Опережая время

...Был холодный метельный вечер. И хотя наступил март, весны не чувствовалось, зима как будто становилась еще лютее. Снег белой пеленой залепил окна в комнате, где лежал с воспалением легких Игорь Васильевич.

В начале 1942 года вернулся он в Казань с объятого огнем боев Черного моря, где в портах готовил корабли к схваткам с врагом. Тут его и подстерегла болезнь, особенно опасная при его слабых легких.

В тот вечер к Курчатову пришел Абрам Федорович Иоффе, только что приехавший из Москвы. Вошел он густо запорошенный снегом. Раздевшись и отдав супруге Курчатова Марине Дмитриевне привезенные из столицы лекарства, академик с доброй улыбкой на усталом лице поздоровался с Игорем Васильевичем, присел на табурет у кровати. Внимательно оглядев больного, с грустью заметил, как он сильно изменился, белизну кожи лица оттеняла густая черная борода. После паузы Иоффе сказал со скрытым намеком:

- А болеть-то вам никак нельзя! Курчатов ответил непривычно тихим голосом:

- Как говорится, ничто человеческое...

- А вам придется скоро сделать нечто необычное,- опять с многозначительной интонацией продолжал Иоффе.

Курчатов понял: произошло что-то важное, о чем академик хочет поговорить с глазу на глаз. Марина Дмитриевна тоже почувствовала это. Она вытерла полотенцем пот со лба мужа, поправила подушку, одеяло и сказала:

- Я пойду приготовлю чай.

И тихо, незаметно, как это она всегда умела делать, удалилась.

Придвинувшись ближе к постели и понизив голос, Абрам Федорович рассказал о вызове И. В: Сталиным в Москву его и академика В. И. Вернадского, о состоявшемся там разговоре. Им вдвоем пришлось отвечать на прямой вопрос Председателя Государственного Комитета Обороны о том, могут ли гитлеровцы изготовить урановую бомбу. Потребовалось также высказать свое мнение, почему на Западе прекратили открытые публикации по урану. Выяснилось, что сигнал об этом подал в ЦК партии с фронта помощник Курчатова по ленинградским исследованиям младший техник-лейтенант Георгий Николаевич Флеров.

- Флеров,- повторил задумчиво Игорь Васильевич.- Он и мне писал в Севастополь, что зря прекратили атомные исследования.

- Вот-вот,- подтвердил Иоффе, продолжая рассказывать, о чем шла речь дальше на даче И. В. Сталина. Верховный Главнокомандующий возмутился тем, что младший лейтенант на фронте смог почувствовать опасность для страны, а они, академики, нет.

Разумеется, ни Иоффе, ни Вернадский не знали, какие именно работы велись по урану учеными Германии, США и Англии. Но не отрицали вероятности таких исследований. На вопрос И. В. Сталина о возможных затратах на создание нового сверхоружия академики сказали, что они могут быть не меньше стоимости второй такой же тяжелой войны. Кроме того, в этом грандиозном деле много неопределенности. Несмотря на столь неутешительные ответы, они поняли, что готовится решение по урановой проблеме в СССР.

Иоффе замолчал. Стало слышно, как тикают ходики да швыряет снегом в стекла ветер.

- До войны,- сказал Игорь Васильевич,- я, отвечая на вопросы участников семинаров по ядерной физике, говорил, что создать атомную бомбу все равно, что построить второй Волховстрой. Теперь думаю, эта задача окажется намного объемнее.

- Я вам сказал еще не все,- после паузы продолжил Иоффе,- в качестве кандидата в научные руководители всего атомного дела в СССР мы назвали Сталину вас. Вот почему я и сказал, что потребуется сделать нечто необычайное.

Курчатов повернулся к свету. Словно молния осветила его черные блестящие глаза. На болезненном лице в этот миг одни они отражали присущую ему неукротимую волю, азарт, энергию.

- Ясно,- задумчиво проговорил Курчатов.

С дымящимися чашками горячего чая вошла в комнату Марина Дмитриевна. Она уже забеспокоилась о своем больном: как бы долгий разговор не вызвал ухудшения в его состоянии.

- От горячего чая сейчас не отказываются,- шутливо заметил Иоффе и подсел к столу. Во всем облике внешне бодрого, но сильно уставшего академика Курчатов видел, как нелегко ему достались первый год войны, эвакуация института, организация в Казани научной работы. Видные ученые выходили по ночам на разгрузку дров. Питание было скудное. Задания для фронта давались очень срочные и очень ответственные.

Допив чай, Иоффе заторопился:

- Надо еще в лабораториях побывать.- И, прощаясь, добавил: - Поправляйтесь, пожалуйста, поскорее. Дела не ждут.

Марина Дмитриевна, проводив гостя, стала кормить Игоря Васильевича. И в эту минуту тихо вошел Борис. С возрастом он стал больше походить на старшего брата. Но черты его лица, отражая характер, сохраняли мягкость, спокойствие. Поздоровавшись, он устало опустился на стул. Хозяйка, продолжая кормить больного, предложила Борису Васильевичу чаю. Тот придвинул к себе чашку и начал пить, пристально вглядываясь в лицо брата и пытаясь определить его самочувствие.

- Ты сегодня поел уже лучше,- с радостью заметила Марина Дмитриевна.- Значит, кризис позади, пошло на поправку.

Она собрала на поднос посуду и понесла на кухню. Игорь Васильевич подозвал брата и скороговоркой предупредил его:

- Знаешь, то, чем мы занимались в Ленинграде, теперь, видимо, будет развертываться вовсю.- И, чувствуя, что брат понял, какая на него ляжет ответственность, перешел на свой обычный шутливый тон: - Вот и начнешь тут лучше есть...

Ночь прошла неспокойно. Больной метался в жару. Жена и брат не отходили от постели. К утру Игорю Васильевичу стало немного легче. Борис Васильевич отправился к себе. Он жил отдельно в маленькой комнате. А Марина Дмитриевна прикорнула тут же на топчане, готовая в любую минуту прийти на помощь больному.

Проснувшись, Игорь Васильевич вспомнил вчерашний разговор. Ответив А. Ф. Иоффе одним словом: "Ясно", он не имел в виду полную ясность решения атомной проблемы, а лишь давал понять, что уловил грандиозный смысл предстоящей работы.

Но целиком сосредоточить свои мысли на будущих делах он еще не мог. Впечатления от войны, от фронта не только не угасали в памяти, но, казалось, становились все острее и сильнее. Ему виделись и во сне и наяву смятые огнем катера, идущие в смертельную атаку матросы, доставленные на берег раненые и люди, снятые с потонувших транспортов.

...Болел Курчатов долго. Только в апреле врач разрешил ему выйти на работу. Пока не было решения по урановой проблеме, он стал руководить лабораторией брони Физико-технического института. Возглавлявший ее В. Л. Куприенко умер от тифа. Игорь Васильевич, как всегда, поразительно быстро вошел в курс дела, установил связи с представителями военных организаций. Через несколько месяцев он собрал широкое совещание с участием фронтовиков и вел его так, как будто всю жизнь только и занимался броней. В результате удалось быстро завершить работы по более безопасному размещению и защите топливных баков на самолете, созданию брони с фигурной формой поверхности. Ее разработкой в лаборатории занимались Л. И. Русинов, Л. Я. Суворов, Л. М. Шестопалов.

"Результаты полигонных испытаний,- отмечала специальная комиссия,- снарядами и пулями брони с решетчатым экранированием показали, что при правильном выборе параметров достигается значительный выигрыш в весе при той же бронестойкости".

По инициативе И. В. Курчатова были обоснованы рекомендации для защитных сооружений на поле боя, усилению бронирования малых кораблей.

И все-таки Игорь Васильевич считал, что сделано очень мало. Он так писал одному из друзей в июне 1942 года: "...болел воспалением легких, гриппом, неладно было с сердцем и полностью оправился лишь в апреле. Сейчас много работаю, но результаты еще слабые, так как опять занялся новой областью. Попутно с работой у Александрова заведую сейчас лабораторией Куприенко... Он зимой умер от сыпного тифа, и нужно было заменить умершего товарища".

Когда началась битва за Сталинград, Курчатов снова стал проситься на фронт, но ему отказали. С грустью писал он товарищу в августе 1942 года: "Я согласен, что легче работается в прифронтовой полосе и собирался поехать с группой, которая вчера вылетела в Сталинград. Но меня не взяли как человека не очень крепкого здоровья".

В середине августа в Казани у Игоря Васильевича произошла приятная и радостная встреча со своим ближайшим сотрудником по ядерным исследованиям в Ленинграде - Георгием Николаевичем Флеровым. Это он будоражил Академию наук своими письмами о необходимости возобновить работы по урану.

- Вы знаете,- возбужденно рассказывал Георгий Николаевич Курчатову,- когда меня призвали в армию и послали на авиационные курсы, я поначалу считал, что так и надо, но потом понял, что произошла серьезная ошибка. Нельзя было прекращать атомные исследования. Писал письма друзьям, в частности Игорю Панасюку, помните такого? Пришел к нам в тридцать девятом году в физтех студентом. Понимал я, раскинуты мы по всему фронту, но нужно ядерщикам снова вернуться в институт. Писал им письма тогда, когда немцы стояли под Москвой, а сам я не уходил с аэродрома, обеспечивая боевые вылеты. Но ни тяжелые бои, ни фронтовые трудности не могли выбить из моей головы мысль об уране. Письма возымели действие, и меня отозвали с фронта, и вот я здесь.

24 августа Флеров сообщил Панасюку: "Наконец-то пишу тебе из Казани. Приехал сюда несколько дней тому назад. Начинаю работу, правда, не в том масштабе, как я писал тебе из Москвы... Постановления... достаточно авторитетных организаций о начале работ еще нет... Виделся с Игорем Васильевичем. Работа в основном будет разворачиваться по тому же направлению, как до войны".

Флеров здесь имел в виду то, чем занимался Игорь Васильевич начиная с тридцатых годов. Он уже тогда бесповоротно поверил в великие возможности зарождавшейся ядерной физики. Его нисколько не смутило то, что ядерные исследования на первых порах приходилось проводить в очень сложных условиях. Мало того что аппаратура для них не выпускалась промышленностью, надо было подчас доказывать необходимость подобных опытов вообще.

Трижды Герой Социалистического Труда.К. И. Щелкин вспоминал:

"Заниматься ядерной физикой в то время было нелегко. Некоторые консервативно настроенные лица считали ее наукой, "оторванной от жизни", "не приносящей пользы производству". А. Ф. Иоффе, как рассказывают, на время приезда различных обследователей иногда отсылал И. В. Курчатова из института и помалкивал об "оторванных от практики" работах. Мне самому приходилось слышать на собраниях нападки на ученых, "не желающих помогать производству" и занимающихся "никому не нужной" ядерной физикой. К счастью, такие суждения не разделялись Коммунистической партией, Советским правительством, и в нашей стране еще в тридцатых годах выросла сильная школа физиков".

Подтверждением того, что новая отрасль науки в нашей стране уверенно брала разбег, явился успех Первой Всесоюзной конференции по атомному ядру, проходившей с 24 сентября по 1 октября 1933 года в Ленинграде. Председателем ее Оргкомитета был И. В. Курчатов, сумевший привлечь к участию в ней выдающихся специалистов по ядру многих стран мира и среди них Ф. Жолио-Кюри, Дирака, Перрена, Бека, Вайскопфа. От нашей страны выступали А. Ф. Иоффе, Д. В. Скобельцын, А. И. Лейпунский, Д. Д. Иваненко, И. В. Курчатов. Иностранные ученые осматривали лаборатории Физико-технического института и установки, сконструированные советскими физиками (И. В. Курчатовым и его сотрудниками) для бомбардировки ядра. Обсуждение насущных проблем не могло не принести пользы науке о ядре.

Мощным импульсом в жизни лаборатории И. В. Курчатова стало появление источников нейтронов, основанных на открытии Э. Ферми в области искусственной радиоактивности. Как только ученые узнали, что под действием альфа-частиц некоторые вещества, в частности бериллий, испускают нейтроны, они решили помещать альфа-активный газ эманацию радия (радон) вместе с порошком бериллия в герметически закрытую стеклянную ампулу. Альфа-частицы "выбивали" из бериллия нейтроны, которыми можно было бомбардировать любую мишень.

Игорь Васильевич с энтузиазмом использовал новую возможность изучения взаимодействия нейтронов с разными веществами. Часто можно было видеть, как он мчался по длинному коридору физтеха со скоростью участника стометрового забега с крохотным предметом в руке. Нужно было без задержки исследовать очередное короткоживущее ядро в только что облученной нейтронами мишени.

Курчатов проявлял столько энергии, что одного ЛФТИ ему было уже мало. Он ставил опыты в Радиевом институте, в Педагогическом имени М. Н. Покровского, куда его пригласили читать лекции по физике, а он, сверх того, развернул современнейшую лабораторию и в нее "поселил" нейтроны. Но со временем и пределов Ленинграда ему не стало хватать. Он часто выезжал в Харьков и экспериментировал там вместе с К. Д. Синельниковым и А. И. Лейпунским.

Размах и глубина исследований Курчатова не могли не принести плодов. Первый из них созрел в 1934 году, когда под руководством Игоря Васильевича был установлен фундаментальный факт разветвления ядерных реакций.

Произошло это при облучении алюминия нейтронами. Игорь Васильевич, его брат Борис Васильевич и Л. В. Мысовский, начавшие очередной опыт, знали, что в результате бомбардировки алюминий становится радиоактивным, причем период его полураспада составляет около 12 минут. Но, сверх того, Игорь Васильевич с удивлением отметил другое излучение с периодом полураспада 15 часов. А потом в облученном алюминии проявил себя и третий изотоп, живущий всего 2,3 минуты...

Игорь Васильевич был уверен, что новые радиоактивные ядра не могут сильно отличаться по своему заряду и массе от ядер алюминия, значит, это должны быть его соседи по таблице Менделеева - натрий, магний. Действительно, пользуясь химическими методами, он с помощниками убедился: обнаружен радиоактивный изотоп магния, а за ним - и натрия. Соответственно их периоды полураспада 2,3 минуты и 15 часов.

Под руководством Игоря Васильевича был выявлен и другой одноизотопный элемент фосфора, при облучении которого реакция разветвляется и образуются радиоактивные изотопы алюминия и кремния.

Но главные плоды исканий были еще впереди. Они обнаружились в 1935 году.

Неожиданное случается в жизни чаще, чем ожидаемое. Так получилось и у Курчатова во время опытов по облучению нейтронами брома, состоящего из. смеси двух изотопов. Поначалу все шло как обычно: реле счетчика щелкало, отсчитывая частицы, испускаемые облученным образцом. Были отмечены два радиоактивных ядра - и это было вполне закономерно: из двух устойчивых изотопов с массовыми числами 79 и 81 получались ядра с массовыми числами 80 и 82. Им и соответствовали два периода полураспада...

Наблюдения продолжались, и в лаборатории послышался "голос" еще одного радиоактивного ядра, которого быть не могло. Итак, в облученном броме оказались три ядра с периодами полураспада 18 минут, 4,4 часа и 34 часа.

Игорь Васильевич попросил брата приготовить все для химического анализа, как это было в случае с алюминием. Но теперь химический анализ показал определенно: никаких других элементов, кроме брома, в мишени нет.

- Вот так загадка! - удивленно произнес Русинов.

- Да, тут мы, кажется, ухватили птицу за хвост. Неясно какую, но ухватили,- пошутил Игорь Васильевич.

...О странном, возбуждающем интерес эксперименте узнал весь институт. А. Ф. Иоффе срочно созвал теоретиков и посоветовал им подумать, чем объяснить рождение у брома третьего, "незаконного", близнеца. Посоветовавшись, они предположили, что во всем виновата реакция нового типа, которая проходит без захвата нейтронов, а сопровождается выбрасыванием еще одного ядерного нейтрона.

Этот вывод Курчатов не принял. Он нашел настоящее объяснение: открыто совершенно новое явление, смысл которого состоит в том, что одно и то же количество протонов и нейтронов отнюдь не определяет всех свойств ядра. Могут быть ядра, совершенно одинаковые по числу этих частиц и по заряду, но разной структуры. Такие ядра назвали изомерами, а явление - ядерной изомерией. Облучение брома помогло установить, что бром с массовым числом 80 дает при взаимодействии с нейтронами два изотопа с периодами полураспада 18 минут и 4,4 часа.

На ближайшем институтском семинаре И. В. Курчатов и его ближайшие помощники были в центре внимания. Они рассказали о своих взглядах на процессы в ядрах-изомерах. А. Ф. Иоффе пожал каждому руку и горячо поздравил с открытием.

- Жаль,- сказал он,- что наши теоретики ничем не помогли экспериментаторам и им пришлось трудиться на два фронта: и выполнять сложнейшие опыты, и тут же истолковывать факты. Тем значительнее их успех!

Открытие ядерной изомерии, сделанное в лаборатории И. В. Курчатова, скоро стало известно всему научному миру. В краткой энциклопедии "Атомная энергия" эта работа И. В. Курчатова названа примером выдающегося открытия, непосредственно связанного с развернувшимся во всем мире изучением искусственной радиоактивности.

Плодотворным для И. В. Курчатова был 1935 год. Он опубликовал 17 оригинальных работ. Привлек к своим исследованиям многих ученых. Снова появился в его лаборатории Л. М. Неменов, окончательно "заболевший" ядерной физикой. В экспериментах, которые ставил Игорь Васильевич в разных институтах Ленинграда, принимали участие Л. В. Мысовский, Л. А. Арцимович, Г. Д. Латышев, А. В. Морозов...

Число людей, сотрудничавших с И. В. Курчатовым, непрерывно росло. Академик А. П. Александров справедливо писал, что создание "задела" на будущее, расширение фронта работ, привлечение новых сил - в этом стиль работы Игоря Васильевича. В новую область физики Курчатов входил, как в битву, собирая силы на главном направлении.

В том же 1935 году лаборатория И. В. Курчатова в ЛФТИ окончательно определила свою магистраль. Ею стали исследования реакций с нейтронами малых скоростей. Игорь Васильевич вслед за итальянским физиком Э. Ферми применил в своих опытах медленные нейтроны со скоростью около двух километров в секунду. Для этого между источником и мишенью он помещал парафин или воду.

Медленные нейтроны как бы оправдывали пословицу: тише едешь - дальше будешь. "Полученные с медленными нейтронами результаты настолько поразительны,- писал в те годы И. В. Курчатов,- что первое время казалось, будто мы имеем дело вовсе не с нейтронами, а с какими-то новыми частицами... При малых скоростях нейтронов ядерные расщепления проходят с максимальной интенсивностью".

Курчатов настойчиво облучал медленными нейтронами различные ядра. Вместе с харьковскими учеными он осуществил реакцию расщепления лития. Из опытов стало ясно, что поглощение ядром лития нейтронов приводит к образованию ядра сверхтяжелого изотопа водорода- трития, имеющего массовое число 3, и альфа-частицы. Эта реакция занимает важное место в современной ядерной физике.

Измерял Курчатов и сечения реакции столкновения нейтронов с ядром. Так тогда называли эффективное сечение атомного ядра (воображаемая площадь круга, в котором вероятен захват или рассеяние). Выражается эта величина в квадратных сантиметрах. Она зависит от вида реакции и скорости взаимодействующей частицы. Было установлено: эффективное сечение ядра тем больше, чем меньше скорость нейтрона, причем некоторые вещества захватывают нейтроны избирательно. Особенно сильный захват нейтронов ядром назвали резонансным.

Все эти результаты опытов, в том числе и резонансное поглощение нейтронов, И. В. Курчатов описал в своей работе "Расщепление ядер нейтронами", изданной в 1936 году. Но честь открытия резонансного поглощения принадлежит все-таки не ему.

"Я припоминаю драматическую ситуацию,- рассказывал академик А. И. Алиханов,- которая возникла в связи с обнаружением резонансного поглощения нейтронов. Явление заключалось в резком возрастании поглощения нейтронов в веществе в определенной, узко ограниченной, области скоростей нейтронов. В этой работе участвовал и Л. А. Арцимович. Он взял на себя роль "адвоката дьявола". Он упорно настаивал, что их опыты еще не доказывают с полной уверенностью существования резонансного поглощения нейтронов. Мы стали невольными свидетелями этих споров между Л. А. Арцимовичем и И. В. Курчатовым, так как хорошо слышали их голоса через стену.

Обычно спор кончался на том, что "противники" приходили к соглашению: провести еще один, решающий, опыт. И так было несколько раз, пока, наконец, не появилась статья Э. Ферми и его сотрудников, в которой сообщалось о существовании резонансного поглощения нейтронов".

В публикации Ферми рассказывалось о том, к чему И. В. Курчатов пришел самостоятельно. Точно так же по программе, намеченной им самим, Игорь Васильевич изучал рассеяние нейтронов различными веществами, измерял сечения рассеяния. К экспериментам по рассеянию нейтронов он привлекал ученых Радиевого и двух физико-технических институтов (Ленинградского и Украинского). Уже тогда состоялось его близкое знакомство с такими важными для атомной техники веществами, как кадмий, вода, свинец. Он уже точно знал их сечения за-хвата и рассеяния нейтронов и предвидел их применение для защиты, замедления и остановки реакций.

Анализируя ослабление пучка нейтронов в свинце и воде, Игорь Васильевич говорил об "упругих" и "неупругих" соударениях. Сейчас это называют упругим и неупругим рассеянием нейтронов. Это очень существенные явления. Например, на упругом рассеянии нейтронов зиждется замедление их в современных реакторах. А Курчатов изучал эти явления еще в 1935 году. Вот откуда берет исток отечественная нейтронная физика.

Все большее число людей благодаря энергии Игоря Васильевича приобщалось к этой науке. В Педагогическом институте имени М. Н. Покровского, где он основал ядерную лабораторию, будущие педагоги ставили опыты "с участием" нейтронов. Среди наиболее заядлых ядерщиков был В. Г. Лушковский, впоследствии декан математического факультета Педагогического института. Он с восхищением вспоминает о деятельности И. В. Курчатова в пединституте, об уважении и любви к нему преподавателей и студентов. Показательно, что в стенгазете, в которой дела институтские комментировались стихами А. С. Пушкина, под портретом И. В. Курчатова - слова из "Бориса Годунова": "Шестой уж год я царствую спокойно..."

В специальном приказе по институту в 1936 году говорилось: "Курчатова И. В., профессора кафедры физики, за эффективное высококвалифицированное руководство научно-исследовательскими работами по физике, большую добросовестность и умение поставить дело, за участие в повышении научной квалификации преподавателей... премировать 300 рублями".

В 1937 году Игорь Васильевич был утвержден в должности заведующего кафедрой экспериментальной физики Педагогического института. Он узнал об этом, находясь в Москве на Второй Всесоюзной конференции по изучению атомного ядра. "Известия" в день ее открытия писали: "Медленное накопление фактов сменилось бурной атакой на атомное ядро..." В газете были отмечены "интереснейшие опыты по расщеплению ядра, произведенные И. В. Курчатовым и его сотрудниками. Эти опыты привели к новым выводам и расширили наши знания о ядре".

В работе конференции участвовали 150 наших научных работников, а также такие видные иностранные физики, как Пайерлс, Вильяме (Англия), Паули (Швейцария), Оже (Франция). Во вступительном слове академик И. М. Губкин, в частности, сказал: "Президиум Академии наук выражает уверенность, что настоящая конференция, которая рассмотрит крупнейшие теоретические вопросы, приблизит человечество и к решению проблемы практического использования внутриядерной энергии".

Это прозорливое заявление И. М. Губкина пришлось по душе И. В. Курчатову. Порадовало его и сообщение о том, что количество научных работников, занятых проблемой атомного ядра, в СССР по сравнению с 1933 годом увеличилось в пять раз. С удовлетворением слушал Игорь Васильевич доклад своего друга К. Д. Синельникова об "электронной" пушке, благодаря которой удалось измерить энергию электронов, наблюдать процессы в бомбардируемом ядре.

Доклад самого И. В. Курчатова состоялся 25 сентября 1937 года. Он был посвящен взаимодействию нейтронов с веществом. Начал выступление Игорь Васильевич словами, в которых четко обозначилась роль реакций взаимодействия нейтронов с ядрами и содержался намек на процесс деления тяжелых ядер: "Явления, связанные с взаимодействием нейтронов с ядрами, имеют очень большое значение для современных представлений о строении ядра. В частности, закономерности, установленные при захвате медленных нейтронов, дают нам наиболее детальные сведения об энергетических уровнях тяжелых ядер".

С глубоким знанием дела Игорь Васильевич рассказывал о замедлении нейтронов в водородсодержащих соединениях, о сечениях рассеяния и захвата нейтронов ядрами разных веществ, о селективном поглощении нейтронов. В качестве примера он сообщил о резонансном эффекте, который наблюдал совместно с Арцимовичем и Мысовским у пары веществ серебро - родий и с Щепкиным у серебра и йода.

Много интересных данных привел И. В. Курчатов о всех известных тогда видах взаимодействия нейтронов с ядрами. В заключение прозвучал его призыв о необходимости использования новых средств бомбардировки: "...в ближайшее время, когда экспериментаторы будут располагать более мощным потоком нейтронов, будут получать и более точные данные, которые позволят многое узнать о строении ядра".

После конференции опыты по нейтронной физике в пединституте продолжались с возросшей интенсивностью. Но неверно было бы думать, что Курчатов целиком погрузился в научные заботы. В свободные дни он оставался таким же непоседой, как и прежде: ездил с женой за город в Токсово, Разлив. Во время отпуска ходил на лодках до озера Селигер. Отдых в движении - это было его девизом и в Гаспре, где он поправлял здоровье по настоянию врачей. В письме к жене он сообщал: "Был уже в двух больших поездках: 1) в Симеиз, в Институт физики моря; 2) в Крымский заповедник". Дальние походы дополнялись спортом. И через десяток дней он сообщал в Ленинград: "Мое здоровье настолько поправилось, что завтра начинаю получать душ Шарко, в результате которого из меня образуется вполне элегантный молодой человек, как заверил доктор".

...Когда Марина Дмитриевна уехала в гости к брату в Харьков, то неожиданно получила от Игоря Васильевича письмо, в котором он сообщал, что увлекся автолюбительством: "Сегодня первый раз ездил на автомобиле. Пока получается неважно. Ездил во дворе, смял бочку из-под бензина. Несколько раз был близко от деревьев. Хорошо, что ездили на первой скорости".

Поездки, походы на лодках, автоувлечения - обо всем этом писал Игорь Васильевич своей жене.

А в науке он по-прежнему неизменно держал скорость намного выше "первой", опережая свое время. В протоколе объединенного заседания деканатов Института имени Покровского от 11 июля 1938 года говорилось:

"Слушали:

Предложение дирекции института о выставлении кандидатуры доктора физико-математических наук Курчатова И. В. к избранию в действительные члены Академии наук СССР.

Постановили:

Учитывая, что Курчатов И. В. является, крупным советским ученым, научно-исследовательская работа которого не только получила широкое применение в технике, но и свидетельствует о новых исканиях его в наиболее трудных областях современной физики, о новых путях, прокладываемых им в исследовательской работе молодой советской научной мысли,- выставить от Ленинградского государственного педагогического института имени М. Н. Покровского кандидатуру доктора Курчатова И. В. в действительные члены Академии наук СССР".

Игорь Васильевич не был избран тогда в академики. Однако сам факт выдвижения говорит об общественном признании его научных заслуг.

С годами черты ученого-общественника выступали в нем все ярче. "За время с 1925 года несколько раз избирался членом бюро секции научных работников, был членом областного бюро СНР, членом месткома",- отмечал Игорь Васильевич в биографии. В характеристике, данной педагогическим институтом, подчеркивалось: "В общественной жизни института профессор Курчатов принимал деятельное участие. Он читал доклады для учителей Ленинграда, оканчивающих вузы студентов и т. п. От общественных поручений профессор Курчатов никогда не отказывался, выполнял их всегда добросовестно, точно и охотно".

В 1939 году он был избран в Ленинградский городской Совет. Сохранилась личная карточка депутата Ленсовета И. В. Курчатова, баллотировавшегося по 158-му избирательному округу.

С гордостью получил он мандат депутата Совета города Ленина. Игорь Васильевич в предвоенном Ленинграде с честью выполнял обязанности народного избранника.

"Я имел счастливую возможность,- вспоминал научный сотрудник ЛФТИ М. М. Бредов,- познакомиться и с другой стороной деятельности Игоря Васильевича... Игорь Васильевич был депутатом Ленсовета. Я состоял в его депутатском активе и часто выполнял его поручения по расследованию различных вопросов, поднимавшихся избирателями. Я помню до сих пор то впечатление, которое произвела на меня эта деятельность Игоря Васильевича. Терпение, внимание, доброжелательность к людям и чувство ответственности уже в те годы выделяли его как большого общественного деятеля".

С 1939 года все мировые центры исследований и ученые, работавшие в области ядерной физики, подошли к тому рубежу, когда особенно важно было правильно оценить накопленные факты, наметить для своих стран пути, наиболее верно ведущие к заманчивой цели - покорению энергии ядра. И. В. Курчатов и его соратники по ядерным исследованиям ни в чем не отстали от зарубежных специалистов, а во многом даже опередили развитие атомной науки в других странах.

Игорь Васильевич планомерно продвигал вперед весь фронт ядерных исследований. Он регулярно выступал в физтехе с обзорами событий в ядерной физике. С 1939 года он сделал упор на деление тяжелых ядер. Все, что происходило с 1934 года, когда Э. Ферми с сотрудниками при облучении урана нейтронами получил нестабильные вещества, испускавшие бета-частицы, всесторонне анализировалось в выступлениях Курчатова. Переворот в его планах произвело открытие немецких ученых О. Гана и Ф. Штрассмана, которые совместно с физиком австрийкой Л. Мейтнер вернулись к реакции в уране, чтобы на опыте проверить выводы Ферми. Они поддержали его идею образования трансурановых элементов, но обнаружить эти элементы среди получающихся в результате реакции веществ им не удалось.

Попытались внести ясность в вопрос о продуктах деления Ирен Кюри и П. Савич, работавшие во Франции. Они предположили, что в облученном уране образуется торий. Но вскоре Ган и Штрассман доказали, что такое предположение ошибочно, и объявили в печати, что среди продуктов реакции ими обнаружен барий и лантан, почти вдвое более легкие элементы, чем уран. Это крупнейшее событие взволновало ученых разных стран, в том числе и И. В. Курчатова.

На очередном семинаре не сходили с уст массовые числа элементов, участвующих в реакции деления: урана - 238, лантана - 138 и позднее выявленных: стронция - 87, иттрия - 88. Механизм реакции выглядел как деление ядра урана на две части под действием нейтрона.

Дальнейшие рассуждения Игоря Васильевича привели аудиторию в необычайное возбуждение. Сумма масс любой пары легких ядер, образовавшихся1 при делении урана в опытах Гана и Штрассмана, оказалась меньше массы ядра урана.

- Выходит,- Игорь Васильевич повысил голос,- деление должно сопровождаться высвобождением большого количества энергии. Основная ее часть - кинетическая энергия осколков. Они способны вырываться за пределы урана, облученного нейтронами. Как видно из опытов, обладая высокой скоростью и проходя через газ, они создают много пар ионов. По интенсивности ионизации судят об энергии деления ядра. Цифра, безусловно, будет необычайно большой...

Долго не расходились участники этого семинара. Возникло множество предложений и планов. Игорь Васильевич, прозорливо и реалистично оценивая новые области ядерных реакций деления, сразу же вынес на обсуждение и результаты подсчета количества высвобожденной энергии при делении ядра урана, выполненного О. Фришем и Л. Мейтнер в Копенгагене. Эти ученые назвали цифру порядка 200*10⁶ электронвольт. Она подтверждалась и теми прикидками, которые делали наши ученые. Получалось, что килограмм делящегося вещества в ходе реакции деления способен дать около 23 миллионов киловатт-часов энергии, что в несколько миллионов раз больше теплотворной способности обычного топлива!

Среди сотрудников И. В. Курчатова особое увлечение реакциями деления в уране проявлял Г. Н. Флеров, начавший работать в лаборатории в 1936 году еще студентом Политехнического института. Защитив под руководством Курчатова дипломный проект о взаимодействии ядер с нейтронами разных скоростей, он загорелся идеей осуществить реакцию деления в уране. Горячим энтузиастом этой идеи стал и опытный Л. И. Русинов. Когда выяснилось, что в процессе деления ядер вылетают вторичные нейтроны, Курчатов и поручил Флерову с Русиновым определить, сколько их приходится на один акт деления. От ответа на этот вопрос зависело, быть или не быть цепному процессу в уране. Первые же измерения Флерова и Русинова дали обнадеживающий ответ: на каждый акт деления приходится больше одного вторичного нейтрона. Значит, процесс деления может нарастать! Это был очень важный исходный пункт в становлении советской атомной науки.

Сразу возникла дерзкая мысль: что если взять кусок урана и облучить нейтронами - не пойдет ли в нем дальше процесс деления сам собой? Скупили в фотомагазинах Ленинграда весь запас азотнокислой соли урана - кристаллов желтоватого цвета. Б. В. Курчатов определил его состав, посоветовал прокалить в печке. Сначала на воздухе, потом в атмосфере светильного газа. После каления толкли в ступке, прессовали в кубики. Из кубиков выложили сферу. Такую же сферу сделали из окиси свинца - для сравнения. Если при облучении сфер нейтронами появится разница в отсчете частиц хотя бы на 4%, значит, реакция в уране пошла.

Но... этого не случилось. В дальнейшем они убедились, что и не могло случиться. Аналогичный опыт был поставлен в США, и тоже, конечно, закончился ничем.

Такие бесперспективные с современной точки зрения попытки объясняются тем, что ученые тогда еще не знали особенностей поведения трех изотопов урана (уран - 238, уран - 235 и уран - 234) при взаимодействии с нейтронами. Игорь Васильевич включил в свой план в качестве неотложной задачи исследование того, как делятся изотопы урана, под действием нейтронов каких энергий. Самый распространенный изотоп 238 он поручил изучить Г. Н. Флерову и молодому ядерщику К. А. Петржаку, который работал в Радиевом институте с 1934 года. Он, так же как и Флеров, защищал дипломный проект под руководством И. В. Курчатова. И хотя Флеров и Петржак числились в разных институтах, они стали неразлучными.

Для того чтобы определить порог деления нейтронами изотопа урана с массовым числом 238, они применили чувствительную ионизационную камеру, построенную Г. Н. Флеровым вместе с Т. Н. Никитинской. Работала камера так. Под действием влетавшей частицы инертный газ, наполнявший камеру, ионизировался, между электродами возникал импульс напряжения, который усиливался и подводился к реле. Подобные камеры регистрировали лишь тяжелые частицы.

Флеров и Петржак поместили в ионизационную камеру пластины, покрытые слоем окиси урана. Соединяли камеру с усилителем. Если внутрь влетали альфа-частицы, камера на них не реагировала. Осколки ядер урана вызывали гораздо большие по величине импульсы, чем альфа-частицы, "отпирали" входную лампу, и импульсы регистрировались механическим реле.

В отличие от зарубежных физиков, также ставивших подобные опыты, Флеров и Петржак по совету И. В. Курчатова приняли самые энергичные меры к повышению чувствительности метода. Прежде всего насколько можно увеличили рабочую поверхность окиси урана. Вместо обычных двух они взяли пятнадцать пластин общей площадью 1000 квадратных сантиметров. Пластины расположили слоями на расстоянии три миллиметра друг от друга, на каждый квадратный сантиметр их площади приходилось 10-20 миллиграммов окиси урана.

Усовершенствовали они и радиотехническую схему опыта. Улучшили ее способность выделять нужный сигнал, увеличили коэффициент усиления. В итоге чувствительность их камеры получилась в 30-40 раз большей, чем у всех, кто ставил тогда подобные эксперименты.

Чтобы посторонние шумы не влияли на измерения, усилитель установили на демпфере - двойном круге резины и специальной плите. Но все же он реагировал, например, на прохождение трамвая. Тогда решили измерения проводить ночью, когда на улицах затихало движение.

Уже в первую ночь их ждала ошеломляющая новость. Еще они и источник нейтронов не подносили к урану-238, а их чувствительная камера фиксировала осколки деления ядер. Примерно шесть раз в час. Было от чего всполошиться! Несмотря на позднее время, решили звонить Игорю Васильевичу:

- Все идет шиворот-навыворот,- докладывал Флеров,- откуда-то взялся фон... Работа срывается...

- Не было бы счастья, да несчастье помогло,- неожиданно возразил Курчатов,- продолжайте наблюдения.

Утром Игорь Васильевич пришел в лабораторию. Флеров и Петржак и не пытались скрыть нетерпения: этот фон сорвет-таки измерения. Но Курчатов их не слушал, он посмотрел записи результатов наблюдений и, отдавая листок, взволнованно сказал, что если действительно осколки урана вылетают, то это открытие, причем такое, какое редко случается в жизни. И теперь единственное, что нужно, так это доказать, что фиксируются именно осколки, а не что-нибудь другое. В ученической тетрадке Игорь Васильевич записал целую программу доказательств, как говорят, от противного. Она включала проверку, что это не прием внешних колебаний усилителем, не наложение импульсов от отдельных альфа-частиц, не результат образования областей газового усиления в камере и появления случайных разрядов на поверхности окиси урана.

Выполняя опыт за опытом, Флеров и Петржак отсеивали одно предположение за другим. Наблюдения оказались утомительными. Реле давало лишь шесть отсчетов в час. Работали ночью без сна и отдыха. Но когда неожиданно импульсы совсем пропали, то те долгие ночи, когда они их отмечали, вспоминались им как самые радостные в жизни. Что бы они теперь ни предпринимали, камера не оживала. Оба помрачнели, осунулись. Игорь Васильевич их не тревожил расспросами, помог проверить схему и приборы. Прошли долгие две недели. И на этот раз оправдалась поговорка, часто звучавшая в лаборатории Курчатова: "Без муки нет науки".

Начало одного разговора натолкнуло на разгадку причины случившегося. Петржак сказал: "Когда мы перевозили аппаратуру из Радиевого в физтех..." И тут же запнулся. Присутствовавший здесь Игорь Васильевич и они оба поняли: надо проверить пластины камеры, которые были покрыты слоем окиси урана. При тряске он мог осыпаться. Проверили: так оно и было.

Пластины заново покрыли окисью урана. Включили приборы. И улыбки впервые заиграли на их лицах. Появились импульсы!

- Сомнений нет! - воскликнул Петржак.- Самопроизвольное деление в уране есть!

- Не спешите с выводами,- посоветовал, уходя, Курчатов.- А вот это временное молчание приборов без окиси урана на пластинах надо зафиксировать. Повторите его.

Еще пять часов просидели ученые в ожидании, с пустыми пластинами, но к радости своей ни одного импульса не отметили.

Отпало предположение о возможности наложения импульсов от альфа-частиц, не оказалось в камере областей газового усиления. Каждый опыт повторяли с тремя различными камерами. А потом вдобавок применили камеру еще большей чувствительности. Площадь пластин с окисью урана возросла в шесть раз. Число импульсов в час достигло тридцати.

К этому времени осталось проверить, не вызывают ли деление урана космические лучи. Игорь Васильевич посоветовал провести опыты под землей, например, на одной из станций Московского метрополитена. Наркомат путей сообщения разрешил опыт, для него выбрали станцию "Динамо". Там, на глубине 50 метров, где интенсивность космического излучения ниже, чем на поверхности земли, не менее чем в 40 раз, наблюдались такие же результаты, как и в Ленинграде. Только после этого Курчатов разрешил поставить точку и сказать: открыто спонтанное (самопроизвольное) деление ядер урана.

С тех пор в историю науки золотыми буквами вписано: 1939 год. Г. Н. Флеров, К. А. Петржак - самопроизвольное деление урана.

Флеров и Петржак в первом же сообщении о сделанном ими открытии отметили: "Мы приносим искреннюю благодарность за руководство работой профессору И. В. Курчатову, наметившему все основные контрольные эксперименты и принимавшему самое непосредственное участие в обсуждении результатов исследований".

"А с чего загорелся сыр-бор, не забыли?" - спросил их как-то Курчатов. Соавторы открытия в один голос обещали непременно измерить порог энергии нейтронов, с которого начинается деление ядер урана - 238. Порог деления оказался довольно высоким - свыше миллиона электронвольт. Значит, только особо быстрые нейтроны могут "расшевелить" инертный изотоп, которого в естественном уране намного больше других - 99,3%. Гораздо перспективнее выглядел уран-235 - его ядра делились тепловыми нейтронами. В лаборатории И. В. Курчатова тщательно изучались свойства всех изотопов урана. Л. И. Русинов определил число вторичных нейтронов на акт деления для каждого из них. Аспирантка Т. Н. Никитинская проверила возможность самоподдерживающейся реакции в уране - 238 на быстрых нейтронах. Игорь Васильевич так резюмировал ее опыт: "При помощи ионизационной камеры с урановыми электродами в качестве детектора нейтронов с энергией, большей 1 - 1,5*10⁶ электронвольт... показано, что цепная реакция на быстрых нейтронах на изотопе уран-238 невозможна".

Опираясь на открытия и факты, Игорь Васильевич все ближе подходил к всестороннему пониманию цепного процесса в уране-235. Нейтрон, сталкиваясь с ядром урана, вызывает деление, при этом вылетают три новых нейтрона. Пусть один из них будет поглощен примесями или вылетит за пределы данного объема урана и лишь два других вызовут акты деления. Все равно появятся шесть нейтронов, из которых уже четыре вызовут деление, и т. д. Так развивается цепь. Если ее не ограничивать, подчеркивал он на семинарах, произойдет гигантский взрыв. Если же не допускать возрастания числа нейтронов в единицу времени выше определенной величины, реакция будет протекать спокойно, она будет управляемой. То, что Курчатов уже тогда отчетливо видел обе возможности цепного процесса в уране - взрывного и управляемого, было весьма важно для последующего успешного овладения атомной энергией в СССР.

Лаборатории ЛФТИ, Радиевого и Педагогического институтов, занимавшиеся реакциями деления тяжелых ядер, пополнялись выпускниками ленинградских вузов. В физтех, в частности, поступил И. Панасюк, студент Политехнического института. Потом он ушел на фронт (началась советско-финляндская война). Когда вернулся, окончил институт и стал научным сотрудником. По заданию Курчатова он внес ясность в вопрос о самопроизвольном делении ядер тория, показал, что длительность жизни ядра тория по отношению к делению не меньше 2*10¹⁹ лет.

Вместе с И. В. Курчатовым и Г. Н. Флеровым И. С. Панасюк ездил на совещание по физике атомного ядра в Харьков в 1939 году. Там наши ученые подробно обсуждали проблему деления тяжелых ядер и связанный с нею вопрос о возможности осуществления цепной ядерной реакции.

На конференции в 1940 году в Москве этот вопрос стал самым актуальным. Ему было посвящено заседание 23 ноября 1940 года. "Известия" писали 24 ноября: "В связи с этой реакцией появилась надежда практически использовать внутриядерную энергию..."

Да, 23 ноября 1940 года следует считать историческим днем в судьбе атомной науки в нашей стране. В своем основополагающем докладе И. В. Курчатов подвел черту под ядерной физикой доделительного периода, которая рассматривалась некоторыми как отвлеченная область, далекая от жизни и техники. Он указал путь к колоссальному техническому прогрессу, таящемуся в только что открытом явлении деления ядер урана.

Игорь Васильевич отметил, что за год, прошедший после совещания в Харькове, "был продвинут вопрос о границах и сечениях деления... С определенностью установлено, что тепловые нейтроны производят деление только урана-235".

Докладчик рассказал о сечениях деления урана-238 и тория-232, о природе осколков, образующихся при делении ядер. Известные факты он дополнял новыми данными. Сообщив о вылете двух-трех нейтронов при делении ядра, Игорь Васильевич обратил внимание на задержку испускания некоторой доли нейтронов. Значение этого явления стало ясно позже.

Говоря о самоподдерживающейся ядерной реакции, Курчатов утверждал, что она реальна и жизненна. Развивая эту мысль, он обосновал возможность осуществления цепной реакции в системе вода - уран, обогащенный делящимся изотопом уран-235. Вместе с тем он выдвинул вопрос о пригодности гелия, углерода, кислорода в качестве замедляющих сред. А ведь углерод - это тот же графит. С его участием была осуществлена первая цепная ядерная реакция.

И. В. Курчатов утверждал реальность систем с тяжелой водой в качестве замедлителя и обычным необогащенным ураном. И здесь ученый предупреждал, что нет легкого пути: "В этой системе удается избежать разделения изотопов урана, но вместо этого возникает необходимость разделения изотопов водорода в больших количествах, так что реализация опыта и в этом случае сопряжена с большими практическими трудностями".

И еще одно место в докладе И. В. Курчатова можно смело назвать историческим. Это вывод о системе чистого урана и цепной реакции на быстрых нейтронах. Именно о нем академик А. П. Александров впоследствии писал в "Правде": "Накануне Великой Отечественной войны измерения И. В. Курчатова показали, что на чистом уране-235 цепная реакция должна происходить без замедлителя,- именно этот принцип позже был использован в ядерном оружии".

Ленинградские участники совещания по ядру Курчатов, Русинов, Флеров, Петржак, Хургин, Щепкин, Панасюк возвращались в приподнятом настроении. Воодушевленные горячей поддержкой аудитории, они считали, что Академия наук непременно развернет работы по атомной энергии.

Курчатов всю ночь не мог заснуть, Он лучше, чем кто-либо, понимал решительность момента, к которому подошла наша ядерная наука. Процесс накопления данных в небольших лабораториях завершился окончательно. Нужен всесоюзный масштаб. Чтобы иметь тонны урана, тонны тяжелой воды, надо строить рудники, заводы, небывалые предприятия. А все ли ясно? Может быть, рано категорически ставить вопрос,? "Нет, не рано, время пришло",- отвечал сам себе Курчатов. Вот уж поистине:

 В еще загадочных явлениях
 Издалека он разглядел
 Эпохи атомной рожденье,
 Размах ее безмерных дел. 

Приехав в Ленинград, Игорь Васильевич вместе с Ю. Б. Харитоном, Л. И. Русиновым, Г. Н. Флеровым составил докладную записку в Президиум Академии наук СССР, представлявшую собой план ядерных исследований в таких масштабах, которые бы гарантировали успех.

Этот прозорливый план овладения атомной энергией написан рукой Игоря Васильевича. В нем всесторонне проанализированы различные пути получения цепной ядерной реакции и намечены меры для ее реализации и выделения колоссальной энергии. В то же время в плане говорилось и о необычайных трудностях, которые предстоит преодолеть.

Все эти события в ядерной физике происходили в период, когда германский фашизм развязал вторую мировую войну и готовил нападение на Советский Союз.

К тому времени, спасаясь от фашистского мракобесия, в США эмигрировали великий физик-теоретик А. Эйнштейн, итальянские ядерщики Э. Ферми и Э. Сегре. Группа ученых, прибывших в США во главе с Л. Сциллардом, убедила А. Эйнштейна обратиться к президенту Ф. Рузвельту с разъяснением возможного военного значения деления урана и предложением развить эти исследования в обстановке секретности.

Вскоре в США начались тайные научные работы крупного масштаба в области военного применения атомной энергии.

Безусловно, в 1940 году советские физики хорошо понимали значение урановой проблемы, и ряд выполненных теоретических и экспериментальных ра0от позволил Н. Н. Семенову, И. В. Курчатову поставить вопрос перед правительством о военном значении исследований по делению урана и необходимости их быстрейшего развития, учитывая возможное стремление фашистской Германии создать ядерное оружие.

С началом войны над нашей Родиной нависла угроза фашистского порабощения. Военное положение страны требовало напряженной работы ученых непосредственно на нужды фронта.

Сотрудники ядерных лабораторий Физико-технического и Радиевого институтов уходили на фронт. К. А. Петржак был назначен в действующую армию начальником разведки зенитного полка. Г. Н. Флерова направили на курсы техников по спецоборудованию самолетов. Окончив их, он, как уже знает читатель, также отбыл на фронт. И. С. Панасюк был зачислен в подразделение, подчиненное главному рентгенологу Красной Армии.

Вылетел в Севастополь и рядовой запаса первой очереди электротехнических войск И. В. Курчатов.

Опустели лаборатории, безмолвствовали счетчики частиц и камеры, которыми так дорожили открыватели новых реакций. О них вспомнили только в 1942 году: Флеров по просьбе Курчатова написал письмо в Ленинград Панасюку, чтобы он подготовил лабораторию к вывозу.