Томская научная школа радиационной физики диэлектриков

Одним из крупнейших научных направлений, созданных в ТПУ, является радиационная физика диэлектриков. Объектом исследования радиационной физики диэлектриков являются процессы в твердых телах под воздействием потоков ионизирующих излучений.

П.С. Тартаковский и А.А. Воробьев

Предшественниками этой школы были П.С. Тартаковский, выдающийся советский ученый, основоположник экспериментальной квантовой физики, работавший в Томске в 1929 – 1937 гг., и его ученик профессор А.А. Воробьев. Выдающийся организатор, он с огромной энергией и размахом развивал научные идеи своего учителя, сгруппировав вокруг себя молодых научных сотрудников, аспирантов, студентов, превратил ТПИ в крупный учебный и научный технический вуз на Востоке страны с мощной материальной базой. А.А. Воробьевым была развита теория диэлектрического пробоя диэлектриков, разработаны способы использования электрических разрядов для дробления и бурения горных пород, создана крупнейшая в Сибири высоковольтная лаборатория, создано новое научное направление по электромагнитной диагностике материалов и геодинамических процессов.

Труды П.С. Тартаковского – одного из создателей экспериментальной квантовой физики – и его учеников явились той основой, из которой развилась Томская научная школа физики диэлектриков. Она зародилась в СФТИ в 1929–1937 гг. благодаря выдающейся научной деятельности П.С. Тартаковского, а развилась в Томском политехническом университете благодаря выдающейся организационной деятельности одного из учеников П.С. Тартаковского – Александра Акимовича Воробьева.

Радиационная физика диэлектриков, как научное направление в ТПИ, появилась под влиянием на А.А. Воробьева его учителя П.С. Тартаковского и следующих объективных причин. Сразу после окончания второй мировой войны начинается интенсивное развитие ядерной энергетики. Под Томском создается один из крупнейших центров ядерной промышленности, а в Томском политехническом вскоре по инициативе А.А. Воробьева открывается Физико-технический факультет для подготовки специалистов в этой области.

При ТПИ открывается научно-исследовательский институт ядерной физики, один за другим сооружаются источники ядерных излучений: электронные ускорители различных типов от синхротрона "Сириус", рассчитанного на ускорение электронов до 1,5 ГэВ, до малогабаритных бетатронов, а также электростатический ускоритель, микротроны, циклотрон, позволяющий ускорять протоны, альфа-частицы и легкие ионы, исследовательский ядерный реактор.

В сравнительно короткие сроки Томский политехнический входит в десятку мировых центров ядерной физики и техники по уникальному набору разнообразных источников ядерных излучений.

Одним из первых среди ведущих ученых страны А.А. Воробьев осознает потребность в создании радиационно стойких и радиационно чувствительных материалов (радиационое материаловедение), необходимость разработки защиты от ядерных излучений, возможность использования излучений в технике и технологии обработки материалов, в приборах для неразрушающего контроля структуры и качества изделий производства.

А.А. Воробьев понимал необходимость глубоких и масштабных фундаментальных исследований в области радиационной физики твердого тела. С присущим ему размахом и темпами во второй половине 50-х годов в Томском политехническом начинаются исследования в области радиационной физики и химии твердого тела. А.А. Воробьев создает проблемную лабораторию электроники диэлектриков и полупроводников (лаб. ЭДИП), которая объединяет научную деятельность многих кафедр.

Д.И. Вайсбурд

Один из ведущих представителей Томской научной школы физики диэлектриков – Д.И. Вайсбурд. Он создал крупное научное направление, его статья, опубликованная в одном из престижных физических российских журналов «Письма в ЖЭТФ» (1972, т. 15, № 9), и монография «Высокоэнергетическая электроника твердого тела» (Наука, 1982 г.) являются первыми в отечественной и зарубежной научной литературе публикациями в этом направлении.

За короткий период времени Д.И. Вайсбурдом был обнаружен целый ряд новых физических явлений: хрупкое разрушение – холодный раскол твердого диэлектрика одним импульсом облучения электронами; новый вид фундаментального свечения – внутризонная радиолюминисценция диэлектриков; новый вид неравновесной проводимости, при которой основными носителями заряда являются ионизационно-пассивные высокоэнергетические электроны зоны проводимости диэлектрика; мощная критическая электронная эмиссия, вызванная инжекцией электронного пучка в диэлектрик; генерация продольных и изгибных акустических волн в диэлектрике электронным пучком высокой плотности.

В последующем Вайсбурд продолжал интенсивные научные исследования в двух направлениях: построение теории уже обнаруженных и экспериментально изученных явлений, разработка новой техники физического эксперимента. Вместе с учениками разрабатывал и создавал уникальные экспериментальные установки, в каждой из которых два мощных источника радиации два сильноточных ускорителя электронов или пикосекундный лазер и сильноточный ускоритель) синхронизированы между собой и регистрирующей аппаратурой высокого временного разрешения. Такой техники пока не создано в других странах. Используя ее, Вайсбурд с учениками обнаружил и исследовал еще ряд новых физических явлений, связанных с неустойчивостями диэлектриков в сильных электрических и акустических полях.

В конце 1960-х гг. возникло новое научное направление – физика нелинейных процессов в диэлектриках при мощных импульсных радиационных воздействиях, созданное профессором кафедры теоретической и экспериментальной физики Д.И. Вайсбурдом и его учениками.

Литература

1. Гагарин А.В. Профессора Томского политехнического университета. Т.3, ч. 1. Томск: Изд-во ТПУ, 2005.

2. Журнал ТПУ «Томский политехник» № 10, 2004-199 стр.