Биография
Сусанна Михайловна Карпачева родилась 29 апреля 1910 года в мещанской семье зубных врачей в Москве на Таганке. Её отец умер в 1919 году от тифа, все заботы о семье легли на мать, которая стала организатором первой в стране детской зубной амбулатории. Она проработала в амбулатории около двух лет, но из-за болезни сердца вынуждена была вернуться к частной практике и работала дома, попав, таким образом, в разряд лиц «свободной профессии» (вроде кустаря), что в дальнейшем принесло Сусанне немало трудностей.
В школу Сусанна не ходила, так как была болезненной девочкой. Она проходила науки дома, её помогал в учебе дальний родственник, студент-медик. Впервые она пошла в школу в 14 лет, сразу в 7-й класс, быстро попав в число лучших учеников. Вступила она и в пионеры (а вскоре стала кандидатом в члены ВЛКСМ), твердо веря в торжество строительства социализма, участвовала в школьном театральном кружке. Её любимым учителем был преподаватель химии, который оказал влияние не только на её выбор специальности, но и на всю её жизнь в целом. Учебу в школе С. М. Карпачева завершила в 1927 году.
Она решила стать химиком, техником или инженером, и подала заявление в техникум им. Карпова. Но её не приняли из-за происхождения.
В вузы, особенно технические, конкурс был огромный: 10-15 человек на место. С. М. Карпачева подала документы в МХТИ им. Менделеева и в МВТУ на химический факультет (впоследствии Военная академия химической защиты). В МВТУ её приняли, а в комсомол нет, сочтя идеологически не готовой.
В конце 3-го курса С. М. Карпачева была направлена на практику в коксохимический завод в Алчевске (Ворошиловск), построенный по немецкому проекту. Практика проходила на коксовых печах, поразивших её своими масштабами и красотой техпроцесса. Её задание заключалось в определении температуры, длительности выдачи и тушения кокса, учета веса вагонеток с коксом. Работа была утомительной: приходилось пешком подниматься на верхнюю площадку высотой 30 метров, стоять у весов в клубах пыли и газов, брать пробы из труб-смолосборников. Несмотря на тяжелые условия труда С. М. Карпачева поняла, что именно здесь её место.
К новому учебному году руководство высшим образованием страны приняло решение объединить все химические факультеты всех московских вузов в Единый московский химико-технологический институт (ЕМХТИ), а курс, на котором училась С. М. Карпачева, перевели в МХТИ. Более того, в начале 1931 года поступило указание, что студенты бывшего МВТУ, как наиболее подготовленные, должны закончить обучение к 1 июля. Преддипломную практику С. М. Карпачева проходила в Керчи, на большой коксовой батарее американской конструкции. Дипломную работу С. М. Карпачева защитила успешно. На распределении она выразила желание поехать на Магнитку
На Магнитке С. М. Карпачеву направили на работу в технический отдел Коксохима, но она настояла на переводе инженером коксовых печей, которые строились по американскому проекту. Её новый руководитель был категорически против женщины-инженера и потребовал разрешения от комиссии по распределению Наркомтяжпрома. В Москве, куда вернулась С. М. Карпачева, ей предложили работу в проектном институте Газогенераторострой (затем Гипрогаз). Здесь её первым заданием стал проект опытной станции подземной газификации угля в Лисичанске, она участвовала в пуске первых газогенераторов на различных заводах. Как уже опытного специалиста её пригласили в новую группу газовых печей Гипрогаза. Но тут в работу вмешалась политика — однажды высказанная С. М. Карпачевой фраза против исключения Троцкого из партии стала поводом для серьезных обвинений. В 1934 году она была вынуждена уйти из Гипрогаза на завод синтетического каучука «СК литера А», где планировалось организовать группу по производству сажи из газа и отходов нефти.
На новом месте работы С. М. Карпачева создала группу из молодых специалистов, энтузиастов нового дела. На заводе был построен экспериментальный цех с опытными сажевыми установками. Но производство сажи в стране оставалось низкоэффективным, и чтобы повлиять на производство по предложению С. М. Карпачевой в 1938 году был создан филиал Резинопроекта — проектно-экспериментальная лаборатория сажи, которую она и возглавила. Штат лаборатории был достаточно большой — более 100 человек. В 1939 году работа С. М. Карпачевой была отмечена первой наградой — знаком «Отличник соцсоревнования химической промышленности».
Однажды С. М. Карпачеву пригласили в НКВД, к заместителю наркома А. П. Завенягину, который предложил ей консультировать новый проект строительства завода газовой сажи в Заполярье, на газопромыслах Коми АСССР, недалеко от г. Ухты. Так началось её сотрудничество с НКВД.
С началом Великой Отечественной войны её семья — муж и сын — эвакуировалась под Пермь. В начале августа 1941 года С. М. Карпачеву вызвали в наркомат резиновой промышленности и отправили в командировку на Урал искать место для строительства нового сажевого завода. Поездка не дала особых результатов, а вернувшись в Москву, она эвакуировалась вместе заводом в Свердловск, затем после многочисленных перипетий направилась в Уфу, где вновь встретила А. П. Завенягина. Оказалось, что сажевый завод в Ухте еще не пущен и нарком предложил С. М. Карпачевой отправиться туда. Ехала она в Ухту по командировке от НКВД.
Сажевый завод находился в 100 км от Ухты, на Крутой. Вместе с газопромыслом он входил в состав Верхижемлага, который считался филиалом Ухтинского. С. М. Карпачеву сразу назначили заместителем главного инженера комбината, поручив ей устранить неполадки и добиться высокого качества сажи. Она выяснила, что сажа содержит много грита - металла, который ножи соскребали со швеллеров, что было связано, в основном, с неправильной рихтовкой, то есть состоянием швеллеров и расположением ножей, или же с температурным режимом печей.
Вскоре произошли кадровые перемены и С. М. Карпачеву назначили директором сажевого завода. Она наладила контроль работы оборудования, и вскоре завод стал выдавать продукцию сверхчистого качества. Она также согласилась на эксперимент — опробовать новую перспективную технологию крекинг-процесса, предложенную инженером Н. Е. Добровольским. Но все обрушилось в один момент — воспользовавшись её связью с заключенным, бывшим журналистом Е. И. Рябиковым, в результате интриг её понизили в должности, лишив самостоятельности. Снова выручил А. П. Завенягин, предложив поехать в Норильск, где строился коксохимический завод и завод искусственного жидкого топлива. В середине июня 1943 года С. М. Карпачева со всей семьей отправилась в далекое Заполярье.
С. М. Карпачеву назначили заместителем начальника Металлургстроя, она руководила группой человек из десяти, занимавшейся проектированием завода, а вскоре была избрана еще и секретарем партбюро.
В 1944 году, приехав по делам комбината в Москву к А. П. Завенягину, она стала настаивать на пересмотре проекта коксохимического завода. Замнаркома внутренних дел согласился с её мнением — нужно начать строительство нового коксового завода. Во время командировки С. М. Карпачева защитила кандидатскую диссертацию в Институте горючих ископаемых АН СССР, добившись внеочередного созыва ученого совета института. В ней она обобщила результаты экспериментальной работы по совершенствованию технологии производства сажи в условиях крайнего Севера,
Вскоре после окончания войны С. М. Карпачева приняла решение вернуться всей семьей в Москву. Получив разрешение от наркомата, в сентябре 1945 года она направилась домой.
В Москве она обратилась с просьбой о трудоустройстве к А. П. Завенягину, который к тому времени становится одним из ведущих руководителей советского атомного проекта: его назначают одним из первых членов Специального комитета при Государственном комитете обороны (позже при Совете Министров СССР) и заместителем «атомного» наркома Б. Л. Ванникова. А. П. Завенягин направил С. М. Карпачеву в отдел кадров Первого главного управления Совета Министров СССР. Так она оказалась во ВНИИНМ — одном из ведущих институтов атомного проекта.
Здесь С. М. Карпачевой поручили заниматься проблемой получения тяжелой воды, необходимой для создания ядерного оружия. Во ВНИИНМ её назначили начальником лаборатории Л-12, а научным руководителем проблемы стал М. Г. Фольмер, немецкий ученый, вывезенный из Германии после войны по договору. М. Г. Фольмер был автором экономичной схемы производства тяжелой воды, выгодно отличавшейся от чрезвычайно энергоемкого процесса, который использовался в СССР. Кроме него к работе в лаборатории Л-12 был привлечен еще ряд немецких специалистов, а также сотрудники ГИАП (Государственного института азотной промышленности): A. M. Розен и В. П. Калинин.
На лабораторные исследования ушел год, после чего был построен испытательный стенд. Строительство же промышленной установки, получившей название установка 476, не начиналось еще долго. Оборудование для новой установки требовалось очень сложное: четыре дистилляционные колонны должны были иметь высоту 100 метров и диаметр от трехсот миллиметров до пяти метров. Процесс разделения изотопов (водород — дейтерий) шел под давлением в десятки атмосфер. На первой стадии процесса использовалась вода, отдававшая свой дейтерий аммиаку, а на последней она получала его обратно в виде концентрата. Многое из оборудования установки делалось в стране впервые, в том числе тепловые насосы, приборы для регулировки температуры.
Лабораторию Л-12 снабжали лучше, чем другие организации. Весь коллектив лаборатории считал, что имея столь ответственное задание от ПГУ, можно за два-три года создать оригинальную и дешевую установку для атомной промышленности. Но все оказалось совсем не так. В силу разных субъективных причин было принято решение строить установку в Норильске, где отсутствовал аммиак и имелись серьезные проблемы с доставкой оборудования.
Строительство установки в Норильске затягивали еще и политические интриги, направленные против А. П. Завенягина, в которые невольно была втянута и С. М. Карпачева. Тем не менее, в начале 1952 года, наконец, был получен кондиционный продукт.
Занимаясь определением дейтерия в тяжелой воде, С. М. Карпачева заинтересовалась изотопом кислорода О18, также входящим в ее состав и влияющим на точность анализа. Через некоторое время, выяснив, что кислород О18 и сам представляет значительный интерес как индикатор в химических исследованиях, она увлеклась этой проблемой. После её выступления на изотопной секции НТС ПГУ ей рекомендовали подготовить докторскую диссертацию по теме «Применение изотопа кислорода О18 для химических исследований». В 1950 году С. М. Карпачева успешно защитилась на закрытом совете ВНИИНМ. К результатам по тяжелому кислороду О18 удалось привлечь внимание исследователей, но широкого развития в то время эти работы не получили. В 1953 году С. М. Карпачева опубликовала статью в журнале «Вопросы философии», посвященную возможностям определения возраста минералов по содержанию в них этого изотопа, а также ряд статей в сборниках докладов Академии наук о перспективах применения индикатора О18.
Вместе с тем в конце 1954 года, после ареста Л. П. Берии, установка 476 по производству тяжелой воды вместе с норильским комбинатом перешла в систему Министерства цветной металлургии. На установке уже два года шел кондиционный дейтерий, однако её производительность оказалась ниже проектной, и даже после ряда конструктивных изменений удалось довести ее всего до 80 %, из-за чего появилось мнение о ее неэкономичности. В конечном счете, уникальную установку, в которую было вложено столько сил и средств, демонтировали, никак не использовав дорогостоящую аппаратуру и заложенные в ней идеи.
Еще в процессе создания установки в Норильске у С. М. Карпачевой и А. М. Розена появилась новая идея получения тяжелой воды путем дистилляции водорода. Её реализация велась вместе с Институтом физических проблем АН, где еще до пуска в Норильске была построена мощная опытно-промышленная установка РК-7.
ПГУ, получив несколько вариантов схем по производству тяжелой воды, организовало при Физико-химическом институте им. Карпова специализированный научно-технический совет, состав которого вошла и у С. М. Карпачева. Но через некоторое время совет распался, а работы ВНИИНМ по дейтерию были прекращены.
В этот период перед ВНИИНМ была поставлена новая проблема: получение трития, образующегося в процессе облучения урана в реакторах и необходимого для создания водородной бомбы. В институте был создан специальный отдел по выделению трития из отходящих из реакторов газов, очистке его от примесей и других изотопов с последующим концентрированием. С. М. Карпачева предложила для очистки трития от примесей инертных газов использовать окисление смеси газов на катализаторе. В мастерской лаборатории Л-12 была изготовлена уникальная лабораторная установка, так как водород летуч и проникает через большинство уплотнений в межтрубных соединениях. Через год на ней была получена концентрированная сверхтяжелая тритиевая вода. Однако аналитическая лаборатория не подтвердила содержания трития в 99,99%, оно было лишь 99,9%. Правда, через год оказалось, что аналитики ошиблись, и нужная концентрация была достигнута, но к этому времени предпочтение было отдано методу и установке Института физических проблем.
В 1950 году М. Г. Фольмеру, после завершения лабораторных испытаний установки 476, руководством института было предложено заняться вопросом очистки урана, которым занималась лаборатория З. В. Ершовой. М. Г. Фольмер предложил С. М. Карпачевой взяться вместе с ним за эту тему.
Принятая тогда технологическая схема очистки урана разрабатывалась гидрометаллургами. Её недостаток состоял в необходимости многократного повторения операций осаждения и растворения урана с добавкой к основному раствору минеральных солей, в результате чего объем сточных вод во время процесса постоянно увеличивался. М. Г. Фольмер сразу стал ориентировать группу на создание цельной экстракционной схемы, что должно было резко сократить количество сточных вод. В лаборатории была построена лабораторная установка из небольших колонн, полностью моделирующую экстракционную схему. Для работы с облученными растворами она была перенесена в подвал овощехранилища на территории института. Несмотря на то, что уран и плутоний были хорошо извлечены (проэкстрагированы), нужного качества очистки от продуктов деления достигнуть не удалось. В лаборатории срочно начались работы по определению поведения каждого осколка в изотермических условиях, первыми в стране получив кривые распределения. В результате М. Г. Фольмер добавил в схему новую операцию, при которой очистка от осколков возрастала в десятки раз. Эта операция в дальнейшем использовалась во множестве аналогичных процессов.
Результаты экспериментов были доложены на Научно-техническом совете отрасли, где было принято решение о строительстве к 1955 году на ПО «Маяк» опытной цельноэкстракционной установки Б-3 (в 1958 году решение было отменено). Для проверки принятых решений во ВНИИНМ началось строительство полномасштабного стенда. Серьезным недостатком предложенной технологии было использование, как экстрагента, взрывоопасного диэтилового эфира. С. М. Карпачева предложила использовать в качестве экстрагента трибутилфосфат (ТБФ), активно экстрагирующий уран и плутоний без добавок минеральных солей, из-за которых увеличивался объем отходов, впоследствии усилив его добавлением синтина. В 1955 году на разработанную схему на ТБФ с синтином С. М. Карпачева с коллегами подготовили заявку на авторское свидетельство, однако в министерстве к подобным «претензиям» относились пренебрежительно и предложили оформить все как рационализаторское предложение. Тем не менее, эти работы положили начало внедрению ТБФ в отечественную атомную промышленность.
Однако неожиданно тематику экстракции забрал себе в лабораторию В. Б. Шевченко, ушедший с поста директора ВНИИНМ в декабре 1952 года. Лаборатории С. М. Карпачевой он поручил разработку аппаратурного оформления технологии.
Инженеры Л-12 выбрали в качестве объекта разработок широко применяемые для экстракции колонны с различными насадками. Для проведения испытаний были созданы стенды в Электростали на Заводе № 12 и в корпусе «Б» ВНИИНМ. В процессе разработки конструкции С. М. Карпачева с сотрудниками пришли к выводу, что если создать в колоннах колебательное (возвратно-поступательное) движение реагентов, то эффективность процесса повысится. Лаборатория разработала для колонн специальную насадку КРИМЗ (аббревиатура авторов), показавшей весьма высокую производительность. В дальнейшем она стала основой пульсационных колонн самого различного назначения. Благодаря различным усовершенствованиям пульсационные колонны могли применяться как универсальные реакторы, заменяя крупногабаритные баковые реакторы. С. М. Карпачевой были выполнены пионерские работы по интенсификации процессов массопередачи с помощью пульсации, разработаны различные пульсационные аппараты в т.ч. пульсационные экстракционные колонны, теория их расчета и моделирования.
Количество сотрудников Л-12 со временем достигло 200 человек, что привело к реорганизации: в начале 1967 года был создан отдел 140, имевший вначале 2, а затем 4, а к 1982 году — 6 подразделений. Первая реализация новой технологии произошла на Приднепровском заводе, где были смонтированы 10 колонн. Установка впоследствии проработала более 20 лет без ремонта, продемонстрировав высокую производительность. С 1964 года пульсационные колонны заработали и на Сибирском химическом комбинате. С того времени пульсационная технология стала получать широкое распространение сначала в атомной отрасли, а затем и в народном хозяйстве страны. В 1982 году работа по внедрению пульсационной техники в народное хозяйство получила премию Совета Министров СССР, в состав лауреатов входили 13 сотрудников ВНИИНМ, в том числе и С. М. Карпачева. В 1988 году за пуск высокопроизводительного цельноэкстракционного завода «Утес» на СХК она была удостоена Государственной премии СССР.
Всего к 1995 году сотрудники отдела 140 ВНИИНМ получили при создании пульсационной техники 180 авторских свидетельств на изобретение и 39 патентов, их работа была оценена 65 наградами различного уровня (ордена, медали ВДНХ, государственные премии).
В 1991 году С. М. Карпачева ушла на пенсию.
Сусанна Михайловна Карпачева умерла 2 июня 1998 года.
Библиография16
Фотогалерея8
