В середине 50-х годов было принято правительственное решение о создании на базе Ленинградского Физико-технического института им. А. Ф. Иоффе АН СССР (ФТИ) Гатчинского филиала института, в который предполагалось перевести из ФТИ все исследования в области физики ядра и элементарных частиц. Местом создания Филиала был выбран город Гатчина Ленинградской области. В качестве основных базовых экспериментальных установок Филиала ФТИ было решено построить модернизированный исследовательский реактор ВВР-М мощностью 10 МВт и самый крупный в своем классе ускоритель синхроциклотрон на рекорднyю для этого типа ускорителей энергию ускоряемых протонов 1000 МэВ. Исследовательский реактор института был пущен в эксплуатацию в 1960 году, ускоритель - в 1970 году. После завершения строительства в 1971 году Филиал ФТИ был преобразован в самостоятельный Ленинградский (теперь Петербургский) институт ядерной физики им. Б.П. Константинова РАН (ПИЯФ РАН).

 К работе по сооружению Филиала ФТИ были привлечены ведущие ученые Физтеха. Научным руководителем по созданию Филиала был назначен профессор Давид Моисеевич Каминкер, научным руководителем по сооружению реактора - известный физик ядерщик Л.И. Русинов, научным руководителем по сооружению синхроциклотрона - Д.Г. Алхазов. Позднее научным руководителем по подготовке и организации проведения научных исследований на синхроциклотроне был назначен бывший директор Физтеха украинский академик АЛ. Комар.

 Синхроциклотрон должен был стать базовой экспериментальной установкой института, предназначенной для широкого использования в исследованиях структуры атомных ядер и механизма ядерных реакций, в изучении свойств и взаимодействий элементарных частиц, в исследованиях в области физики твердого тела, радиобиологии, радиационной медицины и прикладной физики. Ускоритель должен был также стать полигоном для отработки аппаратуры и методик регистрации ядерных излучений, предназначенных для использования на ускорителях высоких и сверхвысоких энергий как у нас в стране, так и за рубежом. Широкий диапазон исследований определил в качестве основного требования к ускорителю его универсальность и оснащенность различными трактами пучков. Кроме протонных пучков необходимо было создать интенсивные пучки частиц второго поколения: пи-мезонов, мюонов и нейтронов. Экспериментальный комплекс ускорителя должен был быть оснащен удобными экспериментальными залами и надежной радиационной защитой.

В разработке, сооружении и вводе в эксплуатацию синхроциклотрона ведущая роль принадлежала Филиалу ФТИ и Научно-исследовательскому институту электрофизической аппаратуры им. Д.В. Ефремова (НИИЭФА). Проект здания синхроциклотрона и его технологических систем по техническому заданию Филиала ФТИ был разработан в "Ленинградском проектном институте" (теперь ГУП ГИ ВНИПИЭТ), проект систем электропитания и нестандартного электротехнического оборудования разработали НИИЭФА и ГПИ "Тяжпромэлектропроект". Изготовление нестандартного оборудования синхроциклотрона осуществлено на заводе ЛЭЗ ЛЕО «Электросила». Строительство синхроциклотрона было начато в 1957 году силами вoeнных строителей «Главспецстроя», и уже в 1964 году были построены все здания ускорительного комплекса и закончен монтаж основного оборудования и систем электропитания.

К работе по созданию синхроциклотрона был привлечен целый ряд молодых сотрудников Физтеха: Н.К. Абросимов, Н.Н. Чернов, А.В. Куликов, СЛ. Дмитриев, Г.Ф. Михеев, Г.А. Рябов, В.А. Елисеев, И.А Петров. Заместителем научного руководителя по сооружению синхроциклотрона был назначен в те годы еще комсомолец Н.К. Абросимов. Сооружение самого крупного в мире синхроциклотрона потребовало решения целого комплекса сложных научно­-технических проблем, сложность которых была обусловлена, в первую очередь, высокой проектной энергией ускоряемых протонов, которая для ускорителя типа синхроциклотрон является, по-видимому, предельной. Решение этих проблем потребовало поиска принципиально новых подходов к созданию ряда узлов и систем ускорителя. Многие из найденных в ходе разработки ускорителя технических решений были защищены авторскими свидетельствами.

 Благодаря энтузиазму и активному напору молодых сотрудников, сооружение синхроциклотрона и его ввод в эксплуатацию удалось провести в достаточно короткие сроки, и уже в 1967 году был произведен физический пуск ускорителя, а с 1970 началась его планомерная работа на физический эксперимент. С вводом синхроциклотрона в эксплуатацию было завершено создание первой очереди ускорительной базы ПИЯФ, на основе которой было обеспечено на длительную перспективу проведение фундаментальных и прикладных исследований по планам Российской Академии наук в различных областях физики, медицины и радиационной технологии.

 Для организации научных исследований на базе синхроциклотрона в 1963 году была образована Лаборатория физики высоких энергий (Сейчас Отделение физики высоких энергий), которой с 1971 года руководит член корреспондент Российской академии наук А.А.Воробьев. Сюда из Физтеха перешли многие ведущие физики: СЛ. Круглов, Э.Е. Берлович, М.В. Стабников и другие.

За прошедшие годы на пучках синхроциклотрона сотрудниками ЛФВЭ был выполнен ряд важных научных исследований. Надо отметить, что синхроциклотрон ПИЯФ относится к классу ускорителей средних или так называемых промежуточных энергий. У нас в стране и за рубежом существуют ускорители и более крупные. С каждым из них связана своя область научных исследований. Есть своя область исследований и у нашего синхроциклотрона, в которой он является ведущим. Так, в частности, синхроциклотрон ПИЯФ оказался оптимальным ускорителем для исследования структуры атомных ядер. Созданная на базе синхроциклотрона лаборатория ИРИС выполняет очень интересные для ядерной физики результаты по изучению искусственно получаемых так называемых нейтроноизбыточных ядер.

 Важное значение для развития энергетики будущего имеют проведенные на мюонном пучке синхроциклотрона исследования мюонного катализа реакций термоядерного синтеза.

В 1975 году на базе синхроциклотрона ПИЯФ был создан нейтронный спектрометр по времени пролета ГНЕЙС, предназначенный для имеющих большое значение для ядерной энергетики исследований взаимодействия нейтронов с атомными ядрами. По принятому для характеристики нейтронных источников и времяпролетных спектрометров на их базе коэффициенту качества спектрометр ГНЕЙС является одной из лучших установок этого типа в нашей стране и за рубежом.

 В 1975 году на синхроциклотроне ПИЯФ совместно с ЦНИРРИ Минздрава СССР был создан комплекс протонной лучевой терапии, предназначенный для лечения различных заболеваний головного мозга и, в частности, аденом гипофиза и артериовенозных аневризм. В отличие от других отечественных и зарубежных центров протонной терапии, где для целей протонной лучевой терапии применяются протоны с энергией 70 - 200 МэВ, на синхроциклотроне ПИЯФ используются разработанная совместно с ЦНИРРИ методика облучения («Гатчинский метод») протонами с энергией 1000 МэВ напролет в сочетании с подвижной техникой облучения. По состоянию на 1 января 2006 года курс облучения на синхроциклотроне ПИЯФ прошли более 1200 больных. Из всех больных, прошедших курс протонной терапии, 80% случаев составили больные микроаденомами гипофиза и артериовенозными мальформациями головного мозга. Клиническая ремиссия зафиксирована в 85% случаев. Отметим, что лечение заболеваний, требующих эктомии малых участков головного мозга размерами в несколько мм3, возможно только по «гатчинской» методике на синхроциклотроне ПИЯФ.

Из прикладных работ, выполняемых на протонном пучке синхроциклотрона ПИЯФ, следует упомянуть работы по исследованию радиационной стойкости радиокомпонент военной и космической техники.

В настоящее время на пучках синхроциклотрона проводится широкая программа научных и прикладных исследований, в которых принимает активное участие целый ряд ведущих научных центров данного профиля, как в России, так и за рубежом. Тесные научные связи имеет наш институт с Объединенным институтом ядерных исследований в Дубне, Радиевым институтом и другими. Идет широкий обмен научными сотрудниками с научными центрами США, Швейцарии, Германии, Франции и Японии.

В 1996 году синхроциклотрон ПИЯФ решением Министерства образования и науки РФ получил статус уникальной установки Российской Федерации национальной значимости.

 

 Заведующий ускорительным отделом ПИЯФ РАН

 доктор технических наук Н.К. Абросимов

 

 

 

 

 
     

 

 

 

вернуться к списку статей