Рязанский учёный мечтает разрабатывать рентгеновские аппараты нового поколения
Сейчас он оформляет свой четвёртый патент только за этот год. О достигнутом и планируемом рассказывают сам учёный и его молодой преемник.
— Борис Петрович, все ваши патенты связаны с одной темой?
— Они связаны с той темой, которой я занимаюсь. Это высоковольтные коммутационные управляемые разрядники, разрядники-обострители и импульсные рентгеновские трубки с взрывной эмиссией. Направленность последних работ связана с использованием новых материалов с высокоэффективной эмиссией электронов в этих трубках. Речь идёт о материале с нанокласторной структурой, а трубки будут изготавливаться для импульсного цифрового диагностического комплекса, разрабатываемого Санкт-Петербургским государственным университетом телекоммуникаций под руководством академика Георгия Николаевича Фурсея. Нами сделаны первые шаги в направлении освоения новых технологий с использованием в качестве материала катодов полиакрилонитрильных углеродных волокон. Специальная конструкция новой трубки и новый материал позволят получить фокусное пятно менее одного миллиметра и значительно улучшить рентгенооптические характеристики.
— В прошлом году вы стали обладателем почётной награды — премии Рязанской области по науке и технике имени Уткина. Насколько известно, на данную премию министерство промышленности, инновационных и информационных технологий региона проводит очень тщательный отбор...
— Я крайне редко принимаю участие в подобных мероприятиях, а точнее, впервые. Идею подала мне супруга, которая увидела объявление в газете о приёме заявок на конкурс по присуждению премии. В конкурсной работе обобщён материал по разработке серии металлокерамических приборов за последние десять лет.
— Вы говорите об импульсных рентгеновских трубках?
— Да, но это не основное наше производство. Наш институт специализируется на разработке и производстве высоковольтных разрядников-обострителей. Трубки стали дополнительным продуктом.
— Что это за трубки?
— Фактически это генератор рентгеновского излучения при воздействии импульсного напряжения наносекундной длительности между его электродами. Аппараты с разработанными нами трубками используются и в промышленности для диагностики состояния материала, и в медицине.
— Вы говорите о том, что трубки — это дополнительный продукт. Почему и когда вы занялись этим направлением?
— В середине девяностых я был в командировке в Санкт-Петербурге на предприятии ООО «Спектрофлэш», которое специализируется на разработке и серийном производстве импульсных рентгеновских аппаратов для дефектоскопии металлоконструкций. На встрече с Евгением Абрамовичем Пеликсом — руководителем этого предприятия — зашла речь о том, что в это время на предприятие пришла партия бракованных импульсных рентгеновских трубок, используемых в рентгеновских аппаратах серии «Арина». Он предложил разработать импульсную металлокерамическую трубку для нового мощного дефектоскопа. Экспериментальный образец рентгеновской трубки был разработан в течение двух месяцев после того разговора. По результатам испытаний экспериментальный образец трубки не уступал аналогу. Но только в 2008 году была поставлена опытно-конструкторская работа по созданию металлокерамической трубки, и в 2009 году она была успешно завершена разработкой рентгеновской трубки ИРТП-240. С начала её производства и по сей день было выпущено и поставлено потребителю около 800 приборов. Практика подтвердила значительное преимущество трубки перед металлостеклянным аналогом. Конструкция трубки защищена несколькими патентами РФ. Использование импульсной металлокерамической рентгеновской трубки ИРТП-240 в рентгеновском аппарате «Арина-9» позволило увеличить интенсивность рентгеновского излучения на 20% и увеличить в заданном эксплуатационном режиме долговечность в четыре раза. В процессе выпуска импульсной рентгеновской трубки ИТРП-240 практически без затрат была разработана серия металлокерамических трубок, нашедших применение в отечественных дефектоскопах серий «Арион», «Сарма», «Пион» и других.
— Ваши трубки вышли в серийное производство?
— Рынок захватить довольно сложно. У нас пока нет замкнутого цикла их производства. Есть предприятия, которые специализируются на выпуске предыдущего поколения металлостеклянных трубок. Они имеют огромные масштабы выпуска. Наша цель сейчас — заменить устаревшие конструкции трубок на современные металлокерамические рентгеновские трубки хотя бы на этапе ремонта аппаратов. Это даст возможность резко увеличить объёмы выпуска наших приборов.
— В своих работах вы ориентируетесь только на спрос предприятий?
— Мы и сами не стоим на месте, анализируем проблемы и предлагаем варианты решений. Например, в настоящее время у импульсных рентгеновских аппаратов появился конкурент — аппараты на постоянном напряжении. Они по массогабаритным характеристикам практически аналогичны лучшим отечественным импульсным аппаратам серии «Арина», но значительно превосходят последние по мощности излучения и сроку службы. Для того, чтобы выдержать эту конкуренцию, нужно улучшать качество импульсников. Сейчас для себя мы ставим несколько научных задач. В их числе увеличение минимальной наработки разрядника-обострителя, то есть основного элемента, который определяет работу трубки и аппарата в целом, не менее чем на порядок, то есть хотим сделать его в десять раз более долговечным. Мы, кстати, уже нашли решение. Есть и ещё одна цель. Мы занимаемся разработкой и выпуском всех основных элементов рентгеновского аппарата: первичных коммутаторов, разрядников-обострителей и рентгеновских трубок. Сейчас начинаем новую работу, направленную на использование в ГРП материала из нанокластерных структур для инжекции электронов в канал разряда с целью стабилизации физических процессов в нём. Это будет верх всего. Эти три элемента — сердце рентгеновского аппарата. С моей точки зрения, уже сейчас нашему предприятию целесообразно заниматься разработкой не элементов, а аппарата в целом. Современные модели очень дорогие. Мы же можем разработать более простой вариант, но с такими же высокими выходными характеристиками.
— Вы закончили Рязанский радиотехнический институт и уже тогда занялись этой темой?
— До института я работал в строительной организации. Мне было 16 лет. Через год я поступил в институт на радиотехнический факультет. У меня специальность не электронщик, а инженер-радист. В НИИ газоразрядных приборов «Плазма» я писал диплом, а затем некоторое время работал инженером по оборудованию. После этого меня призвали в армию. По возвращении мне и представилась возможность разрабатывать высоковольтный управляемый разрядник на 500 кВ для линейного индукционного ускорителя, предназначенного для генерирования и ускорения мощных пучков заряженных частиц с энергиями ускорения в десятки мегаэлектрон-вольт. Заказчиком данной работы был РФЯЦ ВНИИЭФ города Саров Нижегородской области (Всесоюзный научно-исследовательский институт экспериментальной физики). Выполнение работы и совместная работа с известным научным центром страны предопределили ход моих дальнейших разработок. Тогда же шли разработки разрядников-обострителей для первого отечественного малогабаритного рентгеновского аппарата, разработанного под руководством советского физика-теоретика, основателя отечественной импульсной рентгенографии Вениамина Ароновича Цукермана. Я благодарен жизни, что она связала меня с такими учёными, как Вениамин Аронович Цукерман, Анатолий Иванович Павловский, Николай Васильевич Белкин, Евгений Абрамович Пеликс, Георгий Николаевич Фурсей и другими. Сейчас у меня есть достойный преемник Дмитрий Маханько, которому можно передать накопленный опыт работ в столь сложном направлении производственной и научной деятельности, и надежда на успешное продолжение работы.
***
По словам Дмитрия Маханько, он познакомился с Борисом Меркуловым, когда во время учёбы в Рязанском радиотехническом университете устроился работать на «Плазму» простым уборщиком. Меркулов пригласил студента на работу в качестве техника. Здесь Маханько написал диплом, и с 2010 года работает инженером. На данный момент у Меркулова и Маханько уже порядка пятнадцати совместных патентов.
— Борис Петрович, все ваши патенты связаны с одной темой?
— Они связаны с той темой, которой я занимаюсь. Это высоковольтные коммутационные управляемые разрядники, разрядники-обострители и импульсные рентгеновские трубки с взрывной эмиссией. Направленность последних работ связана с использованием новых материалов с высокоэффективной эмиссией электронов в этих трубках. Речь идёт о материале с нанокласторной структурой, а трубки будут изготавливаться для импульсного цифрового диагностического комплекса, разрабатываемого Санкт-Петербургским государственным университетом телекоммуникаций под руководством академика Георгия Николаевича Фурсея. Нами сделаны первые шаги в направлении освоения новых технологий с использованием в качестве материала катодов полиакрилонитрильных углеродных волокон. Специальная конструкция новой трубки и новый материал позволят получить фокусное пятно менее одного миллиметра и значительно улучшить рентгенооптические характеристики.
— В прошлом году вы стали обладателем почётной награды — премии Рязанской области по науке и технике имени Уткина. Насколько известно, на данную премию министерство промышленности, инновационных и информационных технологий региона проводит очень тщательный отбор...
— Я крайне редко принимаю участие в подобных мероприятиях, а точнее, впервые. Идею подала мне супруга, которая увидела объявление в газете о приёме заявок на конкурс по присуждению премии. В конкурсной работе обобщён материал по разработке серии металлокерамических приборов за последние десять лет.
— Вы говорите об импульсных рентгеновских трубках?
— Да, но это не основное наше производство. Наш институт специализируется на разработке и производстве высоковольтных разрядников-обострителей. Трубки стали дополнительным продуктом.
— Что это за трубки?
— Фактически это генератор рентгеновского излучения при воздействии импульсного напряжения наносекундной длительности между его электродами. Аппараты с разработанными нами трубками используются и в промышленности для диагностики состояния материала, и в медицине.
— Вы говорите о том, что трубки — это дополнительный продукт. Почему и когда вы занялись этим направлением?
— В середине девяностых я был в командировке в Санкт-Петербурге на предприятии ООО «Спектрофлэш», которое специализируется на разработке и серийном производстве импульсных рентгеновских аппаратов для дефектоскопии металлоконструкций. На встрече с Евгением Абрамовичем Пеликсом — руководителем этого предприятия — зашла речь о том, что в это время на предприятие пришла партия бракованных импульсных рентгеновских трубок, используемых в рентгеновских аппаратах серии «Арина». Он предложил разработать импульсную металлокерамическую трубку для нового мощного дефектоскопа. Экспериментальный образец рентгеновской трубки был разработан в течение двух месяцев после того разговора. По результатам испытаний экспериментальный образец трубки не уступал аналогу. Но только в 2008 году была поставлена опытно-конструкторская работа по созданию металлокерамической трубки, и в 2009 году она была успешно завершена разработкой рентгеновской трубки ИРТП-240. С начала её производства и по сей день было выпущено и поставлено потребителю около 800 приборов. Практика подтвердила значительное преимущество трубки перед металлостеклянным аналогом. Конструкция трубки защищена несколькими патентами РФ. Использование импульсной металлокерамической рентгеновской трубки ИРТП-240 в рентгеновском аппарате «Арина-9» позволило увеличить интенсивность рентгеновского излучения на 20% и увеличить в заданном эксплуатационном режиме долговечность в четыре раза. В процессе выпуска импульсной рентгеновской трубки ИТРП-240 практически без затрат была разработана серия металлокерамических трубок, нашедших применение в отечественных дефектоскопах серий «Арион», «Сарма», «Пион» и других.
— Ваши трубки вышли в серийное производство?
— Рынок захватить довольно сложно. У нас пока нет замкнутого цикла их производства. Есть предприятия, которые специализируются на выпуске предыдущего поколения металлостеклянных трубок. Они имеют огромные масштабы выпуска. Наша цель сейчас — заменить устаревшие конструкции трубок на современные металлокерамические рентгеновские трубки хотя бы на этапе ремонта аппаратов. Это даст возможность резко увеличить объёмы выпуска наших приборов.
— В своих работах вы ориентируетесь только на спрос предприятий?
— Мы и сами не стоим на месте, анализируем проблемы и предлагаем варианты решений. Например, в настоящее время у импульсных рентгеновских аппаратов появился конкурент — аппараты на постоянном напряжении. Они по массогабаритным характеристикам практически аналогичны лучшим отечественным импульсным аппаратам серии «Арина», но значительно превосходят последние по мощности излучения и сроку службы. Для того, чтобы выдержать эту конкуренцию, нужно улучшать качество импульсников. Сейчас для себя мы ставим несколько научных задач. В их числе увеличение минимальной наработки разрядника-обострителя, то есть основного элемента, который определяет работу трубки и аппарата в целом, не менее чем на порядок, то есть хотим сделать его в десять раз более долговечным. Мы, кстати, уже нашли решение. Есть и ещё одна цель. Мы занимаемся разработкой и выпуском всех основных элементов рентгеновского аппарата: первичных коммутаторов, разрядников-обострителей и рентгеновских трубок. Сейчас начинаем новую работу, направленную на использование в ГРП материала из нанокластерных структур для инжекции электронов в канал разряда с целью стабилизации физических процессов в нём. Это будет верх всего. Эти три элемента — сердце рентгеновского аппарата. С моей точки зрения, уже сейчас нашему предприятию целесообразно заниматься разработкой не элементов, а аппарата в целом. Современные модели очень дорогие. Мы же можем разработать более простой вариант, но с такими же высокими выходными характеристиками.
— Вы закончили Рязанский радиотехнический институт и уже тогда занялись этой темой?
— До института я работал в строительной организации. Мне было 16 лет. Через год я поступил в институт на радиотехнический факультет. У меня специальность не электронщик, а инженер-радист. В НИИ газоразрядных приборов «Плазма» я писал диплом, а затем некоторое время работал инженером по оборудованию. После этого меня призвали в армию. По возвращении мне и представилась возможность разрабатывать высоковольтный управляемый разрядник на 500 кВ для линейного индукционного ускорителя, предназначенного для генерирования и ускорения мощных пучков заряженных частиц с энергиями ускорения в десятки мегаэлектрон-вольт. Заказчиком данной работы был РФЯЦ ВНИИЭФ города Саров Нижегородской области (Всесоюзный научно-исследовательский институт экспериментальной физики). Выполнение работы и совместная работа с известным научным центром страны предопределили ход моих дальнейших разработок. Тогда же шли разработки разрядников-обострителей для первого отечественного малогабаритного рентгеновского аппарата, разработанного под руководством советского физика-теоретика, основателя отечественной импульсной рентгенографии Вениамина Ароновича Цукермана. Я благодарен жизни, что она связала меня с такими учёными, как Вениамин Аронович Цукерман, Анатолий Иванович Павловский, Николай Васильевич Белкин, Евгений Абрамович Пеликс, Георгий Николаевич Фурсей и другими. Сейчас у меня есть достойный преемник Дмитрий Маханько, которому можно передать накопленный опыт работ в столь сложном направлении производственной и научной деятельности, и надежда на успешное продолжение работы.
***
По словам Дмитрия Маханько, он познакомился с Борисом Меркуловым, когда во время учёбы в Рязанском радиотехническом университете устроился работать на «Плазму» простым уборщиком. Меркулов пригласил студента на работу в качестве техника. Здесь Маханько написал диплом, и с 2010 года работает инженером. На данный момент у Меркулова и Маханько уже порядка пятнадцати совместных патентов.
