|
Е.С.Кузнецов - 10 лет в ОПМ - ИПМ АН СССР (1955-1965 гг.)
В.А.Чуянов
Осенью 1953 года я учился на 5 курсе физического факультета МГУ. Мои сокурсники быстро распределились по руководителям дипломных работ, среди которых были Д.И.Блохинцев, А.А.Власов и другие известные ученые. Е.С.Кузнецова я знал как лектора. На 2-м курсе он читал нам лекции по теории вероятностей. Было известно, что он хороший педагог, но предмет его исследований - математика, интегральные уравнения. К чему прилагалась эта математика, спрашивать по соображениям секретности не полагалось. Подразумевалось, что это важное государственное дело. Вскоре Евграф Сергеевич стал читать нам лекции по теории переноса частиц и квантов. Лекции были ясными, исчерпывающими физическую и математическую суть проблемы. Евграф Сергеевич в то время работал в Обнинске у Д.И Блохинцева (теперь это ФЭИ - Физико-энергетический институт). Там создавалась первая атомная электростанция, а также решались и другие атомные проблемы. Евграф Сергеевич возглавлял математический отдел. В этом отделе работал также Гурий Иванович Марчук. Е.С.Кузнецов и Г.И.Марчук стали вести семинар по решению уравнений переноса на физическом факультете МГУ для студентов, дипломников и аспирантов. После перехода Е.С.Кузнецова из Обнинска на работу в ОПМ МИАН СССР семинар продолжил свою работу в ОПМ (Отделение прикладной математики Математического Института им. В.А.Стеклова АН СССР - теперь Институт прикладной математики имени М.В.Келдыша РАН).
Дипломники физического факультета у Е.С.Кузнецова решали математические задачи теории переноса: задача Милна с захватом и анизатропией рассеяния, сходимость метода сферических гармоник для задач переноса и т.п. В 1960 году под редакцией Е.С.Кузнецова был издан Сборник "Некоторые математические задачи нейтронной физики" дипломных работ кафедры атомного ядра физического факультета МГУ, выполненных под руководством Е.С.Кузнецова в 1951-1955 годах.
В 1953 г. в ОПМ появилась первая быстродействующая электронно-вычислительная машина "Стрела". Она занимала большой зал, обслуживалась большим штатом инженеров и техников, требовала мощного холодильного оборудования. Машина производила 2000 арифметических операций в секунду и имела память (быструю) в 1024 ячейки. Численное решение дифференциальных уравнений в "домашинную" эру проводили с помощью электрических арифмометров "Мерседес" со скоростью 800 операций за рабочий день. Вели работу "в две руки" два вычислителя. Вычислителями обычно были молодые девушки, окончившие техникум или среднюю школу, но были и выпускники пединститутов и МГУ, в том числе физического факультета. Все определялось важностью и срочностью задач, которые ОПМ решал для физиков Арзамаса (ныне Саров) и Челябинска-70 (ныне Снежинск). Пройдя путь от "Мерседеса" до БЭСМ-6 и современных ЭВМ и одновременно весь путь развития вычислительной математики и программирования, обладая знанием физических задач, можно было смело браться за любые проблемы.
Это в полной мере относится к сотрудникам ОПМ-ИПМ, например, к С.П.Курдюмову, который возглавлял ИПМ после М.В.Келдыша и А.Н.Тихонова, а начинал с расчетов на "Мерседесе". Его однокурсница Т.А.Гермогенова в 1953 г. стала аспиранткой Е.С.Кузнецова, а в 1955 г. - первой сотрудницей его в ОПМ, которая пришла из МГУ на помощь математику из Института Физических Проблем АН СССР И.Г.Крутиковой. В дальнейшем Евграф Сергеевич формировал отдел из выпускников физфака МГУ - своих дипломников и аспирантов. Это были М.В.Масленников, В.А.Чуянов, Л.В.Майоров, О.Б.Москалев, Ю.С.Сигов, Б.Н.Баранов, М.Г.Кузьмина, Т.А.Сушкевич. Дипломник Евграфа Сергеевича Ш.С.Николайшвили впоследствии заведовал математическим отделом ФЭИ. Выпускники приходили с хорошим знанием физики, получая в ОПМ мощный импульс к углубленному изучению современной математики, а также необходимые консультации.
Полноценный специалист должен знать и физику, и математику - в этом Е.С.Кузнецов был согласен с известным высказыванием А.Н.Колмогорова. Большую роль в воспитании новых сотрудников играл также семинар по теории переноса. На семинар Евграф Сергеевич приглашал интересных докладчиков по актуальным новым проблемам: А.А.Самарского, Г.И.Марчука, Д.В.Ширкова, С.К.Годунова и др., а также сотрудников отдела. Рассматривались не только проблемы теории переноса частиц, но и задачи расчета ядерных реакторов и радиационной защиты. Эти задачи исходили от И.В.Курчатова и его сотрудников.
Одной из первых была задача расчета кампании реактора Ново-Воронежской АЭС с учетом отравления осколками деления и выгорания горючего. Интересные задачи исходили от самого И.В.Курчатова. Однажды Евграф Сергеевич получил в телефонном разговоре с Игорем Васильевичем поручение - помочь Я.В.Шевелеву в расчетах реактора ДОУД-3. Необычное название расшифровывал позже заместитель Курчатова Игорь Николаевич Головин: "ДОУД-3 - до третьего удара у Курчатова". Этот реактор Игорь Васильевич спешил увидеть до третьего инсульта. (Затем реактор назывался РВД, а на Женевской конференции - реактор ИГР.) Идея реактора была очень красивой: цепная реакция гасла сама при выходе реактора на большую мощность за счет температурных эффектов. При остывании реактор вновь выдавал импульс нейтронов. Получались рекордные потоки нейтронов, которые можно было использовать для испытания материалов и других целей.
Расчеты были сделаны. Реактор построен. Наш институт получил благодарность за участие в этой работе. Реактор оказался очень удачным. В частности, он использовался для испытаний ядерных ракетных двигателей. Был построен и РВД-2.
И.Н.Головин и Д.А.Панов под влиянием Курчатова хотели построить термоядерную электростанцию на основе открытой ловушки с нейтральной инжекцией частиц "Огра-2". Они заинтересовали Евграфа Сергеевича своим проектом. Евграф Сергеевич занимался расчетом накопления частиц в "Огре" вместе с И.Г.Крутиковой. В этой нелинейной задаче необходимо было найти критический параметр - ток перевала. Однако первые расчеты не учитывали развитие неустойчивостей в плазме "Огры" и соответствующих потерь частиц. Дальнейшее развитие привело к расчетам системы стабилизации плазмы с помощью обратных связей в такой ловушке.
Директор Института академик М.В.Келдыш предложил в 1958 г. Евграфу Сергеевичу новую большую работу - включиться в тематику ядерных ракетных двигателей, которыми занимался В.М.Иевлев (а также в Институте Атомной энергии Н.Н.Пономарев-Степной). Виталий Михайлович Иевлев был любимым сотрудником М.В.Келдыша в НИИ-1, где Келдыш одно время был научным руководителем. Переход от жидкостных ракетных двигателей, использующих химические реакции, к ЖРД с ядерными реакциями представляет в настоящее время трудную нерешенную проблему. Ядерная энергия может дать большие преимущества - большие температуры рабочего тела (водорода), т.е. большие скорости истечения. Однако свойства материалов реактора приводят к большим ограничениям. Для горючего (урана) в твердой фазе достижимы температуры порядка 3000, а это не дает решающих преимуществ по сравнению с химическим ЖРД.
В.М.Иевлев развивал концепцию газового или плазменного реактора. Е.С.Кузнецов предлагал своим сотрудникам решать различные задачи для плазменного реактора ракетного двигателя. В частности, были проведены нейтронно-физические расчеты такого реактора (с учетом внешнего замедления нейтронов).
Ю.С.Сигов занимался различными плазменными задачами и Евграф Сергеевич планировал его включение в работы Иевлева. Однако для КБ В.П.Глушко детально удалось изучить лишь тепловые и нейтронно-физические процессы в ЯРД с реактором уран-графитового типа и рабочим телом водородом (на входе - жидкий водород). В.А.Чуянов изучал двумерное профилирование изменением концентрации урана для такого реактора, т.е. получение заданного поля температур. В связи с трудностями испытаний ЯРД (петлевые испытания велись на реакторе ДОУД-3 - РВД - ИГР) большого размаха эти работы не получили. На Третьей Женевской конференции по мирному использованию атомной энергии в 1964 г. были доложены некоторые результаты этих работ.
Из других научных работ, выполненных под руководством Е.С.Кузнецова, следует отметить работу И.Г.Крутиковой по расчету и оптимизации ускорителя частиц микротрона, который сооружал С.П.Капица в ИФП АН. Эти расчеты сыграли решающую роль в создании микротрона ИФП.
В эти годы Л.В.Майоров создал комплекс программ для расчета термализации нейтронов и использовал его для сравнения теории с известными экспериментами Мостового из ИАЭ. Были проведены расчеты термализации с учетом плутониевого резонанса. Т.А.Гермогенова и О.Б.Москалев вели расчеты защиты военной техники, разработав методы и программы конечно-разностного решения уравнения переноса и решения методом Монте-Карло, в том числе для сложной геометрии. Была показана недостаточность инженерных методов в этих задачах. Т.А.Гермогенова создала методы расчета и комплекс программ (с коллективом программистов М.Р.Шура-Бура) для расчета двумерного ядерного реактора в многогрупповом диффузионном приближении для машины М-20 (с участием В.Л.Пономаревой). Эти программы в 1958-1961 гг. использовались для расчета ректоров различного назначения, в том числе и космических реакторов и ЯРД, в и геометриях.
Т.А.Сушкевич решала (в том числе на всех новых ЭВМ) сложные задачи космической атмосферной оптики. Заметим, что в сороковые годы Е.С.Кузнецов начинал свою научную деятельность с решения задач атмосферной оптики (теория "негоризонтальной видимости"). В это время (а это время первых спутников и первых полетов в космос) М.В.Масленников и Ю.С.Сигов провели расчеты обтекания спутника в верхних слоях атмосферы. Это было время расширения научных контактов, и Ю.С.Сигов регулярно участвовал в научных конференциях за рубежом по математическому моделированию плазмы.
Вспоминая то далекое десятилетие, удивляешься широкому спектру задач, а также значительности полученных результатов. Евграф Сергеевич обладал большой смелостью в решении новых задач, в привлечении новых молодых сотрудников. Каждый день он находил время побеседовать с каждым сотрудником. Он был участником всех работ, но подписывал как автор только те работы, в которых его вклад был основным (почти все его работы имеют только одного автора). О его скромности и честности говорит такой эпизод, происшедший во время его работы в Обнинске и рассказанный его учеником и заместителем Ш.С.Николайшвили. Кассир звонит: Евграф Сергеевич! Зайдите в кассу получить деньги "на лечение"! Кузнецов отвечает: Спасибо. Я здоров. (Деньги "на лечение" - добавка к зарплате).
В каждой работе Евграф Сергеевич стремился ухватить главное и не заниматься "ловлей блох на слоне". "Лучшее - враг хорошего" - его любимая поговорка (как и Андрея Николаевича Тихонова). Научные результаты должны были проходить "проверку временем", но практические задачи надо было решать быстро, всем отделом. "Отдел - это не научный клуб" - в это он верил и старался включать свой отдел в важные и нужные для страны проекты.
Такой дух был в ОПМ-ИПМ, такой подход к работе формировал М.В.Келдыш.
Владимир Алексеевич Чуянов был заместителем Е.С.Кузнецова, заведующего
отделом № 7 ОПМ-ИПМ АН СССР. После смерти Е.С.Кузнецова до настоящего
времени заведующим отделом № 7 является доктор физико-математических
наук, профессор, Лауреат Государственной премии СССР Михаил Валерьянович
Масленников.
|
