Первая атомная проблема ХХ века


вернуться в оглавление книги...

И. Н. Головин. "Игорь Васильевич Курчатов"
"Атомиздат", Москва, 1978 г.
OCR Biografia.Ru

продолжение книги...

ПЕРВАЯ АТОМНАЯ ПРОБЛЕМА XX ВЕКА

В конце 1938 г. Абрам Федорович Иоффе получил сильно взволновавшее его письмо от Фредерика Жолио-Кюри: открыт принципиально новый вид ядерной реакции — под действием нейтронов ядро урана распадается на два радиоактивных осколка! Письмо бурно обсуждалось на институтском семинаре.
Каждую неделю приходили новые статьи, свидетельствующие об огромном интересе, вызванном открытием новой ядерной реакции — реакции деления урана и тория. Интерес граничил с ажиотажем, невиданным раньше в науке. Каждую неделю сведения дополнялись важными экспериментальными фактами. Советских физиков и радиохимиков чрезвычайно взволновало и увлекло это открытие. Четкие опыты Жолио-Кюри в Париже, Фриша в Копенгагене, доказавшие разлет осколков урана с большой энергией, поразили И. В. Курчатова и Г. Н. Флёрова. Исследования деления урана нейтронами заняли с этого момента центральное место в лаборатории Курчатова. Радиевый институт во главе с В. Г. Хлопиным развернул радиохимические исследования деления. Новая проблема захватила И. М. Франка в Москве и А. И. Лейпунского в Харькове.
После опытов Жолио-Кюри, Хальбана и Коварски, доказавших высвобождение нейтронов в реакции деления, в мире заговорили о возможности развития цепной ядерной реакции в уране и о реальных путях использования внутриядерной энергии.
В печати стали появляться рассуждения об условиях, в которых самоподдерживающаяся ядерная реакция могла бы развиваться. Первые совершенно грубые оценки размеров уранового шара, нагреваемого за счет энергии реакции деления, опубликовал французский физик Ф. Перрен. Пользуясь имевшимися тогда очень неточными сведениями о сечении реакции деления и числе освобождающихся нейтронов, Перрен пришел к выводу, что необходимое количество урана отнюдь не велико — достаточно семь с половиной тонн чистой урановой смоляной руды, чтобы в урановом шаре развивалась самоподдерживающаяся ядерная реакция. Обсуждался также вопрос, с какой скоростью будет развиваться реакция, произойдет ли взрыв или можно обеспечить спокойное течение ее.
Теперь мы знаем, в какой ужас привели эти открытия Сциларда, Теллера, Вигнера, Вайскопфа, Ферми. Эти ученые эмигрировали из Европы в США, когда к власти пришли фашисты, и в Германии и Италии начали преследовать крупнейших деятелей науки. Они боялись, что немецкие физики сделают и передадут в руки Гитлера бомбу невиданной разрушающей силы.
В это время Курчатов все более расширял исследования. Организовал семинар, обсуждавший вопросы деления урана и тория. К работе семинара привлек всех ленинградских физиков, интересовавшихся делением урана и связанными с ним проблемами: Ю. Б. Харитона, Я. Б. Зельдовича, Г. Н. Флёрова и других. Составил первый проект организации работ по исследованию урана. Вместе с участниками семинара писал письма в Академию наук, намечал мероприятия, необходимые для получения цепной реакции. В Академии наук была создана комиссия по урановой проблеме во главе с академиком В. Г. Хлопиным.
На состоявшемся 15—20 ноября 1939 г. в Харькове очередном совещании физико-математического отделения Академии наук СССР по атомному ядру несколько докладов было посвящено делению урана и тория. Харитон изложил проведенное им и Зельдовичем детальное теоретическое исследование течения цепной реакции в уране на быстрых и медленных нейтронах. Они пришли к выводу, что для осуществления цепной реакции придется обогащать уран легким изотопом, что является весьма трудной технической задачей, и единственный метод, который можно было бы применить, по их мнению, это — центрифугирование газообразных соединений урана. Игорь Васильевич активно участвовал в дискуссии. Однако для надежного обоснования выводов не хватало знания сечений деления на нейтронах разных энергий, поглощения и пеупругого рассеяния нейтронов в материалах, необходимых для конструкции уранового котла (1). Не было также достаточно точно известно число нейтронов, рождающихся в одном акте деления. От всего этого зависело, окажется ли технически осуществимой цепная реакция.
После совещания Курчатов все силы направил на решение этих вопросов. Вместе с измерением элементарных констант он начал подготовку решающего опыта, который должен был прямо ответить на главный вопрос: происходит ли размножение нейтронов в различных композициях урана и замедлителя. Для всех этих опытов необходим был индикатор нейтронов, вызывающих деление урана, с чувствительностью, во много десятков раз превосходящей чувствительность обычно применявшихся индикаторов. Эту тонкую экспериментальную задачу Курчатов поручил своим молодым сотрудникам Флёрову и Петржаку.
Изобретательный в постановке опытов Флёров и тонкий рукодел-художник Петржак хорошо дополняли друг друга и, по выражению Курчатова, на совместной научной работе «составляли величину больше, чем два». Работа у них спорилась. Вскоре они уже наблюдали деление урана фотонейтронами. Как-то уже поздно ночью они убрали источник нейтронов, собираясь идти домой, и поразились: деление продолжалось. Позвонили Курчатову. Обсудили удивительный результат и продолжали наблюдать. В два часа ночи Курчатов звонит по телефону в лабораторию:
— Тщательно проверьте. Это не открытие, а какая-то грязь.
-----------------------------------------------------------
1. После Первой международной конференции по мирному использованию атомной энергии, состоявшейся в Женеве в 1955 г., урановые котлы стали называть атомными реакторами.
-----------------------------------------------------------
Курчатов в своей стихии: обнаружена аномалия! В течение нескольких месяцев он заставляет своих учеников менять условия опытов и добывать неопровержимые факты. Может быть, лаборатория загрязнена радиоактивностью? Нет, ни один радиоактивный элемент не дает таких сильных импульсов. Может быть, деление вызывают космические лучи? Немедленно опыты переносятся под землю, на глубину 40 м, на станцию «Динамо» Московского метрополитена. Нет, космические лучи здесь ни при чем... Когда все сомнения были разрешены, Игорь Васильевич согласился на опубликование открытия.
Флёров с Петржаком в начале 1940 г. послали краткое сообщение об открытом ими новом явлении — самопроизвольном делении урана — в американский журнал «Физикал ревью», в котором печаталось большинство сообщений об уране. Письмо было опубликовано, но проходили недели за неделей, а отклика все не было. Просматривая американские журналы, советские физики обнаружили поразительный факт. После бурного потока статей, наперебой сообщавших о результатах исследования деления урана, американская печать вдруг замолчала. Резкое сокращение, а потом и полное исчезновение сведений о работах англичан, немцев, французов можно было легко объяснить войной в Европе, уже в июне 1940 г. приведшей к оккупации Франции. Но американские физики ведь продолжали исследования. Кто же их заставил прекратить публикации? Правительство? Промышленники, понявшие, что на реакции деления можно разбогатеть? Об этом только догадывались. Но к середине 1940 г. сообщения об исследованиях реакции деления в Америке прекратились полностью.
Только после войны мы узнали, что инициатором засекречивания работ по урану была упомянутая группа физиков во главе со Сцилардом, эмигрировавших из Европы в США.
В Советском Союзе урановая проблема последний раз обсуждалась открыто на Всесоюзном совещании по физике атомного ядра в ноябре 1940 г. в Москве. Курчатов и Харитон выступили с обстоятельными докладами об условиях осуществления цепной реакции. Этот год внес ясность во многие вопросы. Опираясь на полученные экспериментальные результаты и теоретические оценки, Курчатов четко наметил основные пути использования ядерной энергии и указал на технические трудности, с которыми придется встретиться при практическом решении задачи. На совещании остро встал вопрос об обращении к Правительству за ассигнованием больших средств на постройку первого уранового котла.
Курчатов планировал широко развернуть исследования. В президиум Академии наук СССР он направил план развития работ по цепным ядерным реакциям.
Военное значение работ по урану становилось все более очевидным, но публикации были прекращены полностью только во время войны. Академик Н. Н. Семенов написал письмо в Наркомат тяжелой промышленности о появившейся возможности создания оружия, фантастическая разрушительная сила которого несравнима с тем, что имело человечество ранее, но начавшаяся в июне 1941 г. война помешала приступить к этим работам.

продолжение книги...