Лаборатория спектральных методов анализа

Виктор Григорьевич Дроков

Лаборатория рентгеноспектрального анализа существует в составе Института прикладной физики с 1971 года.
Заведующий лабораторией – д.т.н., ведущий научный сотрудник Виктор Григорьевич Дроков.

В начале 70-х годов, сразу после образования НИИ прикладной физики Иркутского государственного университета, были созданы лаборатории физики низкотемпературной плазмы (ФНТП) и рентгеноспектрального анализа (РСА). Создание таких лабораторий в рамках НИИПФ не было случайным явлением, поскольку в то время Иркутская школа спектроскопистов была одной из сильнейших в стране.

Отцами-основателями Иркутской школы спектроскопистов являлись заслуженные деятели науки и техники СССР, профессора Я.Д. Райхбаум и Н.Ф. Лосев. Руководителями созданных лабораторий были назначены их ученики, на тот момент кандидаты физмат наук, старшие научные сотрудники Анатолий Григорьевич Крестьянинов и Гелий Вениаминович Павлинский.

Значимость достижений в области развития теоретических основ рентгеноспектрального анализа подтверждается защитой в школе Н.Ф. Лосева восьми докторских диссертаций. Печатные труды сотрудников лаборатории создали ей авторитет и уважение многих отечественных и зарубежных исследователей.

Крестьянинов Анатолий Григорьевич, зав. лаборатории ФНТП, к.ф.-м.н.
Павлинский Гелий Вениаминович, зав. лаборатории РСА, к.ф.-м.н.

В то время возраст сотрудников лабораторий не превышал 35 лет, их количество в каждой лаборатории составляло более 20 человек. Ставилась задача поиска своей научной ниши в выбранных отраслях знаний с выходом на внедрение в производство.
На первом этапе лаборатория ФНТП решала задачи создания низкотемпературных генераторов плазмы при атмосферном давлении для атомно-эмиссионного анализа и изучении взаимодействия мелкодисперсных частиц с потоком плазмы. Было создано несколько конструкций дуговых и СВЧ плазмотронов (автор А.Г. Крестьянинов). Особое внимание уделялось изучению течения плазменного газа в разрядных камерах различных конфигураций, смешению холодного транспортирующего газа с горячим ядром плазмы, моделированию зависимости траектории движения металлической частицы в неоднородной струе плазмы на аналитический сигнал от испаряемой массы частицы (авторы А.Д. Казмиров, С. Фридман). На основе проведенных исследований создана конструкция СВЧ плазмотрона циклонного типа, используемая до настоящего времени в качестве источника возбуждения спектров.

В годы становления лаборатории перед промышленностью остро стояла проблема создания методов для экспресс-анализа порошковых проб руд с дискретно распределенной металлической примесью, а также создания метода для анализа органических материалов.

Для анализа порошковых проб руд А.Г. Крестьяниновым был успешно использован сцинтилляционный метод анализа, сконструирован и поставлен на Зарафшанский ГОК сцинтилляционный спектрометр с дуговым источником возбуждения спектров.

Одновременно в лаборатории под руководством С.А. Шипицына и В.Н. Морозова начал интенсивно развиваться атомно-абсорбционный метод анализа. Были исследованы новые типы пламен для атомизации вещества (Л.К. Попялковская, Г.П. Грачева), разработаны высокочувствительные методики для анализа микропримесей металлов в органических материалах (Ю.Д. Скудаев). Для атомной абсорбции был предложен новый атомизатор «печь-пламя» (автор С.А. Шипицын), который в дальнейшем широко использовался в стране специалистами-аналитиками в атомной абсорбции.
С развитием атомно-эмиссионной и абсорбционной спектрометрии интенсивно развивалась теория и практика рентгеноспектрального анализа.
Впечатляет далеко не полный перечень научных работ, выполненных лабораторией РСА под руководством Г.В. Павлинского:

  • изучение эффекта избирательного возбуждения,
  • поиск путей компенсации взаимных влияний элементов при рентгенофлуоресцентном определении содержаний отдельных элементов,
  • оценка фильтрации тормозной составляющей первичного излучения,
  • оптимизация условий возбуждения флуоресценции в коротковолновой области рентгеновского спектра,
  • участие в решении проблемы силикатного анализа, разработка системы математической обработки данных РСА.

Были разработаны и внедрены производственные методики РСА ряда продуктов Норильского горно-металлургического комбината (г. Норильск), комбината «Североникель», Кузнецкого металлургического комбината (г. Новокузнецк), Братского кремниевого завода, комбината «Магнезит» (г. Сатка), Восточно-Сибирского огнеупорного завода, завода им. Куйбышева (г. Иркутск).

spectroscop
См. фото слева-направо: зав. лаб. ФНТП к.ф.-м.н., с.н.с. Анатолий Григорьевич Крестьянинов, с.н.с., к.ф.-м.н. Сергей Александрович Шипицын, основатель и первый директор НИИПФ профессор Василий Васильевич Пластинин, д.ф-м.н., заслуженный деятель науки и техники СССР, профессор Яков Давыдович Райхбаум.

В 1989 году по конкурсу заведующим лабораторией ФНТП был избран В.Г. Дроков. В эти годы, в связи с резким сокращением объемов научных исследований, встал вопрос о переориентации направлений работ. Приоритет был отдан российской авиационной промышленности, в частности, разработке способов диагностирования авиационных двигателей по параметрам металлических частиц изнашивания с использованием сцинтилляционного метода. Проведенная совместная работа с большинством авиакомпаний России и ведущими авиационными моторостроительными предприятиями (АО «ОДК-Авиадвигатель» г. Пермь, ПАО «ОДК-Сатурн» г. Рыбинск), позволила создать уникальную высокодостоверную технологию диагностирования узлов двигателя, омываемых смазочным маслом. Достигнутая достоверность диагностирования составила 90%.
В 2011 году лабораторию ФНТП объединили с лабораторией РСА в отдел «Спектральные методы анализа», руководителем которого стал д.ф.-м.н., профессор Гелий Вениаминович Павлинский.
В 2010-2015гг, в связи с интенсивным выводом из эксплуатации российских гражданских самолетов вновь возникла проблема финансирования подразделения. Выбор был сделан в пользу наземной тематики-диагностирование узлов маслосистемы автомобильных и тепловозных дизелей.
В рамках Федеральной целевой программы «Исследование и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России 2014-2020 годы» была подготовлена конкурсная заявка: «Разработка и создание программно-аппаратного СВЧ-плазменного комплекса для мониторинга, контроля и безопасной эксплуатации маслосистемы двигателей наземного и воздушного назначений». Заявка с объемом финансирования 100 млн. рублей была одобрена. Значительный вклад внес Владислав Викторович Дроков.

Области применения сцинтилляционного метода расширяются и в последние годы успешно реализован цикл работ по созданию технологии диагностирования тепловозных дизелей. Необходимо отметить, что разработанный спектрометр и технологии диагностирования выполнены на уровне изобретений и защищены 32 патентами РФ на изобретения.
За последние десять лет значительно обновился штат отдела. Молодые сотрудники, используя накопленный опыт в области разработки новой спектральной аппаратуры, методического обеспечения, аттестационных исследований помогают коллективу нетривиально решать сложные задачи на высоком научно-техническом уровне.