Техника-молодежи №3 2000 г
 
 
ГЛАВНАЯ
СОДЕРЖАНИЕ
ВПЕРЕД
НАЗАД

В нашем обществе, да и в мире в целом, есть огромнейшая проблема: барьер между технарями, естественниками, и - гуманитариями. В значительной степени, по-моему, барьер искусственный: столько было примеров успешного совмещения, а то и перемены профессий!

Конечно, есть люди ленивые, для которых точность мышления, необходимость сдавать коллоквиумы по математическому анализу, непереносимы. Лучше, знаете, легкий дриблинг в языке, пошел, чего-то такое наговорил связно, получил свою оценочку по какому-то предмету, который толком и не определишь - ни объекта изучения, ни методики... Но при чем же здесь различие технарей и гуманитариев?

ИНЖЕНЕР-ФИЗИК-ЖУРНАЛИСТ?
давайте попробуем!

Человек уже давным-давно живет в искусственном мире. И мне совершенно непонятно, как можно готовить людей, влияющих на чужую жизнь через свою деятельность в юридических органах, во всяких структурах, связанных с экономикой, но не имеющих абсолютно никакого представления об искусственном мире, который создается инженерами, рабочими... Балаган получается!
Б.Н. Оныкий:
давайте попробуем!

Поэтому МИФИ поставил сейчас перед собой долговременную, очень трудную задачу преодоления существующего барьера между гуманитарной и естественнонаучной, инженерной подготовкой. Полвека назад у нас уже был опыт решения подобной проблемы. Ведь специальности «инженер-физик», «инженер-математик», «инженер-системотехник» появились в результате деятельности МИФИ. Вначале были шутники, укорявшие: мол, институт, который готовит и не физиков, и не инженеров, а нечто непонятное. Но когда наши выпускники вышли на ключевые позиции в творческих организациях, связанных с созданием сложнейших установок, с продвижением в микромир, обнаружилось: получился специалист, который в огне не горит, в воде не тонет, ничего не боится, и называется «инженер-физик».

Рано еще говорить о специальности, допустим, «инженер-физик-журналист», но будем считать эти статьи наших студентов первым шагом. Давайте попробуем!

Борис ОНЫКИЙ,
ректор Московского инженерно -
физического института



Элеонора МИХАЙЛОВА
ИЗУЧАЯ АВТОМАТИКУ

Совсем недавно кафедра «Автоматика» отметила свое 50-летие, а 30 лет назад при ней было образовано студенческое исследовательско-конструкторское бюро «СКИБ-А», многие разработки которого до сих пор применяются на промышленных предприятиях, атомных станциях, в НИИ. Среди них - измеритель вязкости, созданный по заказу завода имени Карпова, датчики уровня пива в бочках для Москворецкого экспериментального пивоваренного завода (проблема заключалась в том, что при сливе пиво тут же пенилось, и не было видно, сколько его осталось), индикатор уровня стекла в стекловаренных печах, телеметрическая аппаратура, фиксирующая параметры взрыва...
Студенты МИФИ, осваивающие журналистскую науку. Первый справа в верхнем ряду - Алексей Москинов, первая слева - Юля Ду-бинская, вторая справа - Ольга Сторожилова.

Меня же заинтересовала «Модель спутника с астроориентацией». Применение системы ориентации значительно расширяет возможности космических летательных аппаратов. Например, только она позволила советской автоматической межпланетной станции (АМС) сфотографировать обратную сторону Луны. Напомню, как это происходило.

АМС развернулась объективом фотоаппарата на Луну, для чего, по сигналам измерительных устройств, система управления угловым движением станции вокруг ее центра масс выдавала соответствующие команды исполнительным органам (в данном случае - ракетным микродвигателям). После окончания съемки автоматика была отключена, а АМС, для сохранения стабилизации, просто закручена вокруг продольной оси с определенной угловой скоростью.

На Земле этот (и другие) процесс воспроизводится в лабораторных работах как раз благодаря «Модели спутника с астроориентацией». О ней рассказывает доцент кафедры «Автоматика», руководитель студенческого КБ Г.Н. Алексаков.

- Габриэль Николаевич, как возникла идея создания этой установки?

- Проектировщик автоматических систем должен правильно понимать процессы в автоматизированном объекте, уметь перевести их на язык математики, придумать и реализовать закон управления, обеспечивающий выполнение всех необходимых функций, в простых и надежных устройствах. Чтобы научиться этому, необходимы простые и наглядные модели, в которых все эффекты, производимые автоматикой, можно наблюдать глазами, и которые можно встроить в учебный процесс. Одна из них - «Модель спутника с астроориентацией».

- И что же она собой представляет?
Г.И. Алвксаков объясняет устройство "Модели спутника с астроориентацией".

- Это поворачивающаяся платформа с закрепленным на ней электродвигателем, на валу которого расположен маховик. Последний играет роль массы, отталкиваясь от которой, поворачивается «корпус спутника». Маховик раскручивается в одну сторону, платформа же, благодаря реактивному моменту, - в противоположную, что позволяет нацелить «спутник» на нужный объект.

- Насколько мне известно, в настоящих спутниках для нацеливания применяются сложные оптические системы. Каким же образом это реализовано здесь?

- Сделан «телескоп» на фотодиодах, датчик отклонения от направления на источник света («солнце»). Последний - несколько лампочек накаливания, расположенных на некотором расстоянии друг от друга. Датчик преобразует величины угла и скорости отклонения в электрические сигналы, на основе которых закон управления формируется аналоговым вычислительным комплексом АВК-6.

Лабораторная же работа заключается в том, что схема АВК-6 - перестраиваемая, и перестановкой токопроводящих перемычек закон управления можно поменять - посмотреть, как будет вести себя «спутник», и почему.


Алексей МОСКИНОВ
КОГДА ПРОСТОЕ ГЕНИАЛЬНО

Говорят, все гениальное просто. Обратное верно не часто, но именно о таком случае рассказал профессор кафедры «Радиационная физика, биофизика и экология» МИФИ Николай Георгиевич Големинов.

- В радиоэкологической практике часто требуются надежные и информативные измерения радиоактивности. Их можно провести лишь спектрометрическими системами, содержащими линейный детектор излучения, усилители, амплитудные анализаторы и имеющими мощное программное обеспечение. Они наиболее надежны, информативны - и дорогостоящи.

Во всем мире стремятся удешевить подобные измерения. Но то, что делается за рубежом слишком дорого для использования в России. Вот, недавно, у моего коллеги сгорело несколько микросхем в амплитудном анализаторе. Посчитали стоимость ремонта - вышло 13 тыс. долл. Значит, у этого человека анализатор никогда не заработает.
АРС-3 в руке Н.Г. Големинова. На дисплее компьютера - замеряемый спектр.

Для нашей страны нужна очень дешевая спектрометрическая система, не уступающая лучшим образцам западных фирм «Canberra», «Ortec» и т.д. Эта задача успешно решена. На кафедре «Радиационная физика, биофизика и экология» МИФИ создана такая система, включающая детекторы излучений, спектрометрические каналы, анализаторы и, опять же, программное обеспечение. То есть «радиометр-спектрометр альфа- и гамма-излучений», в принципе, позволяет решать задачи радиоэкологической практики. Отличительная особенность - дешевизна. По индивидуальным заказам, в рамках научных разработок и научного поиска, он обходится от 200 до 500 долл. Цена приемлема, а если что-то произойдет, и прибор выйдет из строя (хотя такого ни разу не было) - его всегда можно заменить и продолжить свои эксперименты.

Началось все с того, что лет 10 назад появилась необходимость защиты космических аппаратов от действия солнечных вспышек, галактических космических лучей и т.д., а сначала - замеров всего перечисленного в космическом полете. Эти измерители создавались у нас на кафедре совместно с ракетно-космической корпорацией «Энергия». К сожалению, финансирование было прекращено, и ядро спектрометрической системы пришлось конвертировать в наземный вариант. Получившийся радиометр-спектрометр АРС-3 показал достаточно хорошие результаты.

Мы выигрываем, поскольку не выходим за пределы разумного. Зачем для экологических измерений амплитудный анализатор с 100000 каналами, когда достаточно от 1024 до 4098, и большее расширение диапазона не нужно? В радиоэкологии всегда требуется сравнить результаты, полученные на более сложной и дорогой системе, стоящей сотни тысяч долларов, с данными устройств подешевле и попроще. Реально - ничего нового, по сравнению с нашим радиометром-спектрометром, вы не получаете.

Еще одно отличие - мы сознательно уходим от измерения в вакууме. Американские спектрометрические станции предполагают вакуумирование объема детекторной камеры. У нас такое тоже возможно, но мы стараемся этого не делать, чтобы облегчить работу исследователя, несмотря на то, что некоторые их данные искажаются потерями энергии в воздухе. Спектр деформируется, но его всегда можно восстановить - соответствующие расчетные методы развиты очень хорошо. Кроме того, американские спектрометры работают интервально - зоны энергии от 3-4 до 6 эВ, от 6 до 9 и т.д. Часто эти интервалы не перекрываются, и в результате возникает парадоксальная ситуация: теряются самые интересные данные. Например, вот спектрограмма пробы с одного из наших предприятий, которая получалась по просьбе одной из авторитетных контор, независимо - на нашем радиометре-спектрометре, и на «Canberra». «Canberra» пропустила пик, который помечен знаком вопроса. На самом деле, это гадолиний-148, который говорит о многом в деятельности предприятий ядерного комплекса. A «Canberra» его не увидела потому, что ее возможности были ограничены.

Работа с АРС-3 идет и по сей день. Делаются усложнения, но-в программном обеспечении прибора, стоимость самой системы не меняется. Программное обеспечение для АРС-3 полностью написано нами. Реализованный подход в корне отличается от существующего и несет в себе новый стандарт обработки спектрометрической информации. Широко привлекаются Excel 97, MathCad7.0 Pro и т.д., что позволяет исследователю пользоваться всем багажом современных наработок, удешевляет программный продукт и делает его общедоступным.

У нашего прибора высокая гибкость. Хотите - альфа-частицы померьте, хотите - гамма. Голь на выдумки хитра! Хочется свой прибор использовать в любых случаях, поэтому стараешься делать так, чтобы не было больших сложностей. В зарубежных приборах гибкость меньше. Если прибор для альфа-частиц, значит, только для альфа-частиц. Причем, от 5 до 12 МэВ, а если захотите померить осколки деления (60-70 МэВ) - результатов не получите. В этом отношении простые системы себя оправдывают.

Да, у американцев есть и малогабаритные анализаторы. Они имеют хождение у нас в стране, но цена за прибор ниже 3000 долл. не спускается. В них применяются прецизионные компоненты, а у нас - нет. По ценам рынка детали нашего прибора стоят сейчас около 240-250 руб. А у американцев - одна микросхема тянет на 1000 долл.

Последний эксперимент с АРС-3 - российско-германская экспедиция,

железнодорожная поездка от Москвы до Хабаровска, где велись замеры аэрозольной активности воздуха. Прибор прошел государственную аттестацию в составе установки и разрешен для применения в интересах Министерства обороны (определение спектров осколков деления калифорния).

У нас разработаны радиометры-спектрометры для определения излучения мониторов персональных компьютеров, измерения альфа-излучения с поверхностной плотностью активности порядка 0,001-0,0001 Бк/см^3. Разрабатываются мониторы гамма-излучения, которые позволяют контролировать активность воздуха, которым мы с вами дышим, без осаждения на фильтр.

Это достаточно интересная работа, но она пока еще не закончена в научном плане. Все это инициативные разработки.

К сожалению, сейчас экологи стараются избегать применения дешевой аппаратуры, завышая стоимость анализа. Наши спектрометры, в принципе, могут быть поставлены в автономный режим, работать с модемом, с линией связи, что резко удешевляет подобные измерения.



на предыдущую страницу к началу этой страницына следующую страницу