Страница:
В Казани, куда эвакуировали сотрудников Ленинградского физико-технического института, лаборатория Курчатова занималась проблемами танковой брони. Курчатов искренне считал, что совершенно непозволительно отвлекаться в годы войны на решение пусть и важных, но все-таки теоретических проблем, но вскоре сама судьба указала ему на неправомерность такого похода. Когда профессор С. В. Кафтанов, уполномоченный по науке Государственного комитета обороны, срочно вызвал в Москву академиков А. Ф. Иоффе, П. Л. Капицу и В. Г. Хлопина, чтобы выслушать их мнение о реальности создания никому неизвестного атомного оружия, они высказались за проект и рекомендовали Кафтанову поручить руководство Курчатову.
В 1943 году, в самый разгар войны, Курчатов организовал в Москве за Окружной железной дорогой, на краю бывшего Ходынского поля знаменитую Лабораторию № 2. Позже (в 1955 году) эта лаборатория была преобразована в Институт атомной энергии, директором которого Курчатов оставался до конца своих дней. В том же 1943 году Курчатова избрали в действительные члены Академии наук СССР.
«Мы были одни, – писал позже Курчатов. – Наши союзники в борьбе с фашизмом, англичане и американцы, которые в то время были впереди нас в научно-технических вопросах использования атомной энергии, вели свои работы в строжайших секретных условиях и ничем нам не помогли». Впрочем, на сетования, касающиеся того, что американцы, наверное, знают, больше, Курчатов обычно отвечал одинаково. Это, мол, даже хорошо, что мы ничего не знаем об исследованиях американцев. Скорее всего, они действительно здорово оторвались от нас. Ну и ладно. Знай мы, как далеко они оторвались, мы наверняка начали бы их догонять. А догоняя, не перегонишь.
«…Начался бурный организационный период, когда нужно было собирать людей, доставать помещения, оборудование, – вспоминал академик И. К. Кикоин о самых первых днях проекта. – Временно нам было предоставлено помещение в Пыжевском переулке и в Институте неорганической химии на Калужской улице. И снова Игоря Васильевича можно было видеть бегущим с облученными мишенями из одного конца коридора в другой. Казалось, мы снова в ЛФТИ. Наряду с этой работой Курчатов выполнял огромную организаторскую работу. Засиживались мы на Пыжевском до поздней ночи.
Однажды было сказано, что нужно готовить доклады о программе работ с указанием конечных сроков практического решения проблемы. Мы засели за составление такого доклада – каждый по своей части. И в один из вечеров предстали перед правительством. Докладывали тоже по своей части. И в каждом докладе содержался пункт, указывающий сроки получения практических результатов.
Как известно, эти сроки были выдержаны.
В это время Игорь Васильевич организовал работы не только по созданию института. Теоретики и экспериментаторы взаимно обучались основам будущей ядерной техники. Коллективно обсуждались основные проблемы, связанные с практической задачей, которая была поставлена. Все, особенно Курчатов, чувствовали огромную ответственность, возложенную на коллектив. Большое беспокойство вызывал вопрос, не обгонит ли нас фашистская Германия. Не было никакой уверенности, что Германия усиленно не занимается проблемой урана. Было ясно, что если в 1941 году все публикации, относящиеся к делению урана, вдруг прекратились, то все, в том числе и немцы, должны были понимать, что начались работы по использованию этого явления для важных целей. Нужно было принять во внимание и то, что в печати появился целый ряд статей с оценкой того действия, которое может вызвать цепная ядерная реакция, если она осуществится.
В лаборатории поначалу эксперименты осуществлялись в очень малом масштабе: не было места. Но теоретические и расчетно-оценочные работы велись с чрезвычайной интенсивностью. После наших докладов о перспективах решения проблемы процесс организации лаборатории резко ускорился. Довольно быстро было выделено новое помещение и приведено в порядок старое. К концу 1944 года мы уже имели достаточно приличные помещения для работы».
Для сооружения циклотрона решено было воспользоваться готовыми блоками того циклотрона, что был изготовлен в Физико-техническом институте еще до войны. В марте 1943 года в осажденный Ленинград отправились научные сотрудники Л. М. Неменов и П. Я. Глазунов. Они доставили два вагона различного оборудования. Им даже удалось переправить в Москву высокочастотный генератор, обеспечивающий ускорение частиц и крупные блоки циклотрона. Однако, электромагнит, который находился на заводе «Электросила», переправить в Москву не удалось: транспортировать махину, весящую 75 тонн, оказалось попросту невозможно.
В 1944 году в Москве заработал уникальный прибор.
Разогнанные в циклотроне дейтоны бомбардировали бериллиевую мишень, образовывая интенсивный пучок нейтронов. На пути пучка ставились исследуемые элементы, в первую очередь уран. Так были извлечены первые порции продукта взаимодействия урана-238 с нейтронами – плутония, что позволило разработать основы промышленной технологии его получения.
6 августа 1945 года американцы сбросили атомную бомбу на Хиросиму, а 9 августа на другой японский город – Нагасаки. В течение считанных секунд погибли сотни тысяч людей. Сразу стало понятно, что военное равновесие в мире грубо нарушено. Не удивительно, что работы над созданием атомной бомбы в СССР резко ускорились. Уже в декабре 1946 года был запущен первый советский уран-графитовый реактор, а 29 августа 1949 года на специальном Семипалатинском полигоне испытали, наконец, саму бомбу.
«…С центрального пульта пошли сигналы, – вспоминал один из участников испытаний (В. С. Комельков). – По сети связи донесся голос с пульта управления: „Минус тридцать минут“. Значит, включились приборы. „Минус десять минут“. Все идет нормально. Не сговариваясь, все вышли из домика и стали наблюдать. Сигналы доносились и сюда. Впереди нас сквозь разрывы низко стоящих туч были видны освещенные солнцем металлическая башня и цех сборки. Несмотря на многослойную облачность и ветер, пыли не было, ночью прошел небольшой дождь. От нас по полю катились волны колышущегося ковыля.
«Минус пять» минут, «минус три», «одна», «тридцать секунд», «десять», «две», «ноль»!
На верхушке башни вспыхнул непереносимо яркий свет.
На какое-то мгновение он ослаб и затем с новой силой стал быстро нарастать.
Белый огненный шар поглотил металлическую башню и цех и, быстро расширяясь, меняя цвет, устремился вверх. Базисная волна, сметая на своем пути постройки, каменные дома, машины, как вал, покатилась от центра, перемешивая камни, бревна, куски металла, пыль в одну хаотическую массу. Огненный шар, поднимаясь и вращаясь, становился оранжевым, красным. Потом появились темные прослойки. Вслед за ним (за огненным шаром), как в воронку, втягивались потоки пыли, обломки кирпичей и досок. Опережая огненный вихрь, ударная волна, попав в верхние слои атмосферы, прошла по нескольким уровням инверсии, и там, как в камере Вильсона, началась конденсация водяных паров. Сильный ветер ослабил звук, и он донесся до нас как грохот обвала. Над испытательным полем вырос серый столб из песка, пыли и тумана с куполообразной, клубящейся вершиной, пересеченной двумя ярусами облаков и слоями инверсий. Верхняя часть этой этажерки, достигая высоты 6–8 км, напоминала купол грозовых кучевых облаков. Атомный гриб сносился к югу, превращаясь в бесформенную рваную кучу облаков гигантского пожарища».
Как доложили наблюдатели, через десять минут проникшие почти в эпицентр взрыва, металлическая башня, на которой была установлена бомба, исчезла вместе с бетонным основанием – металл испарился. На месте, где раньше стояла башня, зияла огромная воронка. Желтая песчаная почва вокруг спеклась, остекленела и жутко хрустела под гусеницами танка. Говорят, что на центральном пульте Берия обнял и расцеловал Курчатова, сказав при этом: «Было б большое несчастье, если б не вышло!» Разумеется, Курчатов понял тайный смысл сказанного.
«Сообщение ушло в Москву прямо с ядерного полигона, – вспоминал присутствовавший на испытаниях инженер С. Л. Берия, сын всесильного руководителя НКВД, – а несколько позднее Сталин попросил отца пригласить к нему Игоря Васильевича Курчатова и его ближайших помощников, а также членов атомного комитета. Такое приглашение в те годы расценивалось посильнее, чем самый высокий орден. Ученые остались довольны приемом. Все получили колоссальное материальное вознаграждение, автомобили, для них были построены дома. Словом, труд атомщиков был оценен по достоинству. И это, заметьте, в условиях всеобщей послевоенной бедности. Сталин тогда сказал, что с большим удовольствием сделал бы все это и для всех остальных людей, работавших над атомным проектом, они это заслужили, но, к сожалению, пока такой возможности у страны нет».
Американцы испытали шок.
Они были твердо убеждены, что о создании атомного оружия в стране, только что перенесшей тяжелейшую войну, не может быть и речи.
Но в 1953 году в СССР испытали и первую термоядерную бомбу.
Картина, увиденная наблюдателями в эпицентре, оказалась знакомой: на месте металлической башни, на которой монтировалась бомба, находилась громадная воронка, почва превратилась в спекшуюся стекловидную массу – желтую, испещренную трещинами, покрытую оплавленными комками. Чем дальше от эпицентра, тем повреждений было меньше, но везде желтела эта страшная оплавленная корка, а еще дальше шла черная обугленная земля и, наконец, поля сохранившейся травы. В траве изумленные люди находили множество беспомощных птиц. Свет и грохот взрыва разбудил птиц, они взлетели, излучение спалило им крылья.
«…Когда Игорь Васильевич вернулся после этих испытаний в Москву, – вспоминал академик Александров, – я поразился каким-то его совершенно непривычным видом. Я спросил, что с ним, и он ответил: „Анатолиус! Это было такое ужасное, чудовищное зрелище! Нельзя допустить, чтобы это оружие начали применять“. Он глубоко переживал ужас, охвативший его, когда он осмыслил результат испытаний. Он стал рассуждать о запрете атомного оружия, о мирном использовании атомной энергии».
Впрочем, Курчатов прекрасно понимал, что создание советского атомного оружия имело огромный смысл. Мир не мог находиться долго в шатком равновесии. «…Согласно чрезвычайному военному плану Командования Стратегических Сил, утвержденному в октябре 1951 года, – писал американский исследователь Д. Холловэй, – стратегические воздушные операции планировалось начать через шесть дней после начала войны (то есть планируемого нападения Соединенных Штатов Америки на СССР). Предполагалось, что тяжелые бомбардировщики с базы в штате Мэн сбросят 20 бомб на регион Москва – Горький и вернутся в Англию; средние бомбардировщики с Лабрадора нанесут удар по району Ленинграда 12 бомбами и вернутся на британские базы; средние бомбардировщики с английских баз пролетят над побережьем Средиземного моря и, сбросив 52 бомбы на промышленные районы Поволжья и Донецкого бассейна, вернутся на ливийские и египетские аэродромы; средние бомбардировщики с Азорских островов сбросят 15 бомб в районе Кавказа и приземлятся в Саудовской Аравии. Бомбардировщики с Гуама доставят 15 бомб, предназначенных для Владивостока и Иркутска…»
Так что, не выполни в свое время Курчатов задачу, поставленную перед ним правительством, мир сейчас выглядел бы совсем иначе.
В 1954 году под руководством Курчатова была построена первая в мире промышленная атомная электростанция, а в 1958 году – крупнейшая установка для проведения исследований по осуществлению регулируемых термоядерных реакций. Так Курчатов начал работы, связанные с проблемой использования термоядерной энергии в мирных целях.
Как известно, природные запасы урана, используемого в атомных реакторах, достаточно ограничены, а вот запасы дейтерия, используемого как «топливо» для термоядерных реакций, огромны – ведь дейтерий входит в состав тяжелой волы, составляющей 1/6000 долю всей воды, имеющейся на земном шаре. При чудовищно высоких (солнечных) температурах легкие ядра, обладающие громадной кинетической энергией, способны преодолевать кулоновские силы отталкивания и сливаться в более тяжелые ядра. Такой процесс слияния сопровождается выделением огромной энергии.
Разумеется, для того, чтобы пошла термоядерная реакция, необходимо нагреть водород до температуры, при которой ядра способны вступать в термоядерную реакцию. Самое простое решение – нагреть водород электрическим током. Для этого в газе создают мощный электрический разряд, и при больших значениях силы тока он нагревается за счет джоулева тепла. При этом сам газ полностью ионизируется, превращаясь в плазму. При очень высоких температурах водородная плазма представляет собою особую «смесь» электронов и ядер, действительно способных вступать в термоядерную реакцию. Однако такая плазма неустойчива – при огромных токах, протекающих через разряд, одноименно заряженные слои высокотемпературной плазмы расталкиваются, попадая на стенки газоразрядной трубки и быстро охлаждаясь. Проблема «удержания» плазмы оказалась для исследователей одной из самых сложных проблем, но все-таки под руководством академиков Л. А. Арцимовича и М. А. Леонтовича в Институте атомной энергии была сконструирована мощная установка, в которой специальным образом подобранное и ориентированное магнитное поле позволяло удерживать высокотемпературную плазму. Так появился ТОКАМАК – «тороидальная камера в магнитном поле».
Разумеется, все эти работы были тщательно засекречены.
Курчатов не знал, на какой стадии находятся подобные работы в остальном мире, но «…он понял, – писал академик Кикоин, – что необходима серьезная систематическая работа в этой области и своевременно оценил целесообразность рассекречивания этих работ. Как известно, в 1956 году он в своем докладе в Англии изложил наши результаты по управляемому термоядерному синтезу. Помню, с какой тщательностью Курчатов готовил свой доклад: оттачивал каждую фразу, обсуждал, исправлял, переделывал. Доклад в Англии произвел сенсацию. Только после этого стало известно, что аналогичные работы велись и в США, и в Англии. С тех пор начался период международного сотрудничества в достижении управляемой термоядерной реакцией (служащей исключительно мирным целям). Личные интересы Курчатова также переместились в эту увлекательную область. В последние годы он сам руководил работами по термоядерному синтезу. Он привлек к ним многие научные учреждения, конструкторские организации, причем решил придать исследованиям отчетливую целенаправленность и даже настаивал, чтобы началось проектирование будущей термоядерной электростанции.
С самого начала организации Института атомной энергии Игоря Васильевича беспокоил вопрос, сумеем ли мы наладить работу так, как она была организована А. Ф. Иоффе в ЛФТИ, где в основе лежал беспредельный энтузиазм сотрудников. Все мы чувствовали себя ответственными перед Иоффе, авторитет которого был чрезвычайно высок. Это Курчатов понимал и хотел обеспечить такую же интенсивную работу у себя в институте. Он не раз высказывался в том духе, что нам придется надеяться не на личное обаяние руководителей, а на важность и грандиозность решаемой проблемы. В действительности же его личный авторитет был очень велик. Что касается обаяния, то ему тоже не надо было его занимать. Он сам в этом не был убежден, но когда ему на это указывали, ухмылялся и говорил: «Посмотрим». Опыт показал, что и личное обаяние Курчатова, и его большой научный авторитет, наряду с грандиозностью проблемы, которая была поручена институту, действительно обеспечили высокую интенсивность и производительность научного труда».
«…Занимаясь урановой проблемой, – вспоминал о Курчатове один из его учеников, – Игорь Васильевич жил на территории института. Вставал очень рано, с точностью до минуты входил в свой рабочий кабинет, из-за чего сотрудники называли его „человеком-точностью“. Все рабочее время было заранее расписано с предельной четкостью, каждой встрече отводилось определенное время и час, поэтому никто и никогда не сидел в приемной, ожидая вызова. Накануне делового разговора Курчатов или его секретарь предварительно спрашивали докладчика, сколько ему понадобится времени. Нужно было так все продумать, так изложить суть вопроса, чтобы обязательно уложиться в заданное им же время. Ни одной дополнительной минуты отведено не будет. По этому поводу Б. М. Гохберг, доктор физико-математических наук, рассказал: „Работал Курчатов очень плотно. Помню, был такой случай в 1954 году. Назначил мне Игорь Васильевич встречу. Я по очень уважительной причине опоздал на 5 минут. Он мне сказал: «Знаешь, Боря, на нашу встречу было отведено 30 минут, из них 5 минут ты уже украл. Осталось 25, постарайся со своим вопросом уложиться в этот срок“.
Утро, как правило, начиналось со звонков.
Курчатов разговаривал с дежурными на установках и требовал ответа о проведенных ночью опытах. Все знали, что он ждет лаконичных сообщений и готовились к ним. Но ответ должен был содержать не только конкретные результаты, но и личное отношение докладчика к полученным за ночь фактам. «Ну, атомный котел заработал», – говорили люди о Курчатове. Сами невольно подтягивались и включались в предложенный им ритм. В присутствии Игоря Васильевича считалось естественным работать, не считаясь со временем. Однажды ночью, по словам Е И. Забабахина, он громким голосом и стуком своей трости поднял их всех на ноги и велел срочно разобраться в некоторых неблагоприятных результатах измерений. Приказ выполнен был охотно, ошибка исправлена.
Даже время перелета на полигоны или переезда на дачу Курчатов использовал для работы. Он брал с собой кого-нибудь из сотрудников и обсуждал очередную проблему.
Вечером в его доме – «хижине лесника» – нередко до поздней ночи слышались голоса, звучала музыка, разгорались научные споры. В редкие часы отдыха вновь и вновь решались многочисленные задачи, большие и малые. Ни одного бесцельного часа, ни одной праздной минуты. День – это маленькая жизнь, любил говорить ученый. Такое отношение ко времени позволило Игорю Васильевичу выполнить колоссальную работу, которой хватило бы на несколько человеческих жизней».
К сожалению, последние годы жизни Курчатова были омрачены тяжелой болезнью. 7 февраля 1960 года Курчатов навестил отдыхающего в санатории академика Харитона. Они присели на садовую скамью, Харитон начал рассказывать о новых работах, потом задал какой-то вопрос Курчатову, но ответа не получил – сидя рядом с ним, Курчатов скоропостижно скончался.
Работы Курчатова были высоко оценены советским правительством.
Он – трижды Герой Социалистического труда (1949, 1951, 1954), лауреат Ленинской премии (1957), четырежды лауреат Государственной (1942, 1949, 1951, 1954). Именем Курчатова назван сто четвертый элемент периодической системы Менделеева – курчатовий.
Павел Алексеевич Черенков
В 1943 году, в самый разгар войны, Курчатов организовал в Москве за Окружной железной дорогой, на краю бывшего Ходынского поля знаменитую Лабораторию № 2. Позже (в 1955 году) эта лаборатория была преобразована в Институт атомной энергии, директором которого Курчатов оставался до конца своих дней. В том же 1943 году Курчатова избрали в действительные члены Академии наук СССР.
«Мы были одни, – писал позже Курчатов. – Наши союзники в борьбе с фашизмом, англичане и американцы, которые в то время были впереди нас в научно-технических вопросах использования атомной энергии, вели свои работы в строжайших секретных условиях и ничем нам не помогли». Впрочем, на сетования, касающиеся того, что американцы, наверное, знают, больше, Курчатов обычно отвечал одинаково. Это, мол, даже хорошо, что мы ничего не знаем об исследованиях американцев. Скорее всего, они действительно здорово оторвались от нас. Ну и ладно. Знай мы, как далеко они оторвались, мы наверняка начали бы их догонять. А догоняя, не перегонишь.
«…Начался бурный организационный период, когда нужно было собирать людей, доставать помещения, оборудование, – вспоминал академик И. К. Кикоин о самых первых днях проекта. – Временно нам было предоставлено помещение в Пыжевском переулке и в Институте неорганической химии на Калужской улице. И снова Игоря Васильевича можно было видеть бегущим с облученными мишенями из одного конца коридора в другой. Казалось, мы снова в ЛФТИ. Наряду с этой работой Курчатов выполнял огромную организаторскую работу. Засиживались мы на Пыжевском до поздней ночи.
Однажды было сказано, что нужно готовить доклады о программе работ с указанием конечных сроков практического решения проблемы. Мы засели за составление такого доклада – каждый по своей части. И в один из вечеров предстали перед правительством. Докладывали тоже по своей части. И в каждом докладе содержался пункт, указывающий сроки получения практических результатов.
Как известно, эти сроки были выдержаны.
В это время Игорь Васильевич организовал работы не только по созданию института. Теоретики и экспериментаторы взаимно обучались основам будущей ядерной техники. Коллективно обсуждались основные проблемы, связанные с практической задачей, которая была поставлена. Все, особенно Курчатов, чувствовали огромную ответственность, возложенную на коллектив. Большое беспокойство вызывал вопрос, не обгонит ли нас фашистская Германия. Не было никакой уверенности, что Германия усиленно не занимается проблемой урана. Было ясно, что если в 1941 году все публикации, относящиеся к делению урана, вдруг прекратились, то все, в том числе и немцы, должны были понимать, что начались работы по использованию этого явления для важных целей. Нужно было принять во внимание и то, что в печати появился целый ряд статей с оценкой того действия, которое может вызвать цепная ядерная реакция, если она осуществится.
В лаборатории поначалу эксперименты осуществлялись в очень малом масштабе: не было места. Но теоретические и расчетно-оценочные работы велись с чрезвычайной интенсивностью. После наших докладов о перспективах решения проблемы процесс организации лаборатории резко ускорился. Довольно быстро было выделено новое помещение и приведено в порядок старое. К концу 1944 года мы уже имели достаточно приличные помещения для работы».
Для сооружения циклотрона решено было воспользоваться готовыми блоками того циклотрона, что был изготовлен в Физико-техническом институте еще до войны. В марте 1943 года в осажденный Ленинград отправились научные сотрудники Л. М. Неменов и П. Я. Глазунов. Они доставили два вагона различного оборудования. Им даже удалось переправить в Москву высокочастотный генератор, обеспечивающий ускорение частиц и крупные блоки циклотрона. Однако, электромагнит, который находился на заводе «Электросила», переправить в Москву не удалось: транспортировать махину, весящую 75 тонн, оказалось попросту невозможно.
В 1944 году в Москве заработал уникальный прибор.
Разогнанные в циклотроне дейтоны бомбардировали бериллиевую мишень, образовывая интенсивный пучок нейтронов. На пути пучка ставились исследуемые элементы, в первую очередь уран. Так были извлечены первые порции продукта взаимодействия урана-238 с нейтронами – плутония, что позволило разработать основы промышленной технологии его получения.
6 августа 1945 года американцы сбросили атомную бомбу на Хиросиму, а 9 августа на другой японский город – Нагасаки. В течение считанных секунд погибли сотни тысяч людей. Сразу стало понятно, что военное равновесие в мире грубо нарушено. Не удивительно, что работы над созданием атомной бомбы в СССР резко ускорились. Уже в декабре 1946 года был запущен первый советский уран-графитовый реактор, а 29 августа 1949 года на специальном Семипалатинском полигоне испытали, наконец, саму бомбу.
«…С центрального пульта пошли сигналы, – вспоминал один из участников испытаний (В. С. Комельков). – По сети связи донесся голос с пульта управления: „Минус тридцать минут“. Значит, включились приборы. „Минус десять минут“. Все идет нормально. Не сговариваясь, все вышли из домика и стали наблюдать. Сигналы доносились и сюда. Впереди нас сквозь разрывы низко стоящих туч были видны освещенные солнцем металлическая башня и цех сборки. Несмотря на многослойную облачность и ветер, пыли не было, ночью прошел небольшой дождь. От нас по полю катились волны колышущегося ковыля.
«Минус пять» минут, «минус три», «одна», «тридцать секунд», «десять», «две», «ноль»!
На верхушке башни вспыхнул непереносимо яркий свет.
На какое-то мгновение он ослаб и затем с новой силой стал быстро нарастать.
Белый огненный шар поглотил металлическую башню и цех и, быстро расширяясь, меняя цвет, устремился вверх. Базисная волна, сметая на своем пути постройки, каменные дома, машины, как вал, покатилась от центра, перемешивая камни, бревна, куски металла, пыль в одну хаотическую массу. Огненный шар, поднимаясь и вращаясь, становился оранжевым, красным. Потом появились темные прослойки. Вслед за ним (за огненным шаром), как в воронку, втягивались потоки пыли, обломки кирпичей и досок. Опережая огненный вихрь, ударная волна, попав в верхние слои атмосферы, прошла по нескольким уровням инверсии, и там, как в камере Вильсона, началась конденсация водяных паров. Сильный ветер ослабил звук, и он донесся до нас как грохот обвала. Над испытательным полем вырос серый столб из песка, пыли и тумана с куполообразной, клубящейся вершиной, пересеченной двумя ярусами облаков и слоями инверсий. Верхняя часть этой этажерки, достигая высоты 6–8 км, напоминала купол грозовых кучевых облаков. Атомный гриб сносился к югу, превращаясь в бесформенную рваную кучу облаков гигантского пожарища».
Как доложили наблюдатели, через десять минут проникшие почти в эпицентр взрыва, металлическая башня, на которой была установлена бомба, исчезла вместе с бетонным основанием – металл испарился. На месте, где раньше стояла башня, зияла огромная воронка. Желтая песчаная почва вокруг спеклась, остекленела и жутко хрустела под гусеницами танка. Говорят, что на центральном пульте Берия обнял и расцеловал Курчатова, сказав при этом: «Было б большое несчастье, если б не вышло!» Разумеется, Курчатов понял тайный смысл сказанного.
«Сообщение ушло в Москву прямо с ядерного полигона, – вспоминал присутствовавший на испытаниях инженер С. Л. Берия, сын всесильного руководителя НКВД, – а несколько позднее Сталин попросил отца пригласить к нему Игоря Васильевича Курчатова и его ближайших помощников, а также членов атомного комитета. Такое приглашение в те годы расценивалось посильнее, чем самый высокий орден. Ученые остались довольны приемом. Все получили колоссальное материальное вознаграждение, автомобили, для них были построены дома. Словом, труд атомщиков был оценен по достоинству. И это, заметьте, в условиях всеобщей послевоенной бедности. Сталин тогда сказал, что с большим удовольствием сделал бы все это и для всех остальных людей, работавших над атомным проектом, они это заслужили, но, к сожалению, пока такой возможности у страны нет».
Американцы испытали шок.
Они были твердо убеждены, что о создании атомного оружия в стране, только что перенесшей тяжелейшую войну, не может быть и речи.
Но в 1953 году в СССР испытали и первую термоядерную бомбу.
Картина, увиденная наблюдателями в эпицентре, оказалась знакомой: на месте металлической башни, на которой монтировалась бомба, находилась громадная воронка, почва превратилась в спекшуюся стекловидную массу – желтую, испещренную трещинами, покрытую оплавленными комками. Чем дальше от эпицентра, тем повреждений было меньше, но везде желтела эта страшная оплавленная корка, а еще дальше шла черная обугленная земля и, наконец, поля сохранившейся травы. В траве изумленные люди находили множество беспомощных птиц. Свет и грохот взрыва разбудил птиц, они взлетели, излучение спалило им крылья.
«…Когда Игорь Васильевич вернулся после этих испытаний в Москву, – вспоминал академик Александров, – я поразился каким-то его совершенно непривычным видом. Я спросил, что с ним, и он ответил: „Анатолиус! Это было такое ужасное, чудовищное зрелище! Нельзя допустить, чтобы это оружие начали применять“. Он глубоко переживал ужас, охвативший его, когда он осмыслил результат испытаний. Он стал рассуждать о запрете атомного оружия, о мирном использовании атомной энергии».
Впрочем, Курчатов прекрасно понимал, что создание советского атомного оружия имело огромный смысл. Мир не мог находиться долго в шатком равновесии. «…Согласно чрезвычайному военному плану Командования Стратегических Сил, утвержденному в октябре 1951 года, – писал американский исследователь Д. Холловэй, – стратегические воздушные операции планировалось начать через шесть дней после начала войны (то есть планируемого нападения Соединенных Штатов Америки на СССР). Предполагалось, что тяжелые бомбардировщики с базы в штате Мэн сбросят 20 бомб на регион Москва – Горький и вернутся в Англию; средние бомбардировщики с Лабрадора нанесут удар по району Ленинграда 12 бомбами и вернутся на британские базы; средние бомбардировщики с английских баз пролетят над побережьем Средиземного моря и, сбросив 52 бомбы на промышленные районы Поволжья и Донецкого бассейна, вернутся на ливийские и египетские аэродромы; средние бомбардировщики с Азорских островов сбросят 15 бомб в районе Кавказа и приземлятся в Саудовской Аравии. Бомбардировщики с Гуама доставят 15 бомб, предназначенных для Владивостока и Иркутска…»
Так что, не выполни в свое время Курчатов задачу, поставленную перед ним правительством, мир сейчас выглядел бы совсем иначе.
В 1954 году под руководством Курчатова была построена первая в мире промышленная атомная электростанция, а в 1958 году – крупнейшая установка для проведения исследований по осуществлению регулируемых термоядерных реакций. Так Курчатов начал работы, связанные с проблемой использования термоядерной энергии в мирных целях.
Как известно, природные запасы урана, используемого в атомных реакторах, достаточно ограничены, а вот запасы дейтерия, используемого как «топливо» для термоядерных реакций, огромны – ведь дейтерий входит в состав тяжелой волы, составляющей 1/6000 долю всей воды, имеющейся на земном шаре. При чудовищно высоких (солнечных) температурах легкие ядра, обладающие громадной кинетической энергией, способны преодолевать кулоновские силы отталкивания и сливаться в более тяжелые ядра. Такой процесс слияния сопровождается выделением огромной энергии.
Разумеется, для того, чтобы пошла термоядерная реакция, необходимо нагреть водород до температуры, при которой ядра способны вступать в термоядерную реакцию. Самое простое решение – нагреть водород электрическим током. Для этого в газе создают мощный электрический разряд, и при больших значениях силы тока он нагревается за счет джоулева тепла. При этом сам газ полностью ионизируется, превращаясь в плазму. При очень высоких температурах водородная плазма представляет собою особую «смесь» электронов и ядер, действительно способных вступать в термоядерную реакцию. Однако такая плазма неустойчива – при огромных токах, протекающих через разряд, одноименно заряженные слои высокотемпературной плазмы расталкиваются, попадая на стенки газоразрядной трубки и быстро охлаждаясь. Проблема «удержания» плазмы оказалась для исследователей одной из самых сложных проблем, но все-таки под руководством академиков Л. А. Арцимовича и М. А. Леонтовича в Институте атомной энергии была сконструирована мощная установка, в которой специальным образом подобранное и ориентированное магнитное поле позволяло удерживать высокотемпературную плазму. Так появился ТОКАМАК – «тороидальная камера в магнитном поле».
Разумеется, все эти работы были тщательно засекречены.
Курчатов не знал, на какой стадии находятся подобные работы в остальном мире, но «…он понял, – писал академик Кикоин, – что необходима серьезная систематическая работа в этой области и своевременно оценил целесообразность рассекречивания этих работ. Как известно, в 1956 году он в своем докладе в Англии изложил наши результаты по управляемому термоядерному синтезу. Помню, с какой тщательностью Курчатов готовил свой доклад: оттачивал каждую фразу, обсуждал, исправлял, переделывал. Доклад в Англии произвел сенсацию. Только после этого стало известно, что аналогичные работы велись и в США, и в Англии. С тех пор начался период международного сотрудничества в достижении управляемой термоядерной реакцией (служащей исключительно мирным целям). Личные интересы Курчатова также переместились в эту увлекательную область. В последние годы он сам руководил работами по термоядерному синтезу. Он привлек к ним многие научные учреждения, конструкторские организации, причем решил придать исследованиям отчетливую целенаправленность и даже настаивал, чтобы началось проектирование будущей термоядерной электростанции.
С самого начала организации Института атомной энергии Игоря Васильевича беспокоил вопрос, сумеем ли мы наладить работу так, как она была организована А. Ф. Иоффе в ЛФТИ, где в основе лежал беспредельный энтузиазм сотрудников. Все мы чувствовали себя ответственными перед Иоффе, авторитет которого был чрезвычайно высок. Это Курчатов понимал и хотел обеспечить такую же интенсивную работу у себя в институте. Он не раз высказывался в том духе, что нам придется надеяться не на личное обаяние руководителей, а на важность и грандиозность решаемой проблемы. В действительности же его личный авторитет был очень велик. Что касается обаяния, то ему тоже не надо было его занимать. Он сам в этом не был убежден, но когда ему на это указывали, ухмылялся и говорил: «Посмотрим». Опыт показал, что и личное обаяние Курчатова, и его большой научный авторитет, наряду с грандиозностью проблемы, которая была поручена институту, действительно обеспечили высокую интенсивность и производительность научного труда».
«…Занимаясь урановой проблемой, – вспоминал о Курчатове один из его учеников, – Игорь Васильевич жил на территории института. Вставал очень рано, с точностью до минуты входил в свой рабочий кабинет, из-за чего сотрудники называли его „человеком-точностью“. Все рабочее время было заранее расписано с предельной четкостью, каждой встрече отводилось определенное время и час, поэтому никто и никогда не сидел в приемной, ожидая вызова. Накануне делового разговора Курчатов или его секретарь предварительно спрашивали докладчика, сколько ему понадобится времени. Нужно было так все продумать, так изложить суть вопроса, чтобы обязательно уложиться в заданное им же время. Ни одной дополнительной минуты отведено не будет. По этому поводу Б. М. Гохберг, доктор физико-математических наук, рассказал: „Работал Курчатов очень плотно. Помню, был такой случай в 1954 году. Назначил мне Игорь Васильевич встречу. Я по очень уважительной причине опоздал на 5 минут. Он мне сказал: «Знаешь, Боря, на нашу встречу было отведено 30 минут, из них 5 минут ты уже украл. Осталось 25, постарайся со своим вопросом уложиться в этот срок“.
Утро, как правило, начиналось со звонков.
Курчатов разговаривал с дежурными на установках и требовал ответа о проведенных ночью опытах. Все знали, что он ждет лаконичных сообщений и готовились к ним. Но ответ должен был содержать не только конкретные результаты, но и личное отношение докладчика к полученным за ночь фактам. «Ну, атомный котел заработал», – говорили люди о Курчатове. Сами невольно подтягивались и включались в предложенный им ритм. В присутствии Игоря Васильевича считалось естественным работать, не считаясь со временем. Однажды ночью, по словам Е И. Забабахина, он громким голосом и стуком своей трости поднял их всех на ноги и велел срочно разобраться в некоторых неблагоприятных результатах измерений. Приказ выполнен был охотно, ошибка исправлена.
Даже время перелета на полигоны или переезда на дачу Курчатов использовал для работы. Он брал с собой кого-нибудь из сотрудников и обсуждал очередную проблему.
Вечером в его доме – «хижине лесника» – нередко до поздней ночи слышались голоса, звучала музыка, разгорались научные споры. В редкие часы отдыха вновь и вновь решались многочисленные задачи, большие и малые. Ни одного бесцельного часа, ни одной праздной минуты. День – это маленькая жизнь, любил говорить ученый. Такое отношение ко времени позволило Игорю Васильевичу выполнить колоссальную работу, которой хватило бы на несколько человеческих жизней».
К сожалению, последние годы жизни Курчатова были омрачены тяжелой болезнью. 7 февраля 1960 года Курчатов навестил отдыхающего в санатории академика Харитона. Они присели на садовую скамью, Харитон начал рассказывать о новых работах, потом задал какой-то вопрос Курчатову, но ответа не получил – сидя рядом с ним, Курчатов скоропостижно скончался.
Работы Курчатова были высоко оценены советским правительством.
Он – трижды Герой Социалистического труда (1949, 1951, 1954), лауреат Ленинской премии (1957), четырежды лауреат Государственной (1942, 1949, 1951, 1954). Именем Курчатова назван сто четвертый элемент периодической системы Менделеева – курчатовий.
Павел Алексеевич Черенков
Физик.
Родился 15 июля 1904 года в селе Новая Чигла (под Воронежем).
В 1928 году окончил Воронежский университет.
С 1930 года начал работать в Москве – в Физическом институте Академии наук СССР. С 1948 года – профессор Московского энергетического, а с 1951 года – Московского инженерно-физического института. Основные работы Черенкова посвящены физической оптике, ядерной физике, физике космических лучей, ускорительной технике.
С 1932 года Черенков работал под руководством академика С. И. Вавилова. Именно он предложил Черенкову тему исследования – люминесценцию растворов урановых солей под действием гамма-лучей. Он же предложил и метод, который сам до того использовал неоднократно. Как ни странно, «метод гашения» Вавилов вычитал в старинном мемуаре физика Ф. Мари «Новые открытия, касающиеся света».
«…Метод требовал тщательной тренировки, длительного пребывания в полной темноте, – писал физик В. Карцев в своей превосходной книге о физиках. – Каждый рабочий день Черенкова начинался с того, что он прятался в темной комнате и сидел там в кромешной тьме, привыкая к этой обстановке. Лишь после длительной адаптации, продолжавшейся иной раз несколько часов, Черенков подходил к приборам и начинал измерения. Начав облучать гамма-источником соли урана, он довольно быстро обнаружил странное явление: таинственный свет. Нужно сказать, что он вовсе не был первым, кто заметил это свечение. Его уже наблюдали в лаборатории Жолио-Кюри и отнесли за счет люминесценции примесей, имеющихся в каждом, даже весьма чистом растворе.
Черенков призвал руководителя.
Привыкнув к темноте, Вавилов увидел, как ему показалось, конус слабого синего света. Но это свечение совсем не было похоже на то, которое можно было наблюдать в растворах под действием, например, ультрафиолетовых лучей. Это не было и тем свечением, которое обычно бывает за счет, как выражался Сергей Иванович, «дохлых бактерий», то есть следов люминесцирующих веществ. П. А. Черенков вспоминал: «Не останавливаясь на деталях этого открытия, я хотел бы сказать, что оно могло осуществиться только в такой научной школе, как школа С. И. Вавилова, где были изучены и определены основные признаки люминесценции и где были разработаны строгие критерии различения люминесценции от других видов излучения. Не случайно поэтому, что даже в такой крупнейшей школе физиков, как парижская, прошли мимо этого явления, приняв его за обычную люминесценцию. Я специально подчеркиваю это обстоятельство потому, что оно полнее и, как мне кажется, правильнее определяет ту выдающуюся роль, которую сыграл С. И. Вавилов в открытии нового эффекта».
Вавилов отверг люминесцентную природу свечения.
Во-первых, выяснилось, что оно направлено конусом вдоль оси гамма-излучения. Во-вторых, оно никак не укладывалось в те определения люминесценции, которые к тому времени были сформулированы Вавиловым. Ампулы с радием вызывали в растворе урановой соли свечение нового, неизвестного, типа. Интересней всего было то, что оно продолжалось и тогда, когда концентрация соли уменьшалась до совершенно гомеопатических доз. Более того, светилась чистая дистиллированная вода. При этом на интенсивность необычного свечения не оказывали влияния те вещества, которые обычно сильно гасили нормальную люминесценцию, такие, как йодистый калий и анилин. Спектральный состав свечения никак не зависел от состава жидкости.
Слухи о вновь обнаруженном свечении поползли по Москве и Ленинграду. И. М. Франк писал, что он очень хорошо помнит язвительные замечания по поводу того, что в ФИАНе занимаются изучением никому не нужного свечения неизвестно чего неизвестно где. «Не пробовали ли вы изучать в шляпе?» – ехидно спрашивали Черенкова незнакомые и знакомые физики.
Сообщение о новом открытии напечатали в «Докладах Академии наук СССР» в 1934 году.
Сообщений было, собственно, два.
Первое – об обнаружении явления – подписано П. А. Черенковым; Вавилов отказался от подписи, чтобы не осложнять Черенкову защиту его кандтидатской диссертации. Второе подписано Вавиловым – там дается описание эффекта и определенно указывается, что он никак не связан с люминесценцией, а вызывается свободными быстрыми электронами, образующимися при воздействии гамма-лучей на среду. Интересно, что Вавилов пишет о «синем» свечении. Это доказательство его богатой физической интуиции; цвет излучения в тех условиях обнаружить было невозможно.
Полностью эффект был объяснен лишь в 1937 году, когда два советских физика И. М. Франк и И. Е. Тамм разработали его теорию. Объяснение было совершенно необычным: действительно, как и утверждал Вавилов, это свечение вызывается электронами. Но не простыми, а такими, что движутся со скоростью, превышающей скорость света. Разумеется, речь идет о скорости распространения света в данной среде. Двигаясь быстрее этой скорости, электроны излучают электромагнитные волны. Возникает свечение Вавилова – Черенкова. Впоследствии, уже после войны (в 1958 году), и открыватели, и объяснители этого явления были удостоены Нобелевской премии. Нобелевскую премию получили П. А. Черенков, И. Е. Тамм и И. М. Франк. Вавилов к тому времени скончался, а Нобелевская премия, как известно, вручается только живым.
Докторскую диссертацию Черенков защитил все по тому же явлению. Одним из его оппонентов был академик Л. И. Мандельштам. Профессор С. М. Райский позже вспоминал: «Я сидел в столовой Мандельштамов, когда Леонид Исаакович закончил писать свой отзыв и вышел из кабинета. Он дал мне прочесть свой отзыв. Прочитав, я задал вопрос, почему в отзыве о диссертации П. А. Черенкова такое большое место занимает С. И. Вавилов? Леонид Исаакович ответил: „Роль Сергея Ивановича в открытии эффекта такова, что ее следует указывать всегда, когда идет речь об этом открытии“.
В 1947 году В. Л. Гинзбург теоретически показал, что с помощью явления Вавилова – Черенкова можно генерировать ультракороткие, миллиметровые и даже субмиллиметровые волны. Необычайно широкое применение приобрели счетчики Черенкова, принцип действия которых основан на регистрации атомных частиц за счет возникающего свечения. Этот тонкий метод исследования привел к блестящим открытиям нашего времени, в частности к открытию антипротона и антинейтрона – первых частиц антивещества, созданных на Земле.
В 1970 году Черенков был избран действительным членом Академии наук СССР.
Родился 15 июля 1904 года в селе Новая Чигла (под Воронежем).
В 1928 году окончил Воронежский университет.
С 1930 года начал работать в Москве – в Физическом институте Академии наук СССР. С 1948 года – профессор Московского энергетического, а с 1951 года – Московского инженерно-физического института. Основные работы Черенкова посвящены физической оптике, ядерной физике, физике космических лучей, ускорительной технике.
С 1932 года Черенков работал под руководством академика С. И. Вавилова. Именно он предложил Черенкову тему исследования – люминесценцию растворов урановых солей под действием гамма-лучей. Он же предложил и метод, который сам до того использовал неоднократно. Как ни странно, «метод гашения» Вавилов вычитал в старинном мемуаре физика Ф. Мари «Новые открытия, касающиеся света».
«…Метод требовал тщательной тренировки, длительного пребывания в полной темноте, – писал физик В. Карцев в своей превосходной книге о физиках. – Каждый рабочий день Черенкова начинался с того, что он прятался в темной комнате и сидел там в кромешной тьме, привыкая к этой обстановке. Лишь после длительной адаптации, продолжавшейся иной раз несколько часов, Черенков подходил к приборам и начинал измерения. Начав облучать гамма-источником соли урана, он довольно быстро обнаружил странное явление: таинственный свет. Нужно сказать, что он вовсе не был первым, кто заметил это свечение. Его уже наблюдали в лаборатории Жолио-Кюри и отнесли за счет люминесценции примесей, имеющихся в каждом, даже весьма чистом растворе.
Черенков призвал руководителя.
Привыкнув к темноте, Вавилов увидел, как ему показалось, конус слабого синего света. Но это свечение совсем не было похоже на то, которое можно было наблюдать в растворах под действием, например, ультрафиолетовых лучей. Это не было и тем свечением, которое обычно бывает за счет, как выражался Сергей Иванович, «дохлых бактерий», то есть следов люминесцирующих веществ. П. А. Черенков вспоминал: «Не останавливаясь на деталях этого открытия, я хотел бы сказать, что оно могло осуществиться только в такой научной школе, как школа С. И. Вавилова, где были изучены и определены основные признаки люминесценции и где были разработаны строгие критерии различения люминесценции от других видов излучения. Не случайно поэтому, что даже в такой крупнейшей школе физиков, как парижская, прошли мимо этого явления, приняв его за обычную люминесценцию. Я специально подчеркиваю это обстоятельство потому, что оно полнее и, как мне кажется, правильнее определяет ту выдающуюся роль, которую сыграл С. И. Вавилов в открытии нового эффекта».
Вавилов отверг люминесцентную природу свечения.
Во-первых, выяснилось, что оно направлено конусом вдоль оси гамма-излучения. Во-вторых, оно никак не укладывалось в те определения люминесценции, которые к тому времени были сформулированы Вавиловым. Ампулы с радием вызывали в растворе урановой соли свечение нового, неизвестного, типа. Интересней всего было то, что оно продолжалось и тогда, когда концентрация соли уменьшалась до совершенно гомеопатических доз. Более того, светилась чистая дистиллированная вода. При этом на интенсивность необычного свечения не оказывали влияния те вещества, которые обычно сильно гасили нормальную люминесценцию, такие, как йодистый калий и анилин. Спектральный состав свечения никак не зависел от состава жидкости.
Слухи о вновь обнаруженном свечении поползли по Москве и Ленинграду. И. М. Франк писал, что он очень хорошо помнит язвительные замечания по поводу того, что в ФИАНе занимаются изучением никому не нужного свечения неизвестно чего неизвестно где. «Не пробовали ли вы изучать в шляпе?» – ехидно спрашивали Черенкова незнакомые и знакомые физики.
Сообщение о новом открытии напечатали в «Докладах Академии наук СССР» в 1934 году.
Сообщений было, собственно, два.
Первое – об обнаружении явления – подписано П. А. Черенковым; Вавилов отказался от подписи, чтобы не осложнять Черенкову защиту его кандтидатской диссертации. Второе подписано Вавиловым – там дается описание эффекта и определенно указывается, что он никак не связан с люминесценцией, а вызывается свободными быстрыми электронами, образующимися при воздействии гамма-лучей на среду. Интересно, что Вавилов пишет о «синем» свечении. Это доказательство его богатой физической интуиции; цвет излучения в тех условиях обнаружить было невозможно.
Полностью эффект был объяснен лишь в 1937 году, когда два советских физика И. М. Франк и И. Е. Тамм разработали его теорию. Объяснение было совершенно необычным: действительно, как и утверждал Вавилов, это свечение вызывается электронами. Но не простыми, а такими, что движутся со скоростью, превышающей скорость света. Разумеется, речь идет о скорости распространения света в данной среде. Двигаясь быстрее этой скорости, электроны излучают электромагнитные волны. Возникает свечение Вавилова – Черенкова. Впоследствии, уже после войны (в 1958 году), и открыватели, и объяснители этого явления были удостоены Нобелевской премии. Нобелевскую премию получили П. А. Черенков, И. Е. Тамм и И. М. Франк. Вавилов к тому времени скончался, а Нобелевская премия, как известно, вручается только живым.
Докторскую диссертацию Черенков защитил все по тому же явлению. Одним из его оппонентов был академик Л. И. Мандельштам. Профессор С. М. Райский позже вспоминал: «Я сидел в столовой Мандельштамов, когда Леонид Исаакович закончил писать свой отзыв и вышел из кабинета. Он дал мне прочесть свой отзыв. Прочитав, я задал вопрос, почему в отзыве о диссертации П. А. Черенкова такое большое место занимает С. И. Вавилов? Леонид Исаакович ответил: „Роль Сергея Ивановича в открытии эффекта такова, что ее следует указывать всегда, когда идет речь об этом открытии“.
В 1947 году В. Л. Гинзбург теоретически показал, что с помощью явления Вавилова – Черенкова можно генерировать ультракороткие, миллиметровые и даже субмиллиметровые волны. Необычайно широкое применение приобрели счетчики Черенкова, принцип действия которых основан на регистрации атомных частиц за счет возникающего свечения. Этот тонкий метод исследования привел к блестящим открытиям нашего времени, в частности к открытию антипротона и антинейтрона – первых частиц антивещества, созданных на Земле.
В 1970 году Черенков был избран действительным членом Академии наук СССР.