Проблема цепной ядерной реакции возрождается


вернуться в оглавление книги...

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

продолжение книги...

ПРОБЛЕМА ЦЕПНОЙ ЯДЕРНОЙ РЕАКЦИИ ВОЗРОЖДАЕТСЯ

Работа началась в то время, когда страна отражала ожесточенный натиск двухсот сорока дивизий всей европейской гитлеровской коалиции. Когда Флёров начинал опыты в Казани, гитлеровские армии перешли в летнее наступление, подошли к Сталинграду, прорвались на Северный Кавказ. Многие физики считали возобновление работ по урану в этой обстановке несвоевременной и бесплодной затеей. Но урановая проблема начала жить.
Осенью во многих городах — Казани, Уфе, Алма-Ате, куда были эвакуированы лаборатории крупных физических институтов, в Москве и Ленинграде — заговорили об условиях возбуждения цепной реакции, экономичном производстве тяжелой воды и о разделении изотопов урана.
В конце 1942 г. Государственный комитет обороны нашел в стране силы, чтобы подготовить и развить наступление под Сталинградом и одновременно начать наступление на атомном фронте. 11 февраля 1943 г. Курчатов был назначен научным руководителем урановой проблемы, как она тогда называлась, и получил задание начать работы в Москве. Весть о назначении Курчатова к лету 1943 г. облетела не только все физические, но и многие заводские лаборатории.
Физики передавали друг другу волнующую новость: «Курчатов создает Урановый институт!»
В феврале 1943 г. Курчатов окончательно обосновался в Москве. Возврат к урановой проблеме был для него психологически завершен. Как и одиннадцать лет назад, когда он решительно порвал с диэлектриками, так и сейчас он покончил с минами и броней. Сомнений в том, что главное, — такой проблемы для Курчатова больше не существовало. Теперь все мысли его заняты новой, чрезвычайно ответственной проблемой.
Ясно сознавая, что единодушие руководителей — залог успеха, Курчатов собирает в Москве небольшую группу физиков (И. К. Кикоин, Я. Б. Зельдович, А. И. Алиханов, Г, Н. Флёров), убежденных, как и он сам, в важности дела, не терпящего отлагательств. Не торопясь увеличивать число сотрудников, он старается определить главные направления работ, ясно сформулировать научные и инженерные задачи. Проводит многочисленные оценки и более детальные расчеты возможных путей осуществления цепной реакции деления урана и внимательно обсуждает их. Вскоре группа решает, что надо строить котел с делением на тепловых нейтронах и одновременно разрабатывать способы разделения изотопов урана в больших количествах. При этом сопоставляются два метода: диффузия через пористые перегородки и термодиффузия. После первых расчетов отказываются от термодиффузии как энергетически невыгодной. Курчатов не останавливается на полпути и тотчас же смело начинает расчеты бомбы, хотя у него нет еще ни микрограмма выделенного изотопа урана-235, ни привлекательного 94-го элемента, который, согласно теории Бора и Уилера, также должен быть пригоден для взрыва.
Об экспериментах по его обнаружению в краткой журнальной заметке сообщили американские физики Мак-Миллан и Абельсон летом 1940 г. Как его изготовить? В ничтожных количествах — на циклотроне. Это самый быстрый и дешевый способ получения его, хотя и почти невесомых количеств, но достаточных для изучения важнейших ядерных и химических свойств. Значит, надо скорейшими темпами строить циклотрон. Промышленное производство этого ценного искусственного элемента можно будет вести в урановых котлах. Если пойдет цепная реакция, то захват нейтрона ураном-238 приведет к бета-радиоактивному урану-239. Второй бета-распад приведет к 94-му элементу с массой 239.
Позднее американцы назовут его плутонием, а сейчас Курчатову важно, что есть два ядерных взрывчатых вещества. Одно — уран-235 — можно выделить из природного урана, создав невиданную, наверно, очень дорогую промышленность по разделению изотопов урана, другое — 94-й элемент — можно создавать в урановом котле и химически выделять в чистом виде.
К весне 1943 г. основные направления предстоящей работы уже четко вырисовываются, и Игорь Васильевич постепенно увеличивает коллектив сотрудников, отбирая наиболее подходящих для дела людей из числа старых товарищей по Ленинграду и из рекомендуемых ими немногочисленных ученых и инженеров.
Правила — наиболее тщательно отбирать людей — строго придерживался Курчатов и позднее. Он никогда не соглашался быстро создавать большие коллективы для научных исследований. Этим, а также чрезвычайной бережливостью в средствах Курчатов отличается от многих других организаторов работ. Годы, затраченные им на подбор и воспитание научных и инженерных школ вокруг талантливых ученых и инженеров, полностью окупались последующим нарастающим темпом работ, и никто не может упрекнуть Курчатова, что он неоправданно расходовал народные средства.
На Курчатова Правительством возложена большая ответственность, ему даны большие права. Называемых Курчатовым людей Государственный комитет обороны направляет к нему независимо от того, в армии ли они находятся или работают на военных заводах.
Большинство съезжающихся к Курчатову имеют лишь то, что надето на них и собрано в небольшом чемодане. Остальное, включая книги и рукописи, очень важные для ученых, потеряно при эвакуации или бомбежках.
Первые заботы Курчатова — накормить и расселить прибывших. Это очень ободряет людей, испытавших тяжелые лишения военного времени.
Вскоре число физиков, работающих с Курчатовым, достигает двух десятков. Однако не все верят в успех начатых работ. Есть и сомневающиеся, есть и злые языки, предрекающие безнадежность начатого большого дела. До Курчатова доходят все эти толки. Но он не полемизирует: он занят делом. Работа начинается сразу. В Москве пустуют многие здания институтов, выехавших осенью 1941 г. в глубокий тыл. Президиум Академии наук разрешает разместить лаборатории в Пыжевском переулке в здании Сейсмологического института. Здесь организован штаб будущего института. Здесь собираются А. И. Алиханов, Ю. Я. Померанчук, Б. В. Курчатов, И. И. Гуревич, Г. Я. Щепкин. На Пыжевском обсуждаются главные задачи, проводятся организованные и стихийно возникающие семинары, где больше всех спорят Г. Н. Флёров, Я. Б. Зельдович, Ю. Я. Померанчук, Ю. Б. Харитон. В работу включается М. С. Козодаев. Вскоре В. П. Джелепов и Л. М. Неменов принимаются за проект нового циклотрона и размещают на заводах Москвы заказы на изготовление его узлов.
Но уже не хватает места. Курчатов занимает пустующие помещения в здании Института общей неорганической химии на Большой Калужской. Там Г. Н. Флёров и вечно веселый В. А. Давиденко проводят опыты по резонансному захвату нейтронов при замедлении, то есть ведут измерения, которые должны уточнить, какая часть нейтронов, возникающих при делении урана, замедляется в однородной водородсодержащей среде до тепловых скоростей, чтобы вызвать новые реакции деления.
На Калужской впервые у дверей лаборатории физиков, занятых атомным ядром, появляется вооруженная охрана. Игорь Васильевич приходит в лабораторию очень часто, обычно под вечер — день занят организационной работой. Детально обсуждает результаты измерения и возможные варианты условий замедления нейтронов. Опыты идут с большим трудом. Не хватает приборов, есть всего лишь один механик, но моральное состояние коллектива замечательное.
На Пыжевском с большой пользой проходят семинары. Курчатов заставляет делать обзоры работ Жолио, Сциларда, Бора и всего опубликованного по делению ядра.
Однажды на одном из семинаров возникла идея: разбить уран на куски и разместить их в определенной последовательности внутри замедлителя нейтронов. И. И. Гуревич, Г. Н. Флёров и Ю. Я. Померанчук быстро развивают основные положения. Пока Гуревич и Померанчук создают количественную теорию, Флёров и Давиденко на опыте с кусками из прессованной закиси-окиси урана, размещенными в парафине, показывают, что размножение нейтронов в такой системе идет эффективнее, чем в однородной смеси из урана и замедлителя нейтронов.
Спокойный, сосредоточенный на людях, Курчатов в лабораториях становился прежним пытливым исследователем, подвергающим сомнению каждый шаг и, как в пору открытия спонтанного деления, требующим опровержения сомнений убедительным опытом или неоспоримой логикой.
Пока сотрудники начинали опыты и теоретические исследования, Центральный Комитет партии поручает Курчатову готовить наступление широким фронтом. Признано необходимым развернуть работу сразу по всем направлениям, которые могут привести к успеху. Курчатов дублировал каждый путь. Наметили исследование цепной реакции на тепловых нейтронах с замедлением на тяжелой воде и параллельно на графите, разработку ряда методов разделения изотопов урана, получение цепной реакции на быстрых нейтронах. План был настолько велик, что для его подробной разработки не хватало сил. Необходимо было как можно скорее создавать новый институт и находить новые организационные формы работы.
В июле 1943 г. наши войска в ожесточенных боях на Курской дуге нанесли сокрушительный удар гитлеровской армии и безостановочно погнали ее к Днепру, освободили Харьков.
К. Д. Синельников тотчас же едет туда, в полуразрушенные немцами лаборатории и, согласовав план действий с Курчатовым, намечает пути и сроки их восстановления. Решено восстановить прежде всего электростатические генераторы и начать измерения элементарных констант, определяющих условия возбуждения цепных реакций. Лабораторию Синельникова назвали Лабораторией № 1.
Сам Курчатов, заручившись поддержкой Государственного комитета обороны, в это время ищет место для нового института. От ряда зданий в черте города он отказался: «У института большое будущее, которого мы даже не можем предсказать сейчас. В городе тесно».
Он останавливает свой выбор на недостроенном трехэтажном кирпичном здании за Окружной железной дорогой на краю необъятного картофельного поля, в километре от Москвы-реки. В нескольких сотнях метров от здания были расположены два недостроенных одноэтажных каменных домика, два складских помещения, тоже еще без крыш, и в полукилометре от этого — двухэтажное здание небольшого завода медицинских рентгеновских аппаратов. Сосновая роща, несколько бревенчатых изб и две ветки железной дороги, пересекавшие поле, дополняли пейзаж.
— Великоват домик, — рассуждает Курчатов, глядя на трехэтажное здание.— Но ничего... поместим в центре лаборатории, а в крыльях поселимся сами.
Здесь, на краю бывшего Ходынского поля, служившего много десятилетий артиллерийским и пулеметным стрельбищем, начала строиться Лаборатория № 2 Академии наук СССР, сыгравшая огромную роль в решении атомной проблемы в СССР. Позднее эта Лаборатория превратилась в Институт атомной энергии.

продолжение книги...