 Lietuvoje
imtis branduolio fizikos tyrimų reikėjo donkichotiškos drąsos
|
|
Kartkarčiais gerasis dievulis mūsų žemės ir žmonių pasigailėdavo ir atsiųsdavo
vieną kitą donkichotą kad su vėjo malūnais kaudamiesi jie išlaisvintų kasdienybės
rutinos įkalintą ir kitų žmonių dvasią bei protą. Kad įkvėptų pasitikėjimo
savo jėgomis, ryžto ir noro dar kažką keisti mūsų gyvenime. Kas, jeigu ne
donkichotai, gali imtis viso to, kas kiekvienam kasdieniškam protui atrodo
per sunku, nepraktiška ir tuo metu tiesiog neįmanoma.
|
|
Ko gero, vieną tokį taurų ir gal net šiek tiek donkichotišką gražiausia
prasme asmenį Lietuvos mokslo tarybos pirmininką prof. Kęstutį MAKARIŪNĄ
mokslo bendruomenės nariai galėjo pagerbti balandžio 22 dieną, kai Lietuvos
mokslų akademijos bibliotekoje jo 70-mečiui ir mokslinės kūrybinės veiklos
50-mečiui buvo atidaryta paroda. Kiek vėliau Lietuvos mokslų akademijos salėje
jubiliato garbei vyko akademiniai skaitymai, pristatyta ir jo naujoji knyga
Kasdieniai darbai.
|
|
Lietuvos mokslo tarybos pirmininką gyvenimo ir kūrybinės veiklos jubiliejaus
proga sveikinimo raštais pasveikino Lietuvos Respublikos Prezidentas Valdas
Adamkus, Lietuvos Respublikos Ministras Pirmininkas prezidentas Algirdas
Brazauskas, labai šiltą sveikinimo telegramą atsiuntė Lietuvos Respublikos
Seimo Švietimo, mokslo ir kultūros komiteto pirmininkas prof. Rolandas Pavilionis.
|
|
|
|
Branduolinė reakcija
|
|
Paskaitoje Branduolio fizika be greitintuvų prof. Kęstutis Makariūnas,
pabandęs išskirti tris svarbiausius savo mokslinius darbus branduolinės fizikos
srityje, pateikė formulę, kreivę ir skaičių. Daug ar nedaug, turėtų spręsti
tos srities žinovai. Toli gražu ne kiekvienas fizikas šituo galėtų pasididžiuoti.
Apskritai kitų mokslų atstovai tikriausiai gali pavydėti fizikams, kad šie
visą savo mokslinę veiklą sugeba įvilkti į formulę, kreivę ir skaičių. Labai
konkretu. Prie kiekvieno iš šių laimėjimų K. Makariūną vedė ilgas kelias,
žymėtas džiaugsmų ir nusivylimų būdingas mokslininko kelias.
|
|
Branduolinės fizikos žinovui tikriausiai labai daug sako paprasta
branduolinės reakcijos formulė:
|
|
7Li (a,t) 8Be, arba
|
|
7Li+a® 8Be+t.
|
|
Vis dėlto pamėginkime ją išskleisti į žmogiškųjų santykių plotmę. Ko gero, tektų atsispirti nuo 1955 metų, kai K.
Makariūnas su pagyrimu baigė Vilniaus universitetą, įgydamas fiziko specialybę.
Buvo paliktas asistentu Universiteto Fizikos-matematikos fakultete, o po metų
įstojo į Leningrado (dabar Sankt Peterburgas) garsiojo Fiztecho Fizikos
ir technikos instituto aspirantūrą.
|
|
Čia niekaip nepavyktų apeiti mūsų ekperimentinės fizikos patriarcho
prof. Povilo Brazdžiūno įtakos būsimojo mokslininko biografijoje. Būtent
profesorius (tais pačiais 1956 m. išrinktas Lietuvos mokslų akademijos tikruoju
nariu) ir paskatino rinktis branduolio fizikos sritį. Šiandien tik stebimės
P. Brazdžiūno nuojauta, kad jis sugebėjo patraukti gabiausią jaunimą ir nukreipti
į Lietuvai perspektyviausias eksperimentinės fizikos sritis. Tačiau šeštojo
dešimtmečio viduryje branduolio fizikos tyrimų sritis Lietuvoje galėjo atrodyti
tik savotiškas donkichotizmas. Nebuvo tyrimų bazės ir nė vieno tos srities
specialisto. Kai kurie prieškariniai Antano Žvirono, Kazimiero Baršausko, o
pokariu Boleslovo Styros darbai siejosi su branduolio fizika, bet tai nebuvo
branduolio fizikos tyrimo eksperimentai.
|
|
1957 m. rudenį prof. P. Brazdžiūnas laiške K. Makariūnui pranešė, jog
rengiasi atvažiuoti į Leningradą, pasižvalgyti po Fiztechą gal pavyks parinkti
Lietuvoje plėtotinų tyrinėjimo temų. K. Makariūnas Leningrade branduolines
reakcijas tuo metu tyrinėjo eksperimentuodamas prie ciklotrono, pagaminto
dar Antrojo pasaulinio karo metais. Su P. Brazdžiūnu aptarinėjo ir būsimojo
darbo tematiką Lietuvoje. Aišku, kad nei ciklotrono, nei bet kokio kitokio
dalelių greitintuvo Lietuvoje nepavyks pastatyti, todėl reikėjo galvoti
apie kitokio pobūdžio tyrinėjimus. Apsistota ties šveicariškuoju variantu:
kuo mažiau metalo ir kuo daugiau kvalifikuoto mokslinio darbo. Pavykus gauti
tam tikrų prietaisų bei radioaktyviųjų izotopų, būtų galima užsiimti preciziniais
jų savybių tyrimais. Sutarta pabandyti įsigyti tuo metu Fizteche sukurto ir
pradedamo gaminti prizminio beta spektrometro bandomąjį egzempliorių (tokių
prietaisų paskui buvo pagaminta tik trys) ir užsiimti didelės skiriamosios
gebos spektroskopijos matavimais.
|
|
Tuo metu K. Makariūnas ir atrado naują branduolinę reakciją. Ličio branduolius
daužant alfa dalelėmis jam pavyko gauti berilio ir tričio. Niekas netikėjo,
kad tokia reakcija įmanoma, todėl ir neeikvojo jėgų jos paieškoms. O Kęstutis
Makariūnas, jaunas aspirantas, dėl savo nepatyrimo šito nežinojo, todėl išdrįso
imtis. Pasirodo, jog šios reakcijos tikimybė net ir daug didesnė už daugelį
įprastesnių branduolinių reakcijų. Atrastoji nauja branduolinė reakcija buvo
dalis lietuvio fiziko disertacinio darbo. Žinoma, ši sėkmė suteikė jam pasitikėjimo
savo jėgomis ir didelio emocinio pasitenkinimo, kuris labai svarbus mokslininko
gyvenime.
|
|
|
|
Kreivė
|
|
Praėjus geram dešimtmečiui po aspirantūros, K. Makariūnui dirbant Fizikos
ir matematikos institute, Vilniuje, jau spėjus įsigyti ir daug tyrimų atlikti
didelės skiriamosios gebos beta spektrometru, pavyko gauti kreives, kurios
ir šiandien profesoriui atrodo etapinė jo mokslinio kelio gairė.
|
|
Minėtuoju beta spektrometru buvo tiriami telūro branduolinių izomerų vidinės
konversijos elektronų spektrai. Tada ir pavyko atlikti pirmąjį Tarybų Sąjungoje
ir vieną pirmųjų pasaulyje sėkmingų eksperimentų stebint vidinę konversiją
išoriniame, t. y. valentiniame, atomo elektronų sluoksnyje ir matuojant jos
tikimybės pokytį, kai atomas yra skirtinguose cheminiuose junginiuose.
|
|
Pirmiausia išsiaiškinkime, kas, fizikų kalba kalbant, yra tie branduoliniai
izomerai ir toji vidinė elektronų konversija. Skirtingų atomų branduoliai
gali būti įvairiose būsenose, kitaip sakant, skirtinguose energijos lygmenyse.
Ilgaamžės sužadintos būsenos, kurių gyvavimo trukmė iš esmės nesiskiria nuo
kitokių radioaktyvių branduolių gyvavimo trukmės, vadinamos izomerinėmis.
Iš žemiausio lygmens, arba pagrindinės būsenos, pereidamas į aukštesnės
energijos lygmenį branduolys turi būti sužadintas, gauti iš šalies papildomą
energijos kiekį. Ir priešingai: iš sužadinto būvio grįždami į žemesnės energijos lygmenį branduoliai grąžina skolą. Jie
tai daro spinduliuodami gama kvantus, kuriuos registruodami ir jų spektrus
tyrinėdami fizikai daug svarbaus gali pasakyti apie tai, kas vyksta su branduoliu.
|
|
Pasirodo, jog į žemesnės energijos būseną atomo branduolys gali pereiti
ir kitu būdu, kai spinduliuojamas ne gama kvantas, bet perteklinė energija
perduodama arčiausiai branduolio esančiam atomo elektronui. Gavęs stiproką spyrį elektronas šaute
iššauna iš atomo. Štai šie išspirtieji elektronai fizikų ir vadinami vidinės
konversijos elektronais. Jų energija priklauso nuo atomo sluoksnio, iš kurio
jie išskrido. Tuos vidinės konversijos elektronus, teisingiau jų spektrą,
tyrinėjant gaunama daug papildomos informacijos ne tik apie pačių elektronų
energiją, bet ir apie branduolių sužadintas būsenas, sukinį ir t. t.
|
|
Visus šiuos dalykus tyrinėja branduolio spektroskopijos specialistai.
Lietuvoje šių ir apskritai eksperimentinės branduolio fizikos tyrinėjimų
pradininkas kaip tik yra prof. K. Makariūnas. Fizikos ir matematikos institute
(nuo 1977 m. Fizikos institutas) pradėjęs vadovauti Radioaktyvaus spinduliavimo
sektoriui, pamažu virtusiam Branduolinių tyrimų laboratorija, prof.
K. Makariūnas vadovavo jai kone 40 metų.
|
|
Kreivėse matome du spektrus, kurie
užkloti vienas ant kito. Jie rodo, kad branduolinis procesas vyksta skirtingai
įvairiuose cheminiuose junginiuose. Rezultatai buvo svarbūs Mössbauerio
spektroskopijai, nustatė šios branduolinės spektroskopijos šakai svarbios
konstantos ženklą. Didelės skiriamosios gebos eksperimentai leido išmatuotų
spektro linijų intensyvumą lyginti su apskaičiuotu teoriškai. K. Makariūno
laboratorija Vilniuje tapo viena iš nedaugelio ne tik tuometinės Tarybų Sąjungos
laboratorijų, kurioje buvo atliekami didelės skiriamosios gebos vidinės konversijos
elektronų spektroskopijos matavimai, o Vilnius buvo tapęs šios mokslinių tyrinėjimų
krypties sąjunginių seminarų pripažintu centru.
|
|
|
|
Skaičius
|
|
Šiek tiek panagrinėję formulę ir kreives dabar atsidėkime skaičiui, juo
labiau kad prof. K. Makariūnas jam skiria reikšmingą vietą savo mokslinėje
kūrybinėje biografijoje. Tas skaičius tai 10-4. Tokį matavimų tikslumo lygį reikėjo
pasiekti norint gauti tyrimų išvadas, kurios iš esmės keitė fizikų požiūrį
į radioaktyvaus skilimo konstantas. Kalbame apie radioaktyviojo skilimo konstantų
pastovumo ribų tyrimus, kuriems vadovavo K. Makariūnas.
|
|
Aštuntojo dešimtmečio pradžioje pradėta tyrinėti, kokią įtaką branduolių
sąveikai su atomo elektronais turi branduolių cheminė apsuptis. Kitaip tariant,
mėginta parodyti, kad atomo radioaktyvaus skilimo sparta gali priklausyti
nuo aplinkos. Vadinasi, skirtingai negu ligi tol manyta fizikų, radioaktyvaus
skilimo spartą galima keisti priklausomai nuo išorės sąlygų. Senesnės kartos
fizikui, ko gero, būtų labai drąsus teiginys.
|
|
Didžiausia problema buvo ta, kad šie eksperimentai reikalavo labai didelio
matavimų tikslumo, kurį pasiekti buvo gana sudėtinga. Aparatūriniai efektai
trukdė tirti patį reiškinį, nes buvo keliasdešimt kartų didesni už naudingus
tyrimų objekto signalus. Norint pastebėti ir išskirti radioaktyviųjų virsmų
tikimybių itin mažus pokyčius, K. Makariūnui bei jo bendradarbiams teko kurti
atitinkamus prietaisus, tobulinti matavimų metodiką. Pavyko įgyvendinti gama
spektrometrinį radioaktyvių virsmų tikimybių pokyčių tyrimo metodą ir išmatuoti
radioaktyvaus branduolio cheminės apsupties įtaką gama spektro linijos intensyvumui,
o 1990 m. pirmą kartą išmatuota šviesos įtaka radioaktyvaus skilimo spartai.
Branduolio fizikos tyrinėjimai sutapo su cheminių efektų paieška.
|
|
Prof. K. Makariūno vadovaujami bendradarbiai A. Dragūnas, E. Makariūnienė,
V. Keršulis ir V. Remeikis nustatė keliolikos branduolių, iš jų dešimties
pirmą kartą, cheminės apsupties įtaką radioaktyvaus skilimo spartai. Tai
svarus indėlis kuriant radioaktyvaus skilimo konstantų cheminių pokyčių nustatymo
metodus, kuriuos sukurti padėjo itin tikslių matavimų pritaikymas eksperimentuose.
|
|
|
|
Idėjos, aparatūra ir išmanymas
|
|
Kas svarbiausia moksliniam darbui? K. Makariūnas iškelia tris būtinas sąlygas:
gera idėja, gera aparatūra ir išmanantys žmonės. Jo
paties mokslinėje biografijoje tų gerų idėjų buvo ne viena, kai kurias, teisingiau
sakant, tik mažą jų dalį jau spėjome ir šiek tiek aptarti. Kad ir naujos
branduolinės reakcijos idėja, kai ličio atomus bombarduojant alfa dalelėmis
gaunama teičio ir berilio, juk iš tiesų buvo labai gera jauno mokslininko
idėja.
|
|
Profesorius teisėtai gali didžiuotis savo ir kolegų veikla, siekiant Radioaktyvaus
spinduliavimų sektorių, vėliau Branduolinių tyrimų laboratoriją aprūpinti
kuo modernesne aparatūra. K. Makariūnui pačiam teko gamintis pirmą Lietuvoje
gama spektrometrą, kuriuo buvo tyrinėjami branduoliniame reaktoriuje apšvitintų
kristalų gama spektrai. 1963 m. pavyko įsigyti didelės skiriamosios gebos
betą spektrometrą, pagamintą Maskvoje Fizpribor gamykloje. Radioaktyviųjų
medžiagų gaudavo, kai stabilius izotopus apšvitindavo neutronais branduoliniuose
reaktoriuose.
|
|
Tačiau net ir gerus prietaisus susistatęs mokslo dar nepadarysi. Norėdamas
žengti naują žingsnį eksperimentuodamas, privalai kažką tobulinti, kurti iš
naujo. Štai kad ir siekiant gauti radioaktyviųjų šaltinių, kiek tekdavo parodyti
sumanumo, kartais praversdavo net tam tikras akiplėšiškumas. K. Makariūnas
prisimena, kaip tais šaltiniais bandyta apsirūpinti. Pamėgino stabilius izotopus
neutronais apšvitinti Latvijos MA Fizikos institute menkas efektyvumas.
Kreipėsi į Leningrado branduolinės fizikos institutą Gatčinoje taip pat
nesėkmingai. Galop per pažįstamus pavyko prisikasti iki I. Kurčiatovo atominės
energijos instituto Maskvoje. Ruošiniai buvo apšvitinti reaktoriuje pavyko gauti norimo
aktyvumo šaltinius. Bet iškilo kita problema, susijusi su reikalavimais, kurie
buvo nustatyti norint dirbti su radioaktyviomis medžiagomis. Norint tuos radioaktyviuosius
šaltinius pasiimti negana buvo gauti leidimą, dar reikėjo užsisakyti specialų
radioaktyvioms medžiagoms vežioti skirtą automobilį ir pan. O reikėjo skubėti,
nes šaltinių radioaktyvumas greitai mažėja. K. Makariūno bendradarbis
Regimantas Kalinauskas, pasiėmęs švininės skardos ir tam reikalui reikalingų
dėžių, išskubėjo į Maskvą.
|
|
Pavyko susisiekti su Justu Paleckiu, kuris tuo metu Maskvoje buvo TSRS
Aukščiausiosios Tarybos pirmininkas. J. Paleckis reikalo labui paskolino savo
tarnybinį automobilį. I. Kurčiatovo atominės energijos institute sargybiniai,
išvydę TSRS Aukščiausiosios Tarybos Prezidiumo automobilį, atidavė pagarbą
vairuotojui ir tam, kas šalia jo sėdėjo, atidarė vartus ir su tuo automobiliu
R. Kalinauskas sėkmingai išsivežė radioaktyvius šaltinius į Maskvos
Baltarusijos stotį, o iš ten geležinkeliu į Vilnių. Šią istoriją pasakodamas
K. Makariūnas nori pabrėžti, kad eksperimentatoriams tekdavo parodyti begalę
sumanumo ir apsukrumo ne vien moksle. Jau nekalbant apie tai, kad patys matavimai
užtrukdavo apie 3 mėnesius, pareikalaudavo daugybės pastangų, kol pavykdavo
surinkti reikalingus statistinius duomenis.
|
|
Šiandien branduolio spektroskopijos
metodai plačiai paplitę. Lietuvoje gama spektrometrų rasime įvairios praktinės
veiklos laboratorijose. Jais tikrinami maisto produktai, kontroliuojama aplinka
dirva, vanduo, oras. Be jų neapsieina gamtosaugininkai, kriminalistai, kovojantys
su branduolinių medžiagų nelegaliu sklidimu, kontrabanda. Jie akylas branduolinės
energetikos kontrolierius, būtini įvairių sričių mokslininkams. Branduolinėje
epochoje jie būtinybė.
|
|
|
|
Bus išmanymas bus ir idėjų
|
|
Vis dėlto prof. K. Makariūnas, regis, didžiausią prioritetą linkęs teikti
ne aparatūrai, kad ir kokia tobula ji būtų, bet žmogiškajam veiksniui, o
tiksliau išmanymui, konkrečias mokslines problemas pasirengusiems spręsti
žmonėms. Regis, profesorius linkęs sutikti, jog Branduolinių tyrimų laboratorija
tikriausiai būtų dar daugiau padariusi, jeigu tų išmanančių žmonių būtų buvę
daugiau. Tik iš kur jų galėjo būti, jeigu tuo metu nė kalbos nebuvo apie
mokslo ir studijų vienovę, o ir Vilniaus universitete juk niekada nebuvo
net branduolinių tyrimų katedros. Tad ir į Fizikos instituto Branduolinių
tyrimų laboratoriją darbuotojai dažniausiai ateidavo ne tiesiai iš universiteto,
bet prieš tai paklaidžioję gyvenimo keliais, padirbėję kitose mokslo įstaigose.
|
|
Kurti išmanymą tai ne tik aukštosios mokyklos, bet ir mokslinių tyrinėjimų,
apskritai mokslo plačiąja prasme viena iš paskirčių. Prisilaikydamas šios
nuostatos K. Makariūnas neabejotinai pratęsia eksperimentinės fizikos Lietuvoje
pradininko ir savo buvusio patrono
akad. Povilo Brazdžiūno ilgos mokslinės veiklos metų suformuotą ir išpuoselėtą
tradiciją. Lietuvoje neturėjome nei branduolinės, nei lazerių fizikos, tačiau
P. Brazdžiūnas suvokė gilią tiesą, kurios niekas ligi šiol nėra paneigęs:
pradėti reikia rengiant dalyką išmanančius žmones. Bus išmanymas bus ir
idėjų, atsiras ir naujiems uždaviniams įgyvendinti reikalingos aparatūros
bei kitų galimybių. Kai šiandien Lietuvos mokslo tarybos pirmininkas K. Makariūnas
iš tribūnos, savo straipsniuose ar įvairių renginių metu su kolegomis kalba,
kaip svarbu išlaikyti platų įvairių mokslinių tyrimų spektrą, aukštosiose
mokyklose rengti kuo įvairesnių sričių mokslinės veiklos atstovus, tai profesorius
juk kalba apie išmanymo mūsų valstybėje kūrimą ir didinimą. Išmintinga ir
laiko patikrinta pozicija.
|
|
Prof. K. Makariūnas prisipažįsta, jog ir į valstybės mokslo politiką jis
žiūri taip pat kaip į mokslinio tyrimo objektą, gal todėl kartais jo nuostatos
taip ryškiai skiriasi nuo kai kurių vadinamųjų mokslo reformatorių pozicijos.
K. Makariūnui labai svarbu visuomeninė mokslo vertė: ne tiek konkretaus tyrimo
rezultato panaudojimas praktiškai, bet visa, kas plečia išmanymą ir gebėjimus
juo naudotis, kas ugdo išmanančius mokslą žmones. Štai kodėl profesoriui sąvokos
mokslas ir kultūra eina greta, tarsi būtų ne tik susikertančios
plokštumos, bet ir erdvės. Todėl nieko nuostabaus, kad K. Makariūną matėme
ir tarp Trečiojo Lietuvos kultūros kongreso (2002 m.) pranešėjų Kaune ir
Klaipėdoje, nors rūpesčių ir taip turi per akis. Profesoriui tai yra asmeninės
atsakomybės už visa, kas vyksta mūsų valstybėje, išraiška, o gal ir gyvenimo
būdas. Juk ir jo gyvenimo bendražygė Eglė Makariūnienė jau 42 metus kartu
eina gyvenimo keliu pripažįsta, jog jos vyrą išskiria atkaklumas ir darbštumas,
labai giliai suvoktas pareigos jausmas. Žinoma, šiuo atveju žmona sprendžia
ir kaip Fizikų žinių redaktorė, sako: jeigu profesorius pažada parašyti
straipsnį, tai trūks plyš parašys, kad ir per naktį. Ką pradėjęs, tikrai
baigs.
|
|
Galimas dalykas, tai paveldėtos savybės. Tėvai tarpukario vadinamojo
Vilniaus krašto lietuviškų mokyklų mokytojai. Motina Pranė Anusevičiūtė,
tėvas Vincas Makarevičius, vėliau Makariūnas. Ir pačiam Kęstučiui Makariūnui,
Vilniuje gimusiam 1932 m. balandžio 22 d., teko mokytis sudėtingomis istorinėmis
sąlygomis, keičiantis režimams, valdžioms ir okupacijoms. Ir vis dėlto
darbščiausia giminėje, E. Makariūnienė yra girdėjusi, buvo K. Makariūno močiutė
Agota, dzūkė iš Kabelių kaimo netoli Druskininkų. Ten Makarevičių kartos gyveno,
ten buvo dabar jau išnykęs giminės lizdas.
|
|
Gal iš tiesų kada nors rašant branduolio fizikos Lietuvoje istoriją teks
pasakojimą pradėti nuo Kabelių kaimo.
|
|
Gediminas Zemlickas
|
|
