Цепная реакция. Неизвестная история создания атомной бомбы - Олег Фейгин

Это вполне укладывается в прогноз выдающегося физика Ганса Бете, заявившего еще в 1946 году, что несколько стран, включая Россию, если бы захотели, создали бы А-бомбу за 5 лет. А Бете был главным теоретиком в секретном ядерном центре в Лос-Аламосе, лучше других знал, какие именно физико-инженерные задачи надо решить для создания А-бомбы, и понимал, что для этого не нужны гении, достаточно просто хороших физиков. В своем прогнозе 1946 года он прямо назвал Капицу, Ландау и Френкеля как возможных создателей советской А-бомбы.

Для историков науки, которые имеют представление о физике и технике, доводы Бете вполне убедительны, но для журналистов это – всего лишь мнение одного человека, да и в 4 раза лучшая советская бомба – лишь результат усовершенствования, а не самостоятельного изобретения. Кроме того, они чаще других повторяют, что история не знает сослагательного наклонения и что факты – упрямая вещь, имея в виду лишь один – действительно красноречивый – факт: разведка добыла полное описание уже проверенной в Нагасаки бомбы.

Г. Горелик. Парадоксы АБ, ВБ и ГБ

Американские ученые, изучая условия протекания цепной ядерной реакции, проводили свою работу главным образом с целью создания нового военного оружия. Поэтому работа урановых котлов развертывалась не для использования выделяемой в них атомной энергии, а лишь как средство получения сырья для атомной бомбы.

М. Корсунский. Атомное ядро

Военное использование ныне существующего оружия может привести к такому распространению радиоактивных веществ, которое станет причиной гибели целых народов. Эта смерть грозит нейтральным народам так же, как и воюющим.

Если между великими державами вспыхнет война, то кто может гарантировать, что она не превратится в смертельную схватку. Нация, которая осмелится развязать тотальную войну, приблизит свою собственную гибель и создаст угрозу всему миру.

Мы не скрываем, что сегодня сохранению мира способствует, очевидно, именно страх перед этим смертоносным оружием. Однако мы считаем самообманом веру правительств в то, что страх перед оружием поможет им длительное время избегать войны; слишком часто страх и напряженность порождали войну. Нам кажется самообманом также вера в то, что малые конфликты и в дальнейшем будут разрешаться при помощи традиционного оружия. При чрезвычайной опасности никакая нация не откажется от применения любого оружия, порожденного наукой и техникой…

Из Майнауского заявления лауреатов Нобелевской премии

Глава 4

Харьковская бомба

Вплоть до 1940 года ядерная физика была абсолютно «чистой» областью физики, представляющей огромный научный интерес, но, как тогда казалось, не имевшей никакого практического значения. Не далее как в 1937 году Резерфорд в своем письме, адресованном Британской ассоциации, утверждал, что получение ядерной энергии в более или менее значительных количествах, достаточных для практического использования, никогда не будет возможным. И, конечно, не этой задаче была подчинена деятельность знаменитой Кавендишской лаборатории…

Г. Месси. Новая эра в физике

Под руководством академика И. В. Курчатова были развернуты широкие исследования по созданию своего атомного оружия. Игорь Васильевич Курчатов, давний друг УФТИ и его директора академика Кирилла Дмитриевича Синельникова, высоко ценивший работы института, немедленно включил ФТИ АН УССР (УФТИ) в выполнение Атомного проекта СССР. В этом секретном проекте институт именовался Лабораторией № 1. Государство не жалело средств на развитие ядерной физики. Разумеется, прежде всего для создания оружия, но, к счастью, это способствовало развитию атомной энергетики и других сопутствующих направлений. Так физика по необходимости стала в то время «главной» наукой в СССР.

В. Толок. Физика и Харьков

Тридцать третий довоенный год вошел в историю науки не только спорами на последнем предвоенном VII всемирном Сольвеевском конгрессе вокруг открытия искусственной радиоактивности, но и амбициозным объявлением начала нового «Харьковского периода развития физики», который должен был сменить затянувшийся «Кембриджский период».

Все началось с теоретического семинара по актуальным проблемам атомной физики, который организовал весной 1932 года заведующий теоретическим отделом Украинского физико-технического института/УФТИ/Дмитрий Дмитриевич Иваненко. Самой важной темой докладов было обсуждение открытия новой элементарной частицы – нейтрона, сделанное кембриджским экспериментатором Чедвиком. Эта необычная микрочастица по массе была почти равна протону, но не имела электрического заряда.

Вот тут-то Иваненко и предположил в своем выступлении, что именно нейтрон является недостающим звеном в модели атомного ядра. Харьковский теоретик прямо доказывал, что радиоактивность тяжелых ядер связана не только с их неустойчивостью, но и сложностью. Это подтверждали потоки протонов, электронов, альфа-частиц и гамма-лучей, сопровождавшие процессы радиоактивного распада. Однако все попытки построить ядро из протонов, электронов и альфа-частиц неизменно заканчивались неудачами. В модели Иваненко атомное ядро состояло всего из двух компонент – протонов и нейтронов, а вылетающие из ядра электроны и гамма-лучи возникали как продукты неизвестных ядерных реакций.

Иваненко оппонировал австро-немецкий физик-теоретик Виктор Фредерик Вайскопф, которому модель протонно-нейтронного ядра поначалу показалась совершенно необоснованной. Несмотря на массу возражений Иваненко все же опубликовал краткую статью в престижном журнале Nature. Через полтора года на первой Всесоюзной конференции по ядерной физике, проходившей в конце сентября в Ленинграде, Вайскопф был вынужден публично признать правоту харьковского физика, поскольку уже никто не сомневался в правильности протонно-нейтронной модели ядра. К тому же ее не только поддержал, но и развил сам Вернер Гейзенберг, так что многие западные физики стали эту модель считать вообще теорией Гейзенберга.

К сожалению, политика все настойчиво вмешивалась в жизнь международного научного сообщества, и после прихода нацистов к власти Гейзенберг не смог принять приглашение на конференцию, проходившую в Советском Союзе. Не приехали также Бор, Чедвик и Резерфорд, которые готовились к VII Всемирному Сольвеевскому конгрессу, а Ферми находился в лекционном туре по американским университетам.

Исследования Иваненко позволили объяснить «азотную катастрофу», сформулированную итальянцем Разетти. Дело в том, что ядро азота считалось состоящим из нечетного числа элементарных частиц, включая 7 электронов и 14 протонов, а эксперименты римских физиков доказали, что ядра атомов азота ведут себя как содержащие четное число частиц. Протонно-нейтронная модель Иваненко предполагала, что всего в ядре азота должно быть именно четное количество ядерных частиц – 14 нуклонов.

Этим же летом новый руководитель теоретического отдела Харьковского физтеха Лев Давидович Ландау, которого все знакомые называли исключительно Дау, на очередном общеинститутском коллоквиуме подвел итоги еще одной «паритетной истории», до сих пор не имеющей однозначной интерпретации. Тут надо вспомнить, что УФТИ в то время был одним из немногих научных центров, где целенаправленно развивалась экспериментальная и теоретическая ядерная физика. В этом была большая заслуга тогдашнего директора УФТИ А. И. Лейпунского, который уделял очень много внимания развитию экспериментальной базы, широко применяя свой опыт и знания, полученные во время предыдущей работы в Ленинградском физтехе при разработке высоковольтных трансформаторов. Подобная техника широко применялась именно в экспериментальных атомных исследованиях, о чем их главный исполнитель Кирилл Дмитриевич Синельников прекрасно знал, проведя два года на стажировке в кембриджской лаборатории одного из основателей экспериментальной атомной науки – Резерфорда. Там он внимательно наблюдал за работой английских ученых Джона Кокрофта и Эрнста Уолтона, которые сооружали установку для расщепления атомного ядра с помощью высоких напряжений.

В конце 20-х годов прошлого века в Ленинграде учились и работали три неразлучных друга – Георгий Гамов, Дмитрий Иваненко и Лев Ландау. К ним часто присоединялся и четвертый – Матвей Бронштейн. Вместе они восторгались квантовой механикой, зародившейся всего два-три года тому назад; вместе увлеченно работали и веселились, ходили на вечеринки, эпатировали солидных ученых своими шутками…. Их общая работа тех лет, посвященная построению теорий на базе одних лишь фундаментальных мировых постоянных (постоянной Планка ћ, скорости света c, гравитационной постоянной G), которую недавно вернул из забвения академик Л. Б. Окунь, отвечает самым современным теоретическим устремлениям. Трех друзей можно видеть на фотографии участников Харьковской конференции по теоретической физике (одним из ее организаторов был Иваненко). По-разному сложились судьбы этих людей. М. П. Бронштейн – талантливый физик-теоретик и замечательный популяризатор науки – был расстрелян в 1937 г. Говорили, что его погубила фамилия, совпавшая с настоящей фамилией Троцкого. Л. Д. Ландау стал величайшим физиком-теоретиком, лауреатом Нобелевской премии, одним из последних универсалов, внесших фундаментальный вклад в самые разные области физики. Г. А. Гамов, позднее эмигрировавший в США, генерировал гениальные идеи: объяснил законы радиоактивного aльфа-распада и указал на термоядерную природу энергии Солнца и звезд; развил теорию горячей Вселенной, предсказав существование микроволнового (реликтового) излучения и поставив вопрос о нуклеосинтезе химических элементов. История науки XX в. не может обойтись и без имени Д. Д. Иваненко.