Васильев С. С. — физик из Ташкента Ташкентцы

Краткие биографические сведения о профессоре Сергее Сергеевиче Васильеве (1908 -1981)

* С.С. Васильев родился 2 марта 1908 г. в Двинске (ныне г. Даугавпилс, Латвия) в семье военнослужащего
* 1925 г. — окончание средней школы в г. Ташкенте (Узбекистан)
* 1930 г. — окончил физ.-мат. факультет САГУ (Среднеазиатского Госуниверситета, основанного по декрету В.И. Ленина в 1920 г. на базе Народного Университета Туркестана, ныне НУУ им. М.Улугбека)
* 1931 — 1935 гг. — работал ассистентом в САГУ
* 1935 — 1945 гг. — являлся доцентом, заведовал кафедрой экспериментальной физики САГУ
* В 1939 г. — присуждена ученая степень кандидата физ.-мат. наук после защиты диссертации в Ленинградском ГУ на тему «Искровые пондемоторные счетчики частиц»
* По инициативе С.С. при филиале АН СССР в Уз.ССР создается физико-техническая лаборатория
* 1940-1943 гг. — директор ФТЛ
* В 1943 г. ФТЛ преобразуется в Физико-технический институт АН Уз.ССР
* 1943 — 1945 гг. — ВРИО директора ФТИ Ан Уз.ССР (по совместительству)
* 1945 — 1956 гг. — доцент физфака МГУ (с 1946 г. по совместительству)
* 1946 — 1973 гг. — зам. директора НИИЯФ МГУ по научно-технической работе и заведующий Лабораторией Ядерных Реакций (ЛЯР)
* В 1968 г. — присвоено ученое звание профессора
* 1973 — 1981 гг. — работал старшим научным сотрудником — консультантом ЛЯР НИИЯФ МГУ

Ташкентский период (1920-1945 гг.)

Сергей Сергеевич Васильев родился 2 марта 1908 года в городе Двинске в семье военнослужащего. Его отец, тоже Сергей Сергеевич, был профессиональным военным, поэтому семье приходилось часто менять место жительства. Из Двинска семья переехала в город Пензу, где Сергей Сергеевич получил начальное образование. В ноябре 1920 г. семья Васильевых переехала вслед за отцом в г. Ташкент, где Сергей Сергеевич в 1925 году закончил среднюю школу им. Достоевского. Из школы он получил справку о том, что «показал выдающиеся достижения в проработке учебного материала», поэтому может быть освобожден от испытаний в ВУЗ. В этом же году С.С. поступил в САГУ на физико-математический факультет по специальности — физика.

В САГУ он оказался первым студентом, пожелавшим специализироваться в области физики. К этому времени в САГУ не было ни практикума для студентов, ни лабораторных мастерских, а кафедра, к которой был приписан Сергей Сергеевич, была теоретической, пришлось начинать все с нуля. Молодой физик со студенческих лет столкнулся не только с вопросами, связанными непосредственно с физикой, но и с организационными и хозяйственными делами, можно сказать, что Сергей Сергеевич смолоду получил административную закалку, а также уменье решать серьезные задачи. В 1929 г., еще студентом, Сергей Сергеевич был принят на работу в САГУ на кафедру физики сначала препаратором, а затем — лаборантом.

В 1930 году Сергей Сергеевич закончил физико-математический факультет САГУ. После окончания физико-математического факультета САГУ С.С. Васильев был рекомендован либо для оставления на кафедре, либо в аспирантуру и весной 1931 года приступил к педагогической деятельности как ассистент кафедры, а затем — как доцент. За период до 1937 года он прочитал несколько лекционных курсов, в общей сложности около 700 часов, по разным разделам физики: «Общий курс физики», «Электронные явления», «Общий курс атомного ядра», «Физика рентгеновских лучей и дифракция электронов, «Физика атомного ядра». Кроме этого Сергей Сергеевич руководил работами студентов в общем и специальном практикумах, курсовыми работами, устраивал экскурсии студентов на производство и т.п. Большой объем педагогической работы не давал возможности полностью посвятить себя экспериментальным исследованиям и совершенствованию приборной базы факультета. Несмотря на это Сергей Сергеевич за время работы в САГУ (до 1937 г.) опубликовал 9 оригинальных статей, непосредственно связанных с физическими экспериментами.

Круг вопросов, которыми интересовался С.С.Васильев, был весьма широк: электропроводность тонких пленок на стекле, диффузия водорода через нагретую перегородку, регистрация атомов-отдачи при излучении, рассеяние света светом и, наконец, получение с помощью генератора пучков быстрых протонов и дейтронов для изучения ядерных реакций и создания мощного источника нейтронов. Большая часть этих работ не была достойно завершена из-за недостаточного количества оборудования, дефицита научных кадров, отсутствия литературы — все это замедляло исследования, а из-за отставания по времени, лишало их новизны. В то же время много технических вопросов, связанных с развитием физического эксперимента, было решено по инициативе и при непосредственном участии Сергея Сергеевича.

Впервые в Средней Азии были освоены методы получения высокого вакуума (вплоть до изготовления в университетских мастерских насосов и вакуумметра), созданы счетчики Гейгера-Мюллера, камера Вильсона, высоковольтные выпрямители и многое другое.

По инициативе Сергея Сергеевича при филиале АН СССР в Уз.ССР была создана Физико-техническая лаборатория, где он стал директором (1940-1943 гг.) (впоследствии эта лаборатория была преобразована в Физико-технический институт АН Уз.ССР, где Сергей Сергеевич был два года ВРИО директора (1943-1945 гг.) и работал по совместительству).

В довоенные годы организационная деятельность С.С. Васильева привела к созданию целого комплекса вспомогательных лабораторных объединений: лаборатории для проведения фундаментальных исследований, общего и специального физического практикумов, экспериментальных мастерских на хозрасчете, физико-технической лаборатории (для осуществления прикладных работ). Сергей Сергеевич реорганизовал все физические лаборатории САГУ, помог пополнить оборудование этих лабораторий и т.д., организовал в мастерских производство малыми сериями различных физических приборов, которые ранее приобретались за рубежом. По общему признанию отечественные приборы по качеству не уступали зарубежным (к ним относятся: двуступенчатые масляные диффузионные насосы, дифракционные решетки, воздуходувки, ионизационные и термопарные лампы и многое другое).

В исследовательской лаборатории САГУ основное внимание уделялось развитию новых направлений в физике. Уже в 30-е годы там начали интенсивно заниматься атомной и ядерной физикой. В 1934 г. Сергей Сергеевич участвовал в работе первой Всесоюзной конференции по атомному ядру. План работы его лаборатории обсуждался в среде ленинградских физиков, бывшей в те времена центром развития ядерно-физических исследований в стране.

В 1939 году С.С.Васильев защитил диссертацию на степень кандидата физико-математических наук в Ленинградском Госуниверситете по теме «Искровые пондермоторные счетчики частиц».

В 1941 году группа С.С. Васильева закончила установку генератора Ван-де-Граафа с напряжением 600-700 КВ. Вся установка выполнена в экспериментальной мастерской кафедры. Генератор представлял собой двухметровую колонну, которую венчал шар диаметром в один метр. Внутри колонны помещались подвижные прорезиненные ленты, с помощью которых переносился заряд в кондуктор (шар). В дальнейшем предполагалось собрать высоковольтную трубку для ускорения ионов тяжелого водорода, для наблюдения (d,d) реакций.

В 1945 году Сергей Сергеевич получил приглашение академика Д.В. Скобельцына переехать в Москву для работы на физическом факультете МГУ во вновь созданном отделении ядерной физики. В сентябре 1945 года Сергей Сергеевич был зачислен доцентом физического факультета МГУ. С этого времени вся оставшаяся жизнь С.С.Васильева была связана с Московским университетом, с вновь созданным институтом ядерной физики МГУ, в котором он 27 лет был замдиректора по научно-технической работе. Ташкентский период сыграл большую роль в жизни C.С.Васильева. В САГУ он научился принимать самостоятельные решения, ответственно выполнять серьезные поручения, выработал свою методику преподавания, отшлифовал свои организаторские способности и уменье находить самые современные направления развития науки. Сергей Сергеевич оставил в Ташкенте заметный след — многие научные учреждения, созданные по его инициативе и при непосредственном участии, которые фактически составили научную основу для обучения молодежи и развития исследований по ядерной физике в Средней Азии и из которых образовалась современная крупная Ташкентская школа ядерной физики. Работая в Ташкенте, Сергей Сергеевич занимал разнообразные должности: научного сотрудника, доцента-преподавателя, ученого секретаря, зав. кафедрой, работая в САГУ, создал Физико-технический институт при АН Уз.ССР и был его директором, консультировал промышленность. Сергей Сергеевич оставил хорошую память о себе в Ташкенте, это чувствовали его ученики, приезжавшие туда в научные командировки.

Более подробно можно познакомиться с работой С.С.Васильева в Ташкенте по биографическим заметкам Н.П. Бурцева и Я.А. Тепловой, опубликованным в сб. «Ядерные реакции при низких и средних энергиях. К 90-летию профессора С.С. Васильева (1908-1981)» под. ред. профессоров М.И. Панасюка, Е.А. Романовского и А.Ф. Тулинова, изд-во МГУ, 1998 г. (см. с. 17 сборника или здесь в pdf-файле).

Работа в НИИ Ядерной Физики Московского ГУ

После окончания Великой Отечественной войны на кафедре атомного ядра и радиоактивных излучений физфака МГУ, руководимой академиком Д.В. Скобельцыным, возобновилось преподавание, люди возвращались из армии. Руководство, понимая необходимость организации лабораторной базы при кафедре, стало прилагать усилия для ее создания. Академик Д.В. Скобельцын вспоминал в 1966 г. об этом периоде: «Была поставлена задача создания циклотрона. Для лучшей организации решено было пригласить специалистов со стороны. Так, например, С.С. Васильев был приглашен из Ташкента. Нам было известно, что он хороший физик и организатор, и мы надеялись, что он справится с задачей по созданию циклотрона. Я с самого начала ощутил это. Он будил меня в 3-4 часа ночи, чтобы что-нибудь спросить. Прошло уже 20 лет, но я хорошо это помню.»

После перевода в 1945 г. в МГУ на должность доцента кафедры, С.С. Васильев становится по совместительству сотрудником кафедральной лаборатории. Вместе со студентами-дипломниками он занимался в ней запуском переданной из ФИАН’а СССР модели циклотрона с диаметром полюсов магнита 30 см.

В 1946 г. было принято решение об организации при МГУ второго Научно-исследовательского физического института (НИФИ-2) (теперь Научно-исследовательский институт ядерной физики МГУ). При создании института ставились две одинаково важные задачи: развивать на современном уровне научные исследования по физике атомного ядра, физике космических лучей, радиохимии и на этой основе проводить подготовку специалистов по ядерной и атомной физике. Первым директором НИИЯФ МГУ был назначен академик Д.В. Скобельцын, а его заместителями — С.Н. Вернов и С.С. Васильев. Одновременно С.С. Васильев становится заведующим лаборатории ядерных реакций, продолжая занимать по совместительству должность доцента кафедры физического факультета МГУ.

Как заместитель директора по научно-техническим вопросам С.С.Васильев занимался организацией строительства лабораторий, практикумов, мастерских, подбором научных и инженерно-технических сотрудников.

В 1946 г. в НИИЯФ МГУ под руководством С.С. Васильева началось создание первого в системе Минвуза циклотрона (с диаметром полюсов магнита 72 см). Циклотрон НИИЯФ МГУ явился аналогом 73 см циклотрона М-1 ИАЭ и был размещен вблизи станции метро “Сокол”.

Для создания циклотрона НИИЯФ МГУ потребовалось размещение многочисленных заказов, проведение большого объема строительных работ, подбор и обучение инженерно-технического персонала. Этот этап был завершен в исключительно короткий срок. В 1949 году циклотрон уже работал и использовался как для проведения систематических исследований ядерных реакций, так и для обучения студентов отделения ядерной физики физического факультета МГУ.

С 1949 г., когда было принято решение о строительстве новых зданий МГУ на Ленинских горах, на С.С. Васильева возложили обязанности по строительству и научно-техническому оснащению института в новых помещениях. Им был подготовлен рабочий проект ускорительного корпуса института, в котором могло разместиться несколько ускорительных и вспомогательных установок и лабораторий, позволяющих проводить всестороннее изучение атомного ядра методами ядерных реакций, α-, β-, γ-спектроскопии, масспектроскопии и радиохимии.

В создаваемый комплекс вошли ускорители ионов — 120-см циклотрон, 2 электростатических ускорителя Ван де Граафа, каскадный генератор Кокрофта-Уолтона, бетатрон для исследования фотоядерных реакций, радиохимическая лаборатория с “горячими камерами”, механическая мастерская, библиотека.

Проектирование циклотрона НИИЯФ МГУ началось в 1949 г. С этого года С.С. Васильев взял на себя огромную работу по согласованию с проектными и промышленными организациями технических заданий на циклотрон. Примерно в это же время Правительством принимается решение о расширении фронта исследований по ядерной физике в стране, о строительстве циклотронов для Ленинградского и Томского университетов, Свердловского политехнического вуза, а затем и для ИЯИ АН УССР.

С 1953-1954 гг. в странах социалистического содружества начали интенсивно развиваться исследования в области физики атомного ядра. Правительства ГДР, ПНР, СРР, ЧССР обратились к Правительству СССР с просьбой поставить для указанных стран циклотроны. Требовалось, чтобы эти циклотроны были надежны в работе, сравнительно просты в эксплуатации и имели достаточно эффективную биологическую защиту. На основе предварительных проработок для циклотрона НИИЯФ МГУ сотрудниками НИИЭФА и сотрудниками ИАЭ был создан типовой проект циклотрона У-120 для оснащения НИИ указанных вузовских и академических институтов и институтов ядерной физики социалистических стран. С.С. Васильев был непременным участником всех комиссий по линии Главатома и Минвуза страны, на которых происходило согласование и обсуждение проекта У-120. Следует отметить, что особенности конструкции, заложенные в проект ускорителя для МГУ (отверстие в ярме магнита для внешнего источника ионов, камера для изучения ядерных реакций) были повторены на многих установках.

Все эти годы Васильев вел активные научные исследования, руководил работой аспирантов, студентов, сотрудников, уделял очень большое внимание разработке и созданию новых методов и приборов. Васильев вместе со своими учениками проводил опробование первых партий промышленных ядерных фотоэмульсий, участвовал в обсуждениях вопросов дальнейшего совершенствования фотоэмульсионной методики. По его инициативе и его техническим заданиям разработаны серийные микроскопы МБИ-8. Сергей Сергеевич был инициатором разработки в нашей стране прецизионных магнитных анализаторов для исследования ядерных реакций. Впоследствии эти анализаторы выпускались промышленностью серийно и использовались во многих ядерно-физических лабораториях Советского Союза. По техническим заданиям С.С. Васильева и его учеников промышленностью разработаны специальные вакуумные камеры для исследования ядерных реакций. Такими камерами были оснащены многие лаборатории в СССР и в странах народной демократии. По инициативе и при участии Сергея Сергеевича промышленностью был осуществлен выпуск первого советского многоканального импульсного анализатора АИ-100, схем совпадений, пересчетных схем, интеграторов тока, высоковольтных выпрямителей и принято решение о передаче ряда разработок НИИЯФ МГУ для серийного изготовления на заводе «Физприбор».

Благодаря созданному по замыслам С.С. Васильева ускорительному комплексу на всех этих установках удалось развить исследования вопросов радиационной стойкости материалов и элементов космической техники, и первыми научными исследованиями, выполненными в институте, были заложены основы нового научного направления -космического материаловедения.

В начале 40-х годов американскими физиками была высказана идея ускорения в циклотроне многозарядных ионов. Занимаясь изучением деления ядер и, в частности, вопросов прохождения осколков деления через вещество, Васильев обратил внимание на это полузабытое сообщение и увидел в развитии работ по ускорению многозарядных ионов и исследованию ядерных реакций под действием таких частиц большие научные перспективы. Он предложил ускорять ионы легких элементов и использовать их как инструмент для изучения ядерных реакций, предполагая, что если ускорить полностью ионизованные ионы в циклотроне с диаметром полюсов 72 см, то такие ионы должны получать достаточно большую энергию энергию 2 МэВ/нуклон. Однако, получить такие ионы на имеющихся в те годы ионных источниках не удалось. Тогда С.С. Васильев сформулировал перед своими сотрудниками задачу изучения вопросов прохождения многозарядных ионов через вещество с помощью этого циклотрона.

В начале 50-х годов С.С. Васильев заинтересовался возможностями, которые появляются при регистрации ядер отдачи, возникающих в процессах радиоактивного превращения при испускании γ-квантов, для получения сведений о свойствах ядер. С.С. Васильев вместе с сотрудникам провел систематические исследования спектров ядер отдачи, образующихся при радиоактивном распаде кобальта-60, железа-59 и натрия-24. По своим физическим выводам работа вносила скромный вклад в ядерную физику. Однако при ее проведении для регистрации ядер отдачи была разработана технология изготовления совершенных электронных умножителей. С.С. Васильев предложил использовать регистрацию ядер отдачи, возникающих при ядерных реакциях, для изучения механизмов ядерных процессов и спектроскопии ядер. Развивая это направление исследований, ученики С.С. Васильева выполнили цикл работ, результатом которых явилось открытие в 1965 г. (А.Ф. Тулинов) нового физического явления — эффекта теней в физике ядерных реакций. На его основе в физике атомного ядра развилось новое направление научных исследований — физика ядерных реакций на монокристаллических мишенях.

В середине 50-х годов С.С. Васильев занимался изучением ядерных реакций с образованием в конечном состоянии нескольких частиц. Для исследования таких реакций он избрал методику ядерных фотоэмульсий. Исследовались ядерные реакции распада ядер 9Ве и 12С под действием нейтронов на α-частицы. Нейтроны получались при облучении литиевых мишеней дейтронами. Детекторами и спектрометрами образуемых в реакциях альфа-частиц служили фотопластинки. Реакции наблюдались в виде звезд, состоящих из треков альфа-частиц. Сложность пространственных и энергетических распределений альфа-частиц из этих типичных «многочастичных» ядерных процессов С.С. Васильев воспринял как необходимость всестороннего экспериментального и теоретического изучения их. В то время экспериментальные исследования этих реакций в СССР велись в основном в НИИЯФ МГУ. С.С. Васильев предвидел важность и большое будущее «многочастичного» направления в ядерной физике.

В начале 50-х годов в ядерной физике стало интенсивно развиваться новое направление исследований, связанное с использованием особенностей реакций срыва (т.е. реакций (d, р), (d, n)) для получения данных о квантовых характеристиках ядер. Это направление исследований также развивалось в институте и С.С. Васильев проявил большое внимание и интерес к этим работам.

С.С. Васильев одним из первых в нашей стране стал исследовать бета- и гамма-излучения ядер, образующихся при взаимодействии ускоренных заряженных частиц с ядрами. С этой целью была спроектирована и создана методика исследования бета- и гамма-излучений радиоактивных ядер. Построен линзовый β-спектрометр для измерения β-спектров короткоживущих изотопов на выведенном пучке циклотрона. Это (первая в СССР) установка, позволила изучать β-спектры с верхней границей до 15 МэВ. Спектроскопическая методика благодаря усилиям Сергея Сергеевича совершенствовалась, и за короткий срок были введены в практику измерений многоканальные сцинтилляционные β- и γ-спектрометры, спектрометр γ-γ-совпадений, конверсионный спектрометр. Все это позволило проводить исследования схем распада короткоживущих изотопов с временами жизни от 1 мс до нескольких секунд непосредственно на пучке ионов из циклотрона.

Начиная с 1954 г., С.С.Васильев с сотрудниками провел исследование свыше 50-ти радиоактивных изотопов. Эти исследования позволили существенно уточнить схемы их распада, а в некоторых случаях — построить их заново.

С 1965 г. С.С.Васильев начал исследования выходов изомеров, образующихся в ядерных реакциях под действием заряженных частиц. Эти исследования затем получили широкое развитие и в других лабораториях СССР (в Харькове, Ленинграде, Ташкенте). Было проведено сравнение экспериментальных зависимостей выходов изомеров от энергии бомбардирующих частиц с расчетными по статистической теории, что позволило определить угловые моменты изомеров и параметр обрезания спина σ. Проведено исследование 16 изомерных пар с массами ядер в области А = 73-183. Для ряда ядер обнаружен аномальный ход изомерных отношений, указывающий на вклад нестатистических процессов.

К этой группе работ примыкают исследования, выполненные С.С. Васильевым с сотрудниками по исследованию реакций на изотопах олова и цинка, протекающих под действием протонов и работы, в которых был предложен метод производства долгоживущего алюминия-26.

После запуска 120-сантиметрового циклотрона С.С. Васильев принял участие в проводимых с помощью магнитного спектрометра исследованиях упругого и неупругого рассеяния протонов атомными ядрами, изучения механизма протекания этих процессов, получения новой спектроскопической информации о большом числе квантовых характеристик ряда ядер. В настоящее время в НИИЯФ работы по исследованию упругого и неупругого рассеяния заряженных частиц получили широкое развитие. С.С. Васильев с сотрудниками также исследовали возможности использования реакций (р, р’) как метода анализа элементного состава материалов.

Исследуя (р, р’) и (р, α) реакции на ядрах 23Na, 27А1 и 39К при Еp~ 6 МэВ, Васильев с сотрудниками показали, что только в рамках теории статистических флуктуации невозможно объяснить нерегулярную зависимость сечения реакций для указанной области ядер. Был сделан вывод о том, что функции возбуждения имеют резонансный, а не флуктуационный, как считалось ранее, характер, и что сильная энергетическая зависимость обусловлена возбуждением в составных ядрах изобар-аналоговых состояний.

Важный цикл работ, выполненный с участием С.С. Васильева, связан с экспериментальным подтверждением существования (предсказанного в работах его учеников) двухстадийных процессов неупругого рассеяния протонов и дейтронов. В цикле экспериментальных работ удалось подтвердить существование нового механизма и показать его важность для исследования структурных особенностей атомных ядер.

Многогранная деятельность Сергея Сергеевича как создателя и руководителя нескольких научных направлений тесно связана с выработанным и обоснованным им стилем научного руководства молодежью. Сергей Сергеевич всегда видел далекие перспективы ядерно-физических исследований, верил в способности и возможности своих учеников, предоставлял им большую самостоятельность в работе, умел поддерживать самые смелые научные начинания. Ко всем работам Сергей Сергеевич всегда подходил с позиций глубокой заинтересованности в развитии фундаментальных и прикладных исследований в институте, ему всегда было присуще чувство ответственности за порученное дело.

В основе описания московского периода работы С.С. Васильева лежит статья в вышеуказанном сборнике (см. с.3) Е.А. Романовского и А.Ф. Тулинова «Сергей Сергеевич Васильев (1908-1981)» С полным текстом статьи можно ознакомиться здесь (pdf-файл).

источник