Промышленные кристаллы: место рождения — Харьков

09.02.2015 07:02   -
Автор:
НТК «Институт монокристаллов» ведет свою историю с 1955 года, когда был создан Харьковский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института химических реактивов «ИРЕА». В 1961‑м он реорганизован во Всесоюзный научно-исследовательский институт монокристаллов, сцинтилляционных материалов и особо чистых веществ «ВНИИ монокристаллов». В 1975 году на его базе образовано Научно-производственное объединение «Монокристаллреактив».
Перед учреждением была поставлена задача разработать технологии получения особо чистых веществ и выращивания монокристаллов сцинтилляторов — веществ, обладающих способностью излучать свет при поглощении ионизирующего излучения (гамма-квантов, электронов, альфа-частиц и т. д.). Потребность в них резко возросла с развитием ядерных испытаний.
Кристалл, как живой организм, очень чувствителен к температуре, количеству примесей в исходном веществе, скорости роста. Малейшая неточность может испортить результат. Поэтому большое значение имеет создание технологий его выращивания.
Одним из первых достижений Харьковского филиала ИРЕА был новый прогрессивный способ зонной очистки материалов для выращивания антрацена. В отчете по плану работы 1956 года содержится его детальное описание.
На протяжении ряда лет в лабораториях института велись поиски технологий, позволяющих получать кристаллы больших размеров и высокой степени совершенства. В архивных документах содержатся сведения о монокристалле, выращенном в конце 1963 года, из которого «был изготовлен образец диаметром 30 мм и высотой 6 мм (прилагается даже его фото) и измерены его характеристики». Для того чтобы монокристалл не испортился при проведении опытов, его упаковали в специальный контейнер и смазали вазелиновым маслом.
В середине 1970‑х гг. учеными ВНИИ монокристаллов совершен своеобразный прорыв в технологии материаловедения. Заведующий лабораторией акустических и оптических монокристаллов Л. Г. Эйдельман впервые в мировой практике предложил метод автоматизированного выращивания крупногабаритных щелочно-галоидных кристаллов.
Как можно узнать из первоисточника, идея метода заключается в следующем: «В контакте с поверхностью расплава непрерывно находится электрический щуп, служащий датчиком прибора для измерения уровня расплава. Если кристалл растет быстрее заданной скорости или, наоборот, плавится, уровень расплава изменяется. Это является сигналом для приборов, которые регулируют температуру. Этим самым обеспечивается автоматизация процессов затравливания, роста кристалла по диаметру и высоте».
На базе указанного метода была сконструирована установка «РОСТ-І», которая позволяла получать образцы диаметром до 400 мм, высотой до 650 мм, весом более 100 кг. В ЦГНТА Украины хранится патентный формуляр на это изобретение и инструкция по его эксплуатации.
В 1978 г. заведующий лабораторией неорганического синтеза Ю. Ф. Рыбкин представил несколько иной принцип автоматизированного выращивания монокристаллов в установке «Кристалл-400», также не имевший аналогов в мире. Полученные этими методами кристаллы широко используются в ядерном приборостроении, лазерной технике и космической отрасли. Так, с помощью установленного на искусственном спутнике Земли спектрометра с детектором йодида натрия, активированного таллием NaI (Tl), был открыт радиационный пояс Земли.
И это лишь некоторые фрагменты, иллюстрирующие деятельность харьковских ученых. Фундаментальность и значение разработок Института монокристаллов способствовали тому, что по распоряжению Кабинета Министров Украины в 1991 г. его передали в систему Академии наук Украины. В 1995 г. на базе объединения создан Научно-технологический концерн «Институт монокристаллов».
В заключение напомним, что, как правило, архивные документы содержат много информации об изобретениях, которая интересна не только историкам науки и техники, но может быть полезной и при проведении современных исследований.