Лаборатория эспериментальной и технической петрологии МГУ,
к. A-607, тел. 939-20-40

В этой части книги даются принципиальные сведения о методах создания, поддержания, регулирования и измерения температуры, давления и некоторых химических условий эксперимента. Предназначаемые студентам -геологам, они часто упрощены и схематичны. Более подробную их характеристику можно найти в рекомендуемой литературе. Студенту (или начинающему экспериментатору) важно понять, что при такой общей подготовке он может научиться работать на любой установке за несколько дней, разумеется, под руководством опытного человека.

Всякая экспериментальная лаборатория должна иметь следующие подразделения: 1) экспериментальной аппаратуры и установок; 2) контрольно-измерительных приборов; 3) подготовки и разгрузки опытов; 4) физико-химического анализа и 5) мехмастерскую.

"Подразделения" в данном случае понимаются не как административные единицы или отдельные комнаты, а просто как наличие определенного оборудования и персонала, способного на нем работать.

Таким образом, главная особенность лаборатории – сочетание громоздких массивных металлических установок и аппаратов, стеклянных аналитических приборов, металлообрабатывающих станков и точных измерительных приборов, мешающих работе друг друга.

Аппараты высоких давлений целесообразно располагать в бронированных кабинах в отдельном корпусе или в крыле основного корпуса, желательно одноэтажных, с усиленным фундаментом и легкими перекрытиями. Оборудование можно располагать и не на первом (тогда лучше на самом верхнем) этаже, но на достаточно мощном перекрытии, способном выдержать вес установок и вибрацию. Удобны здания, имеющие железобетонный каркас. Практически те же требования для помещения мехмастерской (с токарными, фрезерными, сверлильными и шлифовальными станками, верстаками и печами для термообработки), которую хорошо бы разместить рядом. Отдельно от этих подразделений желательно располагать помещения для самих экспериментаторов, пульты управления (подразделение контрольно-измерительных приборов) и приборы физико-химического анализа, компьютеры, рентгеновские установки, микроанализатор, различные спектрографы, хроматографы и др. - в зависимости от потребностей и возможностей лаборатории. Наконец, отдельно от всех хорошо предусмотреть помещение для загрузки и разгрузки опытов, для "мокрой химии" и иммерсионных исследований, оснащенные вытяжками и лабораторными столами. В этих частях лаборатории желательна установка кондиционирования воздуха.

Петрология - одна из самых молодых экспериментальных наук. Успешное выполнение экспериментальной работы требует от исследователя не только хорошей головы, но и умелых рук. Разумеется, отработанные методы и стандартную аппаратуру можно использовать не только для рутинной работы, но находить новые направления исследований и решать оригинальные задачи. Однако, для многих пионерских исследований самому экспериментатору необходимо придумывать новые аппараты и установки. Экспериментатор-петролог обязан разбираться в принципах работы аппаратов высоких температур и давлений и их отдельных узлов, а также контрольно-измерительных и аналитических приборов. Он должен уметь читать технические чертежи и разбираться хотя бы в простых электрических схемах, уметь проводить простейшие расчеты опытной аппаратуры. Не лишние и чисто практические навыки в слесарном и токарном деле, умении паять и т.д. При этом главными задачами экспериментатора остаются постановка, проведение и обработка результатов опытов. Поэтому в любом экспериментальном подразделении целесообразно некоторое разделение труда. Оптимальной работоспособной группой можно считать коллектив из 2-3 научных сотрудников, инженера по оборудованию, инженера по электронной аппаратуре, опытного механика и 1-2 лаборантов (или техников). На долю инженера по оборудованию вместе с механиком приходится работа по обслуживанию, ремонту действующих установок, их совершенствованию, разработке и наладке новых. От лаборантов требуется грамотность в элементарных химических работах: приготовлении стехиометрических смесей, растворов и др. Надо обучить лаборантов некоторым приемам петрографической работы, например, иммерсионным определениям, а также первичной обработке дифрактограмм. Кроме того, в лаборатории всегда достаточно много технической, организационной и оформительской работы, чтобы загрузить двух и более лаборантов.

Все сказанное относится к идеальному случаю. Более реально создание небольшой лаборатории при учебном или научно-исследовательском институте, которая не может рассчитывать на значительный штат сотрудников и большое помещение. Отсутствие инженера по оборудованию может быть скомпенсировано квалификацией механика, но при этом дополнительная нагрузка должна лечь на одного из научных сотрудников. Группа может не иметь и своего инженера-электронщика, опять-таки один из научных сотрудников должен разбираться в соответствующих приборах. Для нормальной работы лаборатории необходимо наличие в институте экспериментальных мастерских с достаточным парком металлообрабатывающих станков и своей термической ячейкой, сильных отделов обслуживания контрольно-измерительных приборов и материально-технического снабжения, услугами которых лаборатория может пользоваться определенное число часов в месяц. При этом, в самой лаборатории для непосредственного обслуживания опытов необходим верстак со слесарным инструментом, весьма желательны небольшие (но повышенной точности) токарный, фрезерный, заточной и сверлильный станки. Другое условие - наличие в институте централизованной лаборатории физико-химического анализа. Появление экспериментальной лаборатории неизбежно выдвинет новые требования к ее работе, прежде всего, в отношении количества анализируемого вещества, развитии локальных, а возможно, и ряда новых для аналитической лаборатории методов анализа.

Самой экспериментальной лаборатории необходимы лабораторный стол, небольшой вытяжной шкаф, аналитические весы, химическая посуда, во многих случаях центрифуга и рН-метр. Соблюдение указанных условий дает возможность разместить всю лабораторию в двух-трех комнатах. В одной из них за заграждениями устанавливается аппаратура высоких температур и давлений. В ней же помещают металлорежущие станки и слесарный инструмент. Другую комнату, оборудованную как маленькая химическая лаборатория, можно отвести для подготовки и разгрузки опытов. В нее же хорошо вынести пульт управления опытами. Наконец, в третьей размещаются рабочие места сотрудников, персональные компьютеры, справочная литература и др.

Опыт показывает, что экспериментальные лаборатории нередко остаются жизнеспособными и в более жестких условиях, но, естественно, это сказывается на ограничении круга решаемых проблем и производительности.