Академик
Шпак Валерий Григорьевич
Валерий Григорьевич Шпак родился 10 августа 1944 года в поселке Суетиха (ныне — г. Бирюсинск) Тайшетского района Иркутской области.
В 1967 году окончил Томский институт радиоэлектроники и электронной техники по специальности «электронные приборы». В 1967-1970 гг. — инженер, старший инженер НИИ ядерной физики электроники и автоматики при Томском политехническом институте, с 1970 года — в Институте оптики атмосферы, в 1977-1982 гг. — научный сотрудник в Институте сильноточной электроники СО АН СССР (г. Томск). В 1982-1986 гг. — заведующий лабораторией в СКБ научного приборостроения «Оптика» СО АН СССР (г. Томск). C 1986 года включен в состав группы ученых для организации Института электрофизики УрО РАН (г. Екатеринбург), с основания Института — заведующий Лабораторией электронных ускорителей. С 1998 года — заместитель директора по научной работе, в 2004-2015 гг. — директор Института электрофизики УрО РАН, в настоящее время — главный научный сотрудник, заведующий Лабораторией электронных ускорителей Института.
В 1980 году защитил кандидатскую диссертацию «Генерирование мощных субнаносекундных электронных пучков», в 1990 году защитил докторскую диссертацию «Миниатюризация импульсных сильноточных ускорителей электронов».
Член-корреспондент РАН c 1997 года, академик РАН c 2019 года — Отделение энергетики, машиностроения, механики и процессов управления, Уральское отделение РАН.
Академик В.Г. Шпак — выдающийся ученый, специалист в области электрофизики и мощной импульсной энергетики, создания и применения малогабаритных сильноточных импульсных систем, организатор науки. Его научные интересы: быстропротекающие процессы при генерировании, передаче и преобразовании высоковольтных импульсов нано- и пикосекундного диапазона длительностей, создание сильноточных импульсных генераторов, ускорителей заряженных частиц и мощных генераторов электромагнитного излучения. Внес существенный вклад в разработку высоковольтной аппаратуры, исследования быстропротекающих эмиссионных и электроразрядных процессов в газе и вакууме, генерации электромагнитного излучения, инициированного короткими сильноточными электронными пучками.
В.Г. Шпак принял участие в разработке первых отечественных импульсных сильноточных ускорителей, одно из его наиболее выдающихся научных достижений — создание уникальных малогабаритных высоковольтных ускорителей электронов импульсно-периодического действия для фундаментальных исследований и практических приложений. В настоящее время такие компактные приборы под широко известной торговой маркой «РАДАН» уже около 40 лет успешно работают в организациях и университетах 15 стран — Австралии, Сингапуре, Китае, Бельгии, США и др. Это наглядный пример того, какой может быть на самом деле инновационная деятельность академического института физико-технического профиля — разработка оказалась настолько удачной, что стала важной составляющей имиджа и Лаборатории электронных ускорителей, и всего Института электрофизики. В.Г. Шпак изначально был с самого начала движущей силой разработки «РАДАН».
Вот один из примеров того, как под руководством В.Г. Шпака был получен инструмент для изучения воздействия коротких мощных электрических импульсов. Если первые ЭВМ — это были стены из шкафов с вращающимися бобинами, то сейчас можно сделать очень маленький мобильный телефон, величиной с перстень, но пользователю будет трудно набирать цифры и буквы, и видеть их на маленьком экране. Еще в 80-е годы исследователи Института под руководством В.Г. Шпака поставили задачу уменьшить размеры солидных устройств — электронных и ионных ускорителей — чтобы можно было работать на обычном столе. Это не сразу, но получилось, что удивило коллег за рубежом. Так с помощью этих ускорителей был получен хороший инструмент для изучения воздействия коротких мощных электрических импульсов. Причем, обычные параметры — ток в тысячи ампер и напряжения в сотни киловольт: всё это на столе, и подключается к обычной розетке на стене. Правда, когда происходит разряд импульса из такого ускорителя, сотрудники Лаборатории прячутся в специальной кабине. Далее решали другую проблему — учёные перешли в пикосекундный диапазон длительностей, что уже короче наносекунды, т.е. миллиардной доли секунды! Для сравнения: свет проходит за 1 наносекунду всего лишь 30 сантиметров. Справились и с созданием соответствующей измерительной аппаратуры. Часть деталей делается на заводах и в опытном производстве Института, при этом наиболее ответственные узлы на токарных и фрезерных станках делают научные сотрудники лаборатории, в том числе и сам В.Г. Шпак. Не в каждой организации можно увидеть академика за токарным станком!
Многие научные результаты лаборатории, возглавляемой В.Г. Шпаком, входили в перечень важнейших достижений, отмеченных в ежегодных отчетах РАН. За последние три года на созданных в лаборатории электронных ускорителей уникальных приборах:
- Реализовано высокоградиентное ускорение электронов импульсом черенковского сверхизлучения. Получено пятикратное увеличение энергии электронной фракции, что значительно превышает рекордные значения, достигнутые при использовании длинноволновых клистронов.
- Получен пикосекундный плотный параксиальный пучок субрелятивистских убегающих электронов. Достигнута наибольшая на сегодняшний день пиковая плотность тока 0,65 кА/см2 убегающих электронов в протяженных воздушных промежутках с резко неоднородным электрическим полем.
- Продемонстрирован плазменный мазер, управляемый сильноточным электронным пучком длительностью 2 нс с энергией частиц ≈270 кэВ. Короткий импульс тока пучка обеспечил работу устройства в режиме однопроходного усиления шумов с энергоэффективностью ≈ 26%.
В.Г. Шпак — автор около 300 научных работ, в т.ч. 12 авторских свидетельств и патентов. Специалистам известны его работы, написанные индивидуально или в соавторстве: «Compact High-Power Subnanosecond Repetitive-Pulse Generators (Review)», «О динамике формирования субнаносекундного электронного пучка в газовом и вакуумном диоде», «Пикосекундные пучки убегающих электронов в воздухе» и др.
В.Г. Шпак был в числе главных организаторов и далее 11 лет — директором Института электрофизики. Важно отметить: период строительства Института пришёлся на 90-е годы — тогда во всей Академии наук страны это был единственный строящийся объект. Далее в кризисные 1990-е он, как директор, сделал все возможное для сохранения творческого коллектива, для становления эффективной внутренней структуры Института, вложил огромные усилия в строительство и ввод в эксплуатацию комплекса зданий ИЭФ. И в целом, становление ИЭФ УрО РАН, его успехи, широкое признание в российской науке и международном научном сообществе во многом являются результатом его выдающегося вклада в общее дело.
Работы ИЭФ УрО РАН получили широкую известность среди физического сообщества в нашей стране и за рубежом. Коллектив Института включает в себя более 200 человек, в том числе, здесь работают 3 действительных члена Российской академии наук, 6 член-корреспондентов РАН, 20 докторов наук и более 50 кандидатов наук.
Член Бюро Отделения энергетики, машиностроения, механики и процессов управления РАН, член президиума Уральского отделения РАН, долгие годы был Председателем Объединенного ученого совета по физико-техническим наукам УрО РАН и Председателем Диссертационного и Учёного советов ИЭФ УрО РАН.
С самого основания Института на его базе действует Кафедра электрофизики при УрФУ, поддерживаемая всеми директорами. В.Г. Шпак участвует в подготовке научных кадров: руководит аспирантами (им подготовлено 2 кандидата наук), входит в состав комиссии ГЭК аспирантов.
За разработку малогабаритных рентгеновских аппаратов для дефектоскопии магистральных нефте- и газопроводов в 1982-84 гг. В.Г. Шпак был награжден Золотой, Серебряной и Бронзовой медалями ВДНХ СССР. В.Г. Шпак — лауреат Государственной премии РФ в области науки и техники за разработку малогабаритных мощных импульсных систем (1998 г.), премии РАН имени П.Н. Яблочкова (2012 г.); удостоен медали ордена «За заслуги перед Отечеством» II степени (2013 г.), Золотой медали им. С.В. Вонсовского (2021 г.), отмечен юбилейной медалью «300 лет Российской академии наук».