ГлавнаяПерсоналии → Лейпунский А. И.

Лейпунский Александр Ильич(1903—1972)

физик-экс­пе­ри­мен­та­тор, созда­тель ядер­ных реак­то­ров на быст­рых ней­тро­нах, ака­де­мик АН Укра­ин­ской ССР (1934). Науч­ный руко­во­ди­тель ФЭИ. Герой Соци­а­ли­сти­че­ского Труда (1963), лау­реат Ленин­ской пре­мии (1960).

Алек­сандр Ильич Лей­пун­ский родился 7 декабря 1903 года в деревне Драгли Соколь­ского уезда Грод­нен­ской губер­нии. Его отец, Илья Иса­а­ко­вич, рабо­тал десят­ни­ком на стро­и­тель­стве шос­сей­ных дорог. Про­фес­сией отца и объ­яс­ня­ются частые пере­езды семьи (Соколка, Бело­сток, Алек­сан­дров, Рыбинск, Яро­славль и др.) В первую миро­вую войну учре­жде­ния Военно-дорож­ного ведом­ства, где слу­жил отец, были эва­ку­и­ро­ваны в Яро­славль, куда пере­ехала и вся семья Лей­пун­ских. Мате­ри­аль­ное поло­же­ние было тяже­лым. Отец рабо­тал на лесо­за­го­тов­ках в Яро­слав­ской губер­нии, желез­но­до­рож­ном узле, а позд­нее, как писал О.И. Лей­пун­ский, брат уче­ного, был даже «сезонно без­ра­бот­ным». Дети учи­лись сна­чала в гим­на­зии, затем в школе вто­рой сту­пени.

В 1926 году окон­чил физико-мате­ма­ти­че­ский факуль­тет Ленин­град­ского поли­тех­ни­че­ского инсти­тута, где про­шел науч­ную школу у А. Ф. Иоффе. Будучи уже извест­ным уче­ным в обла­сти атом­ной физики, был направ­лен на работу во вновь обра­зо­ван­ный Укра­ин­ский физико-тех­ни­че­ский инсти­тут (Харь­ков, 1928 г.). Вме­сте с А.Ф. Иоффе, И.В. Обре­имо­вым и дру­гими уче­ными он участ­вует в научно-орга­ни­за­ци­он­ной работе, фор­ми­руя основ­ные науч­ные направ­ле­ния УФТИ. По пред­ло­же­нию А.И. Лей­пун­ского в 1931 году в УФТИ было создано новое направ­ле­ние работ — иссле­до­ва­ние ядра. С этого вре­мени вся науч­ная дея­тель­ность А.И. Лей­пун­ского была посвя­щена физике ядра и ее тех­ни­че­ским при­ло­же­ниям.

Для раз­вер­ты­ва­ния ядер­ных иссле­до­ва­ний уже было недо­ста­точно источ­ни­ков излу­че­ния, осно­ван­ных на есте­ствен­ной радио­ак­тив­но­сти — на повестке дня сто­яло полу­че­ние пуч­ков быст­рых про­то­нов, уско­рен­ных элек­три­че­ским полем и, соот­вет­ственно, созда­ние высо­ко­вольт­ных уста­но­вок. «Высо­ко­вольт­ная бри­гада», кото­рой руко­во­дил А.И. Лей­пун­ский, при­сту­пила к раз­ра­ботке высо­ко­вольт­ных уста­но­вок и ваку­ум­ных тру­бок для уско­ре­ния про­то­нов. Были изго­тов­лены транс­фор­ма­тор «Тесла» на 2 МэВ, импульс­ный гене­ра­тор на 1,5 мВ и уста­новка посто­ян­ного напря­же­ния на 400 кВ. Импульс­ные источ­ники высо­кого напря­же­ния стра­дали малой интен­сив­но­стью пучка, поэтому уси­лия были направ­лены на созда­ние высо­ко­вольт­ного источ­ника посто­ян­ного напря­же­ния. В этих целях была раз­ра­бо­тана уста­новка посто­ян­ного напря­же­ния на 600 кВ и постро­ена пер­вая в СССР элек­тро­ста­ти­че­ская машина Ван-де-Гра­афа. Исполь­зуя новые уста­новки для уско­ре­ния про­то­нов группе уче­ных — К. Ф. Синель­ни­кову, А.И. Лей­пун­скому, А.К. Валь­теру и Г.Д. Латы­шеву — в 1932 году впер­вые в СССР уда­лось искус­ственно рас­ще­пить ядро лития. Эта работа по суще­ству зна­ме­но­вала рож­де­ние в СССР новой обла­сти зна­ний — ядер­ной физики.

В 1933 году состо­я­лась пер­вая Все­со­юз­ная ядер­ная кон­фе­рен­ция, в кото­рой при­няли уча­стие и извест­ные зару­беж­ные физики. А.И. Лей­пун­ский пред­ста­вил доклад под назва­нием «Рас­щеп­ле­ние ядер», в кото­ром про­ана­ли­зи­ро­вал экс­пе­ри­мен­таль­ные дан­ные по бом­бар­ди­ровке про­то­нами ядер раз­лич­ных эле­мен­тов — как лег­ких (Li, B, Be, F, Al) так и тяже­лых.

Ядер­ная кон­фе­рен­ция имела боль­шое зна­че­ние для раз­ви­тия ядер­ных иссле­до­ва­ний в стране, и одним из ее след­ствий было созда­ние Комис­сии по изу­че­нию ядра, в состав кото­рой вошел и А.И. Лей­пун­ский. В 1933 году он назна­ча­ется дирек­то­ром УФТИ. В этот период в инсти­туте рабо­тали извест­ные совет­ские физики — Л.Д. Лан­дау, Л.В. Шуб­ни­ков, И.В. Обре­имов, К.Д. Синель­ни­ков, А.К. Валь­тер и дру­гие, а также зару­беж­ные физики — П. Дирак, В. Вай­скопф, Г. Пла­чек, Р. Пай­ерлс. УФТИ ста­но­вится круп­ным науч­ным цен­тром страны.

В 1934 году А.И. Лей­пун­ский направ­ля­ется на ста­жи­ровку в Гер­ма­нию и Англию. Его работа в Кавен­диш­ской лабо­ра­то­рии Кем­бридж­ского уни­вер­си­тета была очень пло­до­твор­ной. Он впер­вые в мире выпол­нил экс­пе­ри­мент для дока­за­тель­ства суще­ство­ва­ния ней­трино путем изме­ре­ния энер­ге­ти­че­ского рас­пре­де­ле­ния ато­мов отдачи, обра­зу­ю­щихся при ?-рас­паде. Для повы­ше­ния чув­стви­тель­но­сти метода в работе были исполь­зо­ваны лег­кие радио­ак­тив­ные ядра 11С, энер­гия ато­мов отдачи при ?-рас­паде кото­рых суще­ственно пре­вы­шает энер­гию адсорб­ции атома на поверх­но­сти. Кроме того, был раз­ра­бо­тан новый метод реги­стра­ции отдель­ных мед­лен­ных ионов. В резуль­тате было уста­нов­лено, что энер­гия ато­мов отдачи суще­ственно выше той, кото­рую сле­дует ожи­дать в отсут­ствие ней­трино. Автор интер­пре­ти­ро­вал резуль­таты в пользу эмис­сии ней­трино при ?-рас­паде ядер.

По воз­вра­ще­нии в Харь­ков (1935 г.) А.И. Лей­пун­ский кон­цен­три­рует уси­лия на изу­че­нии про­цес­сов вза­и­мо­дей­ствия ней­тро­нов с ядрами.

Он при­да­вал боль­шое зна­че­ние ней­трону, не под­вер­жен­ному воз­дей­ствию куло­нов­ских сил, как эффек­тив­ной частице для зон­ди­ро­ва­ния ядра. Задолго до осо­зна­ния науч­ной обще­ствен­но­стью воз­мож­ной роли ней­трона в цеп­ной ядер­ной реак­ции А.И. Лей­пун­ский ста­но­вится веду­щим спе­ци­а­ли­стом по физике вза­и­мо­дей­ствия ней­тро­нов с ядрами. Его иссле­до­ва­ния охва­ты­вают широ­кий диа­па­зон про­блем ней­трон­ной физики: про­цессы рас­се­я­ния и погло­ще­ния при раз­лич­ных доступ­ных энер­гиях ней­тро­нов, воз­мож­ность неупру­гого рас­се­я­ния, замед­ле­ние и тер­ма­ли­за­цию ней­тро­нов в раз­лич­ных сре­дах и при раз­ной тем­пе­ра­туре.

В докладе на сес­сии АН СССР (1936 г.) «Погло­ще­ние мед­лен­ных ней­тро­нов при низ­ких тем­пе­ра­ту­рах» сооб­ща­лось о сов­мест­ных опы­тах А.И. Лей­пун­ского и Л.В. Розен­ке­вича, посвя­щен­ных про­верке тео­ре­ти­че­ского закона Ю. Виг­нера о вза­и­мо­дей­ствии ней­трона с про­то­ном. Там же было ука­зано на суще­ство­ва­ние селек­тив­ного, (резо­нанс­ного) погло­ще­ния ней­тро­нов неко­то­рыми ядрами. Иссле­до­ва­ния погло­ще­ния ней­трона про­то­ном про­во­ди­лись с исполь­зо­ва­нием воды и жид­кого водо­рода. Резуль­таты коли­че­ственно под­твер­дили, что сече­ние захвата обратно про­пор­цио­нально ско­ро­сти ней­трона.

В отли­чие от суще­ство­вав­шего тогда мне­ния, что энер­гия низ­ко­ле­жа­щих уров­ней ядер состав­ляет несколько МэВ, в работе А.И. Лей­пун­ского и Л.В. Розен­ке­вича на основе имев­шейся у них скуд­ной экс­пе­ри­мен­таль­ной инфор­ма­ции выска­зано пред­по­ло­же­ние о воз­мож­но­сти суще­ство­ва­ния у неко­то­рых ядер уров­ней низ­кой энер­гии, на кото­рых воз­можно неупру­гое рас­се­я­ние ней­тро­нов с энер­гией 400—700 кэВ.

Ней­трон­ные иссле­до­ва­ния, выпол­нен­ные А. И. Лей­пун­ским и сотруд­ни­ками УФТИ, внесли суще­ствен­ный вклад в изу­че­ние физики ней­тро­нов в СССР. Часть работы выпол­ня­лась сов­местно с ЛТИ и РИ. В лабо­ра­то­рию А.И. Лей­пун­ского при­ез­жали рабо­тать И.В. Кур­ча­тов и Л.И. Руси­нов.

Откры­тие деле­ния ядер урана и ряд после­до­вав­ших за этим тео­ре­ти­че­ских и экс­пе­ри­мен­таль­ных работ пока­зали, что идея о воз­мож­но­сти исполь­зо­ва­ния ядер­ной энер­гии может ока­заться осу­ще­стви­мой.

В 1939 году в УФТИ откры­ва­ется тема «Изу­че­ние деле­ния урана», науч­ным руко­во­ди­те­лем кото­рой назна­ча­ется А.И. Лей­пун­ский. Ему пору­чают руко­вод­ство про­ек­ти­ро­ва­нием цик­ло­трона УФТИ, при­вле­кают к работе в Ядер­ной и Ура­но­вой комис­сиях АН СССР.

Иссле­до­ва­ниям меха­низма деле­ния урана под дей­ствием мед­лен­ных и быст­рых ней­тро­нов в УФТИ была посвя­щена серия экс­пе­ри­мен­тов. Была осу­ществ­лена иден­ти­фи­ка­ция про­дук­тов деле­ния, изме­рены пери­оды их полу­рас­пада, при­бли­женно оце­нено коли­че­ство ней­тро­нов, выде­ля­ю­щихся в одном акте деле­ния.

Накоп­лен­ные зна­ния в обла­сти ней­трон­ной физики А.И. Лей­пун­ский направ­ляет на реше­ние про­блемы воз­мож­но­сти исполь­зо­ва­ния ядер­ной энер­гии.

Наи­бо­лее полно пред­став­ле­ния А.И. Лей­пун­ского о воз­мож­ных вари­ан­тах осу­ществ­ле­ния цеп­ной реак­ции изло­жены в его двух пред­во­ен­ных (январь 1941 г.) рабо­тах: «Деле­ние ядер» и «Деле­ние урана». Эти ста­тьи при­над­ле­жат к числу самых пер­вых работ совет­ских физи­ков, в кото­рых все­сто­ронне рас­смот­рены физи­че­ские харак­те­ри­стики деле­ния ядер ней­тро­нами и кон­ку­ри­ру­ю­щие с ними про­цессы. Впер­вые даны оценки кри­ти­че­ских масс для раз­ных вари­ан­тов осу­ществ­ле­ния цеп­ной реак­ции. А.И. Лей­пун­ский при­шел к выводу, что цеп­ная реак­ция воз­можна в смеси урана-235 с водо­ро­дом и тяже­ло­вод­ном реак­торе на при­род­ном уране. В смеси же обыч­ного урана с водо­ро­дом цеп­ная реак­ция осу­ществ­ляться не может. Уже на этом этапе зна­ний он под­черк­нул необ­хо­ди­мость учета в рас­че­тах сооб­ра­же­ния Г.Н. Фле­рова о деле­нии урана-238 быст­рыми ней­тро­нами, рож­да­ю­щи­мися при деле­нии урана-235. Для него также была ясной необ­хо­ди­мость допол­ни­тель­ных работ по опре­де­ле­нию кон­стант, вхо­дя­щих в рас­чет ура­но­вых реак­ций, опре­де­ле­нию сече­ний захвата мед­лен­ных ней­тро­нов кис­ло­ро­дом, водо­ро­дом и угле­ро­дом.

С нача­лом войны работы совет­ских уче­ных по ядер­ной физике были пре­кра­щены, и инсти­туты пере­клю­чи­лись на выпол­не­ние обо­рон­ных зада­ний.

В 1943 году А.И. Лей­пун­ского при­вле­кают к научно-иссле­до­ва­тель­ской и орга­ни­за­ци­он­ной работе по атом­ной про­блеме. В 1944 году он, явля­ясь дирек­то­ром Инсти­тута физики и мате­ма­тики АН УССР, создает отдел ядер­ной физики, основ­ной зада­чей кото­рого стало полу­че­ние дан­ных о ней­тронно-ядер­ных вза­и­мо­дей­ствиях, необ­хо­ди­мых для созда­ния атом­ной тех­ники. В резуль­тате про­ве­ден­ных иссле­до­ва­ний был полу­чен ряд новых ядерно-физи­че­ских резуль­та­тов, в част­но­сти, экс­пе­ри­мен­тально дока­зана обо­ло­чеч­ная струк­тура ядер.

Боль­шое вни­ма­ние А.И. Лей­пун­ский уде­лял созда­нию базы ядерно-физи­че­ских иссле­до­ва­ний. В конце соро­ко­вых годов он выдви­нул идею созда­ния коль­це­вого уско­ри­теля про­то­нов с энер­гией 1,5 ГэВ, в кото­ром частота уско­ря­ю­щего поля син­хронно изме­ня­ется с ростом маг­нит­ного поля (УПК-1.5). В даль­ней­шем В.И. Векслер дал свое назва­ние такому уско­ри­телю — син­хро­фа­зо­трон. В Обнин­ске, в орга­ни­зо­ван­ном в 1946 году инсти­туте (ФЭИ) под руко­вод­ством А.И Лей­пун­ского был про­ве­ден ряд экс­пе­ри­мен­тально-тео­ре­ти­че­ских иссле­до­ва­ний, под­клю­чи­лись «Элек­тро­сила», Инсти­тут А. Л. Минца, Фар­фо­ро­вый завод им. Ломо­но­сова. Однако в даль­ней­шем было решено повы­сить энер­гию уско­ря­е­мых про­то­нов до 10 ГэВ, пере­дать руко­вод­ство созда­нием уско­ри­теля В.И. Векслеру и пере­ве­сти стро­и­тель­ство син­хро­фа­зо­трона в Дубну.

В конце 1949 году А.И. Лей­пун­ский пред­ло­жил раз­ра­ботку реак­то­ров на быст­рых ней­тро­нах с рас­ши­рен­ным вос­про­из­вод­ством топ­лива. Если све­де­ния о сече­ниях вза­и­мо­дей­ствия теп­ло­вых ней­тро­нов с ядрами были во мно­гих слу­чаях доступны, то вза­и­мо­дей­ствия быст­рых ней­тро­нов с ядрами были изу­чены зна­чи­тельно скуд­нее. Откры­лось широ­кое поле дея­тель­но­сти в обла­сти фун­да­мен­таль­ной ядер­ной физики. В инсти­туте стали раз­ви­ваться быст­рыми тем­пами экс­пе­ри­мен­таль­ные и тео­ре­ти­че­ские иссле­до­ва­ния. Воз­ник кол­лек­тив ядер­щи­ков — школа А.И. Лей­пун­ского, кото­рый довольно быстро достиг высо­кого уровня про­фес­сио­наль­ного мастер­ства.

На пер­вом этапе раз­ви­тия работ А. И. Лей­пун­ский не только руко­во­дил, но при­ни­мал непо­сред­ствен­ное уча­стие в ядерно-физи­че­ских иссле­до­ва­ниях. Не раз он пред­ла­гал неожи­дан­ные ори­ги­наль­ные пути реше­ния постав­лен­ных задач, что поз­во­ляло суще­ственно уско­рить дело.

В ФЭИ была создана база уско­ри­те­лей, обес­пе­чи­ва­ю­щая воз­мож­ность иссле­до­ва­ний ней­трон­ных реак­ций во всем реак­тор­ном диа­па­зоне энер­гий ней­тро­нов. Про­грамма иссле­до­ва­ний преду­смат­ри­вала не только пре­ци­зи­он­ные изме­ре­ния сече­ний, но и физику ядер­ных реак­ций. Боль­шое вни­ма­ние уде­ля­лось про­цессу деле­ния ядер. На семи­на­рах, руко­во­ди­мых А.И. Лей­пун­ским, рас­смат­ри­ва­лись новей­шие дости­же­ния в обла­сти ядер­ной физики низ­ких и сред­них энер­гий.

Одним из про­яв­ле­ний вни­ма­ния А.И. Лей­пун­ского к фун­да­мен­таль­ным иссле­до­ва­ниям по ядер­ной физике яви­лось созда­ние в ФЭИ пере­за­ряд­ного элек­тро­ста­ти­че­ского уско­ри­теля ЭГП-10М. Забла­говре­менно до пуска про­во­ди­лась работа по выра­ботке про­граммы ядерно-физи­че­ских иссле­до­ва­ний на этом уско­ри­теле. А.И. Лей­пун­ский непо­сред­ственно руко­во­дил ее фор­ми­ро­ва­нием и по каж­дому раз­делу тре­бо­вал обзор­ных докла­дов. В част­но­сти, рас­смат­ри­ва­лись такие новые для ФЭИ про­блемы, как ана­ло­го­вые состо­я­ния в ядрах, деле­ние ядер в пря­мых реак­циях, явле­ние спа­ри­ва­ния нук­ло­нов, обо­ло­чеч­ные эффекты и др. Для изу­че­ния тео­ре­ти­че­ских и экс­пе­ри­мен­таль­ных работ, име­ю­щих при­вязку к иссле­до­ва­ниям на пере­за­ряд­ном уско­ри­теле, в инсти­тут Нильса Бора (Копен­га­ген) были направ­лены на ста­жи­ровку сотруд­ники ФЭИ.

Боль­шое вни­ма­ние А.И. Лей­пун­ским уде­ля­лось иссле­до­ва­ниям ядер­ных реак­ций, име­ю­щих место в ядер­ных реак­то­рах. В ФЭИ широко раз­вер­ну­лись работы по физике деле­ния ядер, изу­че­нию меха­низма неупру­гого рас­се­я­ния и ради­а­ци­он­ного захвата ней­тро­нов (пря­мые, предрав­но­вес­ные рав­но­вес­ные реак­ции), плот­но­сти ядер­ных уров­ней и дру­гим акту­аль­ным про­бле­мам ядер­ной физики.

Бла­го­даря глу­бо­кому осмыс­ли­ва­нию фун­да­мен­таль­ных аспек­тов про­цес­сов вза­и­мо­дей­ствия ней­тро­нов с ядрами физи­кам ФЭИ при непо­сред­ствен­ном уча­стии А.И. Лей­пун­ского уда­лось в крат­кие сроки выра­бо­тать необ­хо­ди­мый мини­мум коли­че­ствен­ных све­де­ний о кон­стан­тах, харак­те­ри­зу­ю­щих эти вза­и­мо­дей­ствия, и обос­но­вать физи­че­скую кон­цеп­цию реак­то­ров на быст­рых ней­тро­нах.

Харак­тер­ный для А.И. Лей­пун­ского стиль работы — дове­де­ние резуль­та­тов фун­да­мен­таль­ных иссле­до­ва­ний до прак­ти­че­ских при­ло­же­ний — бле­стяще оправ­дал себя в таком при­ло­же­нии ядер­ной физики как ядер­ная энер­ге­тика на быст­рых ней­тро­нах.

За период актив­ной науч­ной работы (1927—1972 гг.) А.И. Лей­пун­ским в совет­ских и зару­беж­ных изда­ниях опуб­ли­ко­вано более 120 работ по атом­ной, ядер­ной, ней­трон­ной и реак­тор­ной физике.

А.И. Лей­пун­ский вел напря­жен­ную научно-орга­ни­за­ци­он­ную работу. В раз­ные годы он был дирек­то­ром УФТИ, дирек­то­ром Инсти­тута физики и мате­ма­тики АН УССР, участ­во­вал в работе по «Ура­но­вой про­блеме», являлся заме­сти­те­лем по науке одного из руко­во­ди­те­лей атом­ной про­блемы А.Д.Зве­рева, заве­до­вал сек­то­ром в ИТЭФ, был дека­ном МИФИ. На этих постах он внес весо­мый вклад в опре­де­ле­ние тема­тики ядерно-физи­че­ских иссле­до­ва­ний, в их орга­ни­за­цию, в созда­ние новой экс­пе­ри­мен­таль­ной тех­ники.

А.И. Лей­пун­ский был непо­сред­ствен­ным участ­ни­ком зарож­де­ния ядерно-физи­че­ских иссле­до­ва­ний в СССР. Он являлся одним из наи­бо­лее авто­ри­тет­ных спе­ци­а­ли­стов по ней­трон­ной физике, пре­одо­лел мно­гие науч­ные и тех­ни­че­ские труд­но­сти на пути реа­ли­за­ции своих идей, само­от­вер­женно отда­вал себя выбран­ному им науч­ному направ­ле­нию.

За выда­ю­щи­еся заслуги и орга­ни­за­тор­скую дея­тель­ность по раз­ви­тию науки А.И. Лей­пун­скому была при­суж­дена Ленин­ская пре­мия, при­сво­ено зва­ние Героя Соци­а­ли­сти­че­ского Труда, он награж­ден тремя орде­нами Ленина, орде­нами Октябрь­ской Рево­лю­ции и «Знак почета», меда­лями.

А.И. Лей­пун­ский умер в 1972 году и похо­ро­нен в г. Обнин­ске, Калуж­ской обла­сти.

Литература

А. И. Лейпунский : избранные труды : воспоминания
/ Физ.-энерг. ин-т ; [редкол.: Б. Ф. Громов (отв. ред.) и др. ; вступ. ст. Н. С. Роботнова, Л. И. Кудиновой]. - Киев : Наукова думка, 1990. - 278 [1] с., [9] л. ил. 
 
Горобец Б. С. Трое из атомного проекта : секретные физики Лейпунские
/ Под ред. И. О. Лейпунского ; предисл. Ю. Н. Ранюка. — М. : URSS, 2008. — 309 с.., ил. 
 
Александр Ильич Лейпунский : страницы жизни
/ [Федер. гос. унитар. предприятие «Гос. науч. центр Рос. Федерации — Физ.-энерг. ин-т им. А. И. Лейпунского»; авт.-сост.: Ю. В. Фролов]. — Обнинск : ГНЦ РФ — ФЭИ, 2013. — 168 с. : ил. 
 
Лейпунский А. И., Казачковский О. Д., Пинхасик М. С. Будущее быстрых реакторов
// Атомная энергия, Том 11, вып. 4. — 1961. — С. С. 370–378 
 
(без заголовка)
(без описания) 
 
Казачковский О. Д. Александр Ильич Лейпунский
// Казачковский О. Д. Записки физика о войне и мире — Обнинск: ГНЦ РФ-ФЭИ, 2010. — C. 331–343 
 
Лейпунский А. И. Работы по реакторам на быстрых нейтронах
// Атомная энергия. Том 23, вып. 5. — 1967. — С. 396—402. 
 
Лейпунский А. И. и др. Опыт эксплуатации реактора БР-5 за период 1959—1966 гг.
// Атомная энергия. Том 23, вып. 6. — 1967. — С. 503—510.