ХАРЬКОВСКИЕ МОНОКРИСТАЛЛЫ — ВНЕ КОНКУРЕНЦИИ

Украина становится мировым лидером в области автоматизированного выращивания монокристаллов

Харьковским ученым из научно-технологического концерна «Институт монокристаллов» Национальной академии наук Украины предложено участвовать в реализации крупного японского проекта «Belle» в области физики высоких энергий. Украинские крупногабаритные щелочногалоидные монокристаллы для детекторов ионизирующих излучений - одна из основных составляющих этого проекта - оказались вне конкуренции. Никто в мире пока не может производить этот материал с такими специальными физическими потребительскими свойствами и по настолько доступным ценам. Кроме харьковчан подобные кристаллы могут выращивать лишь французы, что они также делают для проекта «Belle», но в больших количествах, попытки же китайских ученых в получении достойной технологии пока не увенчались успехом. Подписан контракт на поставку 30 тонн сцинтилляционного материала (то есть регистрирующего ядерные взаимодействия), институт производит его до тонны в месяц, а также более 200 кристаллов ежемесячно.

Комментируя это событие, академик НАНУ народный депутат Украины, руководитель концерна Владимир Семиноженко сказал:

- Японский парламент принял решение в два раза увеличить финансирование фундаментальных исследований - по различным оценкам в этом году на эти цели в Японии будет потрачено до двух миллиардов долларов США. Японцы поняли, что сегодня уже происходит насыщение в использовании технологий для производства наукоемкой продукции - ведь уже трудно совершить революцию в том же телевизоро- или компьютеростроении. Мир подошел к тому порогу, когда новые технические революции могут произойти только на основании новых фундаментальный открытий. Впоследствии они станут достоянием всего человечества, но преимущество всегда будет за тем, кто открытие совершит раньше, а значит, и быстрее станет применять для решения прикладных задач. Украинские ученые, к сожалению, не могут создавать сегодня для научных исследований дорогостоящие приборы, как, например, ускоритель в Цукубе, который будет стоить несколько сотен миллионов долларов США. Однако мы получили право принимать участие в исследованиях на этом уникальном ускорителе, обмениваться научными идеями и в итоге совершать новые открытия.

Взаимодействие харьковчан не ограничивается сотрудничеством с японскими учеными. Недавно концерн «Институт монокристаллов» выиграл очередной международный тендер. Речь идет о создании подобных детекторов, которые будут использоваться в Стэнфордском линейном ускорителе (в центре Slac) в рамках крупнейшего проекта США «BaBar», в реализации которого участвуют несколько десятков стран мира. Руководитель украинской части проекта, заместитель генерального директора концерна Борис Гринев поясняет:

- Сцинтилляционные щелочногалоидные монокристаллы, как основной элемент многих ядерно-физических приборов, используются практически во всех отраслях науки и техники довольно давно. Однако наиболее «узким местом» в этом деле было отсутствие возможности выращивать монокристаллы больших (высотой и диаметром до 500 мм) геометрических размеров и высокого качества. Развитие физики высоких энергий, медико-диагностическое приборостроение требуют увеличения производства именно крупногабаритных щелочногалоидных сцинтилляторов. До сих пор практически все производители таких кристаллов, в том числе и известная французская фирма «Saint Gobain», являющаяся, по сути, монополистом в их мировом производстве, используют для выращивания кристаллов метод Стокбаргера. Однако у него ряд недостатков как технологического, так и экологического характера, которые значительно снижают возможности его использования. Взяв за основу метод вытягивания кристаллов из расплава, в концерне разработали новейшие технологии и оборудование. Оно позволяет получать монокристаллы рекордных размеров с отличными физико-химическими параметрами. При этом удалось решить ряд сложнейших фундаментальных научных, а также инженерно-технологических задач управления качеством структуры кристаллов, очистки расплава от примесей, обработки выращенных кристаллов. Венцом стало создание автоматизированных установок серий «РОСТ» и «КРИСТАЛЛ».

В процессе выполнения этой разработки, выдвинутой на соискание Государственной премии Украины 1996 года в области науки и техники, было создано 37 изобретений, получено 33 зарубежных патента, продана в США ограниченная лицензия на право пользования разработанной технологией производства детекторов для комплектации гамма-камер. Появилась возможность комплектовать отечественными крупногабаритными детекторами (вместо дорогостоящих импортных) гамма-камеры, выпуск которых осваивает украинский завод «Оризон». Украина стала полноправным участником крупнейших международных проектов по физике высоких энергий в таких центрах, как КЕК (Япония), PSI (Швейцария), а теперь и SLAC (США). Заключены долгосрочные контракты с ведущими иностранными фирмами на сумму более 5 млн. долларов США.

Что касается работы, представленной на соискание Государственной премии Украины, то она называется «Разработка и промышленное освоение технологических процессов автоматизированного выращивания крупногабаритных сцинтилляционных монокристаллов и изготовление детекторов на их основе для различных областей ядерного приборостроения». Ее авторы - сотрудники корпорации: Александр Гершун, Валентин Горилецкий, Борис Гринев, Борис Заславский, Борис Моисеенко, Алексей Радкевич, Владимир Трофименко, Лев Эйдельман.

В результате этой работы созданы пять высокопроизводительных автоматизированных установок, обеспечивающих производство более 12 тонн сцинтилляторов в год. Это оборудование в 4-5 раз превосходит по производительности аналогичное зарубежное, кроме того позволяет получать монокристаллы диаметром более 530 мм и массой более 500 килограммов. Комплекс оборудования позволил создать более 40 типов различных детекторов для медицинской диагностики (гамма-камеры), геологоразведки, астрофизики, контроля за радиоактивным состоянием окружающей среды. Поставка детекторов для медицинских гамма-камер идет во Францию, Венгрию, Голландию. Сцинтилляторы сложной конфигурации закупаются Швейцарией и Японией.