Получение энергии. Лиза Мейтнер. Расщепление ядра
Шрифт:
В это время Ган постарался сделать так, чтобы Мейтнер получила свои вещи, которые все еще находились в Берлине. Он упаковал библиотеку, инструменты, одежду, но после проверки, которую нацистская полиция проводила, прежде чем одобрить отправку вещей, было предписано уничтожить абсолютно все, включая книги.
Ган за год до этого занял пост директора Института кайзера Вильгельма, но нацистское правительство сомневалось в его лояльности из-за связей с еврейскими учеными, в том числе с Мейтнер. В 1939 году был основан комитет по изучению возможностей расщепления ядра и создания атомной бомбы, и Ган участвовал в его работе. Чтобы выжить на родине, ему пришлось дистанцироваться от Мейтнер, и ученый зашел в этом так далеко, что убедил самого себя в том, что был единственным открывателем расщепления ядра.
Здесь в моей ситуации я не могу сделать ничего важного. Постарайтесь понять, как
Лиза Мейтнер
Для Мейтнер ситуация в Швеции оставалась невыносимой, и никаких изменений в ней не предвиделось. Поэтому в 1939 году она попробовала получить место в Кавендишской лаборатории. Мейтнер предложили договор с условием, что она переедет в следующем году. Она очень сожалела об этой задержке, поскольку начавшаяся война закрыла ей возможность переезда в Соединенное Королевство.
Мейтнер вернулась в свой пустой кабинет в Швеции.
В 1943 году ее пригласили участвовать в Манхэттенском проекте, но Лиза решительно отказалась: она не хотела заниматься исследованиями, которые шли в США, хотя для нее согласие означало бы значительное улучшение условий жизни и работы.
ПОЗДНЯЯ ПОПУЛЯРНОСТЬ
В 1945 году Германия капитулировала. Мейтнер утратила связь с большинством своих друзей и ничего не знала об их судьбе.
Постепенно до нее дошли неприятные новости о том, что союзники арестовали Гана и отправили его в Фарм-холл.
После ядерной бомбардировки Японии Мейтнер, как и многие физики, прямо или косвенно знавшие о возможностях ядерного расщепления, пережили шок. Еще больше она была поражена, когда местный репортер взял у нее интервью, пытаясь выяснить степень ее участия в разработке атомной бомбы. Мейтнер утверждала, что не участвовала в проекте, но через три дня Элеонора Рузвельт попросила ее выступить в американской радиопрограмме — для этого даже была обеспечена трансатлантическая связь. Мейтнер неожиданно стала знаменитостью, о ней говорили как о человеке, которому удалось сбежать из нацистской Германии, унеся с собой секрет расщепления. Хотя Мейтнер постоянно пыталась объяснить, что ее участие сводилось к открытию физического понятия ядерного расщепления, в представлении широкой публики она стала героиней.
Особенно широко слава Мейтнер распространилась в США. Скоро она получила приглашение прочитать лекции и принять участие в конференциях в этой стране. За право принимать Мейтнер соперничали Гарвард и Принстон. Исследовательница встретилась с президентом Гарри Трумэном, одна из феминистских организаций назвала ее женщиной года, а Голливуд предложил ей наблюдать за съемками фильма, основанного на ее биографии (это предложение Мейтнер сразу же отклонила). В течение полугода Лиза жила в Штатах, осыпаемая почестями и наградами. В Швеции ее положение тоже изменилось к лучшему: Королевская академия наук страны включила ее в список своих членов. Однако эти изменения были лишь внешними — после возвращения из Америки Мейтнер ждал все тот же необорудованный кабинет.
ПОЛЕМИКА ВОКРУГ НОБЕЛЕВСКОЙ ПРЕМИИ
Момент, когда жюри Нобелевской премии в 1945 году собралось для утверждения кандидатур, отдавал сладкой горечью. В прошлом году премия была отменена, поэтому награду должны были вручать за достижения, сделанные в течение двух лет. Открытие процесса расщепления заслуживало премии, и во время обсуждения возникло предложение наградить как Гана, так и Мейтнер. После долгих споров кандидатура Мейтнер была отклонена. Исследовательница покинула институт за несколько месяцев до открытия расщепления, и этот факт заставил многих поверить, что ее вклад в открытие был незначительным. Во многом этому убеждению способствовал и сам Ган, давно дистанцировавшийся от Мейтнер. Конечно, это не соответствовало действительности: именно Мейтнер руководила исследованиями, именно она постоянно говорила о том, что наблюдаемые процессы не укладываются в теоретические рамки, именно она настояла на исследовании радия.
ДОКЛАД О ГАНЕ
Один из ответственных за записи в Фарм-холле составил несколько отчетов о находившихся там ученых — Максе фон Лауз, Вернере Гейзенберге, Карле Фридрихе фон Вайцзеккере. Оценивая Гана, один из высших чинов, проверявших записи, отметил:
«Это человек мира. Самый любезный из профессоров. Непопулярен среди молодых ученых группы, считающих его деспотом. Обладает острым чувством юмора и благоразумен. Демонстрирует уважительное отношение к Англии и США. Чувствовал себя ужасно после известия об использовании атомной бомбы, считает себя ответственным за жизни тех людей в силу сделанного им открытия. Очень хорошо отнесся к факту, что пресса сочла автором открытия профессора Мейтнер, хотя уточняет, что она была одной из его помощниц и к тому же уехала из Берлина до того, как было сделано открытие».
В этом отчете констатируется: Ган переосмыслил процесс открытия расщепления ядра до той степени, что начал считать, будто Мейтнер не играла в открытии никакой важной роли. Однако письма и документы той эпохи убеждают нас в том, что роль Мейтнер была такой же фундаментальной, как и роль Гана.
Ган решил, что радоваться его награждению Мейтнер мешает исключительно уязвленное самолюбие, но для самой исследовательницы эта ситуация стала очередной несправедливостью, связанной с ее национальностью и полом. Кроме того, она считала, что такие ученые, как Ган и Гейзенберг, гораздо ближе, чем заявляли впоследствии, сотрудничали с нацистским режимом. После этого дружба Мейтнер с Ганом прекратилась навсегда. Однако несмотря на всю горечь, которую она испытывала, исследовательница присутствовала на нобелевском приеме и выслушала речь Гана, который несколько раз упомянул ее работу и работу Фриша. В свою очередь, Ган в знак уважения к Мейтнер разделил с ней денежную часть премии — средства исследовательница передала в комитет атомной энергии в Принстоне, созданный для наблюдения за возможными способами использования этого вида энергии.
ЯДЕРНАЯ ЭНЕРГИЯ
После Второй мировой войны появилось много проектов, в которых предлагалось коммерческое использование военных технологий. Ядерная энергия рождала много надежд: считалось, что она поможет открыть новую эру. Первой атомной станцией, подключенной к единой энергетической сети, стала АЭС в Обнинске. Это был маленький экспериментальный реактор, запущенный в 1954 году. Через два года Елизавета II открыла в Соединенном Королевстве Колдер-холл, проработавший до 2003 года. Эта станция использовала необогащенный уран и, по сути, производила очень мало электричества, так как служила прикрытием для главной цели — производства плутония для военных проектов. Сегодняшние атомные станции, как правило, работают на обогащенном уране. Для создания поддерживаемой цепной реакции и производства энергии необходимо достичь пропорции обогащения в 3%. В качестве ядерного топлива можно использовать и плутоний, но подобный вариант представляется довольно спорным, так как этот элемент легко превращается в оружие. В настоящее время атомные станции работают в 29 странах мира, их общее количество не превышает полумиллиона, они производят около 20% всей электроэнергии. Энергия от цепной реакции используется для испарения воды и приведения в движение турбин, производящих электричество. Затем вода проходит через конденсатор, так что ее можно использовать в новом цикле. Обогащенный уран в виде плиток складывают внутрь труб или стержней четырехметровой длины. Плитки располагаются группами по 50 или 100 штук, в один реактор помещают примерно 200 групп. Ядерное топливо размещают в контейнере или на подносе из материалов, изолирующих радиоактивное излучение. Для контроля и регуляции цепной реакции используют стержни, которые могут поглощать нейтроны. Это позволяет избежать неконтролируемой реакции, которая приведет к взрыву.
В атомных станциях энергия от расщепления используется для получения водяного пара, который приводит в движение турбины. Так получается электричество.
Ядерная станция с герметичным водяным реактором: 1) блок реактора; 2) охлаждающая башня; 3) реактор; 4) контрольные стрежни; 5) измеритель давления; 6) генератор пара; 7) топливо; 8) турбина; 9) генератор; 10) трансформатор; 11) конденсатор; 12) частицы газа; 13) вода; 14) воздух; 15) воздух (влажный); 16) ток воды; 17) контур охлаждения; 18) первичный контур; 19) вторичный контур.
После войны Общество кайзера Вильгельма было переименовано в Общество Макса Планка. Ган и Штрассман активно участвовали в восстановлении сети научных институтов. В 1947 году Штрассман и Ган связались с Мейтнер, чтобы сделать ей серьезное предложение — восстановить ее в прежней должности. Однако возврат к прошлому был невозможен. В ответном письме Штрассману исследовательница объясняла, что не может забыть ужасных событий, произошедших при нацистах. Она считала, что между ней и немецкими учеными — непримиримые разногласия. Ответила Мейтнер и Гану, объяснив ему, что моральные соображения не позволяют ей вернуться.