Биография
Сергей Яковлевич Никитин родился 3 апреля 1916 года в Таганроге. После окончания средней школы в Ленинграде он учился в ФЗУ, получил специальность токаря и больше года проработал на Государственном оптико-механическом заводе.
В 1934 году С. Я. Никитин поступил в Ленинградский институт инженеров связи, но через год он перевелся на инженерно-физический факультет Ленинградского индустриального института (с 1940 года – Ленинградский политехнический институт), который окончил в 1938 году.
Свою научную деятельность С. Я. Никитин начал еще в 1938 году как студент-дипломник в Государственном физико-техническом институте ВСНХ СССР (с 1939 года – Ленинградский физико-технический институт АН СССР, ЛФТИ). Его учителем стал А. Ф. Иоффе, а также его сотрудники – А. И. Алиханов и И. В. Курчатов. Дипломная работа С. Я. Никитина, выполненная под руководством А. И. Алиханова, в то время ведущего специалиста в области позитронной спектроскопии, была посвящена исследованию формы ядер ThC и RaC.
После окончания института и до 1941 года С. Я. Никитин работал научным сотрудником в лаборатории ЛФТИ. Здесь им был разработан магнитный спектрометр с двойной фокусировкой, позволяющий анализировать форму спектров у верхней границы.
С началом Великой Отечественной войны С. Я. Никитин, как и ряд других сотрудников ЛФТИ, участвовал в работах по защите кораблей Балтийского флота от магнитных мин путем размагничивания кораблей. Этой темой лаборатория А. П. Александрова в ЛФТИ активно занималась еще в довоенное время. С началом Великой Отечественной войны А. П. Александров с сотрудниками занимаются размагничиванием кораблей Черноморского флота, с сентября по декабрь 1941 года – кораблей Балтийского и Северного флотов. В 1943 году за участие в защите кораблей Балтийского флота С. Я. Никитин был награжден медалью «За оборону Ленинграда».
В апреле 1942 года Бюро отделения физико-математических наук АН СССР принимает решение о направлении экспедиции под руководством А. И. Алиханова в Армению для изучения космических лучей. Летом 1942 года в Армении на горе Алагез (Арагац) на высоте 3250 м была оборудована высокогорная лаборатория. Участником экспедиции Алиханова стал и С. Я. Никитин. Он разработал методику измерения слабых импульсов от пропорциональных счетчиков – с помощью этой методики была обнаружена большая примесь частиц и повышенной ионизацией (т.е. тяжелых частиц) в космических лучах. Эти исследования в дальнейшем легли в основу его докторской диссертации на степень доктора физико-математических наук, защищенной в 1949 году.
В советский атомный проект С. Я. Никитин был включен практически с начала его старта. Еще в декабре 1942 года в записке, поданной А. И. Алихановым С. В. Кафтанову, уполномоченному Государственного комитета обороны СССР по науке, среди мер, необходимых для возобновления работ по ядру, он приводит список из 8 человек, в числе которых и С. Я. Никитин. В приказе по Казанской группе ЛФТИ от 14 августа 1943 года об организации Лаборатории № 2, подписанном А. И. Иоффе, директором ЛФТИ, С.Я Никитин включен в состав Лаборатории № 2, которая на тот момент состояла из 11 человек, включая И. В. Курчатова, как руководителя лаборатории. В июле-сентябре 1943 года старший научный сотрудник С. Я. Никитин вновь командируется в распоряжение А. И. Алиханова в высотную экспедицию АН СССР (гора Алагез). В 1944 году он защищает кандидатскую диссертацию.
С 1945 года и до начала 1946 года С. Я. Никитин работает сотрудником Института физических проблем АН СССР (г. Москва). Одновременно он начинает преподавать в только что созданном Московском механическом институте боеприпасов (будущий МИФИ).
1 декабря 1945 года в рамках советского атомного проекта секретным постановлением Совнаркома СССР для решения задачи создания тяжеловодного ядерного реактора для производства делящихся ядерных материалов и исследований в области космических лучей была создана Лаборатории № 3 Академии наук СССР (в 1949 году постановлением Президиума АН СССР от 4 апреля Лаборатория № 3 была переименована в Теплотехническую лабораторию АН СССР (ТТЛ), с 1958 года – Институт теоретической и экспериментальной физики). Для Лаборатории № 3 в Москве в районе Черемушек была выделена территория (около 100 га) в усадьбе Меньшиковых. Директором нового ядерного центра назначили академика А. И. Алиханова. С. Я. Никитин становится одним из первых сотрудников Лаборатории № 3 АН СССР в должности начальника отдела.
Расчеты показывали, что при одинаковой мощности для тяжеловодного реактора по сравнению с уран-графитовым реактором требовалось в 15 раз меньше урана и в 60 раз меньше тяжелой воды, чем сверхчистого графита. Учитывая огромный дефицит урана в СССР, «тяжеловодная идея» была в числе приоритетных в «урановой проблеме». За исследования по тяжеловодному реактору отвечали А. И. Алиханов и С. Я. Никитин.
Первый проект опытного тяжеловодного реактора, получившего название «Физический дейтонный котел» (ФДК), был готов уже к концу 1947 года. В техническом задании на проектирование помимо проведения на реакторе научно-исследовательских работ предусматривалось получение радиоактивных изотопов. В течение 1948 года было построено здание реактора и смонтировано основное оборудование. Реактор заработал в апреле 1949 года – 25 апреля 1949 года он был принят в эксплуатацию.
Под руководством С. Я. Никитина в 1948-1949 гг. была сконструирована система регулирования опытного тяжеловодного реактора, отличавшаяся исключительно высокой точностью регистрации положения регулирующих стержней. Это дало возможность регистрировать в режиме автоматического регулирования реактора малые изменения реактивности при внесении в активную зону поглотителей или делящихся веществ. С использованием этой методики С. Я. Никитиным совместно с А. И. Алихановым и В. В. Владимирским были проведены измерения физических констант, необходимых в реакторостроении.
Полученные на реакторе ФДК экспериментальные данные полностью подтвердили теоретические расчеты, сделанные А. И. Алихановым еще в 1946 году. Особенно важным достоинством тяжеловодного реактора оказалась устойчивость работы, обусловленная большим отрицательным температурным коэффициентом. С увеличением мощности росла температура в активной зоне (АЗ) и падала реактивность, т.е. коэффициент размножения. После достижения стационарного режима все регуляторы можно извлечь из АЗ и за счет отрицательного температурного коэффициента реактор продолжал сам себя регулировать, т.е. выход из строя системы управления реактором не мог вызвать аварии.
Не дожидаясь ввода исследовательского тяжеловодного реактора в эксплуатацию, 6 апреля 1948 года руководство атомного проекта принимает решение о разработке технического проекта промышленного тяжеловодного реактора (в дальнейшем получившем индекс ОК-180) с размещением его на промплощадке Комбината № 817 (будущее ПО «Маяк»). С. Я. Никитину поручается выработка оптимальной технологической схемы и конструкции промышленного тяжеловодного реактора, получившего секретное наименование «Агрегат № 7».
Однако С. Я. Никитину приходилось решать не только научные проблемы – в 1951 году успешное становление и развитие Теплотехнической лаборатории оказались под серьезной угрозой. Причины были политические, так как Теплотехническая Лаборатория вызывала большое раздражение у партийных кураторов атомного проекта, которые направили в ТТЛ проверочную комиссию Первого главного управления. В это время А. И. Алиханов и его заместитель В. В. Владимирский были в командировке на Комбинате № 817, занимаясь подготовкой к пуску тяжеловодного промышленного реактора ОК-180. На время их отсутствия обязанности директора исполнял (беспартийный) С. Я. Никитин.
Комиссия изучала документы и беседовала со всеми научными сотрудниками. Вопросы задавались разные, сплошь и рядом провокационные. Председатель комиссии, полковник МГБ, предложил немедленно уволить одного из теоретиков лаборатории как политически неблагонадежного. Члены комиссии отступили только после того, как С. Я. Никитин поинтересовался, берут ли они на себя ответственность, если в результате увольнения задания по закрытой тематике ТТЛ не будут выполнены.
В дальнейшем на основании выводов комиссии первый заместитель начальника ПГУ А. П. Завенягин подписал приказ, предписывающий увольнение нескольких десятков ведущих работников Теплотехнической лаборатории, а директору ТТЛ им вменялись серьезные финансовые и хозяйственные нарушения.
И тут С. Я. Никитин совершил неслыханный по тем временам поступок – он отказался выполнить приказ, заявив, что в отсутствие директора выполнить такой приказ не может. И в таком положении, не увольняя никого, ему удалось продержаться до возвращения А. И. Алиханова после успешного пуска реактора ОК-180. А. И. Алиханов обратился к начальнику Первого главного управления Б. Л. Ванникову и добился замены приказа. В новом приказе число увольняемых было меньше – человек 10–12, обвинения в финансовых преступлениях также отпали. С. Я. Никитину не простили его дерзкого поступка: через год, придравшись к какому-то пустяку, его сняли с должности начальника отдела и перевели в старшие научные сотрудники. Вернуть его на прежнюю должность А. И. Алиханову удалось лишь через два года.
С. Я. Никитин принимает активное участие в создании основных физических установок лаборатории. Он, в частности занимается конструированием и испытанием на гамма-лучах кристалл-спектрометра, разрабатывает метод наблюдения и измерения траекторий частиц. Среди работ, выполненных С. Я. Никитиным на тяжеловодном реакторе, следует отметить исследования рассеивания холодных нейтронов на дейтерии и тритии, весьма сложные с технической точки зрения. Для этих целей были разработаны и созданы различные типы нейтронных спектрометров.
После успешного испытания первой советской водородной бомбы в августе 1953 года Постановлением СМ СССР от 31 декабря 1953 года «О присуждении Сталинских премий научным и инженерно-техническим работникам Министерства среднего машиностроения и других министерств и ведомств за научную и конструктивную разработку и сооружение атомного котла с замедлителем из тяжелой воды и за организацию производства тяжелой воды» за расчетные и экспериментальные работы по созданию атомного котла Никитину Сергею Яковлевичу была присуждена Сталинская премия I степени.
В 1955 году на Международной конференции по мирному использованию атомной энергии в Женеве был представлен доклад: А. И. Алиханов, В. В. Владимирский, С. Я. Никитин, А. Д. Галанин, С. А. Гаврилов, Н. А. Бургов «Опытный физический реактор с тяжелой водой». На этой конференции впервые были представлены и другие «атомные» работы ИТЭФ.
В 1955 году экспериментальный реактор ФДК был остановлен на реконструкцию с целью повышения мощности реактора: блочки из естественного урана должны были заменить на блочки из урана с 2 % обогащением, сплошные цилиндрические урановые блочки заменялись на кольцевые, вносились некоторые конструктивные изменения. В результате поток тепловых нейтронов должен был возрасти почти на порядок, а мощность реактора должна была увеличиться с 0,6 МВт до 2,5 МВт.
Физическим пуском модернизированного реактора, начавшимся в 1957 году, руководил С. Я. Никитин. Физический пуск тяжеловодного реактора производился следующим образом. В реактор без замедлителя – тяжелой воды – загружались урановые стержни. Поскольку замедлитель отсутствовал, цепная реакция не возникала. Затем в активную зону начинали постепенно подавать тяжелую воду. При определенном уровне тяжелой воды реактор должен был достичь критичности, при которой начинается цепная реакция. Критический уровень тяжелой воды можно теоретически рассчитать, а совпадение его экспериментального значения с теоретическим предсказанием означало, что теория достаточно надежна и можно вести дальнейшую эксплуатацию реактора. Для новой активной зоны расчетная высота уровня тяжелой воды составляла 150 см с возможной погрешностью 5 см.
При подаче в активную зону тяжелой воды в нескольких местах реактора измерялся поток нейтронов, однако при достижении расчетного «критического» уровня тяжелой воды цепной реакции в реакторе не возникло. Долив тяжелой воды еще на 5–8 см сверх критического уровня также не дал результата, после чего С. Я. Никитин распорядился прекратить физпуск и доложил об инциденте А. И. Алиханову. Произведенный повторный расчет показал отсутствие ошибки – цепная реакция должна была возникнуть. Через два дня Б. А. Меджибовский, инженер, занимавшийся системой регулирования реактора и не имевший отношения к монтажу активной зоны, высказал предположение, что урановые стержни при монтаже были установлены неправильно, на 20 см выше положенного. Для проверки С. Я. Никитин распорядился снять верхнюю крышку реактора. Когда крышка была снята, С. Я. Никитин встал наверху реактора, распорядившись всем присутствовавшим отойти от реактора подальше. Между тем находиться наверху реактора при снятой крышке было совсем небезопасно – хотя реактор и не был запущен, но небольшой поток нейтронов возник, а значит, появилась и радиация. С. Я. Никитин взял длинный штырь, опустил его в реактор, сделал на нем отметку, затем вынул и измерил рулеткой его длину до отметки. Так он проделал в нескольких местах активной зоны, после чего объявил, что стержни подвешены неправильно, на 20 см выше.
Реактор пришлось перемонтировать. Но если бы физический пуск при таком неправильном монтаже реактор был доведен до конца, то верхние концы урановых стержней оказались бы выше уровня замедлителя, что сильно увеличило бы радиацию за счет быстрых нейтронов и привело бы к весьма нежелательным последствиям – ведь ближайшие дома, где жили люди, были всего лишь на расстоянии 100–200 м от лаборатории.
В дальнейшем тяжеловодный реактор стал основной научной базой ТТЛ/ИТЭФ для проведения исследований по ядерной физике, физике твердого тела и физике ядерных реакторов. На этом реакторе был сделан ряд крупных научных открытий, в частности, открыто несохранение четности в ядерных силах.
С. Я. Никитин принимал участие в создании основных физических установок ИТЭФ. Одной из первых экспериментальных установок Лаборатории № 3 стал циклотрон, построенный в 1946-1948 гг. В июне 1949 года на нем был получен первый пучок ускоренных дейтронов и исследован на внутренней мишени. Физики-экспериментаторы ТТЛ получили возможность проводить на циклотроне первые ядерно-физические исследования.
Для проведения экспериментов на циклотроне была создана группа нейтронной спектроскопии под руководством С. Я. Никитина. Эта группа одна из первых в стране разработала и запустила нейтронный спектрометр, действующий по методу измерения времени пролета. На нейтронном спектрометре методом «мигающего пучка» группой С. Я. Никитина были измерены сечения деления и полные сечения многих ядер, для некоторых элементов – впервые. Усовершенствованная, эта методика позволила измерить зависимость числа вторичных нейтронов, вылетающих в акте деления, от энергии начальных нейтронов.
В 50-60-е годы в институте начали интенсивно развиваться исследования бета-распада. В 1956 году Ли и Янг высказали сомнения в том, выполняется ли закон сохранения пространственной четности состояний элементарных частиц в их слабых взаимодействиях, и Л. Д. Ландау высказал предположение, что нейтрино и антинейтрино, входящие в эти взаимодействия, являются двухкомпонентными, т.е. полностью поляризованными, со спином вдоль импульса для антинейтрино или в противоположном направлении для нейтрино. Это приводит к наибольшему нарушению закона пространственной четности и к продольной поляризации релятивистских электронов, рожденных вместе с нейтрино в распадах частиц, обусловленных слабым взаимодействием. Проверкой этого предположения занялись несколько групп физиков ИТЭФ. Группой под руководством А. И. Алиханова и группой под руководством С. Я. Никитина были начаты эксперименты по измерению продольной поляризации электронов при бета-распаде. Полученные результаты точно подтвердили двухкомпонентность электронов, рожденных при бета-распаде (которая отвечала гипотезе Л. Д. Ландау о двухкомпонентности нейтрино в так называемом V-A варианте теории слабого взаимодействия) и показали, что продольная поляризация электронов в случае разрешенных переходов определяется отношением v/c (скорости электрона к скорости света)
С. Я. Никитин одним из первых в мире стал строить пузырьковые камеры и разрабатывать методику обработки снимков. На первых водородных камерах, разработанных в ИТЭФ, он исследовал рождение π+-мезонов протонами, кратное рождение π-мезонов и упругие процессы.
На двухметровой водородной пузырьковой камере ИТЭФ, созданной под руководством С. Я. Никитина, был выполнен цикл исследований по адронной физике промежуточных энергий. Впервые была наблюдена значительная поляризация образованных в процессах барионного обмена. Одним из важных направлений исследований, проводившихся в последние годы в лаборатории С. Я. Никитина, было изучение спектроскопии адронов и, в частности, поиск экзотических резонансов, не соответствующих простейшей кварковой классификации. В экспериментах, возглавлявшихся С. Я. Никитиным, были получены указания на существование экзотических барионных резонансов с изотопическими спинами в спектре масс системы, образованной в реакциях.
С. Я. Никитин был необыкновенно обаятельным человеком, смелым и умным. Он был всегда чужд любой официальной идеологии, руководствуясь в мыслях и поступках соображениями здравого смысла и общечеловеческими ценностями. Он никогда не мог мириться ни с глупостью, ни с подлостью. С. Я. Никитин всегда находил время и силы для общения с молодыми людьми, для их обучения, воспитания, умел сам учиться у других.
С. Я. Никитин до последних дней жизни продолжал работать в институте.
Сергей Яковлевич Никитин скончался 3 сентября 1990 года.
Библиография
Фотогалерея5
