 |
|
|
|
|
СКОРЫНИН Геннадий Михайлович
Россия город Зеленогорск, ЭХЗ, заместитель главного инженера по науке выпускник 1970 года, кандидат технических наук
К 100-ЛЕТИЮ КАРЛА КОЭНА
Тем не менее, по воспоминаниям П.Е.Суэтина, первый перевод монографии Коэна был выполнен в 1952 году сотрудниками вновь образованного физтеха УПИ и несколько машинописных экземпляров с вписанными от руки формулами использовались как учебное пособие к спецкурсу по разделению изотопов. Ввиду скудности имевшейся в то время учебной литературы эти манускрипты зачитывались студентами " до дыр ". Позднее " самиздатовские " экземпляры книги появились на предприятиях по обогащению урана, в частности на УЭХК, где инженеры-расчетчики и другие технические специалисты изучали азы теории разделения изотопов в каскадных установках. Однако, для многих физтехов личность Карла Коэна и по сей день остаётся притягательной загадкой. Русскоязычных публикаций о нем практически нет, да и на английском языке весьма дефицитную информацию приходится добывать по крупицам как " изюм из булки ". Родился, защитился, женился ... Карл Палей Коэн ( Karl Paley Cohen ) родился в Нью-Йорке 5 февраля 1913 года в семье Джозефа Коэна и Рэй Коэн, урожденной Палей. В 1933 году Карл получил степень бакалавра, а в 1934 году защитил диссертацию магистра в элитном Колумбийском университете в Нью-Йорке. В начале научной деятельности Коэн занимался исследованием оптической активности растворов, опубликовав по этой теме две статьи в 1936 и 1938 году в журнале " Химическая физика " в соавторстве со старшим коллегой Чарльзом Бекманном ( Charles O. Beckmann ) с химфака Колумбийского Университета. В 1936-1937 годах Карл проходил научную стажировку в Парижском Университете во Франции, где встретил свою будущую супругу Марту Малартре ( Marthe-Hermance Malartre ), которая в то время была студенткой Сорбонны. Сразу после свадьбы в 1938 году супруги уехали в Начало карьеры. Первые американские центрифуги.
В начале Манхэттенского проекта для создания первого ядерного оружия изучалось несколько возможных технологий концентрирования урана-235. Центрифуги рассматривались как первоочередные кандидаты для этой цели. Карл Коэн разрабатывал теорию противоточной газовой центрифуги, идея которой была предложена Юри в 1939 году. Среди участников центрифужного проекта был Джесси Бимс, который ещё в 1934 году начал конструировать лабораторную центрифугу испарительного типа и в 1939 году с её помощью впервые в мире изменил природное содержание изотопов хлора. Ему предложили возглавить группу разработчиков-испытателей в Виргинском университете. Исследовательской лаборатории фирмы " Вестингауз " было поручено создание первых машин для производства, а испытания проводила компания " Стандарт Ойл Девелопмент " в городе Бэйвей штата Нью Джерси. Общую координацию работ осуществляла SAM-лаборатория под руководством Юри. Группа Бимса сконструировала надкритичную центрифугу, у которой ротор при разгоне проходил резонансную частоту. Изготовленный из алюминиевого сплава ротор вращался с окружной скоростью 215 м/с, имел диаметр 18,7 см и длину 345 см. Фирма " Вестингауз " создала слегка меньший по размеру вариант ( диаметр ротора 18,3 см и длина 335 см ), а также подкритичную машину диаметром 18,3 см и длиной 105 см. Все модели центрифуг работали в режиме четырех потоков, т.е. поток питания подавался в ротор двумя частями через систему кольцевых каналов с противоположных торцов, создавая циркуляцию газа внутри ротора. Испытания по разделению гексафторида урана начались с подкритичной центрифуги в августе 1943 года. В декабре 1943 года, на 99-й день работы, в системе смазки возникла протечка, что привело к аварии при работе центрифуги, вращавшейся со скоростью 215 м/с. Через три недели, в январе 1944 года, руководство Манхэттенского проекта приняло решение об отказе от центрифужного проекта в пользу технологии газовой диффузии. Испытания надкритичной центрифуги проводились в Виргинском университете в феврале 1944 уже после сворачивания проекта. В ныне рассекреченном отчете приведены характеристики центрифуги и результаты этих испытаний.
Это была первая попытка американцев покорить центрифужную технологию. После закрытия центрифужного проекта основные усилия Коэна с коллегами сосредоточились на продолжении ранее начатых исследований по теории термодиффузионного и газодиффузионного методов разделения изотопов урана. В 1940-50-е годы Коэном подано несколько заявок на получение патентов США и Канады, в том числе в соавторстве с Юри и Скарстромом ( Skarstrom ). А в 1951 году вышла в свет его известная монография по теории разделения изотопов. Результаты расчетов Теоретического отдела использовались при создании в Ок-Ридже термодиффузионного завода S-50 и газодиффузионного завода К-25. Высокообогащенный уран для изготовления первой атомной бомбы " Малыш ", взорванной над Хиросимой 6 августа 1945 года, был получен с использованием всех трех имевшихся в то время разделительных установок. Термодиффузионный завод S-50 с января 1945 начал выпускать уран со слегка повышенным от природного содержанием U-235 ( около 0,85 % ). На второй стадии этот материал подавался на питание в газодиффузионный завод K-25, который доводил обогащение примерно до 23% U-235. Этот продукт, в свою очередь, поступал в калютроны завода Y-12, который повышал концентрацию U-235 приблизительно до 84 %, используя технологию разделения изотопов в электромагнитном поле. Завод S-50, проработав менее года по очень энергоемкой жидкофазной термодиффузии, был остановлен 9 сентября 1945. Позднее, когда на заводе К-25 было смонтировано более 3000 газодиффузионных ступеней, обеспечивавших получение высокообогащенного урана, потребность в дообогащении урана в калютронах завода Y-12 отпала и они были переориентированы на производство неурановых изотопов. Вторая специальность - ядерные реакторы для энергетики В период с 1944 по 1948 год доктор Коэн был научным советником по делам атомной энергии в компании <>" Standard Oil Development Co ", работавшей тогда над созданием технологии производства изотопа Бор-10, а в 1948 был назначен техническим директором компании " H.K. Ferguson Co. ", которая в Ок-Ридже эксплуатировала термодиффузионную установку S-50, а в Брукхэйвене сооружала реактор, синхроциклотрон и " горячие " лаборатории по переработке радиоактивных материалов. В конце 1940-х годов физики рассматривали разнообразные варианты конструкций ядерных реакторов. В каталоге концепций ядерных реакторов,
Как специалист, владеющий профессиональными компетенциями в области разделения изотопов и разработки ядерных реакторов - ключевых ядерных технологий, в 1952 году доктор Коэн был приглашен консультантом недавно созданной Комиссии по атомной энергии США и стоял у истоков зарождения атомной энергетики. Он основал " ядерную лабораторию Уолтера Кидэ " ( Walter Kidde Nuclear Laboratory ), совмещал в ней должности вице-президента и директора. Главной целью создания этой организации, названной в честь знаменитого предпринимателя, наладившего во время войны производство средств жизнеобеспечения для армии США, было продвижение ядерных технологий в качестве коммерческого источника энергии. В архивах сохранилась стенограмма слушаний на заседании 6 июля 1953 года Комитета по атомной энергии в Конгрессе США, на которых обсуждались вопросы развития атомной энергетики и приватизации ядерных предприятий. На слушаниях Коэн выступил в качестве эксперта с докладом о коммерциализации ядерных технологий. Несмотря на прекращение уранового центрифужного проекта, под руководством Коэна в лаборатории Уолтера Кидэ продолжались теоретические проработки применения центрифуг для получения стабильных изотопов. По этой теме сотрудниками лаборатории было выпущено около десятка секретных отчетов. Итоговый отчет сейчас рассекречен и доступен в Интернет. В 1955 году доктор Коэн ненадолго вернулся в Колумбийский Университет в качестве старшего научного сотрудника и, вспомнив молодость, в соавторстве с Силверманом ( J. Silverman ) подготовил обзорную статью " Изотопы ", опубликованную в журнале Annual Review of Physical Chemistry в октябре 1956 года. С 1955 года Коэн стал сотрудником компании Дженерал Электрик ( General Electric "), занимая в ней различные должности от менеджера отдела перспективного оборудования для атомной энергетики до научного руководителя ( Chief Scientist ) группы по ядерной энергии. В 1956 семья Коэнов переехала из Нью-Йорка в Калифорнию, надолго обосновавшись в городе Пало-Альто ( Palo Alto ) недалеко от офиса Дженерал Электрик в Сан-Хосе. В статусе научного руководителя группы по ядерной энергии Коэн проработал до 1978 года, пока не стал профессором-консультантом по машиностроению в Стэнфордском Университете, кампус которого примыкает к окраинам Пало-Альто, неофициальной столицы Силиконовой долины. У истоков второго центрифужного проекта США. В 1957 году Коэн представил доклад " Приложения теории изотопов к эксперименту " на международном Симпозиуме по разделению изотопов, который проходил в Амстердаме. Именно на этой знаменитой конференции, придавшей импульс последующему развитию центрифужной технологии на Западе, Гернот Циппе, год назад репатриированный из СССР, с удивлением обнаружил насколько разработки в Западной Европе и США отстали от работ СССР в этом направлении. В 1958-1960 годы Циппе в Виргинском университете воспроизвел конструкцию российской подкритичной центрифуги, в разработке которой он участвовал в группе немецких и советских специалистов под руководством Макса Штеенбека в период с 1946 по 1953 год. Карл Коэн, ознакомившись с работой Циппе, оказался настолько впечатлен изяществом технических решений, что рекомендовал Комиссии по Атомной Энергии расширить усилия по центрифугам в направлении советской конструкции. В апреле 1960 года КАЭ одобрила программу создания опытного газоцентрифужного завода в Ок-Ридже под руководством ядерного отделения корпорации " Юнион Карбид ">. По предложению США, поддержанному странами Западной Европы, все материалы по разработкам газовых центрифуг были засекречены. В США работа началась 1 ноября 1960 года и включала в себя сооружение опытного каскада, основанного на советской конструкции центрифуг, а также развитие теории центрифуг и продолжение изучения новых конструкционных материалов. Исходные машины имели роторы из алюминия диаметром 7,6 см, скопированные с модели, воспроизведённой Циппе. Программа быстро перешла на более прочные материалы, включая алюминий, запрессованный в стекловолокно, фиберглас и композиты. К концу 60-х годов в ходе оптимизации конструкции был разработан десяток модификаций центрифуг, при этом диаметр ротора постепенно увеличился до 60 см, а длина выросла с 30 см до 12 метров. Технология уже считалась настолько созревшей, что можно было приступить к длительным проверкам надежности. Подробности " второго штурма " покорения Америкой центрифужной технологии можно найти в недавно опубликованной статье .
По поводу гигантомании американских центрифуг высказался Гернот Циппе, когда он в феврале 1986 года выступал в Бонне с лекцией по случаю избрания его в почетные члены Общества ядерной техники. Его слова ( в переводе А.А. Сазыкина с немецкого ) звучали так : " США имели свой собственный опыт центрифугостроения в период второй мировой войны и пошли своим собственным путем. У них не оказалось никого, кто, невзирая на личные невзгоды, постоянно наставлял бы их на правильный путь. Они строили все более крупные и более массивные машины. Они все увеличивали разделительную мощность отдельной машины, но экономической конкурентоспособности не достигли. Они были вынуждены встроить в каждую центрифугу особое устройство для контроля за подшипниками и отсекающий механизм, позволяющий заменять неисправные машины. Успех известен: вложив 3,5 млрд. долларов в разработки и строительство нового обогатительного завода с газовыми центрифугами, они проиграли. Они теряли на глазах рынок обогащенного урана, потому что вынуждены были включать расходы на разработку новой технологии в цену, и не выдерживали конкуренции. Причины можно изложить в нескольких словах: машины становились слишком большими, слишком длинными, слишком дорогими и сильно запоздали ". Предполагалось, что в предстоящие 90-е годы морально и физически устаревшее оборудование газодиффузионных заводов США будет заменено на лазерную технологию AVLIS, в разработке которой тогда наметился определенный успех. Но на рубеже тысячелетия в США отказались от AVLIS'a и снова вернулись к созданию центрифужной технологии на базе американской центрифуги АС-100, по размерам похожей на Set III, но почти в два раза производительней ( за счет применения высокопрочного углеволокна и увеличенной скорости вращения ротора ). " Третья волна " освоения центрифуг в Америке началась без участия Коэна, который в это время уже находился на заслуженном отдыхе ! Первоначально планировалось пустить завод по проекту " Американская центрифуга " в 2010 году. Однако, в настоящее время центрифужный проект США снова сталкивается с рядом технических трудностей, трансформируемых в финансовые. По публикации Комиссии по ядерному регулированию ( US NRC ) ( https://atominfo.ru/news9/i0151.htm ) 11 июня 2011 года при выполнении штатной операции по подключению резервного насоса системы водяного охлаждения центрифуг произошло короткое замыкание. Без электропитания оказалась часть оборудования опытного каскада, в том числе, диффузионные насосы, требующиеся для нормальной работы центрифуг АС-100. В результате на установке из 37 центрифуг 6 машин оказались в аварийном состоянии с повреждением корпуса одной из центрифуг. Угрозу реализации проекта " Американская центрифуга ", кроме того, представляет новая лазерная технология SILEX, купленная General Electric в 2006 году у Австралии, а также центрифужный завод URENCO, уже сегодня набравший на территории США разделительную мощность в 2 млн. ЕРР/год. В сентябре прошлого года NRC выдала лицензию на строительство и эксплуатацию завода по технологии SILEX. В 2010 году, во время визита в США С.В. Кириенко, при обсуждении Соглашения 123 поднимался вопрос об импорте из России нашей центрифужной технологии... Награды, звания, признания: Результаты творческой деятельности Коэна отражены в полученных им патентах, нескольких десятках технических отчетов, статей в научных журналах и в материалах конференций. Кроме того, перу автора известной монографии принадлежит ряд публицистических статей, в которых он излагает личное мнение по злободневным вопросам развития атомной энергетики. Так в январском номере " Бюллетеня атомных ученых " за 1948 год Коэн один из первых обратил внимание на необходимость пересмотра законодательства в области атомной энергии в связи с созданием и началом работы Комиссии по ядерной энергии. В этом же издании в 1953 году появилась его статья " Ядерная энергия как предприятие риска ", в которой доктор Коэн впервые предложил изменить закон об Атомной энергии, чтобы разрешить участие частных компаний в развитии ядерной энергетики. Заслуги Коэна отмечены многочисленными наградами и почетными званиями. В 1967 году Коэн был избран в Национальную инженерную академию ( National Academy of Engineering ), состоял в секции энергетических систем, специализируясь в области разделения изотопов и разработки ядерных реакторов. В 1968-69 году он был президентом Ядерного общества США ( Am. Nuclear Society ). С 1980-х годов он являлся консультативным членом Национальной академии наук США, состоял членом в Американском физическом обществе, Институте инженеров Электриков и Электроников ( IEEE ), отмечен наградами общественных научных организаций " Phi Beta Kappa ", " Sigma Xi " и " Phi Lambda Upsilon ". В 1977 году Коэн получил премию 500 тысяч германских марок, учрежденную Фондом Альфреда Круппа. После успешного пуска в промышленную эксплуатацию заводов URENCO, использующих для обогащения урана технологию газового центрифугирования, Фонд Альфреда Круппа удостоил этой престижной награды 8 ученых из 6 стран, которые внесли заметный вклад в развитие центрифуг. Одновременно с Коэном премию Альфреда Круппа получил немецкий ученый Пауль Хартек, начинавший разработку центрифуг в Германии ещё во время войны и продолживший её после войны. За выдающийся вклад в развитие инженерной науки и промышленности в 1979 году Коэн ( снова вкупе с Хартеком ) стал лауреатом премии, учрежденной в 1966 году Американским институтом инженеров-химиков ( AIChE ). Ранее, в 1969 этой престижной награды был также удостоен Юри. В 2008 году Американский институт инженеров-химиков, объединяющий почти 43 тысячи профессионалов химической технологии из 90 стран, по случаю 100-летия со дня своего основания подготовил список 50-ти заслуженных ученых, получивших всемирное признание еще во время Второй мировой войны или до нее. Коэн внесен в список " ровесников " фонда. Ряд публицистических выступлений Коэна в 1960-е годы посвящен реакторам на быстрых нейтронах, необходимости перехода к замкнутому ЯТЦ. В 1977 году он отметил неэффективность решения Президента Картера об отказе США от переработки ОЯТ, как меры по предотвращению распространения ядерного оружия. В память о своем учителе Гарольде Юри, скончавшемся в 1981 году, Коэн написал несколько мемуарных публикаций. К 90-летию Юри Коэном опубликована обширная биографическая статья , описывающая основные события реализации Манхеттенского проекта в т.ч. ход решения проблемы разделения изотопов, в которо он сам непосредственно участвовал под руководством Юри. После трагических событий в Нью-Йорке 11 сентября 2001 года 19 членов инженерной академии США, включая Карла Коэна, опубликовали статью, в которой дан отпор противникам атомной энергетики, которые стали спекулировать на случившемся несчастье. Авторы статьи, основываясь на технических принципах и длительном практическом опыте в области ядерных технологий, опровергают появившиеся в СМИ заявления о катастрофических последствиях нападения террористов на ядерную установку или на ядерное топливо. Находясь в почтенном возрасте, Коэн сохранял интерес и активную жизненную позицию. В 2008 году большая группа из 31487 американских ученых, включая 9029 докторов наук, обратились с Петицией к правительству США, в которой предложено отклонить Киотский протокол об изменении климата, подписанный в Японии в декабре 1997 года. В Петиции утверждается, что нет никакого убедительного научного доказательства, что углекислый газ, метан, или другие " парниковые " газы, выделяемые в результате человеческой деятельности, вызвали или в обозримом будущем вызовут катастрофическое нагревание атмосферы Земли и приведут к нарушению климата Земли. Более того, есть существенные научные свидетельства того, что повышение в атмосфере углекислого газа приводит ко многим благоприятным эффектам для растений и среды обитания животных на Земле. Среди " подписантов " Петиции стоит имя Карл П. Коэн. Выдающийся учёный Карл Коэн прожил долгую, плодотворную и, по-видимому, счастливую жизнь. Он скончался 6 апреля 2012, а 5 февраля 2013 ему исполнилось бы 100 лет. Его супруга Марта ушла из жизни на два года раньше мужа - 20 марта 2010 года. Их брак длился 71 год. Три дочери ( Beatrix Cashmore, Martine LeBouc, Elisabeth Brown ) подарили им четырех внуков и двух правнуков. Автор выражает благодарность за предоставление ценной информации о биографии и трудах Карла Коэна доктору технических наук Валентину Дмитриевичу Борисевичу, профессору кафедры молекулярной физики НИЯУ " МИФИ ", и кандидату технических наук Роальду Владимировичу Эйшинскому, бывшему начальнику технического отдела ОАО " УЭХК ", в течение многих лет читавшему курсы лекций по теории каскадов в Филиале МИФИ ( г. Новоуральск ) и Уральском филиале ЦИПК. |
||||||||||
|
|
Книга Геннадия Михайловича Скорынина " 100 ЛЕТ С ИЗОТОПАМИ " Смотреть Книгу " 100 лет с изотопами " в Pdf-OnLine ( Issuu ) Смотреть Книгу " 100 лет с изотопами " в Pdf-OnLine ( Yumpu ) Скачать Книгу " 100 лет с изотопами " ( Pdf, 5 Мбайт ) Скачать Книгу " 100 лет с изотопами " c " Яндекс-Диска " ( Pdf, 5 Мбайт ) Смотреть ВидеоРолик Книга Г.М. Скорынина " 100 лет с изотопами " Лауреат Премии Союза Писателей " Имперская культура " ( YouTube ) " НИЧЕГО НЕ ХОТЕЛ БЫ ПОМЕНЯТЬ ... " к 70 - летию Геннадия Михайловича СКОРЫНИНА |
||||||||||
|
ВидеоИнтервью с " Яндекс - Диска " ( 152 Мбайт ) " ГЕННАДИЙ МИХАЙЛОВИЧ СКОРЫНИН "  |
|
|
|
| Издательство " DiaKon * ДиаКон" | Инициатор проекта Яремко А.Н. |