Мы были или первыми, или сразу за первыми!
Темой сверхпроводников я начал заниматься в 1971 году, хотя во ВНИИНМ пришел работать еще раньше. В тот период лаборатории, специализирующейся на сверхпроводниках, еще не было. Этой темой занимались отдельные сотрудники и небольшие группы в составе различных лабораторий. Когда я перешел в лабораторию №23 к Нине Петровне Агаповой, там была группа из трех человек (Валерия Дмитриевна Бородич, Альберт Павлович Голубь и Таисия Павловна Чеботарёва), которые и занимались вопросами сверхпроводников как материаловеды. В других лабораториях, например, на установке У-13, также были сотрудники, которые работали над получением сверхпроводников, но уже как обработчики. Внутри разных лабораторий также были группы, которые в тот период изучали два сверхпроводящих материала — это ниобий-титановый сплав (NbTi) и соединение ниобия и олова (Nb3Sn).
Опытное производство сначала располагалось у нас в институте. Немного позднее стало создаваться первое промышленное производство в Советском Союзе — Ульбинский металлургический завод (УМЗ, Усть-Каменогорск, Казахстан).
Это было начало. Мне пришлось принимать участие в запуске оборудования, его освоении и разработке технологических процессов. Естественно, не один человек это делал, а коллектив, я был маленькой частичкой этого коллектива. Сверхпроводники — это высокотехнологичные материалы, являющиеся важнейшей составной частью магнитных систем ускорителей и термоядерных установок и другого научного и высокотехнологичного оборудования. ВНИИНМ и в тот момент, и сегодня является головной организацией по разработке технологий получения сверхпроводников. Во времена Советского Союза в области сверхпроводников мы никогда не были последними: мы были или первыми, или сразу за первыми. И это независимо от материалов — ниобий-титан или ниобий-олово.
Мы делали длинномерные изделия. Например, если говорить про ниобий-титан, то из одной сборки можно получить до 50 км длинной многоволоконной проволоки, где тонкие сверхпроводящие волокна распределены в медной матрице. Сплав ниобий-титан достаточно пластичный, его можно деформировать, хотя это тоже нелегко.
А если говорить про Nb3Sn, который является хрупким, как стекло, то были разработаны специальные методы, позволяющие из хрупкого соединения сделать длинномерные изделия. Такие проводники изготавливали по так называемой «бронзовой» технологии, представляющей собой деформацию ниобиевых волокон в бронзовой матрице (Cu-Sn). Из одной сборки можно получить до 30 км многоволоконного провода, который на последней стадии подвергается реакционной термообработке для образования сверхпроводящего интерметаллида.
Создание токамака Т-15 в Курчатовском институте было вторым величайшим достижением, поскольку это также был первый в мире токамак с магнитами на основе Nb3Sn. Сотрудники нашего института разрабатывали не только проводник, но и весь технологический процесс его изготовления. Например, если есть медь, ниобий, титан и другие материалы нужного качества, то для того, чтобы сделать из них сверхпроводник, иногда требуется переплавить Nb–Ti слиток несколько раз — для его очистки, снижения твердости и повышения пластичности. Необходимо было получить сверхпроводящие волокна диаметром 2-3 микрона (что в 10 раз тоньше человеческого волоса) в медной или бронзовой матрице. В каждом проводнике может быть более 10 000 таких волокон, а очень тонкое волокно может порваться, если будет недостаточно пластичным. Чтобы решить задачу столь высокой сложности, разработчик сверхпроводящего материала должен знать очень многое. Если не знаешь процессы плавки, то грош тебе цена, плохо ориентируешься в деталях обработки — опять минус, не знаешь материаловедение — совсем плохо. Необходимо знать все, и знать на очень высоком уровне.
В этой связи я бы хотел отметить работу нашей технической библиотеки. При организации нового исследования очень важно владеть научной информацией, а в библиотеке ВНИИНМ проводились «научные среды», как мы их называли. В этот день недели выставлялись для общего пользования свежие международные журналы с публикациями о научно-технических новинках, появившихся в других странах. На эти «среды» очень охотно ходили сотрудники, так как в то время никакого интернета не было и знания можно было получить только из печатных изданий.
Например, сейчас одним из новых и перспективных направлений в области технологии и медицины являются биосовместимые материалы. Рассматривается возможность изготовления имплантов для человеческого организма из ниобий-титанового сплава. Это как раз такой сплав, который мы хорошо знаем, и поэтому могли бы принять участие в этих разработках. Есть и другие перспективные материалы, с которыми наш институт работает; они предназначены для твэлов, и, представьте, их также можно использовать для создания имплантов для тела человека. Сейчас для этого используют легированный титан. Это уже хорошо известный материал, но в последнее время появились сведения о гораздо более качественных и современных сплавах. Например, самые лучшие импланты из титана могут прослужить четверть века. И, естественно, любой здравомыслящий человек скажет: «Ну куда больше? Пройдет 25 лет — выбросим, поставим новый». А ведь можно и по-другому решить: «Сегодня кому-то заменили коленную чашечку, и она будет как новая служить ему всю жизнь!». Такая задача должна быть поставлена на высоком уровне Госкорпорации, тогда и результат будет соответствующий.