Текст книги "Бомба для дядюшки Джо"

Профессия – ядерный физик

Почему в самом начале 30-х годов Курчатов переключился на ядерную физику, чем так заинтересовал его атом, сказать трудно. Доподлинно известно лишь то, что в ту пору Курчатов, будучи весёлым и энергичным молодым человеком, много двигался, много читал. И много курил. Всё свободное время пропадал на кортах Дома учёных. Один из учеников Курчатова, Георгий Флёров, рассказывал:

«Он бил азартен. Любил играть в теннис, как и Ферми. Не так уж часто выигрывал, но, когда выигрывал, торжествовал, радовался самозабвенно и всерьёз».

Шахматы Курчатова не привлекали. Предпочтение отдавалось играм коллективно-застольным, таким как преферанс.

Так же азартно Курчатов относился и к работе. Узнав из журналов, что Ферми в своей лаборатории бомбардирует нейтронами все элементы подряд, Игорь Васильевич занялся тем же самым. В воспоминаниях Георгия Флёрова есть фраза, начинающаяся так:

«Чуть ли не подряд облучая нейтронами элементы, числящиеся в Менделеевской таблице, Курчатов наткнулся…»

Он мечтал получить что-то необыкновенное. Как и Энрико Ферми. Но все опыты неизменно приводили к результатам вполне тривиальным.

Тем временем началась подготовка к проведению всесоюзного совещания по атомному ядру. Игоря Курчатова как молодого энергичного «ядерщика» тотчас выдвинули в состав инициативной группы, занимавшейся организацией этого мероприятия. И даже доверили возглавить подготовительный процесс.

А в курчатовской автобиографии появилась фраза:

«Был председателем Оргкомитета 1-ой Всесоюзной Конференции по Атомному ядру».

И всё же вновь возникает вопрос: в чём причина столь непонятных метаний молодого учёного: от диэлектриков – к полупроводникам, от полупроводников – к физике атомного ядра?

Вопрос не праздный, не риторический. Даже через сорок с лишним лет после описываемых событий он будет волновать коллег Курчатова, которые станут пытаться найти хоть какое-то мало-мальски убедительное объяснение.

Георгий Флёров прямо заявил:

«Понимаете, у Курчатова была особая способность вдруг круто переворачивать свою жизнь. Весь Физтех занимался твёрдым телом. Над сегнетоэлектричеством можно было ещё работать и работатъ, как продолжали работать другие, начинавшие вместе с ним».

Физик Исай Израилевич Гуревич осторожно предположил:

«Курчатов, как человек чуткий к новому, любящий новое, понимающий новое, просто должен был оставить свою прежнюю, хотя и необычайно успешную деятельность. Он услышал глас судьбы и глас истории, звучавший со страниц научных журналов».

Флеров, однако, полагал, что этот «глас» вовсе не являлся каким-то зовом «судьбы» или «истории». Он прозвучал из уст…

«… из уст Абрама Фёдоровича Иоффе, который ездил на все Сольвеевские конгрессы и подробно о них рассказывал. И, кстати, одновременно с Курчатовым заслышав этот глас, в ядерную физику там же, в Физтехе, перешли А.И. Алиханов и Л.А. Арцимович, которые до этого так же успешно занимались рентгеновскими лучами, как он – твёрдым телом. Ведь предполагались интереснейшие вещи – изучение внутренних ядерных взаимодействий. И никакого давления на них всех никто не оказывал. Ведь Иоффе не пришёл и не распорядился: «Занимайтесь ядерной физикой!» Всё это было свободное волеизъявление, которое показывает, что «и на учёных действуют силы истории».

К этим высказываниям современников и соратников Курчатова можно было бы с пиететом прислушаться. И даже согласиться с ними, если бы не один удивительный нюанс. А, точнее, привычка, которой славился А.Ф. Иоффе. Будучи директором Физтеха, он с особым вниманием присматривался к своим ученикам и сотрудникам. Стоило в ком-то из них заметить искру способности или таланта, как Абрам Фёдорович тотчас стремился отправить подающего надежды юношу за границу. На стажировку.

Вспомним тех, кто по рекомендации директора ЛФТИ набирался ума и опыта в иностранных лабораториях?

В 1921 году «папа Иоффе» взял с собой в зарубежную поездку молодого Петра Капицу. И представил его на Британских островах Эрнесту Резерфорду. В результате Пётр Леонидович на долгие годы остался работать в Англии.

Яков Ильич Френкель с благословения директора Ленинградского физтеха провёл 1925-26 годы на стажировке в Германии, Франции и Великобритании.

Два года (1926–1928) пробыл в Кавендишской лаборатории у Резерфорда Юлий Борисович Харитон. Ему там была присвоена почётная степень доктора Кембриджского университета.

Вслед за Харитоном в Англию на два года поехал Кирилл Дмитриевич Синельников (тот самый, с которым Курчатов окончил Крымский университет, а затем работал в ЛФТИ).

Владимир Александрович Фок в 1926-ом был командирован в Гётингенский университет.

Александр Ильич Лейпунский в 1928 году стажировался в Берлинском университете.

Для аспиранта Ленинградского физико-технического института Льва Давидовича Ландау в 1929 году Иоффе устроил командировку от Наркомпроса в Англию, Данию и Швейцарию.

В том же году в Гёттингенский университет был направлен ещё один подававший надежды физик – Георгий Антонович Гамов.

Исаака Константиновича Кикоина, который не успел ещё ничем себя зарекомендовать – в 1930-ом ему было всего 22 года – тоже послали за рубеж! Сам он рассказывал об этом так:

«В 1930 году, когда я только что окончил институт и получил звание инженера-физика, по рекомендации А.Ф. Иоффе меня направили в командировку в Германию, чтобы ознакомиться с физическими лабораториями Запада. Я пробыл в Германии около трёх месяцев и смог познакомиться с работами физических лабораторий Лейпцига, Мюнхена, Гамбурга… Около месяца работал в лаборатории в Мюнхене, в бывшей лаборатории Рентгена».

Вот таким (мудрым и дальновидным) наставником молодых был «папа Иоффе». Даже вчерашнего студента поощрил зарубежной поездкой.

А Игоря Курчатова в заграничные лаборатории Иоффе не направлял.

Почему?

Попытку дать ответ на этот вопрос предпринял Феликс Щёлкин в книге «Апостолы атомного века»:

«20 сотрудников Физтеха удалось отправить за границу на сроки от полугода до двух лет. И каждый раз, когда Курчатову надо было выезжать, у него шёл интересный эксперимент, который он предпочитал поездке. Это символично: судьба, видимо, „держала“ Игоря Васильевича в „детском садике папы Иоффе“».

Объяснение более чем неубедительное.

Не было случая, чтобы хотя бы один советский физик отказался поехать в те годы за рубеж. И лишь один Курчатов демонстративно оставался дома, предпочитая всем вояжам свои «интересные эксперименты».

Поверить в подобное утверждение сложно.

А может быть, всё было гораздо проще? Иоффе просто не верил в наличие у Курчатова каких-либо способностей. Считал, что исследователь, не сумевший разобраться с тонкослойной изоляцией, никакого «пороха» не выдумает никогда. И звёзд с неба достать не сможет. Зачем же тратить народные деньги, посылая бесталанного физика за рубеж?

Могло быть такое?

Вполне!

Есть ещё одно обстоятельство, которое тоже требует объяснений.

Поиски самого себя

Каждый, кто начнёт изучать биографию Курчатова, сразу же натолкнётся на любопытную подробность. Дело в том, что, возглавив лабораторию атомного ядра, Игорь Васильевич стал гораздо больше времени проводить не в родном Физтехе, а в других институтах. Он читал лекции в Ленинградском политехническом, проводил эксперименты в Радиевом институте, часто наведывался к харьковским физикам.

Исай Гуревич вспоминал:

«В отличие от других коллег (от Алиханова, Арцимовича) Игорь Васильевич вначале колебался, чем именно ему заниматься в новой области. Ездил в Харьков – работал там на ускорителях, занимался реакциями с лёгкими ядрами, но это было для него, пожалуй, лишь подступом, даже школой – он же не боялся учиться и любил учиться».

В ту пору Харьковский физтех славился своими работами по атомному ядру. Украинский физико-технический институт (УФТИ) часто навещали и какое-то время работали в нём многие зарубежные физики: англичанин Поль Дирак, чех Георг Плачек, немцы Рудольф Пайерлс и Фридрих Хоутерманс. С некоторыми из них довелось проводить совместные исследования и Игорю Курчатову.

В мае 1932 года, бомбардируя литий пучком ускоренных протонов, английские физики Джон Кокрофт и Эрнест Уолтон расщепили его ядро. Научный мир встретил это событие с восторгом.

А харьковчане Кирилл Синельников, Александр Лейпунский, Антон Вальтер и Георгий Латышев тотчас решили доказать, что и они не лыком шиты. И через четыре месяца после зарубежного триумфа, повторив британский эксперимент, литиевое ядро тоже раскололи! В Харькове в это время находился приехавший из Англии Пётр Капица. Он стал свидетелем триумфа своих коллег.

В октябре 1932 года в «Правде» под заголовком «Крупнейшее достижение советских учёных» была напечатана телеграмма на имя Сталина, Молотова и Орджоникидзе. В ней сообщалось о том, что «раскалывать» атомные ядра теперь по плечу и физикам страны Советов. Телеграмма была подписана директором УФТИ и двумя секретарями – парткома и месткома.

Научная публикация на эту тему появилась намного позднее – в журнале «Советская физика». А шумиху, поднятую вокруг обычного научного эксперимента, Лев Ландау впоследствии прокомментировал так:

«Повторение опыта Кокрофта и Уолтона, которое в дальнейшем не привело к каким-либо особенным результатам, было в этой телеграмме выдано за какое-то громадное достижение науки, чуть ли не опережение работы Кавендишской лаборатории во главе с Резерфордом».

Своё отношение к подобным попыткам выдавать рутинный труд за нечто выдающееся Ландау продемонстрировал и на ближайшем вечере институтской самодеятельности. Он вышел на сцену и самым серьёзнейшим видом заявил, что и у его студентов тоже есть немалые достижения. О них необходимо поставить в известность общественность страны. А для этого нужно срочно направить товарищу Сталину телеграмму такого содержания:

«Продифференцировали синус, получили косинус, работы продолжаются».

Собравшиеся в зале сотрудники УФТИ разразились гомерическим хохотом.

Харьковчане юморили. Они были молоды, а молодость, как известно, любит шутить. Да и само расщепление атомного ядра не прошло для УФТИ просто так – Народный комиссариат тяжёлой промышленности, в чьё ведение входил институт, выделил средства на строительство нового лабораторного корпуса и сооружение экспериментального электростатического генератора. А в 1933 году нарком ГК. Орджоникидзе своим приказом назначил директором Харьковского физтеха одного из «раскалывателей» литиевого ядра – Александра Лейпунского.

Игорь Курчатов в нашумевшем эксперименте харьковских физиков участия не принимал. Он к тому времени уже покинул Харьков, вернулся в город на Неве и подключился к группе профессора Льва Владимировича Мысовского в Радиевом институте.

Обратимся к воспоминаниям доктора физико-математических наук Николая Александровича Власова:

«Ленинградский Радиевый институт можно назвать родоначальником ядерных исследований в нашей стране. Уже в двадцатые годы профессор Мысовский, заведующий физическим отделом института, разработал и усовершенствовал методы измерений радиоактивности, организовал практикум по радиоактивным измерениям и кафедру радиологии в университете. Он создал первую установку для получения радона в РИАНе, а затем и в рентгеновских институтах Москвы и Ленинграда. Эти установки сыграли очень важную роль в развитии ядерной, в особенности нейтронной физики…

Уже с 1932 года Мысовский начал проектирование и строительство циклотрона…».

А в ЛФТИ в тот момент, по свидетельству Исаака Кикоина, к атомным делам не очень тяготели:

«В это время в Ленинградском физико-техническом институте, где работал И.В. Курчатов, практически не было „культуры“ физики атомного ядра, кроме небольшой лаборатории Д.В. Скобельцына, который в основном занимался космическими лучами.

Курчатову с его группой (так же, как и Алиханову) приходилось всё начинать практически на пустом месте».

Вот почему Курчатов так редко бывал в ЛФТИ! Вот почему так стремился в институт Радиевый! Ведь там, как рассказывал Николай Власов, всегда можно было получить столь дефицитные в те годы нейтроны:

«Нейтронные источники, которыми пользовался Курчатов в Физикотехническом институте, приготавливались в лабораториях Мысовского в Радиевом институте».

Не стоит сбрасывать со счетов и другую причину, заставлявшую Курчатова «избегать» родной Физтех. Ведь в ЛФТИ существовало чёткое разделение на тех, кого считали «учёными», и тех, кого относили к категории просто «сотрудников». К первым, вне сомнения, Иоффе причислял Абрама Исааковича Алиханова, который с 1927 года работал в Ленинградском физико-техническом институте, исследуя рентгеновское излучение и космические лучи. Поэтому в 1934 году его как подававшего большие надежды 30-летнего учёного и направили на стажировку за рубеж.

Теперь судьба как бы сталкивала «сотрудника» Курчатова и «учёного» Алиханова. Оба обратились к ядерной физике.

Венедикт Петрович Джелепов вспоминал:

«Лаборатории Алиханова и Курчатова находились рядом на втором этаже института, их разделял только тонкая стенка. Руководители и сотрудники этих лабораторий часто заходили друг к другу…»

Не удивительно, что между молодыми учёными, занятыми одним и тем же делом, возникло соперничество, иногда переходившее в небольшие трения.

Анатолий Александров рассказывал:

«У Курчатова с Алихановым были вообще такие отношения… сильно усложнённые отношения. Работали они в одной области, бок о бок. И такая некая конкуренция в этом была».

Впрочем, в подобной «конкуренции» ничего необычного нет. Люди, работающие бок о бок, как правило, всегда очень ревниво относятся друг к другу. Учёным тоже свойственно чувство ревнивой зависти. Вспомним, с какой поспешностью физики публиковали результаты своих исследований – с тем, чтобы обойти, обогнать коллег, стать первым! Сколько усилий тратилось (и тратится до сих пор!) на то, чтобы – не дай Бог! – тебя не обогнали «конкуренты».

Приведём лишь один пример.

Ленинградский Радиевый институт (РИАН) возглавлял в те годы академик Хлопин. Когда в РИАН зачастил физтеховец Курчатов, возникла ситуация, которая… Вот как обрисовал её Исай Гуревич:

«Радиевый институт был единственным местом в Ленинграде, где был радий, а значит – источники нейтронов. Но Виталием Григорьевичем Хлопиным дело было поставлено так, что эти источники („радон плюс бериллий“) предоставлялись лишь при условии, если работа, на них выполненная, будет совместной с Радиевым институтом. Вот так – не без „физической корысти“ – и начал Курчатов свои работы с Мысовским, а потом взялся заведовать здесь лабораторией – параллельно с физтеховской».

Вот и выходит, что заниматься физикой атомного ядра было в ту пору совсем непросто. Во-первых, из-за огромного числа загадок, таившихся в недрах самого атома, а во-вторых, – из-за коварнейшей штуки, которую в наши дни называют «человеческим фактором», а тогда именовали элементарным соперничеством.

Физика, физики и политика

1933-ий навсегда вошёл в историю как год прихода к власти Адольфа Гитлера. Над Германией взметнулась паучья свастика, и зазвучали восторженные крики «хайль!».

Одним из первых, кто понял, чем всё это чревато, был Альберт Эйнштейн. В момент воцарения в стране нацистов всемирно известный учёный находился за рубежом. В фашистскую Германию он не вернулся.

Не дожидаясь разгула коричневого шабаша, страну стали покидать многие из тех, кто не мог похвастаться чисто арийским происхождением. Так поступили физики Рудольф Пайерлс и Фридрих Хоутерманс – они уехали в Великобританию. Их коллега Лео Сцилард отправился за океан, а Ганс Хальбан и Лев Коварский нашли себе приют во Франции.

Массовому исходу из Германии выдающихся учёных мировая общественность особого значения не придала. Из научных лабораторий тоже не последовало никакого протеста – все были увлечены своими «учёными» заботами.

В Англии профессор Кембриджского университета Поль Дирак, один из создателей квантовой механики, в 1933-ем получил Нобелевскую премию.

Открыватель нейтрона профессор Ливерпульского университета Джеймс Чедвик к этому времени обнаружил, что атомное ядро делится под воздействием гамма-квантов. Свой «Нобель» он получит в 1935-ом.

В 1934 году Нобелевским лауреатом стал американец Гарольд Юри, открывший тяжёлый водород (дейтерий). Его атомы, состоящие из одного протона и одного нейтрона, Эрнест Лоуренс вскоре назовёт дейтонами (их будут также именовать дейтронами или дейтеронами).

А в Парижском институте радия супруги Жолио-Кюри приступили к серии новых экспериментов. Облучая нейтронными потоками различные химические элементы, учёные установили, что алюминий, поглотив два протона и два нейтрона, превращается в фосфор, а бор становится азотом. Полученные элементы заметно отличались от своих классических «однофамильцев» и при этом были очень радиоактивными. Эту радиоактивность Ирен и Фредерик Жолио-Кюри назвали «искусственной» и получили за её открытие Нобелевскую премию (в 1935 году).

В лаборатории Римского университета тоже не дремали. Энрико Ферми и его сотрудники, завершив бомбардировку ядер лёгких элементов, стали облучать потоками нейтронов ядра элементов тяжёлых. Дошла очередь и до самого последнего элемента в периодической таблице тех лет – урана.

После нейтронного обстрела возникали изотопы. Химический анализ никаких «урановых» свойств в них не обнаруживал. И никакой схожести с элементами, соседствующими с ураном, тоже не находили.

Немного поразмышляв, исследователи выдвинули предположение, что уран, к ядру которого добавились нейтроны, превращается в новый элемент. Его атомный номер – 93. На Земле он не существует!

Это предвещало научную сенсацию.

Предстояло лишь всё хорошенько перепроверить, и тогда…

Однако директор университетской лаборатории Орсо Корбино контрольных анализов дожидаться не стал и (к великому неудовольствию Энрико Ферми) поспешил объявить об успешном синтезе 93-его элемента.

Учёные мужи разных стран принялись с увлечением обсуждать все аспекты гениального открытия итальянских физиков.

Лишь Ида Ноддак, физикохимик из Германии, не считала, что Ферми и его коллеги совершили «открытие». Она категорически заявила, что никакого нового элемента итальянцы получить не могли, написав в журнале прикладной химии («Angewandte Chemie» № 47 за 1934 год):

«Можно было бы допустить, что при обстреле тяжёлых ядер нейтронами эти ядра распадаются на несколько осколков, которые могут представлять собой изотопы известных элементов, но не быть соседями элементов, подвергшихся бомбардировке».

Иными словами, Ида Ноддак оказалась первой, кто предположил, что ядра тяжёлых элементов способны делиться, превращаясь в изотопы других «известных элементов»!

Тотчас вспыхнула жаркая дискуссия. Физики не соглашались с пророческим утверждением Ноддак. Энрико Ферми просто отверг их. А немец Отто Ган и вовсе назвал гипотезу Ноддак о возможном распаде ядер урана абсурдным.

Много лет спустя российский академик Юлий Харитон (в заметке, опубликованной в соавторстве с Юрием Смирновым) напишет:

«Страшно подумать, как развивались бы события, если бы провидческую статью, содержавшую гениальную догадку, сразу осознали физики гитлеровской Германии. Гитлер мог стать единственным обладателем атомной бомбы, и вторая мировая война развивалась бы по иному сценарию. В этом случае сейчас мы имели бы совершенно другую историю».

Но, как известно, история не терпит сослагательного наклонения. И поэтому всё произошло так, как произошло. Иду Ноддак раскритиковали в пух и прах и поспешили забыть о ней. А ядерная физика продолжала развиваться, не считаясь ни с какими предсказаниями и предвидениями.

И всё-таки в 1934 году объявился ещё один провидец. Им оказался физик венгерского происхождения Лео Сцилард. Он запатентовал в Великобритании изобретение, в основу которого были положены гипотеза Иды Ноддак (атомное ядро способно делиться) и версия Резерфорда (раскалываясь, ядро выделяет массу энергии). Основываясь на этом эффекте, Сцилард и предложил создать реактор или даже урановую бомбу.

В том же 1934 году в Москве проходили Менделеевские чтения. Для участия в них в советскую столицу приехал Фредерик Жолио-Кюри. Он выступил с докладом, предупреждавшим об опасности, которой угрожают человечеству цепные ядерные реакции:

«Можно представить себе фантастическую картину: цепная реакция началась, она захватывает один элемент за другим – все элементы нашей планеты. В результате – страшная катастрофа: взрыв планеты Земля».

Чудовищный катаклизм, угрожавший миру, не оставил слушателей равнодушными, и у парижанина тут же спросили:

– Если какой-нибудь учёный сумеет найти путь к осуществлению подобной реакции, попытается ли он начать свои опасные эксперименты?

Жолио ответил:

– Думаю, что он осуществит этот опыт.

– Почему? – последовал вопрос.

Француз улыбнулся:

– Исследователи очень пытливы и любят риск неизведанного.

Предупреждение известного всему миру учёного было услышано многими. И все, кто следил за ходом Менделеевских чтений, конечно же, крепко задумались.

Но в СССР доклад Жолио-Кюри очень быстро забыли – на советских людей обрушалась беда, не менее страшная, чем гипотетический планетарный взрыв.