Петр Асташенков - Курчатов

Игорь Васильевич жестом остановил их, попросил:

— Дайте-ка результаты наблюдений.

Он внимательно просмотрел зафиксированные отсчеты и, отдавая листок, как-то даже торжественно заговорил:

— Нужно бросить все и заниматься только этим фоном. Если самопроизвольно вылетают из урана осколки, если действительно они вылетают, то это, друзья, открытие.Такое у человека редко бывает в жизни. Все побоку — нет ничего сейчас для вас важнее!

Тут же в ученической тетрадке Игорь Васильевич своим убористым почерком на трех страницах перечислил, что могло вызвать фон. Если это было не деление урана, то какой другой посторонний процесс мог вызвать ложный эффект? Он выделил основное:

1. Прием внешних колебаний усилителем (чувствовала же схема прохождение трамвая!).

2. Наложение импульсов от отдельных альфа-частиц (одна не в силах вызвать срабатывание реле, а если происходит наложение импульсов?).

3. Наличие областей газового усиления в отдельных местах камеры.

4. Проявление случайных разрядов на поверхности окиси урана.

Выполняя эту программу доказательства от противного, Флеров и Петржак делали опыт за опытом. Постепенно отпадали одно предположение за другим.

Чтобы ослабить подозрение на воздействие посторонних частиц, решено было из радиевого института переехать в физико-технический, где излучений было явно меньше. Переехали, начали наблюдения.

Наблюдения были очень утомительными. Реле давало лишь шесть отсчетов в час. Сиди не отвлекайся, жди их... А вдруг все это фикция и никакого самопроизвольного деления урана нет и не было?

И вот как-то ночью реле замолчало. Импульсов нет и нет. Одну ночь, другую... Все «косточки» усилителя проверены, все исправно, а сигналов об осколках нет! Ребята помрачнели, осунулись. Игорь Васильевич заходил, ничего не спрашивал, чтобы не волновать и без того расстроенных исследователей. Заглядывал в дверь их комнаты глубокой ночью, сам видел, что ничего обнадеживающего у них пока нет. И так долгих две недели, пока Флеров и Петржак не добрались до пластин камеры, на которые был нанесен слой окиси урана. При тряске он нарушился и постепенно осыпался. Вот она, причина! Снова обмазали пластины, трясущимися от волнения руками включили приборы. Даже в те долгие ночи, кажется, меньше беспокоились, чем в эти несколько минут до первого импульса. Есть импульс! Теперь уже не оставалось никаких сомнений: самопроизвольное деление существует в уране!

Но они не хотели делать поспешных выводов. И, следуя программе Курчатова, продолжали доказательства от противного. Кстати, временное молчание приборов натолкнуло их на мысль зафиксировать, что с пластинами без окиси урана эффекта нет. Они еще пять часов просидели в ожидании с пустыми пластинами, но так ничего и не дождались. Значит, импульсы, записали они, «обусловлены наличием окиси урана на пластинах камеры, а не приемом внешних колебаний».

Чтобы отвергнуть предположение о возможности наложения импульсов от альфа-частиц, они ввели в камеру эманацию тория в таком количестве, которое давало бы интенсивное излучение альфа-частиц и вызывало бы ионизационный ток, вдвое больший, чем от альфа-частиц самого урана. Но это отнюдь не приводило к срабатыванию реле. Значит, регистрация случайного совпадения большого количества альфа-частиц была исключена.

Из этого же опыта Флеров и Петржак сделали вывод и о том, что в камере не было областей газового усиления. Активный осадок должен был равномерно распределяться по пластинам камеры. Будь такие области, добавление эманации тория привело бы к увеличению числа импульсов. А этого не произошло.

Чтобы еще убедительнее отвергнуть предположение об областях газового усиления, они увеличили напряжение с 360 до 600 вольт. Но и это не привело к заметному увеличению эффекта.

Решили покрыть слой окиси урана бронзовой фольгой. Это сразу вызвало уменьшение величины и числа спонтанных импульсов. Но нового ничего не получили.

Так шаг за шагом исключали исследователи элемент случайных влияний. Опыты проводили на трех различных камерах, чтобы не было сомнения, что сказываются особенности одной из них. Более того: Флеров и Петржак построили камеру с поистине гигантской чувствительностью, площадь пластин которой составляла не тысячу, а 6 тысяч квадратных сантиметров. Она дала в час 25—30 импульсов. Наблюдения с помощью этой камеры позволяли все увереннее предполагать: это — самопроизвольное деление ядер урана.

Правда, осталось еще одно обстоятельство, на которое маловеры, а их было немало, могли сослаться — это влияние космических лучей. Может, они-то, эти потоки частиц, приходящих из космоса, и вызывают деление ядер урана?

Посоветовавшись с Игорем Васильевичем, экспериментаторы решили просить разрешения провести опыты под землей, например на одной из станций Московского метрополитена. В Наркомате путей сообщения препятствовать проведению опыта не стали.

Для экспериментов в Москве была отведена станция «Динамо». Туда, на глубину в 50 метров, в кабинет начальника, на эскалаторах и на плечах научных сотрудников была доставлена аппаратура, весившая 3 тонны. И вот под землей, где интенсивность космического излучения была ниже, чем на поверхности, в 40 раз, были получены результаты, аналогичные тому, что наблюдались в Ленинграде, так сказать, на уровне моря.

Только теперь Курчатов сделал окончательный вывод: открыто спонтанное (самопроизвольное) деление ядер урана! Это мировое достижение нашей науки в самой тонкой, сложной и новой ее области.

И сейчас, где бы ни излагалась история атомной энергии, непременно как ее крупный этап указывается: 1939 год — Г. Н. Флеров, К. А. Петржак — самопроизвольное деление урана.

Когда же Г. Н. Флеров выступил с публичным сообщением о своем открытии, он от имени обоих авторов так сказал в адрес научного руководителя:

«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».

«Цепь возможна и жизненна»

Самой заветной, самой желанной целью в науке для Игоря Васильевича стала самоподдерживающаяся (цепная) реакция. Он коротко именовал ее «цепью». Выступая на семинарах, он не уставал повторять:

— Цепь возможна и жизненна.

Отысканием условий для нее занимались в физтехе, радиевом, педагогическом и, как мы увидим дальше, в институте химической физики. Л. И. Русинов определял количество нейтронов, вылетающих в результате акта деления каждого из изотопов урана. Уже было ясно, что тепловые нейтроны делят ядра только урана-235 и не делят ядра урана-238. Флеров и Петржак все-таки измерили порог энергии нейтронов, с которого они начинают делить ядра урана-238. Он оказался довольно высоким, этот порог — свыше одного мегаэлектрон-вольта. Значит, только быстрые нейтроны способны делить ядра изотопа, которого в естественном уране намного больше других, — 99,7 процента.