УКРОТИТЕЛЬ ВЗРЫВОВ

Член-корреспондент Российской академии наук, иностранный член НАН РА Вилен АЗАТЯН относится к числу тех ученых, исследования которых позволяют найти решение актуальных проблем. Будучи учеником выдающегося российского ученого, лауреата Нобелевской премии Николая Семенова, Азатян занимается физико-химическими аспектами процессов горения, взрыва и детонации, что имеет огромное практическое значение для обеспечения безопасной работы транспорта, силовых установок, двигателей и больших заводских печей. Однако особую опасность взрывы и детонация представляют для шахтеров и работников химических предприятий. Причем жертвами взрывов на шахтах обычно становятся порядка 100 и более человек.

НАУКА - СФЕРА НЕСПЕШНАЯ. Лишь люди, далекие от исследовательской деятельности, полагают, что можно поставить перед ученым задачу и получить решение в установленный срок. Проблемой взрыва и детонации Вилен Азатян начал заниматься в 70-е годы, пытаясь понять, почему при атмосферном давлении процесс перехода от горения к детонации и взрыву происходит настолько стремительно. Принятое объяснение, что причиной взрыва становится резкое выделение тепла, ускоряющее взаимодействие между молекулами газа, представлялось Азатяну неубедительным. С учетом того, что связи атомов в молекулах очень прочные, скорость реакции с их участием должна быть в тысячи раз более медленной, чем та, что имеет место при возникновении взрыва.

Вилен Азатян предположил, что эти реакции имеют цепной характер и решающую роль в них играют лавинообразно размножающиеся свободные атомы и радикалы. Высказав свою гипотезу выдающемуся наставнику, Азатян не нашел однозначной поддержки, хотя именно Н. Семенов совместно с С. Хиншелвудом стали нобелевскими лауреатами по химии 1956 года за разработку теории цепных разветвленных реакций.

Впрочем, ожидать, что Н. Семенов отреагирует по-другому, было трудно. Наука требует доказательств, которые может предоставить только эксперимент. И эта часть работы заняла долгие годы, но подтвердила гипотезу Азатяна. Используя небольшие количества веществ-ингибиторов, он сумел нейтрализовать действие свободных радикалов, став автором метода управления процессами горения, взрыва и детонации. Результаты исследований Азатяна получили подтверждения в экспериментах как российских, так и зарубежных ученых.

ГОРЕНИЕ И ДЕТОНАЦИЯ ГАЗОВ - процессы, протекающие в течение нескольких микросекунд, - выделяется тепло, и температура достигает очень высоких отметок, чем и объясняется огромная разрушительная сила взрыва. Этой проблемой занималось много ученых, но решить ее долго не удавалось, поскольку неверным оказался сам подход к происходящим реакциям, которые, как тогда считалось, обусловлены исключительно тепловыделением. В пользу такого подхода свидетельствовало в первую очередь то, что тепло ускоряет реакции, чем и объяснялось возникновение взрыва. На этом строилась вся теория горения, взрыва и детонации.

Азатян использовал совершенно другой подход исходя из того, что происходящее во время взрыва - это реакции радикалов, имеющих свободную валентность и высокую активность, а не реакция самих молекул. Согласно теории цепных разветвленных реакций, разработанной академиком Н. Семеновым, подобные процессы протекают только при очень низких давлениях. Азатян с этим не согласился и, проведя необходимые расчеты, доказал, что взрывы и детонация - тоже цепные реакции. Это подтвердили и эксперименты, проведенные в ведущих научных центрах России и Германии.

Проблема взрыва оказалась решаемой. Достаточно было добавить в горючие смеси вещества-ингибиторы - и водород уже не взрывался, не детонировал. Так, добавив в метан 2% пропилена, оказалось возможным предотвратить взрыв. Это подтвердили эксперименты, проведенные во многих научных учреждениях России, в том числе и в научном центре ВостНИИ по безопасности работ в горной промышленности. Камеру, где проводился эксперимент, наполняли метано-воздушной смесью и смесь взрывали. Но при добавлении в ту же горючую смесь ингибитора взрыва не происходило.

Аналогичные эксперименты, но с водородом проводились в Германии, в Институте химической физики Макса Планка при участии директора института профессора Вагнера. Результаты были доложены на международном симпозиуме и опубликованы в авторитетных научных журналах. Аналогичные эксперименты, также подтвердившие работы Азатяна, проводились и в Университете им. Георга Августа в Геттингене.

ОДНАКО, КОГДА РЕЧЬ ИДЕТ об угрозе жизни сотням людей, полностью доверяться результатам лабораторных исследований все же опасно. Поэтому эксперименты были повторены и в испытательных центрах промышленных предприятий при участии как ученых, так и специалистов из области горной промышленности, спасателей, МЧС, военных. В соответствии с протоколами проведенных испытаний есть все основания утверждать, что Вилен Азатян нашел способ управления процессами горения, взрывов и детонаций. Однако создание условий, обеспечивающих реальную безопасность работы в шахтах и на химических производствах, требует определенного оснащения и разработки инструкций по использованию технических средств.

Использование ингибиторов для предупреждения взрывов уже подтвердило свою эффективность на реальных примерах. Так, в апреле 2018 года на южнокузбасской угледобывающей шахте возник пожар, что было чревато взрывом и гибелью 69 человек, находящихся на глубине 250 метров. Используя метод Азатяна, прибывшие на место спасатели начали закачивать в шахту вещества-ингибиторы - хладон-23 и азот, что позволило остановить реакцию горения и предотвратить взрыв. Жизни 69 человек были спасены, шахта продолжает работать.

Как подтвердили эксперименты, метод Азатяна найдет широкое применение также и в авиации, и в химическом производстве, в ряде других областей, что значительно повысит уровень безопасности, исключит человеческие жертвы и финансовые затраты, связанные с восстановлением пострадавших от пожаров и взрывов промышленных предприятий.

В заключение хотелось бы поздравить Вилена Азатяна с научным достижением, имеющим огромное практическое значение, и еще раз напомнить чиновникам от науки о том, что без фундаментальных исследований невозможно получение прикладных результатов.