История кафедры

Кафедра экспериментальной физики (первоначально кафедра № 24) была организована в 1951 году путем разделения физической кафедры физико-технического факультета, которой заведовал академик Сергей Васильевич Вонсовский. Кафедра № 24 - первый учебно-научный ядерно-физический комплекс не только УПИ, но и Уральского региона.

Первым ее заведующим был назначен известный ученый, профессор Института физики металлов УФАНа СССР Р.И. Янус. С 1952 по 1958 год кафедрой заведовал кандидат технических наук В.Г. Степанов, а затем кандидат технических наук Д.А. Бородаев. В 1959-1980 гг. кафедру возглавлял профессор Ф.Ф. Гаврилов, на смену пришел его ученик профессор Б.В. Шульгин, который заведовал кафедрой в течение четырнадцати лет. В 1994-2009 гг. кафедрой заведовал профессор А.В. Кружалов, который после пятнадцатилетнего заведования передал кафедру своему ученику профессору И.Н.Огородникову.
 

Первым оборудованием кафедры явился современный парк ускорителей заряженных частиц: 120–см циклотрон Р-7 для ускорения тяжелых заряженных частиц до энергий 30 МэВ, электростатический генератор ЭГ-2,5, рассчитанный на работу в ионном варианте, а также два бетатрона - ускорителя электронов - с максимальными энергиями 5 и 15 МэВ.

Одновременно с монтажом ускорителей началась подготовка первого отряда инженеров-физиков по специальности "Электроника и автоматика спецпроизводств". В 1953 году первыми студентами кафедры экспериментальной физики стали лучшие студенты-электротехники и механики, которых увлекла романтика нового, неизвестного. Уже в 1957 году состоялся первый выпуск инженеров-физиков в количестве 26 человек.

В 1959 году начался новый этап развития учебной и научной деятельности кафедры. В 1960 году открывается специальность по технологии приборов дозиметрии и радиометрии (0625), в дальнейшем заменена специальностью "Дозиметрия и защита" (0633).

Преподавательский состав кафедры увеличивается с 5 человек в 1959 году до 12 в 1964 г. и до 18 в 1970 г. При этом комплектование преподавательских и научных кадров происходит главным образом за счет выпускников кафедры и факультета.

Учебный процесс на кафедре № 24 всегда отличался широтой подготовки в сочетании с фундаментальностью и наукоемкостью. Каждая учебная дисциплина сопровождалась не только лекциями и семинарскими занятиями, но и прохождением студентами детального лабораторного практикума. Поэтому преподаватели кафедры всех лет и всех дисциплин постоянно и неустанно создавали и модернизировали учебные лаборатории. Это всегда требовало больших материальных затрат, массу времени, высокого профессионализма и интеллекта.

Многие лабораторные практикумы создавались как общефакультетские. Учебные лаборатории развивались в основном по трем направлениям: электроника и автоматика; прикладная ядерная физика; техника и практика физического эксперимента.

В 70-е годы появляются новые дисциплины и учебные лаборатории: «Оптические квантовые генераторы», «Физико-технические измерения», «Источники излучения». В восьмидесятые годы появляются новые преподаватели с новыми идеями: создаются учебные курсы «АСНИ» и «Теория автоматического регулирования», «Микропроцессорная техника», «Вычислительные сети и системы», «САПР» и др. До сих пор на факультете одной из основополагающих лабораторий остается лаборатория дозиметрии и радиометрии.

Пятидесятилетний опыт подготовки инженеров-физиков показал, что опыт и традиции, сложившиеся на кафедре, являются оптимальными, спрос на выпускников постоянно высок, какие-либо рекламации от предприятий отсутствуют. Наши выпускники успешно работают практически во всех направлениях народного хозяйства и с гордостью несут высокое имя уральского физтеха.

Наряду с огромной учебно-организационной нагрузкой, которую несла кафедра, интенсивно развивались и ее научные направления. Одно из них заложенное Ф.Ф. Гавриловым сформировало главное научное направление кафедры – “Люминесценция и радиационная физика твердого тела”. В семидесятые годы в научном направлении кафедры акценты стали смещаться в область радиационного материаловедения. Это определилось тем, что главным лимитирующим фактором ядерных и термоядерных технологий, военной и другой специальной техники стали материалы, неспособные работать в экстремальных условиях (высокие температуры, большие радиационные, механические и др. нагрузки).

Новые задачи, новые материалы потребовали новых экспериментальных подходов, обновления парка экспериментальной техники, расширения научных связей с отечественными и зарубежными коллегами. В этот период, силами всего физтеха, на кафедре была построена гелиевая криогенная станция. Совместно с институтом ядерной физики СО РАН создается уникальный канал ВУФ-спектроскопии на накопителе синхротрона. Совместно с вычислительным центром института реализуется проект по созданию, первой в ту пору в России, автоматизированной системы научных исследований твердых тел. Создается комплекс термоактивационной спектроскопии в сочетании с методами электронного парамагнитного резонанса и импульсной адсорбционной спектроскопии и многое другое.

Более длительным был период становления научных направлений на ускорителях. Положительные сдвиги наметились после установления тесных научно-технических связей с НИИ ядерной физики Московского государственного университета и Томского политехнического института. На их базе был подготовлен технический персонал для эксплуатации ускорителей. Технические разработки этих институтов были использованы для улучшения конструкции ускорителей. Через стажировку и аспирантуру МГУ прошли основные научные сотрудники проблемной лаборатории. Первое направление помог сформулировать автор открытия теней, профессор МГУ А.Ф. Тулинов: изучение и использование эффектов каналирования и теней при взаимодействии заряженных частиц с монокристаллами, другим направлением стало изучение процессов перезарядки ионов при прохождении через вещество.

В декабре 1976 года кафедрой был получен новый ускоритель - микротрон МТ-20, физический пуск которого состоялся 31.10.79 года.

В восьмидесятые годы ускорители кафедры работали стабильно, обеспечивая экспериментальные группы пучками заряженных частиц и гамма-квантов. Но в начале 90-х годов резко сокращаются госбюджетное финансирование и штаты. Изменившиеся условия жизни потребовали от кафедры новой научной и хозяйственной политики в отношении ускорительной техники. Кафедра не прекращает научную работу на ускорителях, но и предпринимает все меры для поиска прикладного применения ускорительной техники: нейтронная терапия, радионуклидная диагностика в медицине, исследования по радиационной стерилизации вирусов гепатита и иммунодифицита, плазмы крови, шовного материала и медицинского инструментария.

Полноценное функционирование кафедры как учебно-научного комплекса невозможно без развития такого научного направления, как ядерная электроника. А началось все со спецкурсов по "Детекторам ядерных излучений", "Приборам ядерной физики" и "Спектрометрии ионизирующих излучений", читавшихся на кафедре экспериментальной физики. Интенсивное научное и материально-техническое развитие приборной тематики и мода на электронику в конечном итоге привели организовать отраслевую научно-исследовательскую лабораторию электроники рентгеновских приборов (ОНИЛ ЭРП), успешно функционирующей и в настоящее время.

Отдельные научные группы, зародившиеся в недрах кафедры, послужили основой создания ряда новых подразделений физико-технического факультета. Так, в 1983 году была создана новая кафедра физических методов и приборов контроля качества, костяк которой составили бывшие сотрудники кафедры экспериментальной физики во главе с профессором В.С. Кортовым.

За 60 лет кафедра прошла различные этапы развития. Сложился дружный, авторитетный и эффективно работающий коллектив, который сохраняет и развивает лучшие традиции. В этом заслуга не только заведующих кафедрой и профессорско-преподавательского состава всех лет, но и общественных организаций. До 90-х годов на кафедре гармонично сочетались административные, партийные и общественные формы управления. В вопросах кадровой политики, стратегии развития кафедры, общественной жизни особую роль играла партийная группа. На ее собраниях тщательному анализу и обсуждению подвергались практически все стороны жизни коллектива, заслушивались самоотчеты заведующих кафедрой. Были созданы, интересно и эффективно работали философские семинары, кружки текущей политики и многое другое. Совместно с профсоюзной организацией решалась масса вопросов производственного, социально-бытового и оздоровительного характеров.

Что представляет собой кафедра сейчас?

Сегодня кафедра представляет собой крупный учебно-научный комплекс. Всего в штате – 83 сотрудника, обучается 15 аспирантов и 250 студентов. Среди сотрудников 13 докторов и 31 кандидат наук.

Несмотря на символическое базовое финансирование, кафедрой выполняются прикладные НИР на сумму более 10 млн. рублей в год.

Выполняется комплексная работа по заказу Военно-морского флота. Так, в 1997 году комплекс специального технического контроля приказом Главкома ВМФ № 336 от 23 сентября 1997 г. принят на вооружение. С 1995 года в НИЛ ЭРП под руководством разрабатывается и серийно выпускается для Государственного таможенного комитета РФ портативные компьютеризированные спектрометры для рентгено-флюоресцентного анализа ПРИМ-1 и ПРИМ-2. Для нужд Свердловской области созданы вузовско-академическая радоновая лаборатория, Центр радиационной безопасности при Госкомэкологии Свердловской области. Совместно с ОблЦГСН разработана и выполняется областная программа "Радон". В 1998 году на кафедре создана (совместно с УЦСМ) региональная поверочная лаборатория радоновых средств измерения, проведены обследования ряда районов области на содержание радона и его ДПР в воздухе жилых и социальных помещений и т.д. Кафедра стала признанным научно-методическим центром по радиационной безопасности.

Продолжают выполняться НИР на циклотроне и микротроне. Наряду с традиционной тематикой ведутся работы по исследованию ионолюминесценции и радиационно-стимулированных явлений в твердых телах. Создан и введен в эксплуатацию специальный оптический канал.

Кафедра продолжает ориентироваться на выпуск специалистов-физиков, которые получают подготовку по электронике и электронным приборам. Такая подготовка позволяет выпускникам работать в самых различных отраслях, на предприятиях многих министерств, вузах, отраслевых и академических научно-исследовательских институтах.

Вводятся новые курсы и формы обучения, организуется целевая интенсивная подготовка студентов. В подготовке специалистов последних лет большое внимание уделяется использованию информационных технологий в учебной и научной работе. Постепенно решается задача обеспечения непрерывной подготовки и "сквозного" внедрения информационных технологий во все дисциплины с первого по шестой курсы. Базовым подразделением кафедры по этому направлению является учебная лаборатория компьютерных технологий. Ее основу составляют два учебных компьютерных класса, оснащенных 15 самыми современными компьютерами, объединенными в локальную вычислительную сеть. Всего в ЛВС кафедры находится 50 персональных компьютеров под управлением сервера на базе сетевой операционной системы. Все компьютеры ЛВС имеют выход в Internet. На кафедре реализован Web-сервер, содержащий как информационно-рекламный, так и учебно-методический материал (история кафедры, персональный состав, характеристика учебных и научных лабораторий, страничка абитуриента, учебно-методические пособия, рабочие программы курсов, рабочие планы и т.д.). В настоящее время на базе компьютерных классов кафедры ведутся занятия по 18 дисциплинам, в частности, аналоговая схемотехника; микропроцессорная техника; информационные системы и технологии; методы и средства экологического мониторинга; компьютерные сети и системы; автоматизация спецпроизводств; теория переноса ионизирующего излучения; математическое моделирование; физика твердого тела.

Впервые в УГТУ создан класс интерактивного обучения, оснащенный оборудованием, способным применять мультимедиа - приложения в учебном процессе. В учебном процессе: используются специализированные программные пакеты для проведения занятий по электронным курсам (MicroCap, Pcad и др.); специализированные программные пакеты, используемые для математического выражения предметов (MathCad, MatLab и др.); языковые средства разработки программ.

В 1982 г. кафедра выпустила тысячного, в 1991 году – полуторатысячного специалиста, а всего за 45 выпусков с 1957 года по 2009 год подготовлено 2150 инженеров-физиков. Выпускники кафедры работают на многих предприятиях России от Дальнего Востока до ее западных границ, в ближнем Зарубежье. Они надежно освоили дальнее Зарубежье. Профессорские должности занимают в Великобритании, США, Испании, Германии, Израиле. Научными исследованиями занимаются в США и Чехии, работают на производстве в Сингапуре, Израиле и Канаде. 31 выпускников кафедры стали докторами наук, а каждый восьмой - кандидатом наук. Четырнадцать наших выпускников являются лауреатами Государственных премий.

Как и прежде подготовка инженеров ведется по специальностям: 140306 - "Электроника и автоматика физических установок" и 140307 - "Радиационная безопасность человека и окружающей среды". В 2000 году проведен первый набор студентов на новую специальность 200402 - "Инженерное дело в медико-биологической практике", а в 2009 году состоится уже пятый выпуск по этой специальности. В 2005 году на кафедре открыта подготовка по магистерской программе "Прикладные экология и биофизика", а в 2006 году - направление подготовки бакалавров 200300 - "Биомедицинская инженерия".
 

В своей научно-исследовательской, учебно-методической и общественной деятельности кафедра тесно сотрудничает со многими вузами страны, институтами РАН и зарубежными университетами. Кафедра имеет тесные, устойчивые и многоплановые научно-технические связи со 100 институтами страны (от Владивостока до С.-Петербугрга), практически со всеми академическими институтами физики и ядерной физики республик ближнего зарубежья, рядом зарубежных вузов: Алабамский и Мемфисский университеты США. Сотрудники кафедры ежегодно принимают участие в работе 15-20 международных научных конференций.

В 2007-2008 годах кафедра являлась активным участником "Инновационной образовательной программы УГТУ-УПИ", в рамках которой приобретено современное оборудование, приборы, компьютерная и мультимедийная техника для оснащения учебных и научных лабораторий кафедры. Разработаны и внедрены в учебный процесс учебно-методические комплексы нового поколения. Преподаватели кафедры прошли стажировку в ведущих российских и зарубежных учебно-научных центрах. Модернизированы учебные аудитории и лаборатории кафедры. Коллектив кафедры уверенно смотрит в будущее и приложит все  усилия для сохранения высокого уровня преподавания.