Рябчиков Александр Ильич

Рябчиков Александр Ильич
Дата рождения:	15 июня 1950 г.
Место рождения:	город Рубцовск, Алтайский край
Научная сфера:	физика, электрофизика, ядерная физика
Место работы:	ТПУ
Учёная степень:	доктор физико-математических наук
Учёное звание:	профессор
Альма-матер:	ТПУ

Рябчиков Александр Ильич (родился 15 июня 1950 г., г. Рубцовск Алтайского кр.) – доктор физико-математических наук, заведующий лабораторией №22, профессор ТПУ, директор Научно-исследовательского института ядерной физики ТПУ (НИИ ЯФ) в 1997-2008 гг., занесен в Галерею почета ТПУ 2008 г.

Биография

В 1967 г. окончил среднюю школу №6 г. Рубцовска, в 1973 г. – ТПИ, электрофизический факультет по специальности «Физическая электроника». В 1975-1978 гг. обучался в аспирантуре ТПИ по специальности «Электрофизические установки и ускорители».

Трудовую деятельность начал на Алтайском тракторном заводе. В 1967-1968 гг. работал фрезеровщиком. После окончания ТПИ – в НИИ ЯФ. С 1973 г. – инженер, старший инженер, младший научный сотрудник, старший научный сотрудник, заведующий лабораторией, заместитель директора по научной работе, в 1997 – 2008 гг. – директор НИИ ЯФ при ТПУ.

Доктор физико-математических наук. Кандидатская диссертация на тему «Исследование и разработка методов управления траекторией движения сильноточных релятивистских электронных пучков» защищена в 1978 г. в ТПИ. Докторская диссертация на тему «Импульсно-периодические многофунуциональные источники ионов на основе вакуумной дуги и нетрадиционные методы ионно-лучевой, ионно-плазменной обработки материалов» защищена в 1994 г. в ТПУ.

Учителем и наставником Рябчикова является член-корреспондент РАН А. Н. Диденко.

Директор НИИ ЯФ при ТПУ

Итоги 2004 г.:

В 2004 году институт произвел и поставил радиофармпрепараты в медучреждения 18 городов сибирского региона.

Продолжались работы по созданию современной системы физической защиты ядерного реактора, учету и контролю ядерных материалов.

По всем направлениям исследований получены научные и технические результаты, в большинстве случаев обладающие существенной новизной и являющиеся приоритетными. Наиболее существенные из них:

разработан метод импульсно-периодической высокочастотной имплантации ионов из плазмы, позволяющий проводить ионную обработку полупроводников и диэлектриков. Метод основан на высокочастотном формировании ионных потоков в режиме подачи на держатель с образцами коротких по длительности импульсов напряжения смещения. Ионная обработка диэлектриков осуществляется за счет емкостных токов смещения без накопления заряда в самом диэлектрике.

Проведены сравнительные экспериментальные исследования и практическая апробация метода при обработке диэлектрических и проводящих материалов. Экспериментально установлено, что адгезионная прочность сформированных данным методом покрытий для металлических, керамических и стеклянных подложек имеет примерно равное значение;

разработана модель эрозионного процесса поверхности твердого тела при облучении его субмикросекундными ионными пучками. В модели эрозии поверхностного слоя материала основная роль принадлежит механизмам распыления и испарения. Соотношение этих механизмов определяется термодинамическим состоянием системы, которое зависит от мощности и продолжительности радиационного воздействия;

предложен и исследован новый источник мощных ионных пучков - диод с анодным плазменным источником на основе индукционного пробоя импульсно напускаемого газа и сохранением магнитного потока в ускоряющем зазоре в течение импульса ускоряющего напряжения. Ускорение различных типов ионов в диоде осуществляется заменой напускаемого газа. Тестирование диода осуществлено в совместных с учеными США экспериментах на ускорителе Калифорнийского университета. Ионный диод генерирует пучок протонов площадью 20-30 см2, энергией 110-120 кэВ, плотностью тока 50-70 А/см2 и длительностью импульса ~600 нс. КПД генерации ионного пучка превышает 70 %, полный ионный ток в фокусе ~2 кА, коэффициент фокусировки 6-7, плотность энергии пучка в фокусе <= 3 Дж/см2;

в релятивистском магнетроне получена генерация СВЧ импульсов мощностью до 400 МВт, длительностью ~100 нс и с частотой следования 320 Гц. С помощью внешней волноводной линии, нагруженной на рупорный антенный излучатель, осуществлена селекция видов колебаний. Применение внешней волноводной связи привело к стабилизации амплитуды СВЧ импульсов и сужению спектра излучения в 4-5 раз;

разработаны и созданы узлы дейтронного годоскопа для исследования когерентного фотообразования нейтральных пионов на поляризованных дейтронах. Получены экспериментальные и теоретические данные о поведении тензорной асимметрии мишени реакции фоторождения отрицательно заряженных пионов на дейтронах в резонансной области энергий;

в результате исследования фотообразования пионов на атомных ядрах с образованием протона получены данные о длине свободного пробега в ядерной материи протонов с энергией в диапазоне 50 - 270 МэВ и нейтральных и заряженных пионов с энергией в диапазоне 50 - 500 МэВ;

разработана модель процесса электромагнитной диссоциации (ЭМД) релятивистских дейтронов при каналировании в кристалле. Создана схема расчета данного процесса. Показано, что в отличие от аморфной мишени, в кристалле необходимо учитывать экранирование ядра мишени. Сделаны оценки сечения ЭМД в аморфной мишени;

созданы экспериментальные установки и проведены измерения выхода параметрического рентгеновского излучения (ПРИ):

для выведенного пучка протонов с энергией 5,5 ГэВ в кристаллах W, Si и пиролитического графита на Нуклотроне ЛВЭ ОИЯИ (Дубна);

для электронов с энергией 5,7 МэВ в кристаллах пиролитического графита и алмаза на микротроне НИИ ЯФ при ТПУ;

на ядерном реакторе ИРТ-Т впервые выполнен эксперимент по исследованию энергетического спектра гамма-квантов, возникающих при вынужденном делении урана-235 нейтронами, в энергетическом диапазоне E>10 МэВ;

разработан новый метод выделения неорганических примесей из углеводородного сырья для их последующего определения химическими и физикохимическими методами анализа; разработан принцип действия экспрессного экстракционно-хроматографического генератора технеция для целей медицинской радиодиагностики.

В 2004 году сотрудниками института защищены 1 докторская и 3 кандидатских диссертаций. А всего за время существования института его сотрудниками защищено 48 докторских и 374 кандидатские диссертации.

В 2004 году институт совместно с Институтом сильноточной электроники Томского научного центра СО РАН организовал и провел VII Международную конференцию по модификации материалов пучками заряженных частиц и плазмой. В работе конференции приняли участие ведущие российские и зарубежные ученые по данному направлению исследований.

В 2004 году вышли из печати 1 монография, 2 тематических сборника трудов, 1 учебник и 2 учебных пособия, опубликовано 138 научных статей, получено 7 патентов РФ. В институте освоено полупромышленное производство ядерно-легированного кремния и радиофармпрепаратов, ядерных фильтров и технологий широкого спектра применения, технологических установок для модификации поверхности материалов. [2]

Итоги 2006 г.:

Продолжались работы по созданию современной системы физической защиты ядерного реактора, учету и контролю ядерных материалов.

Результаты, полученные при выполнении проектов, законченных в текущем году, использованы в различных отраслях народного хозяйства. Разработка института «Организация производственного участка по нанесению теплосберегающих покрытий на листовое стекло» была награждена дипломом 1 степени с вручением золотой медали на VI Московском международном салоне инноваций и инвестиций, г. Москва, 7 – 10 февраля 2006 г.

В результате исследований, проводившихся по теме «Исследование физико-химических закономерностей реакций изотопного обмена короткоживщих радионуклидов» в 2006 году была разработана производственная технология получения меченого технецием-99m антибиотика из класса фторхинолонов и стабильного реагента для изготовления радиофармпрепарата «99m-Тс, Ципрофлоксацин», который имеет высокую степень востребованности при диагностике инфекционно-воспалительных заболеваний. Проведенные медико-биологические испытания полученного препарата показали его высокую эффективность.

На исследовательском ядерном реакторе института создана уникальная безотходная технология производства генераторов технеция-99 для радиологических лабораторий медицинских учреждений. Технологическая линия сдана в эксплуатацию комиссии Минздрава РФ в соответствии с международными требованиями на производство фармацевтических препаратов (GMP). Получены лицензии Минздрава РФ на производство и лицензии Госатомнадзора Сибирского округа РФ на производство, хранение и транспортировку генераторов технеция. На базе ускорителя «циклотрон» создана производственная технология получения радионуклида «йод-123» и, на его основе, радиофармпрепарата «Йодофен», который имеет высокую степень востребованности при диагностике сердечно-сосудистых заболеваний. Апробация препарата в НИИ кардиологии РАМН показала его высокую эффективность. В 2006 году институт произвел и поставил радиофармпрепараты в медучреждения 19 городов Сибирского и Уральского регионов на сумму 5,8 млн. руб.

Продолжались исследования по проекту "Развитие инновационной деятельности Томского инновационного центра по измерению физических и эксплуатационных свойств новых материалов и покрытий". В 2006 году центром для организаций и предприятий Томской области и Сибирского региона выполнены работы с общим объемом финансирования 1340 тыс. руб.

По всем направлениям исследований получены научные и технические результаты, в большинстве случаев обладающие существенной новизной и являющиеся приоритетными. Наиболее существенные из них:

Создан метод расчета теоретических импульсных распределений изобар в ядрах и сечений их фотовыбивания. Определены дифференциальные сечения реакций (gamma, pi+ p) как функции кинетической энергии протонов при фиксированных углах протона и пиона для ядер 4He, 12C и 16O.

Впервые получены экспериментальные сведения о Т21 компоненте тензорной анализирующей способности реакции фоторождения отрицательно заряженных пионов на дейтронах. Экспериментально и теоретически исследованы зависимости Т21 компоненты тензорной анализирующей способности от различных кинематических параметров исследованной реакции.

Измерены угловые характеристики когерентного переходного излучения в предволновой зоне. Разработана теоретическая модель для создания метода невозмущающего измерения длины электронных сгустков на основе когерентного излучения Смита-Парселла с подавлением эффекта предволновой зоны. Развит и реализован в экспериментальной установке метод измерения длины электронных сгустков. Измерена длина электронных сгустков пучка микротрона с энергией электронов 6.1 МэВ.

Измерены спектральные и энергетические характеристики параметрического рентгеновского излучения (ПРИ) и дифрагированного тормозного излучения (ДТИ) при прохождении 5,7 МэВ электронов через кристаллы вольфрама и пиролитического графита. Продемонстрирована возможность создания на базе этих эффектов квазимохроматического рентгеновского источника, альтернативного дорогостоящим накопительным кольцам.

Впервые экспериментально обнаружено параметрическое рентгеновское излучение ядер. Излучение было зафиксировано при прохождении в кристаллах кремния и пиролитического графита ионов углерода С12 с энергией 2,2 ГэВ.

Изучены закономерности преобразования кинетической энергии сталкивающихся плазменных потоков в энергию магнитного поля внутри плазменной индуктивности LC-контура. Полученные экспериментальные результаты представляют интерес для решения проблемы формирования плотных протяженных плазменных структур с высокой температурой светимости, в том числе для формирования активной среды рентгеновского лазера.

На ядерном реакторе ИРТ-Т впервые в мире выполнен эксперимент по поиску нейтронных ядер (нейтронных кластеров) с числом нейтронов 10 или более, находящихся в связанном состоянии. В основу эксперимента положен метод наведенной активности.

Разработана физическая модель изменения энергетического спектра ионного потока вблизи проводящих и диэлектрических мишеней. Установлены закономерности изменения ускоряющего потенциала на поверхности проводящих и диэлектрических материалов, коэффициента ионно-электронной эмиссии с поверхности диэлектрических материалов и наносимых покрытий в зависимости от концентрации плазмы и амплитудно-частотных характеристик отрицательного потенциала смещения на образцах. Созданы математические модели эрозии металлов под действием импульсных пучков заряженных частиц и потоков плазмы. Установлено, что основным механизмом эрозии металлов под действием высокоинтенсивных импульсных пучков заряженных частиц с плотностью мощности потока излучения, превышающей 106..107 Вт/см2, является испарение.

Исследован процесс формирования мощных ионных пучков в новом типе газового ионного диода с радиальным изолирующим магнитным полем. Разработан метод оптимизации процессов формирования плазмы в диоде с конической фокусировкой для генерации пучка протонов.

Разработаны метод и его аппаратное обеспечение для комплексного исследования структурного, фазового, элементного состава осажденных углеродных покрытий и их трибологических характеристик - нанотвердости, модуля Юнга, адгезионной прочности, коэффициента трения, шероховатости. Получены углеродные покрытия, в составе которых кроме аморфного и алмазоподобного углерода содержится большое количество (30-95%) кристаллического углерода в виде фуллеренов С60 и С70. Изучены закономерности синтеза тонкопленочных покрытий на трековые мембраны, получены данные о процессах формирования микроструктур на их основе.

Предложен и исследован новый класс импульсно-периодических релятивистских магнетронных СВЧ генераторов с внешней связью резонаторов. Показано, что введение внешних связей значительно повышает стабильность колебаний, позволяет управлять параметрами излучения, и открывает новые возможности использования таких релятивистских магнетронов, обладающих более высокой эффективностью.

Проведено теоретическое и экспериментальное исследование модовой структуры электромагнитного поля в триоде с виртуальным катодом и обратной активной связью. Показано, что регулируемая обратная связь может быть реализована с помощью подвижного рефлектора, расположенного на оси анододержателя триода. Получена зависимость генерируемой мощности излучения от местоположения отражателя, которая имеет периодический характер с периодом, зависящим от частоты излучения.

Предложен и реализован новый метод получения меченого технецием-99m антибиотика из класса фторхинолонов и стабильного реагента для изготовления радиофармпрепарата «99m-Тс, Ципрофлоксацин» с целью диагностики инфекционно-воспалительных заболеваний. Проведены медико-биологические испытания препарата «99m-Тс, Ципрофлоксацин» на инфицированных животных.

Разработан плазмохимический метод подготовки объектов к нейтронно-активационному анализу. С использованием этого метода проанализированы мхи-биомониторы, как свидетели техногенного влияния предприятий на экосистему исследуемых промышленных центров.

В 2006 году институтом совместно с Институтом сильноточной электроники СО РАН проведена 8-я Международная конференция по модификации материалов пучками заряженных частиц и плазмой. В работе конференции приняли участие более 300 ученых из России, ближнего и дальнего зарубежъя. В 2006 году вышли из печати 1 тематический сборник трудов Международной конференции, 108 научных публикаций, в том числе 53 статьи в российских реферируемых журналах и 13 статей – в зарубежных журналах. Сотрудники института принимали участие в 26 международных конференциях, на которых ими было сделано 42 доклада.

Получено 8 патентов Российской Федерации.

Заведующий лабораторией №22

В настоящее время – заведующий лабораторией физики и техники ионно-лучевой и ионно-плазменной обработки материалов (№22) Физико-технического института ТПУ.

Направления деятельности лаборатории: 1. Разработка экспериментального электрофизического оборудования для генерации ионных пучков высокой импульсной и средней мощности.

2. Разработка и изготовление технологического оборудования для реализации методов ионно-лучевой и ионно-плазменной обработки материалов.

3. Исследование физических процессов формирования и транспортировки потоков ускоренных ионов и плазмы.

4. Исследование процессов взаимодействия пучков заряженных частиц и плазмы с поверхностью твердого тела.

5. Разработка и создание методов и технологий ионно-лучевой и ионно-плазменной модификации свойств материалов.

Научная деятельность

Основное научное направление – физика пучков заряженных частиц, ускорительная техника, ионная имплантация, новые методы плазменного осаждения покрытий. Создано новое научное направление, основанное на новых методах получения сильноточных импульсно-периодических пучков ускоренных ионов и плазменных потоков с использованием вакуумной дуги и нетрадиционных методов ионно-лучевой, ионно-плазменной обработки материалов. По результатам научных исследований опубликовано более 150 научных работ в уетральной печати, из них более 30 работ – в зарубежных изданиях.

Педагогическая деятельность

Педагогическая деятельность в ТПУ связана с руководстсвом практикой студентов, их дипломированием, подготовкой аспирантов, чтением отдельных лекций для студентов физико-технического факультета. Периодически (1 раз в год) принимает участие в международных конференциях.

Источники

1. Профессора Томского политехнического университета 1991-1997гг.: Биографический сборник/Составители и отв. Редакторы А.В. Гагарин, В.Я. Ушаков. – Томск: Изд-во НТЛ, 1998 – 292 стр.

2. http://www.past.tpu.ru/html/nii-yaf-04.htm