Текст книги "Шелест гранаты"

Казалось бы, в электрическом поле ионы должны двигаться с ускорением: ведь на заряженные частицы действует сила. Но в газе на своем пути ион испытывает огромное число столкновений с нейтралами, при каждом передавая им часть энергии, меняя направление движения. При давлении газа в несколько атмосфер, путь, проходимый между столкновениями (длина свободного пробега) в десятки миллионов раз меньше межэлектродного расстояния дрейфовой трубки. Отбор энергии в столкновениях приводит к изменению характера движения – ионы «дрейфуют» не с ускорением, а с постоянной скоростью, которая все же зависит от напряженности электрического поля.

Иногда приходится сталкиваться с представлением, что, если между электродами есть разность потенциалов и появились носители заряда, то импульс тока в цепи можно зарегистрировать лишь при приходе заряда на один из электродов. Это не так: ток будет протекать в течение всего времени дрейфа и закончится только тогда, когда будет нейтрализован последний носитель заряда.

Обработка осциллограмм показала, что скорости дрейфа ионов в смесях гелия-3 и аргона были пропорциональны напряженностям. Подтверждалось и «открытие» Затычкина: длительности дрейфовых токов соответствовали ионам компоненты смеси с наинизшим потенциалом ионизации.

Из осциллограмм также следовало, что в технических газах не дрейфуют свободные электроны! Об этом свидетельствовала длительность «треугольника» в начале осциллограммы дрейфового тока: он был типично «ионным», индуцируемый более быстрыми электронами был бы «короче» на два порядка!

Этому виделось только одно объяснение: свободные электроны исчезли из-за наличия примесей электроотрицательных газов. Конфигурация электронных оболочек некоторых молекул такова, что присоединение электрона энергетически выгодно: он «прилипает» к такой молекуле, образуя отрицательный ион. Энергия связи электрона в отрицательном ионе – десятые доли электронвольта и при нормальных условиях (когда тот же воздух не нагрет мощной ударной волной, не ионизуется интенсивным излучением, когда отсутствует сильное электрическое поле) именно они являются носителями отрицательных зарядов. Кислород, углекислый газ и пары воды («загрязняющие» примеси в наполнителях счетчиков) – электроотрицательны.

Поскольку плотность газов в трубке была высока, уже на небольших расстояниях от весьма узкой области коронирования происходило достаточное число столкновений электронов с молекулами загрязняющих примесей, чтобы основными носителями отрицательного заряда стали ионы. Из этого следовало два важных вывода:

– дрейф электронов не оказывает существенного влияния на перенос заряда также и в счетчике;

– исследовать кинетику электронов можно, либо на несколько порядков снизив плотность исследуемых газов (уменьшив тем самым число столкновений в процессе дрейфа, а значит, и вероятность захвата электрона), либо – получив для измерений сверхчистые газы, в которых концентрация примесей была бы снижена на столько же порядков.

Пока же примесей было столько, что в техническом гелии-3 и положительные ионы были чужеродными, не «гелиевыми» (рис. 4.4), но представления о производстве, приобретенные за годы работы, не способствовали развитию иллюзий о том, что результаты дрейфовых измерений станут причиной кардинального улучшения очистки газов. Что же касается исследований в существенно менее плотных газах, то тут перспективы были кошмарными: расчетные времена дрейфа ионов становились сравнимыми с длительностью переходных процессов в разработанной схеме, что делало невозможными сколь-нибудь точные измерения. Для исследования же кинетики куда более быстрых электронов тем более надо было создавать совершенно новую схему, но было непонятно, к чему подобные мучения, если при разработке счетчиков эти данные все равно не пригодятся.

Рис. 4.4

Зависимости скорости дрейфа положительных ионов в гелии-3 (концентрация загрязняющих примесей значительна) от напряженности электрического поля в пространстве дрейфа при давлениях газа от 1 (верхний график) до 10 атмосфер. Высокие значения скоростей дрейфа позволили сделать вывод, что и положительные ионы в техническом гелии-3 чужеродны этому газу. Свои ионы двигались бы медленнее, потому что, при столкновениях со «своими» нейтралами, они часто «перезаряжались» бы на них, что вело бы к снижению скорости переноса заряда

Довольно легко было убедить Тугого, что из темы диссертации и плана работ исследования кинетики электронов надо изъять, но был в составе совета человек, от которого можно было ожидать по этому поводу бурной истерики. На очередное заседание ученого совета представили скорректированную тему диссертации, научным руководителем которой было предложено оставить лишь Тугого.

Истерика действительно бабахнула многотонной бомбой, но, к счастью, не тогда, когда это представлялось наиболее опасным.

После рассказа о схеме и конструкции дрейфовой трубки, я показал осциллограммы токов через искровые разрядники и уже собирался ступить на очень опасную зыбь – продемонстрировать и прокомментировать осциллограммы дрейфовых токов, как вдруг раздался громкий фальцет Затычкина: «А почему в вашей дрейфовой трубке – медные уплотнительные прокладки? Когда вы будете исследовать галогены, они прореагируют с медью и в пространстве дрейфа у вас будет неизвестно, что! Такая трубка нам не нужна!» Год назад, формулируя требования к дрейфовой трубке, «полуруководитель» ни словом не упомянул галогены, поэтому сдержаться не удалось: «Какие галогены – в нейтронных счетчиках!?». Затычкин продолжал упорствовать: «Галогены применяются в других изделиях и вы обязаны учитывать производственные интересы!» Уважаемый доктор наук А. Дмитриев попытался успокоить: «Но, может, не стоит в самом начале работы пытаться делать сразу все? В конце концов, трубку можно потом собрать заново и на тефлоновых прокладках…» Дело было, конечно, не в прокладках. Реакционно-активные галогены «съели» бы серебро в паяных соединениях, диффундировали бы в пористые керамические изоляторы. Для них надо было создать дрейфовую трубку другой конструкции. Но изложить эти соображения не удалось, потому что Затычкина было уже не остановить: «Я был инициатором этой работы, но вижу, что мое мнение ни в грош не ставится. В таком случае я не желаю быть научным руководителем и нести какую-либо ответственность!» По-наполеоновски скрестив руки на груди, он стал к происходящему демонстративно безразличен. На фоне скандала изъятие нескольких слов из формулировки темы диссертации никто не заметил, а один научный руководитель (Тугой) смотрелся и вовсе естественно. Отчет, план и остальные документы были утверждены советом. Потом, чувствуя себя счастливцем, я подошел к стенографистке и проследил, чтобы она внесла в протокол слова Затычкина об отказе руководить диссертацией.

Начался монотонный процесс измерений. Дрейфовую трубку наполняли в отделе смесями очень дорогого гелия-3 до давления 100 кПа (10 атм), я нес ее в подвал, где проводил измерения сначала при максимальном давлении, а потом постепенно стравливал газ и опять проводил измерения. Вести себя при этом надо было, привлекая как можно меньше внимания: среди работавших в подвале были и закончившие аспирантуру, но не защитившиеся, они часто посмеивались над «бессмысленным» рвением, но, заподозрив успех, могли и навредить. Не раз приходилось убеждаться, что зависть – сильное чувство, управляющее поступками многих людей. В подвал часто заглядывал и бывший однокашник, любивший радовать анекдотами и всегда пребывавший в отличном настроении.

4.3. Нейтроны, подводные лодки и внезапно появившиеся электроны

Рутинность измерений была прервана очередной кампанией. Одна из организаций Средмаша создавала комплекс аппаратуры обнаружения подводных лодок на небольших глубинах (вероятно – в режиме предстартовой подготовки ракет). Было задумано засечь нейтронный «след» лодочного реактора, для чего требовались чрезвычайно чувствительные счетчики. Требования эти превышали разумные и руководство НИИВТ скептически отнеслось к предложению, выдвигая в обоснование своей позиции множество причин, и среди прочих – недостаточную чистоту газов-наполнителей. Результатом этой борьбы было то, что в лабораторию была доставлена «для пробы» партия гелия-3 совсем уж умопомрачительной стоимости, прошедшего «специальную» очистку. Тугой загорелся идеей провести дрейфовые измерения в этом газе, он говорил, что при защите диссертации можно будет упомянуть о результатах, нашедших важнейшее военное применение. Однако прецедент с датчиком приземного срабатывания был еще памятен: такой козырь мог сыграть только в случае успешной разработки всего комплекса, что представлялось маловероятным (впоследствии сомнения подтвердились). Тем не менее, измерения в сверхчистом гелии-3 были проведены. Результаты удивили: во-первых, скорости дрейфа ионов не были пропорциональны напряженностям, если последние были невелики (рис. 4.5). Дрейфовали ионы в сверхчистом гелии-3 медленнее, чем в техническом при тех же условиях. Во-вторых, исчезли «треугольники» в начале осциллограмм дрейфовых токов, уступив места коротким, но мощным «всплескам»: в пространстве дрейфа появились свободные электроны. Врагом самому себе становиться не хотелось и об электронах я решил не говорить никому. Данные о кинетике ионов и так были очень интересны: объяснение «непропорциональному поведению» скоростей дрейфа при малых напряженностях виделось в увеличении массы ионов за счет объединения вокруг каждого из них нейтралов гелия-3. Такие конгломераты называют кластерами, в газах с полярными молекулами их уже неоднократно наблюдали, но в благородном газе это явление выглядело необычно. Позже выяснилось, что надежды на то, что кластеры наблюдалось в благородном газе впервые, были напрасны: после скрупулезного просмотра статей о ионах в гелии, обнаружилось, что о подобном уже писали двое немцев: Хайде и Попеску (фамилия последнего – явно не немецкая, и даже звучит двусмысленно, но это ничего). Они исследовали кинетику ионов в очень чистом, широко распространенном гелии-4, и их информация была ценной: сравнение с результатами, полученными при тех же условиях в гелии-3, позволяло судить о характере атомных взаимодействий.

Рис. 4.5

Зависимость скорости дрейфа положительных ионов в прошедшем особую очистку гелии-3 от напряженности электрического поля в пространстве дрейфа. Концентрация загрязняющих примесей снижена, по крайней мере на три порядка по сравнению с техническим газом

…Если соударения ионов с нейтралами газа носят упругий[71]71
  Принято следующее деление сценариев, по которым происходят соударения микрочастиц:
  – упругие, при которых меняются скорости, но не меняются внутренние состояния частиц, например – энергетические уровни;
  – квазиупругие, при которых меняются и скорости и внутренние состояния;
  – неупругие, в ходе которых образуются новые частицы.


[Закрыть] характер, то для различных изотопов одного и того же газа должна сохраняться и величина сечения соударения. Из кинетического уравнения для ионов следует, что скорость их дрейфа зависит от этого сечения, распределения ионов по скоростям и обратно пропорциональна квадратному корню из их массы. Нет никаких разумных оснований полагать, что функции распределения по скоростям различаются для изотопов. Для больших напряженностей поля, когда скорости дрейфа им пропорциональны, разница значений этих скоростей в гелии-4 и гелии-3, составляла 13–16 %, в то время как отличие корней квадратных из масс этих изотопов составляет 15 %. Вполне можно было сделать вывод, что, при достаточно высоких напряженностях внешнего электрического поля столкновения ионов гелия с нейтралами этого газа носят упругий характер. Однако когда поле становилось слабее, повышалась и вероятность неупругих взаимодействий, свидетельством чему было образование кластеров.

Рассуждения на эту тему, быть может, и казались «отвлеченными от практики» большинству специалистов НИИВТ, занимавшихся прикладными вопросами, но ими могли заинтересоваться в организации, куда диссертацию предстояло направить на защиту (совет НИИВТ такими полномочиями не был наделен).

Настала пора подумать о кандидатурах рецензентов на предварительной защите в НИИВТ. Тугой рекомендовал Ю. Толченова и Л. Касмарского. Первый ранее долго работал с нейтронными счетчиками, имел статьи и изобретения по этой тематике и сменил место работы, повздорив с Затычкиным. Касмарский был известен как специалист по искровым разрядникам. У них была репутация людей, говоривших правду в лицо. Таких часто считают неудобными, но именно это их качество могло потребоваться на заседании: большинство членов совета не разбиралось в ионной кинетике и, в случае какой-нибудь истеричной выходки Затычкина, вроде истории с диэлектрической проницаемостью газов, многие могли бы слепо довериться его авторитету. В такой ситуации Толченов и Касмарский скорее всего стали бы твердо отстаивать свое мнение. Задача заключалась в том, чтобы это мнение у них сложилось положительное. Будущие рецензенты часто приглашались на демонстрации работы дрейфовой трубки, с ними обсуждались и результаты измерений. Касмарский посетил такой показ всего раз, Толченову это было более интересно, он рассказал много полезных подробностей о работе счетчиков.

Тем временем изменились планы Тугого, который, как и многие в СССР, решил делать карьеру «в обход». Он стал секретарем партийного комитета НИИВТ и, одновременно – начальником так называемого отраслевого отдела. Министерства принуждали руководство подведомственных институтов организовывать такие отделы, самим институтам совершенно не нужные. Отраслевые отделы собирали статистические данные, готовили справки. В стране велась показная борьба с непомерно разраставшейся бюрократией и такой прием позволял министерствам скрывать фактическую численность своих сотрудников.

Тугой заверил, что в исследованиях ионной кинетики он заинтересованности не потерял, но было понятно, что теперь научного руководителя будут отвлекать иные задачи.

Отношение к карьерным партийцам (они сами претенциозно называли себя «партийной интеллигенцией») было сложным. Партия была частью государства и, если считать для себя допустимым переходить из одного института в другой в поиске благоприятных возможностей, то и оснований осуждать тех, кто искал того же, меняя профессиональную деятельность на партийную, не было. Да и профессиональный рост в СССР без членства в партии был связан с большими проблемами. Каждый, кто задумывался о своей карьере, должен был вести общественную работу. Вести такую пришлось и мне – в качестве заместителя председателя совета молодых специалистов НИИВТ. За организацию научных конференций дирекция пару раз выражала благодарность в приказах. Когда научный руководитель стал первым в партийной иерархии НИИВТ, я вступил в КПСС в мае 1979 г. Пришлось поближе соприкоснуться с «партийной интеллигенцией», среди которой в навязываемые идеалы верили только совсем уж откровенные идиоты, но многие поклонялась идолам с большим рвением, выражая лояльность. Насаждавшаяся идеология располагала к веселью. Без улыбки трудно вспоминать рассказ отца, слышанный в детстве. Отец беседовал с начальником одного из военных институтов, когда в кабинет без стука ворвался, с криком: «Товарищи, у нас завелся враг!», начальник политотдела. Из сбивчивого рассказа следовало, что, оправляясь в туалете, политрабочий обнаружил кусок газеты с портретом великого Сталина (вождя всех времен и народов!), злонамеренно загаженный экскрементами. Партиец продемонстрировал этот клочок, овеяв меркаптанами сидевших за столом…

…Заместитель Тугого по парткому как-то, заметив, что я летом часто надеваю джинсы, изрек: «Джинсы позорят высокое звание коммуниста!». Потом, стоя рядом в столовой, я заметил в его бумажнике рядом с купюрами красную обложку партийного билета. На вопрос, не боится ли он, что бумажник с таким сокровищем отнимут гопники (потеря партбилета, одного из главных фетишей, считалась тягчайшим прегрешением против партийной святости), без тени улыбки, заместитель Тугого пробурчал: «Партбилет у коммуниста могут отнять только вместе с жизнью!». Позже этот человек, не имевший даже высшего образования, требовал для себя должность начальника научного отдела.

Возможность своего перехода в ряды «партийной интеллигенции» я исключил: как и в спорте, как и в науке, для этого требовался особого рода талант, а я не чувствовал в себе достаточной стойкости, чтобы, например, не рассмеяться, например услышав:

 
Мы, коммунисты —
Радость земли своей!
Цель нашей мирной жизни —
Счастье простых людей!
 

Помимо увеселения, ценность опуса (затрудняюсь определить его жанр, может – частушка?) заключалась и в том, что предлагалось решить пару логических задач.

1. Как быть со счастьем, когда жизнь – немирная?

2. Предполагается ли в обеспечение счастьем «сложных» людей?

Ответ на первый вопрос трудности не представлял, поскольку газетки были переполнены сообщениями о битвах за урожай и о прочих разнообразных фронтах, на коих «Партийные лидеры – как генералы в блиндажах переднего края. За ними – стратегия и тактика борьбы, за ними – умение развернуть в цепь самых стойких и надежных!»

Не был особенно трудным и второй вопрос – особенно туго знали ответ на него бойцы незримого подвига.

Словом, «коллекция свидетельств идиотизма эпохи», которую я стал собирать примерно в это время, быстро пополнялась.

Суета, сопровождавшая прием в партию, происходила на фоне других событий, потребовавших нестандартных действий.

Все началось с того, что на доске почета института появился мой портрет, как лучшего изобретателя НИИВТ и многое из того, что скрывалось, стало явным. Затычкин решил, что пора прибрать к рукам результаты, которые ему виделись теперь бесхозными. Он начал разговор с претензий, почему с ним не согласовали отправку заявок на изобретения и другие публикации. Привить комплекс вины не удалось: это было сделано с ведома научного руководителя. Затычкин возбудился, потребовал в кратчайший срок представить ему результаты диссертации и получил ответ, что полный отчет будет подготовлен к очередному заседанию ученого совета. Дальнейший диалог развивался предсказуемо.

– А я на этом заседании скажу, что, как начальник лаборатории, вообще не знаю, чем вы занимались эти два года!

– Это вряд ли удивит кого-нибудь. На прошлогоднем отчете вы заявили, что не хотите иметь с диссертационной работой ничего общего.

– Я не мог этого говорить!

– Вы можете освежить свою память, прочитав протоколы заседания.

Затычкин, конечно, все помнил:

– Имейте в виду, совет все равно поручит мне рецензировать вашу работу, потому что я – единственный специалист в этой области. Поэтому я приказываю вам, как начальник лаборатории: результаты – на стол!

Это напоминало шантаж, потому что и на самом деле им являлось. Уступать было нельзя, случаи, когда результаты публиковали люди, не имевшие к их получению никакого отношения, были известны. Поэтому в ответ был вложен весь отпущенный природой сарказм:

– Я подарю вам оттиск статьи с собственным автографом, как только получу ее в издательстве!

По дрожанию рук и губ собеседника стало понятно, что лучше удалиться, чтобы не быть потом обвиненным в провоцировании припадка. После явной неудачи, Затычкин попытался действовать

чужими руками. Сотрудники лаборатории выполняли большой объем испытаний счетчиков, которые иногда проводились в ночную смену. Затычкин стал вписывать в эти бригады меня, причем, на возражения испытателей, справедливо опасавшихся, что такого работника они в своем составе не увидят, отвечал: «Сами думайте, как его заставить!». Он не мог не знать, что аспирант административно подчинен не ему, а заведующему аспирантурой. Половина ставки инженера выплачивалась за то, что исследовалась кинетика ионов не в тех газах, в каких заблагорассудится самому диссертанту, а именно в наполнителях счетчиков, в чем был заинтересован институт. Заставлять аспиранта выполнять работу техника незаконно, но стремление превысить даже мизерную власть – традиция для многих ее обладателей.

Надо было как-то остановить рост активности в этом направлении.

В МИФИ физическую химию преподавал профессор П. Митрофанов – крепкий еще для своих 70 лет человек с насмешливым характером. Прохаживаясь между рядами студентов, он отпускал едкие шутки насчет использования ими «вспомогательного материала», но не выгонял при этом из аудитории без права повторной сдачи в течение сессии, а просто более придирчиво экзаменовал, предлагая одну качественную задачу за другой. Митрофанов проверял знания в жесткой манере и, порой, с желанной записью в зачетке покидал аудиторию лишь каждый пятый из соискателей. Его насмешки нравились далеко не всем, но, на мой взгляд, они всегда были остроумными. Возможно, симпатия была взаимной, потому что, когда несколько лет спустя, после консультации на одной из кафедр МИФИ, я заглянул к профессору, тот сразу вспомнил студента и подарил свой учебник, надписав «на добрую память».

…Надо было дождаться, когда Затычкин заявит на очередном заседании о своем «открытии». Долго ждать не пришлось: предстояло рассмотрению результатов одной из работ лаборатории. Вместе со всеми выслушав декларацию Затычкина об открытом им «принципе, определяющем направление процесса перезарядки ионов», я задал вопрос, как выступающий относится ко второму началу термодинамики. В ответ не очень вежливо поинтересовались, удовлетворительно ли мое самочувствие в данный момент. Я поблагодарил и порекомендовал выступавшему ознакомиться с одним из следствий «начала», согласно которому любая реакция, идущая с выделением энергии[72]72
  Поскольку речь шла о перезарядке ионов газа с высоким потенциалом ионизации на легкоионизуемых нейтралах, реакция могла быть только экзоэнергетичной (энергия выделялась в виде квантов излучения).


[Закрыть], самопроизвольно протекает всегда. Далее, прочитав абзац из учебника Митрофанова, поздравил выступающего с тем, что своим «открытием» он поставил себя в ряд с такими выдающимися учеными, как Нернст[73]73
  В. Нернст – германский физик, один из основоположников термодинамики.


[Закрыть]. По залу зазвучали всхлипы сдерживаемых приступов смеха.

Председательствующий, также с трудом подавлявший смех, попросил придерживаться повестки. Затычкин принял какие-то таблетки, но на последующие вопросы отвечал невпопад.

Вероятно, удар был сильным, потому что начальник лаборатории не вышел на работу на следующий день, а выйдя, проходил мимо демонстративно не здороваясь. Он прекратил всякие упоминания об аспиранте и в разговорах с другими сотрудниками.

Эйфория, наступающая после нанесению противнику частного поражения, опасна: победителю на гребне успеха хочется изъясняться стихами:

 
Как бандиты наступали,
Мироеды – кулаки
Мы встречали их пулями,
Красноармейцы-удальцы.
 

Но инициатива в этом противоборстве принадлежала Затычкину, тот вполне мог найти себе союзников, поэтому самым благоразумным было бы вообще избегать контактов с ним. До окончания срока обучения в аспирантуре оставалось немного – около полугода, основные плановые результаты были получены. Помня, что солдат германской армии, не запиравших свои тумбочки, наказывали за «введение товарищей в искушение», я упрятал дрейфовую трубку в стальной шкаф и отбыл в МВТУ.