Лауреат Государственных премий СССР и РФ, директор Института ядерного синтеза Российского научного центра «Курчатовский институт», академик Российской академии наук, доктор физико-математических наук, профессор

Родился 2 октября 1937 года в городе Дубовицы Подольского района Московской области. Отец – Смирнов Пантелеймон Дмитриевич (1898–1968). Мать – Смирнова Капиталина Сергеевна (1905–1993). Супруга – Стриганова Евгения Аркадьевна (1940 г. рожд.), окончила физический факультет МГУ, младший научный сотрудник РНЦ КИ. Сын – Смирнов Пётр Валентинович (1968 г. рожд.), окончил физический факультет МГУ, занимается развитием и внедрением электрофизических технологий в строительство.
Пантелеймон Дмитриевич Смирнов родился в семье священника, служившего в Подмосковье. В революцию был призван в Красный флот, где служил в фельдъегерской почте, перевозя документы между Петроградом и Москвой. После окончания службы поступил в институт, окончил его в 1924 году, получив специальность ветеринарного врача, и был распределен в Красную Пахру. Перед отъездом он женился.
Капиталина Сергеевна также происходила из духового сословия. Ее отец – крестьянин из Подмосковья, получил духовное образование и впоследствии за заслуги был удостоен титула личного дворянина. Его служба Церкви продолжалась и после революции, несмотря на то, что старший сын, также ставший священником в Волоколамском районе, погиб в лагерях в 1930-е годы. Сергей Константинович Смирнов был истинно верующим человеком и закончил свою службу Церкви протоиреем Елоховского Богоявленского кафедрального собора – главного храма страны в то время.
Дети Сергея Константиновича отличались многими способностями: к музыке, живописи, литературе, но высшего образования не могли получить из-за происхождения. Несмотря на сложность времени, все воспитывались в духе любви к Родине и служения ей. Отец убеждал своим примером. Выселенный из большой квартиры после революции в подмосковную Перловку недалеко от города Мытищи, он в военное время, когда не ходили пригородные поезда, дважды в неделю шел пешком служить в Москву к 6 часам: 17 километров туда и 17 обратно в возрасте за 60 лет.
Родители Валентина также были религиозны, но детям – двум дочерям и сыну, предоставили свободу выбора мировоззрения.
После окончания гимназии Капиталина Сергеевна периодически работала секретарем, но основное время уделяла воспитанию трех детей. В 1935 году семья Смирновых переехала в город Дубровицы Подольского района, где Пантелеймон Дмитриевич стал преподавать в сельскохозяйственном техникуме. Был призван в армию, участвовал в советско-финляндской войне. Вскоре после демобилизации семья (отец, мать и две старшие дочери Лариса и Вероника) переехала в Москву. Отец начал работать в городском ветеринарном отделе.
Война застала его на этой службе. Персонал отдела был поставлен на выполнение задач военного времени в городе и переведен на казарменное проживание. После того как немецкая бомба попала в московский дом Смирновых, Капиталина Сергеевна с детьми стала жить у отца в Перловке. Там прошли детство и школьные годы Валентина Пантелеймоновича Смирнова.
В школу Валентин Смирнов пошел подготовленным, умел хорошо читать, писать и считать. Очень увлекался изобретательством, много читал художественной литературы. В пионерской организации его избирали председателем совета отряда, а затем совета дружины школы. В старших классах активно участвовал в комсомольской работе. Учился хорошо, в 10-м классе считался лучшим учеником школы по математике. В 1955 году окончил мытищинскую школу № 5 с серебряной медалью и поступил в Московский инженерно-физический институт – единственный из ведущих вузов Москвы, где имелась кафедра физики полупроводников.
Учеба шла успешно: первый по кафедре, отличник, участие в математическом кружке, и вместе с тем общественная работа – оргсектор комсомольского бюро 1-го курса факультета. Но по окончании 1-го курса кафедру вместе со студентами и ее заведующей профессором К.В. Шалимовой (в то время она же была ректором МИФИ) перевели в Московский энергетический институт. Предстоял первый серьезный выбор в жизни: сохранить ли мечту о физике полупроводников или получить образование в вузе с более высоким уровнем преподавания физики и математики, оставшись в МИФИ. После колебаний выбор пал на МИФИ. Но он не попал в пятерку оставленных и по совету друзей решил сдавать экзамены для поступления на 2-й курс Московского физико-технического института (МФТИ).
Выдержав конкурс 26 человек на место и пересдав все основные предметы 1-го курса, В.П. Смирнов стал студентом МФТИ. Лекции читали первоклассные учителя – Г.С. Горелик, С.М. Рытов, М.Л. Левин, В.Б. Берестецкий, С.М. Никольский, Ф.Р. Гантмахер. Особенно настойчиво прививалась умение разбираться в сложных процессах электродинамики и теории колебаний, что очень помогло молодому ученому впоследствии, когда началась работа в области физики плазмы.
Годы, проведенные в стенах МФТИ в памяти Валентина Пантелеймоновича остались одним из интереснейших периодов жизни. Учеба закалила, приучила преодолевать большие трудности, подготовила к напряженной творческой работе. Истинную радость давало общение с друзьями, работа на целине (перед ней был получен первый в жизни диплом с личной фотографией, дававший право работать на всех типах зерноуборочных комбайнов того времени, – предмет особой гордости и поныне), вождение самолета во время первых в Физтехе военных лагерей. Во время учебы В.П. Смирнов получал Ленинскую стипендию.
После 3-го курса последовало распределение по специальностям и базовым институтам. В.П. Смирнов избрал для себя практику в Институте атомной энергии имени И.В. Курчатова (ИАЭ), в лаборатории Б.Н. Самойлова, исследовавшей магнитные свойства ориентированных ядер, а затем эффект Мосбауэра. Первый учитель Валентина Пантелеймоновича – Борис Николаевич Самойлов, многому научил его, заставляя самостоятельно искать решения, предлагать и отстаивать их. Заниматься приходилось по программам только что созданной кафедры физики и химии плазмы под руководством Д.А. Франк-Каменецкого, незадолго до этого вернувшегося из неизвестного в то время Арзамаса-16 – Сарова (ныне ВНИИЭФ), который на первых порах входил в состав Курчатовского института. Лекции по физике плазмы увлекали как незавершенностью науки, так и большими перспективами, открывавшимися перед будущей термоядерной энергетикой. С 5-го курса В.П. Смирнов начал работать в плазмофизической лаборатории
В.Д. Русанова.
Это было счастливое время для физики плазмы. Практически каждая более или менее вдумчиво поставленная работа оказывалась пионерной. В 1961 году он с отличием окончил МФТИ. Его дипломная работа была посвящена экспериментальному исследованию быстрых магнитно-звуковых волн в ограниченной плазме и составила содержание доклада на Международной конференции по физике плазмы в городе Зальцбурге в 1961 году.
Исследование волн в плазме, которым занимался В.П. Смирнов, было нацелено на развитие методов нагрева ее до высоких температур. В этом цикле работ исследовались косые и прямые магнитно-звуковые волны, неустойчивости плазмы, удерживаемой в магнитном поле прямой ловушки, и развивались методы диагностики плазмы. Его завершением были пионерные исследования распространения и поглощения сильно нелинейных косых волн в результате развития ионнозвуковой неустойчивости. В 1967 году по части этих материалов была защищена кандидатская диссертация.
В последующие полтора года были развиты принципиально новые методы исследования турбулентной плазмы. Е.К. Завойский, возглавлявший сектор, просил начать работы по исследованию сильноточных пучков релятивистских электронов для поджига термоядерной микромишени.
Началась новая жизнь, в которой почти не было примеров решений технических и физических задач. Предстояло осуществить переход к рабочим напряжениям до нескольких миллионов вольт, токам в миллионы ампер и что наиболее трудно – к длительностям импульсов в десятки наносекунд. Личному успеху молодого ученого помог случай. Через полтора года после окончания Физтеха Д.А. Франк-Каменецкий предложил В.П. Смирнову читать лекции по СВЧ и импульсной технике на своей кафедре, одновременно заняв должность ученого секретаря.
Так в 1962 году жизнь вернула Валентина Пантелеймоновича на родную кафедру и связала с ней на долгие годы. А Франк-Каменецкий стал для него мудрым наставником, учил не только физике, но и административной работе.
В работе по новой тематике накопленные знания пришлись как нельзя кстати. Он предложил использовать водяную изоляцию при напряжениях мегавольтного уровня в формирующих системах. Оппоненты возражали, ссылаясь на то, что в США приняты другие решения. Но Завойский нашел предложение интересным и дал согласие.
Выбор воды в качестве изолятора в формирующих устройствах оказался большой удачей, что в 1981 году было отмечено Государственной премией СССР. В том же году Валентин Пантелеймонович защитил диссертацию на соискание ученой степени доктора физико-математических наук.
В течение короткого времени группой, численность которой постоянно росла в основном за счет приема выпускников Физтеха, был построен ряд ускорителей и развиты принципы, позволившие в дальнейшем создавать особо мощные установки.
В это время начался расцвет активности работ по мощной импульсной технике, и сотрудники ИАЭ активно обменивались информацией с коллегами из других институтов и прежде всего со специалистами из Томска, работавшими под руководством Г.А. Месяца. В этот период у
В.П. Смирнова возник глубокий интерес к этой области, не ослабевший и до настоящего времени. Среди работ этого направления особое значение имели исследования и разработка магнитной самоизоляции передающих вакуумных линий.
Термоядерная мишень размером в миллиметры плохо сочеталась с ускорителями, поперечные диаметры выходных устройств которых должны достигать метров. Поэтому решением проблемы было бы приближение диода – формирователя пучка как можно ближе к мишени. Однако электрическая прочность диэлектриков передающих линий не позволяла существенно продвинуться в этом направлении. В.П. Смирновым был предложен выход, базирующийся на использовании вакуумной линии, пробоя в которой можно избежать из-за замагниченности электронов в магнитном поле передаваемого импульса. Вскоре в США появилась публикация, в которой сообщалось о применении этого подхода, но объяснение принципа базировалось на неправильном одночастичном рассмотрении.
Первая работа, содержащая замкнутую теорию и экспериментальную проверку, была опубликована коллективом физиков ИАЭ под руководством В.П. Смирнова. Ему же принадлежат пионерные работы по исследованию волнового режима изоляции, влияния ионных потоков и ряд других результатов. Эти работы, поддержанные и другими исследовательскими коллективами, заложили основы важных физических исследований и применений с использованием мощной импульсной техники.
В 1974 году Е.К. Завойский покинул институт. Его увольнение стало для отдела релятивистских пучков (ОРП) ИАЭ большой потерей. Евгений Константинович всегда побуждал к поиску неожиданных решений, удивлял своими предложениями, которые иногда вызывали острый протест, и лишь потом, спустя годы оказывалось, что в некоторых из них заключалось глубокое содержание. Его уход означал для Валентина Пантелеймоновича Смирнова начало нового этапа в жизни – жизни без учителя и начальника, с которым всегда можно было посоветоваться и указания которого иногда можно было не выполнить, зная, что он во всем разберется и поймет.
Группа В.П. Смирнова продолжала работать очень активно, стараясь быстрее проверить, исследовать новые, постоянно рождающиеся идеи. В своих направлениях она находилась на передовом уровне, очень часто обгоняя коллег из советских и американских лабораторий. Одним из направлений работы стали первые эксперименты с термоядерной мишенью.
Уровень энергии пучков, которым располагали в то время исследователи, был очень мал, чтобы поставить модельные эксперименты по нагреву термоядерной мишени. Тогда по предложению Е.П. Велихова было смоделировано сферическое сжатие в конусической полости. Л.И. Рудаков развил схему двухоболочечной мишени, в которой первая оболочка поглощает энергию пучка и переизлучает ее в квантах мягкого рентгена на вторую оболочку, расположенную под первой, что приводит к ее испарению и ускорению оставшейся части к вершине конуса. Она-то и должна была сжимать и нагревать термоядерную плазму.
Полученные результаты вызвали сенсацию в мире, что в дальнейшем привело к снижению уровня секретности в публикациях, посвященных физике термоядерных мишеней. Во-первых, впервые в мире было реализовано моделирование сферической мишени в конической геометрии. Во-вторых, сообщен принцип работы, который был сильно засекречен из-за его близости по физике к схеме термоядерных бомб. Над учеными ИАЭ нависла серьезная угроза. Но вскоре было установлено, что они не могли ничего знать из этой области, просто заново изобрели. Кроме того, все необходимые действия по получению разрешения на публикацию были аккуратно выполнены.
Осенью 1974 года по предложению
Л.И. Рудакова В.П. Смирнов разработал концепцию крупного ускорителя для зажигания мишени. Так началась работа над проектом «Ангара». Принципы, заложенные в предложение В.П. Смирнова, были основаны на приобретенном опыте создания небольших экспериментальных установок и магнитной самоизоляции, работоспособность которой в основном была уже установлена. Оставалось много проблем, пути решения которых еще не были ясны, но потенциал институтов СССР был достаточен для их преодоления. Техническое задание было передано в Научно-исследовательский институт электрофизической аппаратуры имени Д.В. Ефремова (НИИЭФА). Постоянная помощь директора НИИЭФА академика В.А. Глухих, талантливого инженера и ученого, ориентированного только на дело, в конечном счете оказалась решающей в успешном завершении проекта. В 1978 году по предложению своего начальника по кафедре МФТИ Б.Б. Кадомцева и Е.П. Велихова – в то время директора Филиала ИАЭ в Троицке В.П. Смирнов возглавляет создаваемый в ФИАЭ отдел, которому поручается осуществить строительство установки и в дальнейшем вести на ней физические исследования. Началась работа в Троицке сроком 20 лет.
Годы сооружения установки были очень тяжелыми. В.П. Смирнову, физику, не имевшему другого опыта кроме работы в лаборатории, приходилось руководить работами по всему комплексу установки, координировать действия нескольких институтов и заводов. Весной 1978 года Е.П. Велихова, полностью перешедшего на работу в ИАЭ, сменил В.Д. Письменный. Новый директор первоначально жестко относился к строительству установки, так как физическое обоснование схемы нагрева мишени электронными пучками было очень уязвимо. Он не хотел в дальнейшем отвечать за неудачу комплекса «Ангара-5-1», не принесшего результатов.
В.П. Смирнов мог рассчитывать только на свои силы и на поддержку со стороны Велихова, который всегда считал, что выбор направления был правильным. Признавая слабость физического обоснования, Валентин Пантелеймонович тем не менее верил, что такая техника должна привести ко многим результатам, надо только выбрать оптимальную схему облучения мишени. Но все его время поглощало строительство и решение проблем энергетики. Со временем удалось убедить директора, и его отношение к комплексу «Ангара-5-1» стало меняться. На заключительном этапе помощь
В.Д. Письменного была решающей.
Не меньшие трудности встречались и из-за оценок ведущих в СССР ученых, предсказывавших техническую и физическую неудачу комплекса. Специалистам из отдела В.П. Смирнова и их коллегам из институтов кооперации приходилось очень напряженно работать, чтобы решить проблемы, возникавшие одна за другой. Наконец настало
30 декабря 1984 года – день предъявления построенного комплекса государственной комиссии. Две бессонные ночи на работе и первый выстрел «Ангары» – так называемый физический пуск установки. А впереди было не менее полутора лет доводки установки.
За годы напряженной работы по созданию установки «Ангара» в отделе В.П. Смирнова сложился творческий, болеющий за дело коллектив – настоящие энтузиасты своего дела. Были решены задачи автоматического, компьютерного управления установкой, сложной диагностики, синхронизации около 500 различных разрядников, транспортировки импульса к нагрузке. С помощью плазменных размыкателей была получена номинальная мощность, предусмотренная проектом. Успех запуска такого сложного комплекса потребовал организации тесного взаимодействия инженеров и научных сотрудников. В 1986 году были получены результаты по энергии мягкого рентгеновского излучения из многопроволочного лайнера – Z-пинча, не уступавшие лучшим американским, накоплен большой опыт, связанный с мощной импульсной техникой.
Однако оставался нерешенным вопрос об использовании этой энергии для поджига мишени. Предстояло решить несколько проблем, главными из которых являлись задачи сокращения длительности импульса излучения до нескольких наносекунд, концентрации потока излучения на мишени и обеспечения однородности ее облучения. Рассматривая различные варианты, В.П. Смирнов пришел к схеме двойного лайнера, удовлетворяющей этим условиям. Расчетно-теоретический анализ этого варианта сделал физик-теоретик отдела С.В. Захаров при поддержке Института прикладной математики АН СССР. Результаты не подлежали публикации, эксперименты готовились и проводились без сообщений на конференциях. Их подготовка потребовала решения многих физических и технологических вопросов, с которыми удалось успешно справиться. Основные идеи, заложенные в схему, были подтверждены. Однако для поджига мишени требовалась большая энергия установки. Была начата подготовка к модернизации «Ангары» с этой целью.
Одновременно на установке проводились исследования по многим фундаментальным и прикладным задачам, для которых требовалась высокая плотность мощности в потоках рентгеновского излучения и частиц, прежде всего электронов. К ним относятся работы по мегабарным ударным и тепловым волнам (совместно с
В.Е. Фортовым), рентгеновской спектроскопии, нейтронным источникам и прикладным задачам.
В тяжелые 1990-е годы финансирование исследований на «Ангаре» по линии термоядерных и фундаментальных работ было остановлено. В этих условиях В.П. Смирнов начал серию работ по высоким технологиям и биологии. Непременным условием было сохранение активности по основной тематике «Ангары». Учитывая сложившееся положение, руководство Минатома разрешило опубликовать результаты по двойному лайнеру, которые превосходили результаты аналогичных американских работ с пучками легких ионов в лаборатории Сандиа. В 1993 году по просьбе США на «Ангаре» состоялся первый крупнейший российско-американский эксперимент по проверке результатов, окончившийся триумфом: все результаты превзошли ожидания американцев. В результате они закрыли свою программу и начали также исследовать лайнеры – Z-пинчи для поджига термоядерных мишеней. «Ангара» на долгое время получила широкую известность как в СССР, так и в мире.
В тяжелые 1990-ые годы Валентин Пантелеймонович имел возможность решить личную проблему, уехав из страны на Запад. Будучи в США, в 1991 году он получил предложение остаться работать в Калифорнийском университете, но отказался, очень удивив приглашавших. Он не мог уехать из России и бросить тех, с кем прошел длинный путь создания «Ангары». Только его личное присутствие на «Ангаре» могло обеспечить ее выживание, и он стал делать все возможное, чтобы создать приемлемые условия работы для своих сотрудников.
В 1992 году по приглашению Центра в Карлсруэ (ФРГ) В.П. Смирнов выступил с докладами о работах своего коллектива, интересовался передачей технологий в промышленность. Ученые Центра предложили организовать совместную с институтом Курчатова деятельность в этом направлении. С этой целью было организовано негосударственное предприятие, получившее название «Международный институт прикладной физики и высоких технологий» (МИПФВТ). В.П. Смирнов стал научным руководителем института.
В тяжелое для науки время 1990-х годов эта организация сделала очень многое для сохранения научного потенциала не только Курчатовского института и «Ангары», но и других организаций. Тематика работ была самой разнообразной, но общим было одно – научное направление. Благодаря существованию МИПФВТ удалось сохранить работоспособность Ангары.
В 1997 году В.П. Смирнов как руководитель коллектива удостоен Государственной премии РФ за разработку и создание ускорительного комплекса «Ангара-5-1» и цикл физических исследований. В том же году избран членом-корреспондентом РАН.
В 1998 году В.П. Смирнов становится директором Института ядерного синтеза (ИЯС) Российского научного центра «Курчатовский институт». После 20-летнего отсутствия он вернулся на место, которое занимали его великие предшественники Л.А. Арцимович и Б.Б. Кадомцев, – вернулся к работам по магнитному удержанию, которыми не занимался более 30 лет.
Валентин Пантелеймонович стал активно вникать во все области научной деятельности ИЯСа, и в первую очередь в программу токамаков. В качестве главной задачи, которую необходимо решить не только в интересах будущего ИЯСа, но и всей российской термоядерной программы, директор выдвинул задачу радикального обновления экспериментальной базы токамаков. Рассматривались различные варианты технического перевооружения экспериментальной термоядерной установки Т-15, а также альтернативные предложения по созданию нового токамака среднего масштаба – модели токамака реактора ИТЭР. Реализация этих предложений позволила бы России и в будущем активно участвовать как в сооружении ИТЭР, так и в пополнении научной и технологической базы данных, необходимой для успешных исследований на нем после ввода в эксплуатацию.
С 1999 года В.П. Смирнов представляет Россию в Международном совете по термоядерным исследованиям МАГАТЭ, в 2000 году стал научным руководителем программы Минатома по управляемому термоядерному синтезу. В эти же годы он активно включается в работы по международному проекту первого экспериментального термоядерного реактора ИТЭР. Работает в составе технического консультативного совета проекта, введен в состав руководства национального агентства ИТЭР, созданного в связи с подписанием межправительственного соглашения о создании Международной организации ИТЭР для совместной реализации проекта.
В ИЯСе последовательно проведена реорганизация, направленная на обеспечение более полной концентрации материальных и людских ресурсов на решение основных задач. Ряд мер принят по привлечению в институт молодых специалистов. Усилена координация работ, выполняемых в ИЯСе и ТРИНИТИ, по физике сверхинтенсивных рентгеновских излучателей и поведению пористых веществ при экстремальных нагружениях. В рамках совместных работ с лабораторией «Sandia» (США) по изучению возможностей использования явления магнитной самоизоляции для транспортировки мощных импульсов тока в вакуумных линиях получены результаты, представляющие интерес для ведущихся разработок концепций инерциального УТС-реактора.
Новый импульс для развития получили подразделения ИЯСа, занимающиеся прикладными технологическими разработками. В работах по имплантационно-плазменной обработке материалов ведутся физико-технологические исследования с целью создания коррозионно-стойких покрытий, предназначенных для работы в агрессивной среде в условиях высоких температур. В рамках международного проекта «INTAS» ИЯС активно участвует в исследованиях холловских плазменных двигателей с высоким удельным импульсом. Ведется сооружение экспериментального плазменного сепаратора для переработки отработанного ядерного топлива. Практические результаты получены в работах по созданию и внедрению в строительную индустрию электрофизических установок (разрушение железобетона и горных пород, обработка буронабивных свай). Ведется разработка специализированных контрольных приборов для «Газпрома». Развиваются новые подходы к созданию излучателей для рентгеновской литографии.
В 2002 году В.П. Смирнов избран академиком РАН. С 2003 года является председателем Ученого совета РНЦ и заместителем руководителя Научно-технического совета «Управляемый термоядерный синтез и новые энерготехнологии» Росатома.
Валентин Пантелеймонович Смирнов заведует кафедрой физики и химии плазмы Московского физико-технического института, является председателем Государственных экзаменационных комиссий ряда кафедр МФТИ, членом Ученого совета Объединенного института высоких температур РАН, членом Международного совета по термоядерным исследованиям при МАГАТЭ (представитель России), а также членом организационных и программных комитетов ряда российских и международных конференций.
В.П. Смирнов – лауреат Государственных премий СССР (1981) и РФ (1997), международной премии BEAMS DZP (2002) за большой научный и технологический вклад в область сверхмощных пучков частиц и Z-пинчей (2002), премии Европейского физического общества имени Ханса Альвена за превосходный вклад в физику плазмы (2005), премии «Международной академической издательской компании «Наука» / Интерпериодика» за лучшую публикацию в издаваемых ею журналах (2004).
На первом месте среди увлечений Валентина Пантелеймоновича спорт: туризм, байдарки, походы, парусные путешествия. Он занимался теннисом, после окончания института увлекся горными лыжами, выступал за сборную ИАЭ, стал чемпионом института по слалому. С юности увлекается живописью – наиболее близки ему художники московской школы начала XX века.