Sciencemag.cz
Doporučujeme
Verzatilka a remoska.
Poválečný technický rozvoj u nás významně ovlivnilo zejména vyvlastnění průmyslových podniků, centrálně řízená koncentrace průmyslu, vznik nekonkurenčního prostředí, orientace na země východního bloku a zároveň hospodářské embargo, omezení spolupráce a prostupnosti informací ze západoevropských zemí, přednostní budování těžkého průmyslu, výhodné dodávky velkých sérií výrobků na technicky méně náročné trhy, centrální rozhodování o zaměření výroby i o finančních prostředcích poskytovaných na její technickou obnovu, časté reorganizace řídicích struktur a další.
I za těchto podmínek měly ovšem východní i západní systémy organizace ekonomiky řadu společných rysů, např. koncentraci výrob do podniků s masovou produkcí, racionalizaci, snižování pracnosti, automatizaci, zavádění výpočetní techniky, chemizaci, industrializaci stavebnictví, lesnictví a zemědělství.
Protože vědci, technici i lékaři pracují a ve své většině plní své povinnosti k národu bez ohledu na společenský systém, ve kterém žijí, udržela si česká technika dobré jméno i po druhé světové válce. Pozoruhodných úspěchů bylo dosaženo např. při vývoji a exportu parních turbín, výkonných kovářských lisů a kompresorů pro naftovody. Československo se stalo jednou z mála zemí schopných participovat na rozvoji jaderného strojírenství a energetiky a s družicemi Magion vstoupilo mezi deset zemí kosmického výzkumu. Světový primát mělo české strojírenství s bezvřetenovým a plně automatizovaným spřádáním i tryskovými tkalcovskými stavy. Vysokého uznání dosáhly malotirážní ofsetové stroje Romayor a Dominant, traktory Zetor, nákladní automobily Tatra, motocykly Jawa 250, pasivní radiolokátory Kopáč, Ramona a Tamara, elektronové mikroskopy TESLA. Mezinárodním oceněním se může pochlubit také stavitelství, farmaceutický a chemický průmysl.
Možná největší dobrodiní, které dala ve dvacátém století česká věda lidstvu, jsou měkké kontaktní čočky, výsledek společné práce chemiků Otty Wichterleho a Drahoslava Líma a lékaře Maxmiliána Dreifuse. Látku vhodnou na kontaktní čočky (polymer hydroxyethyl-methakrylátu) syntetizoval v roce 1953 na Vysoké
škole chemicko-technologické Wichterleho doktorand Drahoslav Lím, její biokompatibilitu ověřil na 1. lékařské fakultě Karlovy univerzity MUDr. Maxmilián Dreifus. První čočky se vyráběly polymeračním odléváním do jednoduchých uzavřených nádob, roku 1962 bylo zavedeno odstředivé lití. Tvar skleněných formiček a rychlost otáčení navrhl Otto Wichterle, za chemickou stránku technologie odpovídal Drahoslav Lím. Spekulace o míře zásluh Wichterleho, Líma a Dreifuse nikomu neposlouží. Jedině spravedlivé
je přiznat, že všechny tři hrdiny tohoto slavného příběhu české vědy obsadil osud do hlavních rolí.
Invenci našich techniků proslavily ve světě i dvě praktické věci, které počtem vyrobených exemplářů mají mezi jinými drobnými vynálezy usnadňujícími náš každodenní život jen málo konkurentů. První z nich uvedla na trh v roce 1950 českobudějovická firma Koh-i-noor pod názvem verzatilka. V této mechanické padací tužce byl oproti klasické tužce dřevěný obal nahrazen mnohem trvanlivějším obalem kovovým, který zajišťuje jak uchycení tuhy, tak její pohyb. Dodnes se vyrábí pro různé tloušťky a barvy tuh a obvykle je doplněna i ořezávátkem.
Druhý vynález, malá elektrická přenosná trouba s ohřevem shora, měl zpočátku (v letech 1953–1955) označení HUT (podle jmen konstruktéra Oldřicha Homuly a jeho spolupracovníků Uhera a Tyburece). Široká veřejnost ji však zná jako výrobek firmy REMOS (revize, elektro, montáže, opravy, servis). Do roku 1991
bylo remosek vyrobeno téměř tři miliony kusů, v současné době se většina produkce vyváží do zahraničí; kromě tradičních středoevropských trhů např. i do Velké Británie, USA, Kanady a Austrálie.
Technická zařízení československé konstrukce a výroby
Společným znakem vědeckých přístrojů je využití fyzikálního jevu pro zjišťování zákonitostí materiálního světa. Není přitom rozhodující, zda je třeba rozšířit naše vědomosti nebo využít studovaný jev optimálním způsobem v praxi. Protože přístrojová a výpočetní technika je nezbytnou podmínkou jakéhokoliv seriózního experimentálního výzkumu, vzniká uzavřený kruh, zpětná vazba, která obousměrně znásobuje možnosti fyziky i techniky.
S jakými přístroji uskutečňovali čeští a slovenští vědci a technici své výzkumné záměry v druhé polovině dvacátého století? Pozornost je věnována především zařízením zhotoveným v bývalém Československu nebo v České republice.
• Rentgenové aparatury Mikrometa I a II, vyráběné od poloviny padesátých let do roku 1967 v modřanské Chiraně, umožňovaly difrakční výzkum (stanovení struktury, fázového složení, texturní a tenzometrickou analýzu) krystalických materiálů.
• Výzkumné jaderné reaktory. První výzkumný reaktor VVR-S, dodaný z bývalého SSSR, byl spuštěn v Ústavu jaderného výzkumu v roce 1957. Sloužil k výrobě izotopů, ozařování materiálů a výzkumu v oblasti reaktorové fyziky. V letech 1987–1989 proběhla přestavba reaktoru VVR-S na lehkovodní výzkumný reaktor LVR-15, který je v současné době využíván pro neutronovou aktivační analýzu, výrobu a vývoj radiofarmaceutických preparátů, výrobu radioaktivně dopovaného křemíku, neutronovou difrakci, optiku, topografii, interferometrii, ozařovací servis aj. S rozvojem jaderného programu zajistily naše průmyslové podniky i výrobu dalších výzkumných reaktorů, kritických souborů a zařízení:
• Kritický soubor LR-0 v ÚJV (experimentální lehkovodní reaktor nulového výkonu) slouží např. k experimentům v oblasti fyziky aktivní zóny a modelování neutronových polí energetických reaktorů.
• Výzkumný reaktor ŠR-0 v Plzni (lehkovodní soubor nulového výkonu) provozovala plzeňská Škodovka v letech 1971–1992.
• Školní reaktor VR-1 na Fakultě jaderné a fyzikálně inženýrské Českého vysokého učení technického byl poprvé uveden do svého kritického stavu v prosinci 1990. Nepotřebuje žádné nucené chlazení, jeho výkon, dosahující maximálně 5 kW, je odváděn téměř neměřitelným přirozeným prouděním vody. Energie uvolňovaná při štěpení v aktivní zóně reaktoru není dále využívána. Spotřeba paliva je zanedbatelná, ročně se rozštěpí méně než 0,1 g uranu 235. Reaktor VR-1 byl prvním reaktorem na světě řízeným výhradně číslicovou technikou. Slouží vysokoškolské výuce reaktorové a neutronové fyziky, dozimetrie, jaderné bezpečnosti a systémů řízení jaderných zařízení.
• Betatrony (urychlovače elektronů). První zařízení vyvinutá ve Výzkumném ústavu pro vakuovou elektrotechniku (VÚVET, nyní Ústav fyziky plazmatu AV ČR) byla uvedena do provozu v letech 1954 (energie elektronů 1,2 MeV), 1955 (2,5 MeV) a 1956 (15 MeV). Sériovou výrobu zajišťovaly zpočátku n. p. Laboratorní přístroje, později Závody mechanizace a automatizace v Ostrově nad Ohří. U terapeutických betatronů dosahovala energie elektronů 22 MeV. Model z roku 1956 byl na Světové výstavě EXPO 58 v Bruselu vyznamenán zlatou medailí.
• Nukleární magnetická rezonance (NMR). V roce 1960 vzniklo v Ústavu přístrojové techniky ČSAV v Brně oddělení, jehož úkolem bylo rozvíjet metody a přístroje pro metodu NMR, využívanou v oblasti strukturní chemie. První spektrometr byl zkonstruován v roce 1960, od roku 1966 do konce 80. let jich bylo v Tesle Brno vyrobeno 565. Po roce 1989 byla výroba NMR-spektrometrů v Brně zastavena. V roce 1963 se jedno z oddělení Ústavu přístrojové techniky začalo zabývat lasery. Zpočátku se vývoj soustředil na kontinuální plynový He-Ne laser a na pulzní rubínové lasery, koncem 60. let byl dokončen a v Metře Blansko zaveden do výroby jednofrekvenční jednomodový laser s typovým označením LA 1000.
• Vývojem a využitím laserů se u nás kromě Ústavu přístrojové techniky v 60. letech zabývali i pracovníci Fyzikálního ústavu ČSAV, Ústavu fyziky pevných látek ČSAV, Výzkumného ústavu Ministerstva národní obrany v Praze, Vojenské technické akademie A. Zápotockého v Brně, Výzkumného ústavu sdělovací techniky A. S. Popova v Praze, katedry fyzikální elektroniky Fakulty technické a jaderné fyziky ČVUT, Ústavu radiotechniky a elektroniky ČSAV v Praze, Výzkumného ústavu vakuové elektrotechniky v Praze.
• První československý samočinný počítač ELIŠKA byl navržen, vyroben a koncem roku 1952 zprovozněn Allanem Línkem v Ústavu technické fyziky ČSAV. Tento jednoúčelový děrnoštítkový reléový počítač sloužil k výpočtu strukturních faktorů při určování krystalových struktur. Kapacita ELIŠKY byla využívána až do začátku 60. let. Roku 1954 Allan Línek spolu se Ctiradem Novákem uvedli do chodu další jednoúčelový počítač SuperELIŠKA pro výpočet elektronových hustot.
• Elektrostatický urychlovač van de Graafova typu na 5 MV, vyrobený Škodovými závody podle základní dokumentace Ústavu jaderné fyziky ČSAV.
• Iontový implantátor. První zařízení pro iontovou implantaci bylo u nás vybudované na Fakultě jaderné a fyzikálně inženýrské ČVUT a uvedené do provozu počátkem roku 1974. Tento způsob vnášení žádoucích příměsí do tenkých vrstev pevných látek byl zpočátku využíván k implantaci donorů a akceptorů do polovodičů, později k modifikaci povrchových vlastností kovů (tvrdosti, adheze, odolnosti proti opotřebení, otěru a korozi).
• Mikrotrony MT 22 a BMT 25.53 Mikrotron MT 22, umožňující urychlit elektrony na energii 22 MeV, byl provozován v letech 1978–1989. V bezkomorovém mikrotronu BMT 25, jehož výstavba začala v roce 1990, lze získat elektrony s energiemi do 25 MeV. O vybudování mikrotronového pracoviště se zasloužil zejména Čestmír Šimáně. Zpočátku byla mikrotronová laboratoř součástí Fakulty jaderné a fyzikálně inženýrské, od roku 2003 je začleněna do oddělení urychlovačů Ústavu jaderné fyziky AV ČR.
• Přístroje pro jadernou techniku a pro aplikace ionizujícího záření. První detektory radioaktivity (Geigerovy–Müllerovy počítače) byly v Československu vyrobeny po druhé světové válce ve Fyzikálním ústavu Univerzity Karlovy a ve Státním radiologickém ústavu. Od roku 1952 se vývoj přístrojů pro měření a detekci ionizujícího záření soustředil do Výzkumného ústavu pro elektrotechnickou fyziku, z něhož později (1956) vznikl Výzkumný ústav přístrojů jaderné techniky (TESLA VÚPJT) se sídlem v Přemyšlení u Prahy. V ústavu byly vyvíjeny a vyráběny detektory ionizujícího záření (ionizační plynové i polovodičové, scintilační pevné i kapalné) a řada speciálních přístrojů a zařízení: pro radiační kontrolu pracovního a životního prostředí a pracovníků s radioaktivními látkami; pro aplikace radionuklidů v lékařství (in vivo měření akumulace radioaktivního jodu 131 ve štítné žláze, vyšetřování in vivo párových orgánů, měření in vitro odebraných vzorků); pro průmyslové aplikace radionuklidů (např. využití absorpce záření ke kontrole tlouštěk plechů); pro řízení jaderných reaktorů; pro prvkovou mikroanalýzu ve spojení s elektronovými mikroskopy; pro lokalizaci výbušnin v zavazadlech cestujících (neutronová aktivační analýza zjišťování obsahu dusíku ve výbušnině). Roku 1994 byl ústav zrušen a jeho výrobní program převzaly v omezeném rozsahu menší soukromé organizace.
• Elektronové mikroskopy. Slavná tradice československé elektronové mikroskopie má na svém počátku v roce 1948 iniciativu profesora brněnské techniky Aleše Bláhy a jeho studentů Armina Delonga, Vladimíra Drahoše, Ladislava Zobače a technika-konstruktéra Jana Speciálného. První mikroskop TESLA BS 241 měl parametry srovnatelné s mikroskopem RCA od firmy Radio Corporation of America, používaným u nás tehdy v biologickém výzkumu. Od roku 1951 bylo tohoto přístroje vyrobeno v Brně celkem jedenáct kusů. Vylepšená verze, stolní elektronový mikroskop TESLA BS 242, se dostala v letech 1957–1975 na trh v tisíci třech stech kusech. Další přístroje a zařízení z vývojové dílny Armina Delonga: transmisní elektronové mikroskopy TESLA BS 413, 513 a 613, kterých bylo v letech 1964–1975 vyrobeno 395 kusů; emisní elektronový mikroskop z let 1961–1964, umožňující i zrcadlovou a tunelovou mikroskopii; ultravakuový
rastrovací elektronový mikroskop BS 350 (v letech 1976–1989 bylo vyrobeno 56 kusů); elektronový litograf pro výrobu masek integrovaných elektronických obvodů; diagnostický elektronový mikroskop pro testování integrovaných obvodů.
Zpočátku se elektronové mikroskopy vyráběly ve vědecké dílně, která vznikla jako součást n. p. TESLA Pardubice – závod Brno. Další vývoj a výroba těchto zařízení je spojena s TESLOU Brno a s Ústavem přístrojové techniky – brněnskou výzkumnou a vývojovou institucí ČSAV, utvořenou v roce 1959 sloučením Vývojových dílen ČSAV (zal. 1953), Laboratoře elektronové optiky ČSAV (zal. 1954) a Laboratoře průmyslové elektroniky ČSAV (zal. 1955).
Po roce 1989 na brněnskou tradici elektronové mikroskopie ve svém výzkumném, vývojovém a výrobním programu navázaly Ústav přístrojové techniky AV ČR a dvě firmy, které se vytvořily z TESLY Brno. Další firma, převážně z řad bývalých zaměstnanců ÚPT, je orientována především na vývoj elektronově optických systémů různého zaměření.
• Družice MAGION, malé MAGnetosférické a IONosférické družice, vyrobené v České republice v akademickém Ústavu fyziky atmosféry a vypouštěné jako subdružice sovětských vědeckých družic. Jejich program, související s celosvětovým programem STEP (Solar Terrestrial Energy Program), měl dva hlavní cíle: lépe poznat vazební mechanismy odpovědné za přenos energie a hmoty mezi jednotlivými oblastmi v soustavě Slunce–Země; zlepšit možnost předpovědi vlivu proměnných složek toku sluneční energie na prostředí v okolí Země, na technologické systémy v kosmu i na Zemi a na životní prostředí na zemském povrchu.
• Družice MAGION o hmotnosti od 15 do 62 kg byly vypouštěny vždy jako součást družicových projektů současně s družicí hlavní, s níž vytvářely na dané dráze spolupracující dvojici. Souběžná měření ve dvou bodech prostoru umožnila rozlišovat mezi časovou a prostorovou složkou změn zkoumaných jevů a určovat rychlost pohybu časově proměnných struktur.
MAGION 1 startovala společně s družicí Interkosmos 18 dne 24. října 1978. V letech 1989, 1991, 1995 byly vypuštěny družice MAGION 2, MAGION 3 a MAGION 4. Poslední družice, MAGION 5, začala kroužit na oběžné dráze 29. srpna 1996. Měla celkovou hmotnost 62 kg, perigeum počáteční dráhy kolem jednoho tisíce kilometrů a apogeum dvacet tisíc kilometrů. Řízení družic a příjem telemetrických dat zajišťovali pracovníci Ústavu fyziky atmosféry ČSAV nebo AV ČR na observatoři v Panské Vsi u Dubé.
Tento text je úryvkem z knihy
Ivo Kraus, Štefan Zajac: Česká a slovenská fyzika 1945-2005
Academia 2020
O knize na stránkách vydavatele
