высоких напряжений. С первого дня создания института выпускники и воспитанники кафедры - неизменные его руководители и исполнители.
Работы в области электротехнологии стимулировали развитие на кафедре новых физических исследований и технических разработок.
В частности, сотрудники кафедры и ее выпускники В.С. Баранцев, Р.Э. Клейн, В.Н. Сафронов, Ю.Б. Фортес, А.Г. Синебрюхов, В.И. Курец под руководством И.И. Каляцкого разработали и построили целый ряд технологических генераторов импульсов высокого напряжения с частотой до 30 имп/с.
Аспиранты и сотрудники кафедры и НИИ ВН В.Г. Сотников, И.И. Сквирская, Г.Е. Куртенков, В.Ф. Важов, Б.В. Шмаков и др. под руководством В.С. Дмитревского вели поиск и исследования диэлектрических свойств изоляционных материалов, пригодных для применения в породоразрушающих инструментах высоковольтных технологических установок.
Физические исследования проводились по трем направлениям: физика пробоя жидких, твердых и газообразных диэлектриков, изучение явления электрического взрыва проводников и изучение электрической искры в конденсированных средах как источника механических возмущений.
Под руководством доцента кафедры В.Я. Ушакова в 1966-1967 гг. были развернуты исследования импульсного электрического пробоя жидкостей на основе оригинальных методов с использованием новейшей экспериментальной аппаратуры (В.В. Багин, С.В. Ким, О.П. Семкина, В.В. Лопатин, В.А. Бутенко, В.М. Муратов, В.П. Черненко,
H.К. Капишников, В.Р. Кухта, П.Г. Петров, И.Н. Гаврилов, М.Д. Носков, О.И. Плешков, Д.Б. Чепин и др ). Результаты работ по пробою жидкостей в течение первого десятилетия кратко можно сформулировать следующим образом:
I. Получены основные электрофизические характеристики и предложен феноменологический механизм длинной искры в жидкостях.
2. Созданы основы и принципы конструирования и расчета изоляции высоковольтных наносе-кундных устройств.
В развитие работ кафедры по физике электрического пробоя твердых диэлектриков в 1968-1972 гг. Ю.И. Кузнецов выполнил исследования пространственно-временных картин разряда в прозрачных твердых диэлектриках с помощью электронно-оптической аппаратуры. Результаты этих исследований послужили экспериментальной основой новой модели развития импульсного пробоя твердых диэлектриков, развитой член-корр. РАН Ю.Н. Вершининым, которого на протяжении четырех десятилетий связывают тесные творческие отношения с кафедрой ТВН.
Исследования пробоя газов, начатые на кафедре ТВН в 1959 г., были ориентированы на электроимпульсную технологию - выяснение возможности электроимпульсной проходки скважин в среде сжатого газа (В.В. Кривко). Для этого были исследованы вольт-секундные характеристики газов, газовых смесей и паров при повышенных давлениях и температурах, имитирующих условия бурения сверхглубоких скважин.
Впоследствии работы по газовому разряду были продолжены в НИИ ВН под руководством Г.С. Коршунова с целью создания газонаполненных сильноточных искровых коммутаторов. Исследованы электрическая прочность и разрядные градиенты по поверхности различных твердых диэлектри-
ков в газах различного состава в зависимости от ряда влияющих факторов: давления, материала и конфигурации электродов, количества и энергетических характеристик предшествующих пробоев и др. Выяснено влияние этих факторов на временную стабильность и условия искрового и лазерного инициирования пробоя в искровых коммутаторах.
Оптимальные конструкции изоляционных элементов и составы газовых смесей, выбранные на основе результатов этих исследований, позволили разработать искровые коммутаторы на напряжение до 2,5 МВ, обладающие малой собственной индуктивностью срабатывания, широкой зоной неперестраи-ваемой работы (В.В. Устюжин, Ю.Ф. Свиридов, С.Б. Евлампиев, М.Т. Пичугина, В.М. Пайгин, и др.).
Работы по исследованию электрического взрыва проводников, выполненные под руководством М.А. Мельникова Ю.А. Котовым, Т.Н. Барченко, А.И. Гаврилиным, В.Б. Шнейдером, В.М. Викторенко, В.А. Доценко и др., оказались настолько плодотворными, что послужили основой для организации в ТПИ новой профилирующей кафедры «Прикладная физика».
Работы по изучению механических возмущений, возникающих вокруг искры, расширяющейся в твердом диэлектрике, выполнялись под руковод-
ством доцента кафедры Б.В. Семкина. Эти работы позволили поставить ряд новых интересных задач по изучению искры в конденсированных средах и приступить к их решению: вопросы физического моделирования групповых взрывов, изыскание путей достижения минимальной энергоемкости хрупкого разрушения тел под действием импульсных нагрузок и др. (Б.Г. Шубин, С.С. Пельцман, Н.Т. Зиновьев, Ж.Г. Тамбаев, Б.С. Левченко,
A.П. Кривоносенко, В.В. Буркин и др.).
Вопросами физических основ и технической
реализации дробления и фрагментации диэлектрических материалов и изделий занималась группа сотрудников НИИ ВН и аспирантов кафедры ТВН во главе с В.И. Курцом (Э.Н. Таракановский, Г.Л. Лобанова, Н.М. Волкова, Т.И. Алексеева,
B.С. Шишкин, Г.П. Филатов, Ю.В. Волков и др.).
Широкие исследования в области электротехнологии позволили подготовить высококвалифицированные кадры и создать материально-техническую базу для организации на кафедре ТВН подготовки инженеров по специальности «Инженерная электрофизика» со специализацией «Электрофизические методы обработки и разрушения материалов». С 1966 по 1988 гг. по этой специальности подготовлено более 400 инженеров.
Рис. 5. Сотрудники отдела № 10 НИИ ВН, включавшего с 1972 по 1982 гг. кафедру ТВН. Слева направо: Первый ряд: Н.Г. Иванова, В.П. Ажермачева, Л.Б. Бахметьева, В.Я. Ушаков, А.А. Дульзон, Р.Ф. Есипенко, Н.В. Соболева, Р.П. Дудкина. Второй ряд: А.Г. Синебрюхов, В.Р. Кухта, Г.Е. Куртенков, А.В. Астафуров, А.Л. Робежко, Ф.А. Гиндуллин, Ю.И. Кузнецов, В.И. Потапкин, В.А. Бутенко. Третий ряд: В.Г. Домашенко, В.П. Крыков, В.П. Телятников, М.М. Мавляутдинов, В.П. Черненко, В.В. Лопатин, В.А. Сурнин. Четвертый ряд: Н.К. Капишников, В.Ф. Важов, В.В. Рюмин, Я.Ф. Колесников, В.В. Ба-лалаев, В.М. Муратов (на снимке отсутствуют доцент Ю.Н. Леонтьев, ст. преподаватель Н.Б. Вишневецкая, учебный мастер З.А. Немченко)
Для того, чтобы поддержать вновь созданный в 1965 г. электрофизический факультет, две старых и крепко стоящих на ногах кафедры - техники высоких напряжений и промышленной электроники -были переведены соответственно с ЭЭФ и АВТФ на новый факультет.
Дальнейшая интеграция кафедры ТВН с НИИ ВН в деле подготовки кадров и выполнения научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ позволила в порядке эксперимента ввести в 1972 г. кафедру ТВН в состав НИИ ВН. Директор НИИ ВН (профессор В.Я. Ушаков) был одновременно зав. кафедрой ТВН и зав. отделом № 10 НИИ ВН (заместителями зав. кафедрой последовательно были В.В. Лопатин и Г.Е. Куртенков), рис. 5. Последний включал в себя собственно кафедру и четыре вновь созданных лаборатории, которыми руководили бывшие преподаватели кафедры (А.А. Дульзон, В.В. Лопатин и В.М. Муратов) и действующий преподаватель (В.Ф. Важов). Об этом интересном опыте было рассказано в статье И.И. Каляцкого, В.Я. Ушакова и Г.Е. Куртенкова «Кафедра в составе вузовского НИИ» // Вестник высшей школы. - 1979. - № 8. - С. 33-35.
Такое объединение позволило более активно вовлекать в науку как преподавателей, так и студентов кафедры.
Результаты исследований, проводимых в области высоковольтного испытательного и электрофизического оборудования и измерений, физики пробоя диэлектриков и электроизоляционной техники, грозозащиты, электрофизических методов обработки и разрушения материалов, использовались при чтении лекционных курсов: «Высоковольтное испытательное оборудование и измерения», «Физические основы ТВН», «Основы инженерной электрофизики», «Перенапряжения в энергетических системах», «Высоковольтная изоляция», «Электрофизические методы обработки и разрушения материалов» и при проведении лабораторных и практических занятий по этим курсам. Лекции читали преподаватели и сотрудники НИИ ВН, проводившие исследования по соответствующим научным направлениям.
Работа преподавателей кафедры в составе НИИ облегчала ориентировку всего коллектива на более широкое и всестороннее участие в подготовке инженерных кадров. Можно утверждать, что в коллективе был создан такой психологический климат, при котором сотрудники считали участие в подготовке специалистов своим служебным долгом. Руководство НИИ постоянно уделяло внимание вопросам качества подготовки инженеров, эти вопросы обсуждались на совете НИИ, в общественных организациях. В каждом подразделении НИИ были ответственные за работу со студентами, осуществлявшие связь с кафедрой и контролировавшие работу студентов в своем подразделении.
Кафедра ТВН в числе первых ввела кураторов учебных групп на всех пяти курсах, что стало воз-
можным только благодаря привлечению к этой работе научных сотрудников НИИ, проявляющих наибольшую склонность к работе со студентами. Наличие куратора как постоянного звена в цепи «группа-кафедра» позволило построить воспитательную работу как целенаправленную реализацию процесса комплексного воспитания, гибко менять методы и акценты в воспитательной работе среди студентов разных курсов.
Положительным результатом объединения можно считать и индивидуализацию процесса обучения при проведении УИР, производственных и преддипломных практик, курсового и дипломного проектирования, так как число старшекурсников было сопоставимо с числом высококвалифицированных сотрудников НИИ, т.е. под руководством сотрудника НИИ работали один-два студента. Руководитель - штатный сотрудник НИИ - постоянно находился на рабочем месте, и студент всегда мог получить консультацию, деловой совет, конкретную помощь. Да и темы студенческих работ в этом случае становились более конкретными и реальными.
Как правило, начиная научную работу на III курсе, студенты продолжали развивать свою тему в период практик, при выполнении курсовых и дипломных заданий. На 90...95 % темы дипломных работ и проектов выполнялись по конкретным заданиям, связанным с тематикой НИИ. Это повышало ответственность и заинтересованность студентов в выполнении порученной им работы. Плодотворными были и ежегодные студенческие конференции, где присутствовали руководители лабораторий, ведущие научные сотрудники, инженеры. В научной работе студент сознавал свою личную причастность к решению ответственных задач, стоящих перед научным коллективом. Те, кто проявлял способности в учебе и научной работе, переводился на обучение по индивидуальному плану, в частности, с целью их дальнейшего использования на исследовательской работе в НИИ.
Все эти факторы в сочетании с индивидуализацией УИР, практики и проектирования привели к заметному росту научного уровня и практической значимости студенческих работ. Студенты являлись соавторами статей и научно-технических отчетов, членами групп, получающих авторские свидетельства на изобретения. Больше студентов стало участвовать в конкурсах, и возросло число работ, отмечаемых на них.
Приход в 1980 г. к руководству вузом новой команды (И.И. Каляцкого на посту ректора сменил И.П. Чучалин) был ознаменован дальнейшим движением по пути объединения образовательных и научных подразделений. Были созданы более полутора десятков учебно-научных объединений, в том числе три учебно-научных комплекса в составе НИИ ЯФ-ФТФ, НИИ ИН-ЭФФ и НИИ ВН-ЭЭФ. (Еще одно объединение - учебно-научно-производственный комплекс (УНПК «Кибернетика») - формировалось с самого начала, т.е. с момента создания в
ТПИ кибернетического центра). С большим или меньшим успехом вновь созданные объединения проработали до начала радикальных изменений во всех сферах жизни страны, включая высшую школу.
Еще раньше (в 1981-1982 гг.) отдел № 10 НИИ ВН распался на 5 самостоятельных подразделений - кафедру ТВН в составе факультета автоматики и электроэнергетики и 4 лаборатории в составе НИИ ВН, возглавляемые А.А. Дульзоном, В.В. Лопатиным, В.М. Муратовым и С.Г. Боевым. Здесь сказались и кадровые перестановки, и естественный «вырост из коротких штанишек» коллективов и руководителей лабораторий.
Многие добрые традиции и добрые дела высо-ковольтников ТПУ (ТПИ) сохранились и до настоящего времени, но многое и утрачено. К сожалению, не все изменения в судьбе нашей страны имели положительные последствия. Очень серьезный ущерб они принесли и «тандему» НИИ ВН-кафедра ТВН. Сыграл свою отрицательную роль и фактор старения кадров.
Судьба бросила вызов российской науке и высшей школе, научно-педагогическим коллективам. Немало тех, кто не выдержал испытания, немало коллективов, которые прекратили существование или влачат полунищенское существование. Но вы-соковольтники ТПИ (ТПУ) и в новых условиях сумели правильно сориентироваться, осуществили конверсию умно, освоили рыночные отношения, а прозрачность границ с дальним зарубежьем используют для реализации накопленного научного багажа.
Высокая оценка вклада А.А. Воробьева, рис. 6, как ректора ТПИ и основателя высоковольной школы, и заслуг перед вузом представителей этой школы со стороны ректора ТПУ профессора Ю.П. Похол-кова проявляется не только в моральной поддержке, но и в конкретных делах. Так, например, при финансовой поддержке Ю.П. Похолкова начаты ремонт и реконструкция высоковольтного зала. О масштабах и стоимости этих работ можно судить по размерам зала: ширина 25 м, длина 25 м, высота 17 м.
В качестве основных итогов 60-летней деятельности кафедры ТВН, в том числе 38-летнего единения с НИИ ВН, являются: около 1500 инженеров по специальности 0314 «Техника высоких напряжений» и 0645 «Инженерная электрофизика», 15 докторов и более 120 кандидатов наук.
Результаты научных исследований сотрудников кафедры ТВН и НИИ высоких напряжений обобщены в многочисленных статьях и в целом ряде монографий, учебников и учебных пособий, среди которых: «Техника высоких напряжений» (1945 г.), «Сверхвысокие электрические напряжения» (1955 г.), «Техника формирования высоковольтных наносекундных импульсов» (1959 г.), «Высоковольтное испытательное оборудование и измерения» (1960 г.), «Грозозащита линий электропередач» (1966 г.), «Расчет и конструирование высоковольтной изоляции» (1967 г.), «Грозозащита подстанций» (1970 г.), «Импульсный пробой и разрушение диэлектриков и горных пород» (1971 г.), «Импульсный электрический пробой жидкости» (1975 г.),
Рис. 6. Чествование 80-летия со дня рождения основателя кафедры ТВН профессора А.А. Воробьева. На трибуне - аспирант юбиляра (1950-1953 гг.), проректор по НР ТПИ (1967-1981 гг.), профессор В.А. Москалев, за столом - аспирант юбиляра (1962-1965 гг.), профессор, проректор по НУ ТПУ (1992-2001 гг.) В.Я. Ушаков
«Электрический взрыв в конденсированных средах» (1979 г.), «Переходные процессы в установках электроимпульсной технологии» (1987 г.), «Электрическое старение и ресурс монолитной полимерной изоляции» (1988 г.), «Перенапряжения в сетях 6-35 кВ» (1989 г.), «Радиационное накопление заряда в твердых электроизоляционных материалах и методы его диагностики» (1990 г.), «Изоляция установок высокого напряжения» (1994 г.), «Основы электроимпульсного разрушения материалов» (1995 г.), «Основы проектирования изоляции высоковольтного оборудования» (1999 г.), «High-Voltage Engineering» (2001 г.), «Электроимпульсная дезин-
теграция материалов» (2001 г.), «История и современные проблемы энергетики и высоковольтной электрофизики» (2004г.), «Insulation of High-Voltage Equipment» (2004 г.), «Пробой жидкостей при импульсном напряжении» (2005 г.), «Electrical Power Engineering and Pulsed Power (History, main problems and methods of their solution)» (2005 г.).
Высоковольтники Томского политехнического института были инициаторами и организаторами проведения в Томске семи Всесоюзных конференций и совещаний по физике пробоя диэлектриков, высоковольтной технике и электроимпульсной технологии.
УДК 621.311.25:621.039
ИЗ ВОСПОМИНАНИЙ УЧАСТНИКА ЛИКВИДАЦИИ ПОСЛЕДСТВИЙ ЧЕРНОБЫЛЬСКОЙ КАТАСТРОФЫ ПОЛКОВНИКА А.Ф. ЧЕМЕРИСА
А.Ф.Чемерис
Томский политехнический университет E-mail: [email protected]
В статье приведены воспоминания участника ликвидации последствий Чернобыльской катастрофы 26 апреля 1986 г. начальника района № 3 Минсредмаша СССР с мая по июль 1986 г. полковника Анатолия Федоровича Чемериса, ныне зам. проректора по административно-хозяйственной работе ТПУ.
Вводная часть
Прибыв в г. Киев в мае 1986 г., мы увидели сосредоточенные лица, все одетые в темное, отсутствие детей на улицах, общая настороженность ... Наша «Латвия» катила в Чернобыль; навстречу шли колонны автомобилей с людьми, скотом, вещами, оборудованием. У всех людей лица были напряженные, неуверенные, как у беженцев 1941 г. -это были самые запоминающиеся моменты, остававшиеся у меня в памяти.
В Чернобыле нас встретила необычная тишина. Складывалось впечатление, что мы попали на необитаемую планету.
Миллиарды микрочастиц изотопов размером менее одного микрона создали радиационное поле, в котором трудно было дышать. И только полная самоотдача и сверхусилия человека помогли выполнить поставленные перед нами задачи. Помогала и уверенность, которую вселил нам в души Ефим Павлович Славский, в том, что топливо реактора не взорвется. Мы постоянно искали и находили лучшие варианты по ликвидации аварии, превращали их в единую систему. Летчики не допустили ни одной тучи к реактору с мая по декабрь 1986 г. Большинство туч, которые прошли во время взрыва и после него были найдены и обезврежены. Все притоки реки Припять были закрыты дамбами в объеме более 5 млн м3 грунта. Вокруг станции стоки перегородили стеной из монолитного бетона
шириной - 700 мм, глубиной - 30 м и длиной более 2 км. Под разрушенным реактором возвели бетонную плиту с системой охлаждения, т.е. защитили днище от возможной утечки топлива.
Рис. 2. На пути в Чернобыль. Май 1986 г. Слева направо: Владимир Алиферов, Анатолий Чемерис, Анатолий Пичугин, Владимир Зайков
Наши советские специалисты, работавшие на ликвидации аварии, освоили метод поддержания уровня дезактивации и воздвигли биологические стены саркофага (со всех сторон разрушенного реактора) в объеме 475 тыс. м3 монолитного железобетона, восстановили систему ВСРО (вентиляционная система радиационной очистки), чем добились радиационного уровня 11...13 мР на всей территории станции и все это за 5,5 мес.
Ефим Павлович Славский сказал нам: «Вы многое сделали для государства по ликвидации аварии, но нужно закрыть реактор к новому 1987 г.». Реактор был закрыт на месяц раньше намеченного срока к 1 декабря 1986 г. Во время ликвидации аварии я чувствовал поддержку всей страны, от ученого до простого рабочего. В оперативном отношении нам были подчинены все организации, находящиеся в 18 км зоне.
670 тыс. человек участвовали в ликвидации беды, но беду сделали специально подготовленные люди, которые воспользовались нашими слабыми сторонами: чувством наживы, бесхозяйственности, потерей бдительности, отсутствием технической и технологической дисциплины и т.д. Им удалось подорвать нашу экономику и вывести основной аппарат управления из активного участия в управлении государством, а затем разрушить Советский Союз.
Как это было
На территории АЭС имелось в начале три района - по оси "Ю" работал 1-й район - Челябинский, по оси "68" работал 2-й район - Красноярский и по оси "А" - работа 3-й район - Томский. Позднее был организован 4-й район по сооружению биологической стенки между блоками 3, 4 из числа ленинградцев. Каждый начальник района составлял мероприятия совместно с представителями науки, проектировщиков, исследователей, производственников, заказчиков. Все это увязывалось с ресурсами и многими комплектующими организациями. Затем рассматривалось министром Е.П. Славским и контролировалось его штабом, руководимым А.Н. Усановым. После утверждения министром все беспрекословно организовывали выполнение. Если находился лучший вариант, то в следующий приезд министра шло его рассмотрение, и если он был действительно лучшим вариантом, то принимался к исполнению.
По истечении лет многие стремятся возвысить роль той или иной организации, но в действительности, решения и ответственность всегда принимал министр, правда, только после обработки на персональной технике многих вариантов и коллективного обсуждения. Даже теперь, по истечении времени, мы редко находим вариант, который был бы лучше исполненных на АЭС.
Министр поручил нам организовать районы по сооружению "Саркофага". Хотя дышать еще было тяжело из-за сильного воздействия радиационного поля, мы дружно взялись за дело. Вскоре обнаружили, что обычными приемами и методами нам не справиться с задачей. Поэтому нашли комплексное решение. Сначала максимально направили усилия на очистку воздуха от радиационной пыли. Радиационное поле состояло из многих миллионов пылинок, каждая менее одного микрона, выброшенных из реактора при взрыве многих десятков изотопов, наработанных в реакторе за три года его работы. Эти «горячие» частицы подхватывались ветром, водой, транспортом и разносились по всей территории. Для очистки воздуха была подключена авиация, которая стала поливать местность латексом и сульфитоспир-товой бардой, что позволяло кроме очистки воздуха еще закреплять-связывать в виде пленки их на земле, то есть не давать ветру поднимать частицы в воздух. Все дороги, площадки очищались специальными автомашинами. ИМРами шла срезка верхнего слоя. Перекрывались все возможные стоки поверхностных вод, а также возводилась вокруг станции бетонная стена в грунте глубиной до 30 м, которая перекрывала все потоки грунтовых вод со станции в направлении реки Припять. В результате было перемещено несколько миллионов кубометров грунта и построено более 2 км бетонной стены в грунте. Все автодороги и площадки тщательно очищались мокрым и сухим методом от всех видов грязи.
Мы стремились создавать особые условия в той обстановке, где работали наши люди. Нужно было
Рис. 3. Основные генеральные руководители восстановительных работ. Май 1986 г. Слева направо: четвертый Е.В. Лыков, И.В. Рыгалов, министр Е.П. Славский, сотрудникЛАЭСС.М. Беляков (второй ряд), зам. министра А.Н. Усанов, В.П. Спе-
В.И. Илларионовым всю ночь искали варианты лучшего решения. Затем нашли оптимальный вариант, разработали его, к утру вышли первые чертежи. Со стороны оси "Л' мы решили задвинуть биологическую стену по существующим железнодорожным путям перекатки трансформаторов, а по оси "68" и "Ю" - укрупненные элементы стены опалубки перевозить автотранспортом.
Министру наш вариант понравился, и после согласования с заказчиком он был принят в производство. На другой день после принятия варианта в Киеве заказали изготовление пространственных блоков. Реакция украинского руководства и всего народа была очень оперативной. Уже на другой день мы получили сообщение о начале изготовления 4600 т специальных металлических профилей, а через сутки Крамоторский, Житомирский, Макеевский заводы сообщили нам о начале изготовления специальных пространственных блоков. Уже через 6 дней пошли первые тяжелогрузные автопоезда с этими конструкциями на первую сборочную площадку, расположенную у здания сельхозтехники г. Чернобыль. С поставкой этих изделий не было задержки до конца строительства. У нас еще не было строп и строповщиков, а машины с конструкциями пошли потоком. Спасибо шоферам, которые сами организовали разгрузку автопоездов.
Работа по укрупнительной сборке была поручена руководителю наших субподрядных монтажных организаций В.И. Рудакову. Этот спокойный,
ранский (второй ряд), А.Ф. Чемерис, В.П. Рудаков
создать дело, то есть закрыть блок № 4 сплошной железобетонной рубашкой до конца 1986 г., при этом нанести минимальный вред здоровью наших людей. Поэтому после глубокого анализа обстановки мы пришли к выводу, что необходимо дополнительно очищать воздух, дороги, здания в непрерывном потоке там, где работали люди.
Рис. 4. Е.К. Лигачев вручает заслуженную награду
После создания базы мы начали вести подготовительные работы к основному производству, к наступлению на разрушенный реактор. Проанализировав состояние дел в реакторе с Ю.В. Сивенцо-вым, В.Н. Мельником, Л.Ф. Богословским, мы с заместителем главного инженера ВНИИПЭТ
очень деловой руке водитель быстро организовал дело, поручив исполнение В.В. Мигунову, Ю.И. Тамовкину, которые организовали круглосуточную работу. Биологическая стена монтировалась на площадке против АБК-1. Вся бетонная площадка была тщательно очищена от радиационной грязи, поставлены сварочные посты, выполнено освещение.
Нужно отдать должное Н.А. Штейнбергу и А.Н. Мельнику, они успешно справились с этой сложной задачей. Биологическая стена быстро двигалась к блоку № 4 и через 30 мин. остановилась точно в тех точках, где было намечено ей стоять. У оси "68" был сделан специальный упор, который остановил состав. В это время ко мне подбежал оператор телевидения с просьбой придержать состав, чтобы он мог его заснять, но это было уже невозможно выполнить. Все мы ощущали первую победу, поэтому сняли респираторы и кричали "УРА!". В этот же день мы получили приветствие правительственной комиссии.
Радиационная обстановка после задвижки биологической стены улучшилась в десятки раз. Произошли эти события 10 июля 1986 г. С этого момента мы были уверены, что до конца года 4-ый блок будет закрыт. Ибо дальше шла сложная работа, но уже в технологическом потоке. Наступил подготовительный период бетонирования биологической стены. Первый этап предусматривал закачать 12400 кубометров бетона и тем самым создать надежное укрытие для работающих людей по созданию следующего уступа.
Между 2-м и 3-м блоками был сооружен пункт приема бетона, установлены бетононасосы, а так же был организован пункт перегрузки бетона. Работа шла круглые сутки по специальной дезактивации местности. Бетоном покрывалась вся площадь шириной 500 м. На одном метре снимался весь грунт, а затем 0,5 м засыпалось щебниной, а 0,5 м бетонировалось. Бетон шел с завода в тяжелогрузных машинах до пункта перегрузки, с пункта перегрузки в бетононасосах поступал на 2-й пункт перегрузки, который был расположен против блока № 1. Здесь бетон из бетоновозов перегружался в МАЗы. Машины с поднятым кузовом подъезжали в точку дезактивации, разгружали бетон и быстро уезжали. Так водители принимали меньшую дозу облучения.
Пробовали качать различными механизмами, но остановились на "Швингах". Эти насосы более всего нас удовлетворили, так как бетон необходимо было доставлять на расстояние более 500 м без человека. Замечательным инженером-технологом Н.Д. Дуляковым были подобраны специальные составы бетона, которые в трубах не схватывались в течение 3 ч в случае вынужденной остановки. С Н.Д. Дуляковым мы были хорошо знакомы еще в г. Томске, поэтому при встрече он сказал мне: "Фёдорович! Дай мне на полигоне то-то и то-то, я все подготовлю, у тебя дел и так много". И точно, в назначенное время у него все было готово.
14 июля начали качать первый бетон, конечно, были непредвиденные препятствия. Так вдруг стало падать давление в насосах. Тут же был вызван начальник УЭС В.С. Гендрих, который не мог объяснить причину сразу. Бетон мог схватиться в любой момент, поэтому ему досталось много неприятностей. Оказалось, что насосы заправлены зимним маслом, а на улице было более 30 градусов тепла. Заменив масло, которого тоже не было под рукой, мы все-таки уложились вовремя и начали качать бетон дальше.
Началась круглосуточная работа по сборке биологической стены. Длина стены была более 500 м, высота около 10 м. Каждые три часа менялись смены. Работа самих исполнителей была ограничена дозиметрическими нормами. Отдых и прием воды был организован в специальных бытовых помещениях.
На биологической стене сверху были смонтированы 12 бетоноводов из труб диаметром 133 мм, которые сваривались в сплошные плети. Затем трубы опускались по железнодорожным каткам до отметки 90 см, то есть до уровня подключения бетоново-дов. С боков биологической стены монтировались специальные шторки, выполненные из сетки «ра-битца». Шторки выполняли роль опалубки до уровня земли. Сверху стены монтировались камеры промышленного телевидения. А в это время шла подготовка трассы. Габариты биологической стены были больше, чем ширина железнодорожных платформ, поэтому нужно было убрать ограждение трансформаторов против блоков № 1, 2, 3, 4, железнодорожные платформы с грязными грузами и восстановить поврежденные пути против блока № 4.
Все эти подготовительные работы нужно было выполнять в крайне высоких радиационных полях. Поэтому для исполнения работ люди подбирались из числа добровольцев с высокой профессиональной квалификацией. Так уборку железнодорожных платформ образцово организовал Ю.Г. Жидков, а ограждений - В.А. Соронинский и Ю.А. Антух, сварку железнодорожных рельсов выполнил В.И. Гришко. Все эти работы выполнялись при нагрузке от 80 до 540 Р/час. К примеру, против блока № 4 лопнувший рельс нужно было демонтировать, затем целый смонтировать и все это в зоне 120 Р/час. Поэтому В.И. Гришко сварил рельсы специальными электродами с присадками, что позволило получить стык, выдерживающий нагрузку состава весом более 4600 т. Естественно, что если бы работы выполнялись обычным методом, пострадало бы много людей.
Накатку биологической стены мы провели двумя ИМРами. Вначале хотели паровозами, но после анализа и расчета убедились, что это будет нереально. Инженерный полк полковника А.А. Третины образцово организовал исполнение этой задачи. Правда, вначале, после первой подвижки, когда состав сошел с бетонной опоры на щебеночную, платформы сели в щебне до металлоконструкций опалубки. Состав остановился, начальники участ-
ка В.В. Масло, А.Г. Духанин подошли ко мне с вопросом, как быть дальше. Тут же было принято решение очистить щебень с правой и левой стороны состава вручную. Для очистки от щебня металлоконструкций была поставлена рота военных строителей с одной и с другой стороны. Они ломами, кирками, лопатами быстро расчистили путь. Затем снова два ИМРа начали толкать состав. Он двинулся с места сначала медленно, затем быстрее и быстрее. Мы планировали останавливать состав возле каждого блока АЭС, чтобы провести переключение фаз линии, но убедились, что любая остановка ведет снова к осадке состава в щебне. Поэтому дали задание всем службам эксплуатационного персонала выполнять работу на ходу.
28-го июля биологическая стена против блоков 3, 4 была забетонирована. Этим были созданы все условия для дальнейшего наступления на реактор.
По окончанию бетонирования биологической стены улучшилась радиоактивная обстановка. Первая смена заканчивала свой двухмесячный срок работы. Всех отличившихся мы награждали грамотами - правительственными и управления строительства. Первым приехал сменять руководителя стройки в конце июля Г.Д. Лыков. Мы были рады, что смена снова шла из Сибири.
Первая смена ликвидаторов улучшила в 102 раза радиационную обстановку на ЧАЭС, сделала подход к 4-му блоку, закрыла основные источники радиации биологической стеной высотой 9,8 м, создала базу жилья и производства.
Вторая смена вывела стены «Саркофага», третья смена смонтировала перекрытие, оборудование и создала систему радиационной очистки воздуха, что позволило на месяц раньше срока до ноября 1986 г. сдать в эксплуатацию «Саркофаг» и тем самым закрыть реактор 4-го блока.
Победа была огромной. Были спасены Россия, Европа и весь мир от радиационного загрязнения. Победу ковал весь советский народ! Особый вклад внесли замечательные руководители и организаторы производства: полковник К.С. Тыдыков, начальник района И.С. Черный, главный инженер полковник Ю.В. Николаев, В.Г. Поляков, А.Г. Петров, А.М. Макарычев, А.К. Максимов, А.Г. Духанин, В.В. Масло, А.С. Жуков, единственная женщина - руководитель целой службы управления строительства А. К. Гущина, А. И. Юдаков, В.П. Дмитриев, В.Н. Усов, В.Т. Воронин, О.В. Катков, С.К. Кривошеенко, многоопытные специали-
сты А.В. Сорочинский, Ю.Г. Жидков, А.М. Проскоков, В.М. Цуканов, Ю.А. Антух, А.В. Буренков, С.К. Шкуркин, В.В. Боков, В.И. Гришко, А.Е. Мя-чин и многие тысячи других профессионалов, а так же переданные нам два полка Минобороны - химических и инженерных войск, полк Минсредма-ша, десятки проектных, научно-исследовательских и опытно-производственных институтов, монтажных и специализированных организаций и т.д. Большой вклад внесли наши замечательные врачи. Спасибо Вам всем за неимоверно тяжкий труд, за верность делу и Родине. Здоровья Вам и сил в это непростое время!
Жалко, что героический труд чернобыльцев многими забыт. Нет сегодня целенаправленной работы по сохранению здоровья. Многие чернобыльцы стоят еще в очереди на получение жилья, хотя программа «жилье ликвидаторам» закончилась еще в 2001 г., не решены другие социальные вопросы, а жаль.
Более 2 тыс. томичей участвовало в ликвидации аварии. Вместе со мной поехало сразу 69 дозиметристов и специалисты разных направлений профессиональной деятельности. Многие из них были выпускники Томского политехнического университета: Безруков Михаил Анатольевич, Боков Анатолий Павлович, Вяткин Анатолий Петрович, Вершинин Владимир Александрович, Габеев Владимир Акимович, Гаврилов Алексей Андреевич, Галкин Андрей Валентинович, Ганус Виктор Алексеевич, Гуральник Георгий Герцович, Давитадзе Гиви Мур-тазович, Долгополов Юрий Васильевич, Компа-ниец Анатолий Григорьевич, Кондратенко Виктор Александрович, Можаров Александр Никитович, Плешаков Анатолий Николаеви, Соловьев Ростислав Иванович, Туманов Сергей Георгиевич, Филин Геннадий Васильевич и многие другие, со всех предприятий г. Томска - специалистов по ревизии, наладке, замене оборудования на 1-ом, 2-ом и 3-ем блоках, формировании эксплутационного персонала, т.к. параллельно с закрытием 4-го блока шла активная работа к пуску неповрежденных блоков.
Мы при поддержке Н.И. Рыжкова добились того, что нашему замечательному ученому В.П. Легасову было присвоено звание Героя России, а наши земляки из г. Северска установили мемориальную доску на доме, где он жил. Одновременно мы считаем своим долгом поставить во весь рост перед зданием Министерства памятник Ефиму Павловичу Славскому. Он заслужил это, будучи трижды Героем социалистического труда, более 30 лет успешно возглавляя Минсредмаш СССР.
