С чего начиналось

Ключи к решению проблемы

После открытия нейтрона интенсивность научно-исследовательских работ в нашей стране значительно возросла. «В 1932 году в Радиевом институте по инициативе проф. Л.В. Мысовского приступили к проектированию и постройке мощного синхронного ускорителя в магнитном поле», – писал В.Г. Хлопин, подводя итоги деятельности Радиевого института. Он указывал на то, что сооружение синхронного ускорителя незадолго до этого осуществлено, правда, в значительно меньших размерах, в Америке – Лоуренсом и Ливингстоном. Создание отечественного ускорителя проводилось исключительно силами коллектива Радиевого института и заводов «Большевик» и «Электросила». Работавшая на этой установке бригада в составе профессоров А.И. Алиханова, И.В. Курчатова, Л.В. Мысовского и инженеров В.Н. Рукавишникова, Д.Г. Алхазова, К.А. Бризамейстера и П.И. Мастицкого «в настоящее время вполне освоила эту установку». Что же это за установка? В.Г. Хлопин так писал о ней: «Большой циклотрон Радиевого института в настоящее время является единственной действующей установкой этого рода не только в Союзе, но и в Европе, где, сколько нам известно, строятся уже в течение нескольких лет три такие установки, до сих пор не поступившие ещё в эксплуатацию» [8] .

8

Вестник АН СССР, 1938, № 7-8, с. 33.

На сессии Академии наук СССР в 1936 году с большим докладом, посвящённым исследованию атомного ядра и освещению роли советских физиков в разработке этой проблемы, выступил блестящий физик-теоретик Игорь Евгеньевич Тамм. Он отметил, что практически наиболее важная задача – использование внутриядерной энергии – ещё весьма далека от своего разрешения, но более скромных применений ядерных явлений, например использование искусственной радиоактивности в медицинских целях, можно ждать в ближайшее время.

Вместе с тем теория атомного ядра за последние годы продвинулась далеко вперёд; после того как была открыта новая элементарная частица – нейтрон, была создана и новая теория, согласно которой только протоны и нейтроны, но не электроны, составляют ядро атома.

В заключении своего доклада И.Е. Тамм поставил ряд наиболее важных задач как в области теории, так и экспериментальных исследований. Он наметил также первоочередные практические мероприятия, необходимые для успешного развития работ по атомному ядру. Особое значение он придавал точному разграничению деятельности отдельных лабораторий – сосредоточению усилия учёных на углублённой разработке определённого круга проблем.

Об организации физических исследований в стране говорил на сессии академик А.Ф. Иоффе: «По мере роста Ленинградского физико-технического института из него выделялись самостоятельные институты, которые частью продолжали работать в Ленинграде (электрофизический институт, институт химической физики и др.), частью были перенесены на периферию (Сибирский, Уральский, Украинский, Днепропетровский институты). Для пополнения кадров при ряде втузов были созданы физические факультеты».

Доклады И.Е. Тамма и А.Ф. Иоффе свидетельствовали о значительном оживлении физических исследований, проводившихся в стране. Это отметили также прибывшие в Советский Союз в сентябре 1936 года знаменитые французские учёные Фредерик Жолио-Кюри и его жена Ирен Жолио-Кюри. В беседе с представителями печати они поделились впечатлениями о своём пребывании в Москве, подчеркнув те разительные перемены, которые произошли за три года после первого приезда Ф. Жолио-Кюри в Советский Союз. «Мы имели возможность ознакомиться, – сообщили супруги, – с постановкой работы великолепных научных и учебных лабораторий в физических институтах Москвы, где ведётся интенсивная исследовательская деятельность и приобщается к науке громадное количество студентов. На заседании физической группы Академии наук, к участию в котором мы были приглашены, присутствовали советские научные работники, приехавшие на заседание из разных городов Союза. Мы находим, что принятая в вашей стране практика таких научных сессий с приглашением представителей научных учреждений разных городов за счёт бюджета самих институтов чрезвычайно способствует развитию научной жизни во всей стране; мы считаем, что подобная практика могла бы принести большую пользу и у нас во Франции, где ограниченность кредитов на научно-исследовательскую работу до сих пор весьма затрудняла общение работников центральных научных учреждений с провинциальными, которые по сравнению с Парижем живут значительно менее интенсивной жизнью» [9] .

9

Вестник АН СССР, 1936, № 10, с. 75-76.

Заседание физической группы было посвящено вопросам строения атомного ядра. Именно здесь супруги Жолио-Кюри сообщили о результатах своих работ по исследованию явлений естественной и искусственной радиоактивности элементов, проведённых в Институте имени Кюри в Париже.

В сентябре 1937 года произошло ещё одно незабываемое событие в области ядерной физики. С 20 по 27 сентября в Москве была созвана II Всесоюзная конференция по атомному ядру. В ней приняли участие все советские физики, работавшие в этой области, и ряд крупных зарубежных учёных, в том числе В. Паули из Цюриха, П. Оже из Парижа, Э. Дж. Вильям и Р. Пайерлс из Лондона. На конференции было представлено 28 докладов, из которых 22 сделали советские учёные. В конце конференции были заслушаны доклады, посвящённые проблеме сил, действующих внутри ядра. И.Е. Тамм сказал, в частности, что «наши знания о природе ядерных сил находятся в самом зачаточном состоянии. Имеющиеся данные относятся лишь к вопросу о величине этих сил и их зависимости от расстояния. Что же касается их физической природы, то эта проблема остаётся до сих пор открытой. Мы можем только сказать, что эти силы принципиально отличны от тех сил, с которыми мы до сих пор сталкивались в природе» [10] . Когда спустя восемь лет я читал эти строки, то невольно задумался. Проблема ядерных сил до сих пор не раскрыта. А ведь мы хотим использовать эти силы. Чего же мы добиваемся? Осуществить неосуществимое? Я задал этот вопрос известному физику В.И. Векслеру, с которым был тесно связан по работе. На мой вопрос он ответил так:

10

Вестник АН СССР, 1937, № 9, с. 66.

– А вы никогда не спрашивали тех, кто работает на электростанциях, строит электропередающие устройства, монтирует все электрооборудование, управляет им и осуществляет передачу электроэнергии потребителям, что такое электричество? Смогут ли они ответить на этот вопрос?

И он рассказал мне старую шутку. Когда к известному английскому учёному Дж. Максвеллу пришёл на экзамен студент, тот спросил его, что такое электричество.

«Вот ещё когда я шёл к вам, знал, что это такое, а теперь забыл», – ответил студент. «Как жаль, молодой человек, что забыли! Единственный человек, кто знал, что это такое, и тот забыл. Какая же это потеря для человечества», – улыбаясь, произнёс Максвелл.

– Ну, а мы с вами не студенты, хотя экзамен держать придётся. Но не по теории, а по практике.

В мае 1939 года Президиум АН СССР заслушал доклад академика В.Г. Хлопина «О работах с циклотроном». В решении Президиума было записано, что «пущенный в эксплуатацию единственный в СССР и первый в Европе циклотрон Радиевого института в настоящее время используется как мощный источник нейтронов для получения искусственных радиоактивных элементов, применяемых в химии, медицине и биологии». Институту было предложено «всемерно развивать эти работы в дальнейшем, доведя мощность существующего циклотрона до максимально возможных пределов» [11] . В.Г. Хлопин отметил, в частности, как один из крупных успехов воспитание новых, молодых учёных. Он особо подчеркнул, что когда институт начинал свою деятельность, то изучения радиоактивности как науки у нас в Союзе не было; не было и специалистов в этой области. Все основные работники Радиевого института, за исключением его руководителей, – это молодёжь, прибывшая прямо со студенческой скамьи и получившая свою научную квалификацию в институте.

11

Вестник АН СССР, 1939, № 4-5, с. 172.

Примерно в то же время, в конце 1937 года, Президиум АН СССР заслушал доклад академика С. И, Вавилова о состоянии работ в ещё одном из центров научно-исследовательских работ по физике – Физическом институте. Президиум в своём постановлении отметил, что коллектив института проделал значительную работу, получил некоторые выдающиеся результаты теоретического и практического значения. Президиум особо отметил работы И.Е. Тамма «О теории внутриядерных сил», В.А. Фока «О новом методе расчёта водородо-подобных атомов» и П.А. Черенкова об открытии нового эффекта свечения жидкостей и твёрдых тел под действием гамма-лучей (в науку это открытие вошло под названием «Эффекта Черенкова», автору была присуждена Нобелевская премия), а также ряд других работ. 25 ноября 1938 года Президиум АН СССР заслушал доклад С.И. Вавилова об организации в академии работ по исследованию атомного ядра. Президиум отметил важность правильной организации работ этой «центральной проблемы современной физической науки», а также указал на имеющиеся недостатки в этом деле, выражающиеся «в раздроблённости ядерных лабораторий по различным ведомствам, в нерациональном распределении мощных современных технических средств исследования атомного ядра по институтам, в неправильном распределении руководящих научных работников этой области и т. п.» [12] . Для решения вопросов, связанных с планированием и проведением ядерных исследований, устранением параллелизма в работе институтов, Президиум создал при Отделении физико-математических наук АН СССР постоянную комиссию по атомному ядру в составе академиков С.И. Вавилова (председатель), A. Ф. Иоффе, профессоров И.М. Франка, А.И. Алиханова, И.В. Курчатова, В.И. Векслера и других. На комиссию было возложено решение всех вопросов, связанных с планированием и организацией ядерных исследований.

12

Вестник АН СССР, 1938, № 11-12, с. 129.

В апреле 1940 года было созвано II Всесоюзное совещание по изотопам. Оно проводилось по предложению комиссии по изотопам с целью обмена опытом исследований. Большой обзорный доклад о состоянии работ с изотопами в нашей стране и за рубежом сделал А.П. Виноградов. Украинский академик А.И. Бродский особо остановился на вопросе, который в то время волновал учёных, занятых исследованием ядерных процессов, – о разделении изотопов урана, получении урана-235, который можно использовать в технических целях.

B. А. Александрович сообщил о технологической схеме получения тяжёлой воды, основанной на электролизе воды. По этой схеме намечалось построить установку, производящую 15 килограммов тяжёлой воды в год. В.Г. Хлопин представил доклад о применении радиоактивных изотопов в химии. Он рассказал о состоянии применения радиоактивных изотопов для решения многочисленных теоретических и практических задач в области химии, физико-химии, биохимии и во многих других областях науки. Совещание констатировало значительное усиление в стране работ по изотопам, но отметило вместе с тем отсутствие достаточно мощных аппаратов для концентрации изотопов и обратилось к Президиуму АН СССР с просьбой оказать поддержку в создании в Советском Союзе подобных мощных установок.

В ноябре того же, 1940 года состоялось Всесоюзное совещание по вопросам физики атомного ядра. Совершенно особое место в его работе занимала проблема урана. Возможным путям осуществления цепной реакции был посвящён обзорный доклад И.В. Курчатова.

Совместно со своими сотрудниками Он провёл многочисленные исследования по делению атомных ядер тяжёлых элементов. С блестящей работой на совещании выступили молодые советские физики Г.Н. Флёров и К.А. Петржак, установившие новое явление – самопроизвольное деление ядер урана. Работа «Спонтанное деление урана», выполненная совместно Радиевым и Физико-техническим институтами, докладывалась ещё в мае 1940 года на Отделении физико-математических наук. Сообщение о ней было сделано И.В. Курчатовым. Отделение отметило большое принципиальное значение работы, показавшей, что уран сам по себе непрерывно делится на две половины близкой массы, обладающие такой же энергией, как и осколки, которые возникают в уране под действием нейтронов.