Учиться у Курчатова

И. В. Курчатов и Г. Н. Флеров, 1953 год.

Как ни спешить, физиков, специалистов по атомному ядру, не воспи­таешь на краткосрочных годичных курсах. На отбор способных, талантливых людей, которые бы смогли взять на себя научное руководство советским атом­ным проектом, на приобретение ими экспериментальных навыков в новой науч­ной области потребовалось бы время, много времени, годы. Игорь Васильевич остро ощущал масштабы военной опасности. Ему представлялось, что в этой схватке двух огромных сил вопрос «кто кого» будет решен быстро. Поэтому, когда началась война, он не считал возможным ни часу больше тратить на ядерную физику, пошел к Анатолию Петровичу Александрову, комплектовавшему группы по размагничиванию кораблей для их защиты от магнитных мин. Так, с началом войны работы Курчатовской школы были остановлены. И.В. Курчатов и А.П. Александров ушли на флот, К.А. Петржак стал зенитчиком, М.Г. Ме­щеряков и И.С. Панасюк служили в пехоте, я и мой ученик В.К. Войтовецкий записались в ополчение. В то время в армии острой была нехватка технического персонала, обслуживающего самолеты, и меня вместо ополчения послали на курсы инженеров по спецоборудованию бомбардировщиков Пе-2, в декабре при­своили звание техника-лейтенанта. Разведывательная эскадрилья, где я служил, во время одной из передислокаций попала в Воронеж. Воронежский универси­тет был эвакуирован, но библиотека осталась. Я постарался в нее проникнуть. Удивительно, но американские физические журналы, несмотря на войну, в библиотеке были, и они больше всего интересовали меня. В них я надеялся ознакомиться с новыми статьями по делению урана, найти отклики на нашу работу по спонтанному делению. Неожиданно обнаружил, что с 1941 г. нет никаких сообщений по делению урана и по цепным реакциям.

«Почему прерван поток публикаций по главному направлению ядерных ис­следований?» — возникал невольно вопрос. Все говорило о том, что ядерные исследования в США засекречены, а это, в свою очередь, означало, что в Аме­рике приступили к серьезным, масштабным работам по созданию ядерного ору­жия, о возможной мощности которого в то время не только у меня были самые верные представления.

Большими возможностями располагала фашистская Германия: первокласс­ные ученые, такие, как Нобелевские лауреаты Гейзенберг, Боте, Герц, значи­тельные запасы урановых руд, завод тяжелой воды, технология получения метал­лического урана, методы разделения изотопов — все это было в руках нацистов.

Я забил тревогу: «У меня есть глубокая убежденность, что рано или поздно, а ураном придется заниматься». В декабре 1941 г. я написал Курчатову. Напра­вил письмо в Академию наук, а в апреле 1942 г.— И.В. Сталину. Советское правительство располагало к этому времени информацией о том, что в обстанов­ке особой секретности в США и Германии ведутся работы по созданию сверх­оружия. Это могло быть и пропагандистским трюком. Но дело могло обстоять и серьезно.

Вскоре И.В. Курчатов возглавил атомный проект. Вряд ли мог быть найден другой, лучший руководитель столь грандиозной и ответственной задачи. Кур­чатов понимал, какой тяжкий груз лег ему на плечи, понимал, что придется пожертвовать своими сокровенными интересами в науке, но он был человеком большого масштаба, высокой гражданственности и не мог не принять руковод­ство поставленной перед ним грандиозной проблемой, от решения которой за­висела судьба его Родины.

В 1942 г. я, как и многие другие, был отозван из армии и привлечен к работе над атомным проектом. Ядерные лаборатории временно размещались в здании эвакуированного Сейсмологического института в Пыжевском переулке. Здесь вырабатывалась стратегия и тактика наших исследований. Яркими, касав­шимися самой сути проблем, были обсуждения главных направлений исследова­ний, чаще всего переходившие в стихийные семинары. Ю.Б. Харитон, Я.Б. Зель­дович, И.Я. Померанчук, И.И. Гуревич, А.И. Алиханов были самыми активны­ми участниками встреч в Пыжевском. Все много спорили, расходились во мнениях, но в спорах рождалась истина.

По какому пойти пути? Среди множества направлений Игорь Васильевич сумел выделить главное: ядерные реакторы на естественном уране с графитовым замедлителем. Создание таких реакторов, по его мнению, вело кратчайшим путем к цели: накоплению плутония для ядерного оружия. За это самое ответ­ственное дело Игорь Васильевич взялся сам. Он так всегда поступал. Никогда не перекладывал ответственность за решение ключевых этапов атомного проекта на других, оставлял задачу только в том случае, когда трудности были уже позади, и переключался на вновь возникавшие проблемы, где нельзя было обойтись без его участия.

Мне и В.А. Давиденко Игорь Васильевич поручил изучить явление резонан­сного захвата нейтронов в процессе их замедления, играющее первостепенную роль в цепной ядерной реакции тепловых нейтронов. Эксперименты шли в зда­нии Института общей и неорганической химии на Большой Калужской. Игорь Васильевич обычно поздно вечером (день занят организационными вопросами) приходил в лабораторию, подробно обсуждал результаты измерений, вникал в детали. Вскоре И.И. Гуревич и И.Я. Померанчук создали теорию замедления нейтронов в гетерогенной системе, в которой уран распределен в замедлителе блоками. Получалось, что такое размещение ядерного делящегося вещества по­зволит легче достичь критических размеров ядерного реактора, чем в случае рав­номерного смешения замедлителя и урана.

В.А. Давиденко и я в это же время собрали систему из вольфрамовых блоков и парафина для модельных опытов по изучению замедления нейтронов, а затем вольфрамовые блоки были заменены смесью мелкого вольфрама с парафином. Нам удалось на опыте убедиться в эффективности блочного распределения веще­ства в замедлителе.

Вскоре данные, полученные в экспериментальных исследованиях, и ре­зультаты теоретического анализа протекания цепной ядерной реакции позволи­ли определить основные ядерно-физические характеристики и конструктивные черты будущих ядерных реакторов. Решение этой задачи стало возможным бла­годаря работе многих людей, объединенных волей И.В. Курчатова.

В июне 1945 г. стало известно о ядерном взрыве на испытательном полиго­не Аламогордо в США. Темп работ возрос до предела. Игорю Васильевичу при­шлось руководить многими коллективами, мобилизовать все научные силы, спо­собные внести вклад в решение ядерной проблемы, помогать в создании новых лабораторий, готовить кадры для будущей ядерной энергетики и, наконец, бо­роться с «изобретательством».

Некоторые коллеги отнеслись с недоверием к тому, что во главе такого ответственного и масштабного дела, как атомный проект, встал И.В. Курчатов. Ему тогда было всего сорок лет. Играло свою роль и определенное соперниче­ство между ленинградской и московской физическими школами. То и дело кто-нибудь выступал со своими поправками, предложениями о проверке экспери­ментов, методики их проведения и просто соображениями.

Помню, на одном из совещаний выступает теоретик Н. и предлагает де­шевый и быстрый способ разделения изотопов. Он все уже рассчитал… Оши­бочность предложения профессора Н. была очевидной. Лев Андреевич Арцимович и я уже приготовились к «разоблачению» предложенных Н. довольно наивных расчетов. Но не успели. Слово взял И.В. Курчатов: «То, что мы сейчас слышали, — это именно то, что нужно для решения всей проблемы». Затем Игорь Васильевич предложил этому автору за две недели составить запис­ку о проекте завода, на котором будут работать установки, изобретенные док­ладчиком, чтобы уже в ближайшее время можно было бы получить изотопы, разделенные новым «простым» способом. Прошло две недели, и автор сам написал, что пока начинать работы не надо, что он сможет все уточнить только через полгода. И через полгода, и через пять лет, и до сегодняшнего дня ник­то от него ничего так и не услышал.

Игорь Васильевич сразу понял, что может получиться, если начать тут же убеждать профессора Н. в ошибках и закрыть его предложение. Могло случиться так, что кто-то осуществит еще один метод разделения изотопов, даже совер­шенно отличный от предложенного Н. Но если в новом методе будут использо­ваны формулы, хоть в чем-то совпадающие с формулами Н., то он попытается доказать и докажет, что хотел делать именно так, что ему этого не дали, требо­вать, чтобы кто-то был привлечен к ответственности. Игорь Васильевич сразу расставил все на свои места, предвидя логику событий. «Ударим изобретением по изобретателю», — с присущим ему юмором говорил Курчатов, когда ему приходилось сталкиваться с предложениями, подобными высказанному профес­сором Н.

Он обращал внимание не на мелочи, а на основное. И сам занимался этим основным, главным. Человека могут подчинить частности, детали. На них Игорь Васильевич редко сосредоточивался, и это позволяло ему видеть проблему в це­лом, изменять ход событий в интересах конечной цели проекта.

Курчатов умел слушать собеседника, извлекать даже из самого сбивчивого доклада рациональное зерно. Высоко ценил труд людей. Как-то в присутствии И.В. Курчатова я взял в руку ампулу — в ней был наш первый слиток металли­ческого плутония — и стал рассуждать: вот элемент плутоний, химический сим­вол Pu, атомный вес 239, ничем он не лучше и не хуже других элементов… В свое время Игорь Васильевич мне простил порчу ценной агатовой ступки, а также многое другое, но теперь легкомысленного монолога о плутонии не про­стил. Впервые в жизни он резко меня оборвал. Попросил, чтобы я отложил свои рассуждения до более спокойных времен и лучше бы вспомнил, какой труд вложен в этот плутоний, и что от судьбы атомного «проекта» зависит судьба Родины.

К тому времени уже было ясно, что именно плутоний станет основой созда­ния нашего ядерного оружия. Первые «следы» плутония получили облучением урана радон-бериллиевыми источниками и в нейтронных потоках циклотрона Лаборатории № 2. Диаметр полюсов этого ускорителя был всего 77 см.

И.В. Курчатов всегда придавал большое значение ускорительной технике. Пуск циклотрона Радиевого института, создание проекта циклотрона Физико-технического института, строительство двух циклотронов в Лаборатории № 2, создание синхроциклотрона в Дубне — во все эти работы решающий вклад внес Игорь Васильевич. По его инициативе была создана научно-техническая и про­изводственная база ускорительной техники в СССР.

Научный потенциал Советского Союза позволил к 1953 г. успешно закон­чить ключевые этапы атомных оборонных работ. К середине пятидесятых годов у нас освободились силы для новых исследований. Новое научное направление занимает теперь И.В. Курчатова — синтез и изучение трансурановых элементов. Как быть? Игорь Васильевич попросил меня сформулировать условия, при кото­рых работы по синтезу новых трансурановых элементов могли развиваться далее и при этом быстрее, чем у американцев.

Требовалось многое. Новый циклотрон, способный давать мощные пучки ускоренных до десятой доли скорости света ядер углерода, азота, неона. На­дежный плазменный источник многозарядных ионов с рекордной интенсивно­стью, в десятки раз превосходящей достигнутую в США. По нашим расчетам получалось: у такого циклотрона трехметровые полюса, а вес магнита более двух тысяч тонн! Были необходимы тяжелые трансурановые мишени: изотопы плутония с атомным весом 242, 244, тяжелые изотопы америция, кюрия, бе­риллия, калифорния. Нельзя было обойтись без новых конструкций мише­ней, способных выдержать громадные тепловые и радиационные нагрузки, без разделенных тяжелых изотопов неона, кислорода, бора. Не всем создание «фаб­рики» тяжелых ионов и новых элементов представлялось перспективным. Ко­нечно, теперь не создавались комиссии, которые должны были решить, стоит или нет развивать новое направление. Но отдельные «колючие» высказывания все же были. Однако в пятидесятые годы эти «ушаты холодной воды» нас в уныние уже не приводили. Мы верили в правильность взятого курса. Помнит­ся, например, такое авторитетное мнение: «Слияние быстрого тяжелого ядра-снаряда с ядром-мишенью — это все равно, что столкновение двух автомоби­лей. Попробуй, разберись в обломках. Лучше исследовать ядерные взаимодей­ствия нежными и легкими протонами, в крайнем случае, альфа-частицами». К счастью, Игорь Васильевич думал иначе. И действовал…

Вскоре Научно-ис­следовательский институт электрофизической аппаратуры получил задание раз­работать проект самого большого в мире циклотрона многозарядных ионов. Замечательный ученый и инженер И.Ф. Малышев возглавил конструкторские работы. В отделе Л.А. Арцимовича под руководством Б.Н. Макова начались работы по созданию совершенного источника многозарядных ионов. В Мелекессе (ныне Димитровград) строили атомный реактор с рекордной плотностью потока нейтронов — в его каналах за месяцы (вместо многих лет) будут накап­ливаться тяжелые изотопы — мишени для синтеза далеких трансуранов. В Гру­зии был создан институт, где получают изотопы, необходимые для эффектив­ной работы циклотрона многозарядных ионов…

7 февраля 1960 г. Игорь Васильевич Курчатов скончался. Всю свою сердеч­ную энергию он отдал Родине, народу. Его дело продолжалось: под руковод­ством А.П. Александрова строились новые атомные реакторы, атомные элект­ростанции, ледоколы, Л.А. Арцимович форсировал исследования процессов термоядерного синтеза, ученики И.В. Курчатова изучали строение атомного ядра, внедряли ядерные методы во многие отрасли промышленности.

Летом этого же года в Дубне, в Лаборатории ядерных реакций Объединен­ного института ядерных исследований, вошел в строй большой циклотрон мно­гозарядных ионов У-300. Интенсивность его пучков в несколько десятков раз превосходила интенсивность лучших ускорителей мира. С пуском этой машины возникло новое направление исследований — физика тяжелых ионов.

Мощные пучки тяжелых ионов ускорителя У-300 дали возможность физи­кам социалистических стран синтезировать необычные атомные ядра, открыть новые виды распада атомного ядра: изомеры формы, протонную радиоактив­ность, запаздывающее деление. Особенно много нового эти исследования вне­сли в понимание механизма деления атомного ядра, процесса, изучению кото­рого так много сил отдал молодой Курчатов.

Но главной задачей оставался синтез новых трансурановых элементов. Имен­но этой проблеме отдавался приоритет.

Первыми значительными работами по синтезу на пучках нового циклотрона стали открытия ядер 102-го и 103-го элементов. Американские физики раньше нас опубликовали сведения о ядерных свойствах этих элементов и претендовали на приоритет. Дубненские исследования показали, что за океаном поторопи­лись. Данные, полученные в Лаборатории ядерных реакций, не оставляли со­мнений: в США распада атомов 102-го и 103-го элементов не наблюдали, заре­гистрированные акты — результат необычных ядерных реакций, происходящих на материале мишеней и на примесях свинца.

Перед нами на очередь встала главная задача — изучение свойств атомных ядер и атомов элемента 104, несомненно, самая актуальная проблема физики и химии трансуранов. Уже в самом начале работ наш коллектив задумал назвать 104-й именем И.В. Курчатова. Последнее обстоятельство наложило самые вы­сокие требования к тщательности проведения исследований и к их надежности.

Когда я познакомился с первыми данными о спонтанном делении элемента 104, то понял, что открылась долгожданная возможность изучения его химичес­ких свойств. Ведь время жизни 104-го, измеренное нами, в 10 000 раз превосхо­дило предсказанное на Западе теоретиками. Химические исследования нового элемента включали и цель, и средства. Цель — проверка актиноидной гипотезы. Средство — проверка «физического» эксперимента вторым, независимым спосо­бом. Так всегда, когда была возможность, поступал И.В. Курчатов. Получение экспериментальных данных двумя независимыми способами — одна из основных особенностей его научного стиля.

Настал момент после многих месяцев напряженной работы, когда данных было уже достаточно, чтобы сказать: есть 104-й, аналог гафния! Так историчес­ки сложилось, что первооткрыватели новых химических элементов сами, как родители новорожденным, дают имя — иногда в честь своей страны, иногда в честь великого человека, чтобы оставить о нем память. С 1964 г. в 104-й клетке таблицы Менделеева стоит символ Ки в честь Игоря Васильевича Курчатова.

Источник: Курчатов в жизни:письма, документы, воспоминания (из личного архива)/Автор составитель Р.В. Кузнецова. — М.:РНЦ «Курчатовский институт», 2007. с. 471 -476. Тираж 200 экз.