Перейти в начало сайта Перейти в начало сайта
Электронная библиотека «Наука и техника»
n-t.ru: Наука и техника
Начало сайта / Раритетные издания / Цепная реакция идей
Начало сайта / Раритетные издания / Цепная реакция идей

Научные статьи

Физика звёзд

Физика микромира

Журналы

Природа

Наука и жизнь

Природа и люди

Техника – молодёжи

Нобелевские лауреаты

Премия по физике

Премия по химии

Премия по литературе

Премия по медицине

Премия по экономике

Премия мира

Книги

Биологически активные

Законы Паркинсона

Квантовый мир

Парадоксы науки

Сын человеческий

Этюды о Вселенной

Издания НиТ

Батарейки и аккумуляторы

Охранные системы

Источники энергии

Свет и тепло

Научно-популярные статьи

Наука сегодня

Научные гипотезы

Теория относительности

История науки

Научные развлечения

Техника сегодня

История техники

Измерения в технике

Источники энергии

Наука и религия

Мир, в котором мы живём

Лит. творчество ученых

Человек и общество

Образование

Разное

Цепная реакция идей

Фёдор Кедров

Ирен и Фредерик Жолио-Кюри

Эксперименты. Взгляды. Борьба за мир

Французские ученые Ирен и Фредерик Жолио-Кюри получили мировое признание в годы своей молодости. Им принадлежит одно из замечательных открытий, которое известно под названием «искусственная радиоактивность». Оно сделано в период необыкновенно активной работы физиков-экспериментаторов во всем мире в тридцатые годы. Как известно, эти годы богаты открытиями, создавшими реалистические основы для овладения человеком атомной энергией.

Быстро нарастающий поток экспериментальных открытий во многих странах, началом которого следует считать открытие радиоактивности, в большой мере стимулировался работами Резерфорда по расщеплению ядер. Успешно расщепив ядра многих легких элементов, Резерфорд, однако, не добился результатов, когда пытался то же самое сделать с ядрами тяжелых элементов.

То, что не удалось сделать Резерфорду, сделали Ирен и Фредерик Жолио-Кюри. Они не только открыли эффект «искусственной радиоактивности», но и создали важные предпосылки для открытия учеником Резерфорда Джеймсом Чадвиком незаряженной частицы – нейтрона. Многие считают чету Жолио-Кюри соавторами Чадвика в этом открытии исключительной важности.

Таким образом, даже этот один эпизод, правда, весьма значительный в истории науки, наглядно показывает, что физические исследования могут развиваться только при взаимных контактах, оценках, критике.

Как свидетельствует история науки, выдающиеся открытия способны возбуждать идеи и исследования неограниченно долгое время. Именно к таким работам относится совместное научное достижение супругов Ирен и Фредерика Жолио-Кюри, за которое они были удостоены в 1935 году Нобелевской премии, – явление искусственной радиоактивности.

В 1933 году на Сольвеевском конгрессе в Брюсселе, где присутствовали самые яркие звезды физики нашего столетия, доклад Жолио-Кюри об открытии искусственной радиоактивности был встречен скептически. Но Резерфорд – великий экспериментатор и мыслитель – поддержал молодых ученых. Вернувшись после конгресса из Брюсселя в Кембридж, он написал письмо в Париж, в Институт радия, в котором высоко оценил их открытие.

Ирен и Фредерик Жолио-Кюри часто приезжали в нашу страну, и многие советские физики были их друзьями.

Первый раз это произошло весной 1933 года – их пригласил в Ленинград академик А.Ф. Иоффе для участия в конференции по физике атомного ядра.

Ирен и Фредерику было тогда немногим более 30 лет, по известность, полученная ими после открытия искусственной радиоактивности, простиралась уже далеко за пределы их родины – Франции.

Спустя три года после первого посещения СССР, Ирен и Фредерик второй раз приехали в нашу страну для участия в Менделеевских чтениях, проводившихся в Москве.

В тридцатые годы интерес советских ученых к атомной и ядерной физике быстро возрастал. В Ленинградском физико-техническом институте приступили к организации исследований в этих областях и к подготовке специалистов-атомников. Многие научные сотрудники института, ранее изучавшие свойства полупроводников и диэлектриков, а также занимавшиеся различными вопросами молекулярной физики, выразили желание переключиться на экспериментальную работу в области атомной и ядерной физики. Среди них оказались, например, будущие академики: И.В. Курчатов, А.П. Александров, Ю.Б. Харитон, И.К. Кикоин, Л.А. Арцимович, Г.Н. Флеров, Я.Б. Зельдович, А.И. Алиханов, И.Я. Померанчук.

Многие из них приехали в Москву для участия в первых Менделеевских чтениях. Здесь присутствовали и зарубежные знаменитости из мира физики и химии. Симпозиум состоялся в Московском Доме ученых на Кропоткинской улице.

В день открытия академик А.Ф. Иоффе представил аудитории французских исследователей. Он сказал, что открытие искусственной радиоактивности супругами Ирен и Фредериком Жолио-Кюри привело к созданию большого числа «новых атомов», которые были не известны Д.И. Менделееву. «Искусственная радиоактивность дала, таким образом, новый смысл системе Менделеева, – заключил А.Ф. Иоффе, – как системе всех возможных устойчивых атомных ядер. Нельзя было выбрать лучшего автора для первого чтения, связанного с именем Менделеева, чем Фредерик Жолио».

Доклад делал Фредерик Жолио-Кюри. Он подробно рассказал об опытах по облучению алюминия альфа-частицами полониевого излучателя и о последующем развитии экспериментальных работ вплоть до получения различных искусственных радиоактивных изотопов в чистом виде. Жолио-Кюри также подчеркнул практическое значение открытия и в подтверждение указал, в частности, на то, что им заинтересовалась известная американская промышленная корпорация «Дженерал электрик».

В те годы в живом и остром воображении молодого французского ученого открытие искусственной радиоактивности вызывало фантастические образы, связанные с поразительной возможностью создавать и разрушать химические элементы по желанию физика. В своем докладе он сказал, что в конце концов исследователи найдут способы осуществлять превращения одних элементов в другие, превращения, имеющие взрывной характер. Здесь же Фредерик Жолио-Кюри пытался отыскать непосредственную связь между явлением искусственной радиоактивности (в результате которой некоторые элементы под действием облучения превращались в радиоактивные изотопы, не существующие в природе) и возможностью практического использования атомной энергии. Но в то время эта идея казалась далекой от осуществления. Никто, разумеется, не мог тогда предсказать, что вскоре изобретут радиоизотопные источники электрического тока (идея Ф. Жолио-Кюри сбылась через несколько лет), и эти источники будут успешно работать даже на космических аппаратах.

Самым фантастическим в докладе Фредерика Жолио-Кюри было, пожалуй, предположение, что превращения взрывного характера одних элементов в другие могут охватить все вещества, из которых состоит наша планета. Если бы такое случилось, то, по его словам, произошла бы невиданная, грандиозная катастрофа. Говоря об этом воображаемом трагическом эксперименте, молодой ученый задал вопрос: «Если когда-нибудь исследователь найдет способ вызвать такую катастрофу, то попытается ли он сделать такой опыт? Думаю, что он этот опыт осуществит, так как исследователь пытлив и любит риск неизведанного».

Ирен и Фредерик Жолио-Кюри, точно так же, как Мари и Пьер Кюри, предвидели опасность использования научных открытий в качестве мощного средства разрушения. Фредерик, говоря в своем докладе об исследователе, готовом пойти на все ради удовлетворения своей пытливости, разумеется, хотел предостеречь от подобного «опыта». Исходя из современного уровня научных знаний сегодня можно заключить, что катастрофа, подобная описанной Ф. Жолио-Кюри, не угрожает нашей планете, но зато существуют другие серьезные опасности, связанные с созданием атомного оружия.

В 1937 году автору этой книги посчастливилось встретиться с Фредериком и Ирен Жолио-Кюри. По заданию редакции журнала «Техника – молодежи» я задал им несколько вопросов, касающихся их открытия и его практического использования.

В моей статье «Искусственная радиоактивность», напечатанной в журнале «Техника – молодежи» после интервью (№2, 1937), было рассказано о нарисованной Фредериком Жолио-Кюри воображаемой картине уничтожения планеты в результате эксперимента «пытливого исследователя». Редакция сочла нужным снабдить статью следующим примечанием: «Мы не разделяем опасений Фредерика Жолио-Кюри о возможности подобной катастрофы. Разрушение элементов в таком грандиозном масштабе будет непосильно какому-либо маньяку-одиночке, который не остановится перед тем, чтобы взорвать мир из своей лаборатории. Такие работы теперь не составляют тайны одиноких исследователей, а ведутся коллективами научных учреждений в различных странах. Задача будущей науки и техники и заключается в том, чтобы найти способы, как «обуздать» и использовать колоссальную атомную энергию».

Статья опубликована всего за три года до того, как были полностью засекречены все научные работы, связанные прямо или косвенно с проблемами использования атомной энергии, и в связи с этим исчезли со страниц научной печати статьи по этим вопросам. Исследования, о которых идет речь, действительно выполнялись не учеными-одиночками и поэтому не составляли секрета отдельных людей. Они стали объектом действий научных коллективов и являлись отныне государственной тайной.

В 1945 году люди всего мира стали свидетелями катастрофы, вызванной атомной энергией. Над густонаселенными городами Японии Хиросимой и Нагасаки взорвались атомные бомбы, что привело к гибели сотен тысяч людей и колоссальным разрушениям. Это отнюдь не был опыт, поставленный «пытливым исследователем». Фредерик Жолио-Кюри без колебаний присоединился к армии активных борцов за мир, против зловещего атомного оружия, угрожавшего народам.

На протяжении всей своей научной деятельности Ирен и Фредерик Жолио-Кюри проявляли большой интерес к работам советских ученых-физиков и поддерживали с ними личные контакты. Они хорошо знали Д.В. Скобельцына, который долгое время работал под руководством Мари Кюри в Институте радия в Париже, академика А.Ф. Иоффе, приезжавшего несколько раз к Мари Кюри и участвовавшего в Сольвеевских конгрессах в Брюсселе, члена-корреспондента АН СССР Я.И. Френкеля, который посетил Институт радия и обсуждал с Жолио-Кюри некоторые вопросы теоретической ядерной физики.

В 1937 году супруги Жолио-Кюри вновь побывали в Ленинграде и посетили Физико-технический институт. Они особенно интересовались лабораториями И.В. Курчатова и Д.В. Скобельцына, где с 1930 года проводились исследования по ядерной физике. Они присутствовали на теоретическом семинаре по ядерной физике, руководимом Я.И. Френкелем, обсуждали некоторые проблемы с ним и с Л.Д. Ландау.

Вскоре после описанных событий в печати появились фундаментальные теоретические работы Я.И. Френкеля о статистической модели ядра и по электрокапиллярному делению ядер медленными нейтронами, работа Я.Б. Зельдовича и Ю.Б. Харитона, в которой было показано, что при одном акте деления ядра выделяется больше двух «вторичных» нейтронов. Последняя работа по времени почти совпала с экспериментальным установлением этого важного факта в работах Жолио-Кюри и Ферми.

Наиболее важные открытия были сделаны Ирен и Фредериком совместно.

Ирен Кюри родилась в Париже 12 сентября 1897 года. Рождение дочери было настоящим праздником для Мари и Пьера Кюри, и на некоторое время даже их работа отодвинулась на второй план. Судя по воспоминаниям, мать и отец нежно заботились о ребенке, разделяя, насколько можно было, эти заботы между собой.

Пьер Кюри много времени уделял подросшей девочке, которая проявляла необычную для своего возраста любознательность и умственно развивалась быстрее своих сверстниц. Вот что об этом писала Мари Кюри: «Наша старшая дочь, подрастая, стала маленькой подругой отца, который очень интересовался ее воспитанием и охотно гулял с ней в свободные минуты, особенно в дни каникул. Он вел с ней серьезные разговоры, отвечал на все ее вопросы и радовался быстрому развитию ее юного ума».

После смерти Пьера Кюри семья жила вместе с дедом – доктором Эженом Кюри, пережившим сына на четыре года. В дальнейшем воспитание Ирен и младшей дочери Евы легло целиком на плечи Мари.

Ева Кюри – впоследствии журналистка и писательница – в своей известной книге о Мари Кюри отмечала, что в результате влияния Эжена Кюри и матери у Ирен выработалась духовная уравновешенность, неприязнь к унынию, антиклерикализм, отвращение к насилию, левые политические убеждения.

Первоначальное образование Ирен и Ева получили под руководством матери. Мари Кюри и ее коллеги по университету организовали для своих детей необычную школу, которую посещало около десяти учеников и учениц. Физику в этой школе преподавала сама Мари Кюри, занятия она проводила в Парижской школе промышленной физики и химии, где в то время работала. Учителем химии был Жан Перрен; дети приходили на его уроки в Сорбонну. Математику преподавал Поль Ланжевен. Детей обучали также истории, литературе, иностранным языкам, рисованию, шитью. Вместе с Ирен обучались сын Жана Перрена – Франциск, впоследствии известный физик-атомник и верховный комиссар Франции по атомной энергии, сменивший на этом посту Фредерика Жолио-Кюри, и сын Поля Ланжевена – Жан, ставший также известным физиком. Мари Кюри уделяла большое внимание и спортивному воспитанию своих дочерей.

Юным ученицам и ученикам не только читали курс естествознания, как это делалось обычно в школах, но и прививались навыки обращения с физическими приборами, их знакомили с химическими реактивами, привлекали к участию в различных химических опытах. Таким образом, ученики постоянно находились в атмосфере научной работы, проводившейся в лабораториях Сорбонны и Школы физики и химии.

После двух лет учения в импровизированной школе Ирен определили в частную школу – Коллеж Севинье. Позднее здесь училась и ее сестра Ева. Ирен окончила школу и получила диплом о среднем образовании, после чего стала готовиться к поступлению в Сорбонну.

Часто Ирен, а впоследствии и ее сестра Ева вместе с матерью посещали различные страны, где Мари Кюри принимала участие в научных конгрессах. Четырнадцатилетняя Ирен в 1911 году поехала с матерью в Стокгольм и присутствовала на торжественной церемонии вручения ее матери второй Нобелевской премии. Могла ли думать тогда Мари Кюри, что спустя два десятилетия, в этом же зале Стокгольмской консерватории Нобелевская премия будет вручена ее дочери.

В 1913 году Ирен вместе с матерью совершала туристскую поездку по Франции. К ним присоединился Альберт Эйнштейн с сыном. Мари Кюри и Альберт Эйнштейн беседовали о науке, и Ирен внимательно прислушивалась к этим беседам. К сожалению, беседы не сохранились для Истории. Но по словам подруги Ирен физика Эжени Коттон, «проницательному Эйнштейну понадобилось немного времени, чтобы заметить большое научное дарование Ирен и подружиться с ней. Этой большой дружбе он никогда не изменял». А ведь когда возникла эта дружба, Ирен было всего шестнадцать лет.

Весной 1914 года Мари Кюри сняла дачу для Ирен и Евы в Бретани на берегу Ламанша. Она должна была приехать к ним в августе, так как учебный год в Сорбонне, где она преподавала, кончался 1 августа и, кроме того, ей нужно было наблюдать за строительством Института радия. Но вспыхнувшая война изменила ее планы. Взвесив все обстоятельства, Мари Кюрн приняла решение не ехать в Бретань, а остаться в Париже на неопределенное время. Она писала дочери: «Дорогая Ирен, мне очень хочется привезти вас сюда (в Париж. – Ф. К.), но в настоящее время это невозможно. Запаситесь терпением. Немцы с боями проходят через Бельгию. Доблестная маленькая страна не согласилась беспрепятственно пропустить их... Французы, все до одного, твердо надеются, что схватка будет хоть и жестокая, но недолгая. Польская земля в руках немцев. Что останется на ней после них? Я ничего не знаю о своих родных».

В те дни, когда идет ожесточенная битва на Марне и над Парижем нависает смертельная опасность, Мари Кюри решает спасти хранящийся в ее лаборатории радий от немцев и для этого везет его в безопасное место – в Бордо. В поезде, переполненном беженцами, эвакуировавшимися из Парижа на юг Франции, она сидит со своим скромным вещевым мешком. Прикрытая нехитрыми пожитками в нем находится тяжелая свинцовая коробка, в которой уложены маленькие пробирки с радием. В Бордо нечего и думать о номере в гостинице: все переполнено. Случайный спутник по вагону помогает Мари Кюри снять комнату в частной квартире. На следующий день Мари помещает коробку с радием, оцениваемую в миллион франков, в сейф одного из банков. Теперь радий надежно спрятан. Мари Кюри возвращается в Париж в воинском поезде, забитом до отказа солдатами.

В годы второй мировой войны, когда Париж будет оккупирован фашистами, Фредерик Жолио-Кюри повторит подвиг Мари Кюри, и его задача будет более трудной. Он спасет от немецких захватчиков запас тяжелой воды, сохранив ее для будущего ядерного реактора, который он со своими сотрудниками построит в Шатийоне под Парижем.

Но как же развивались события в Париже во время первой мировой войны? Ирен удалось приехать из Бретани к матери. Институт радия был уже построен, но лаборатории пустовали, оборудование не успели смонтировать. Сотрудники были призваны в армию и покинули Париж. Мари Кюри вместе с Ирен вносят приборы и аппаратуру в новое здание, устанавливают их в лабораториях. Но они вынуждены прервать свою работу.

Война поставила перед Мари Кюри новые задачи. Фронт нуждался в передвижных рентгеновских установках для обслуживания тысяч раненых французских солдат и офицеров. Мари Кюри взяла на себя заботу об организации этого нового в те времена дела. Она обучила Ирен специальности рентгенотехника, и они вместе работали на этих установках, часто выезжая в полевые госпитали.

Военные события отодвинули для Ирен время окончания университета, но работа в действующей армии захватила ее, и она отдавала все силы для спасения раненых. Ей приходилось вместе с сестрой работать также на полях во время уборки урожая, где французские женщины, в том числе и горожанки, заменяли крестьян, мобилизованных на фронт.

Наконец война окончилась. Мари Кюри смогла продолжать свои исследования в Институте радия. Сюда возвратились некоторые ее сотрудники.

Ирен, которой к этому времени исполнился 21 год, приступила к занятиям в университете.

Ева Кюри в своей книге о матери писала об Ирен: «...спокойная, уравновешенная, она ни на минуту не сомневается в своем призвании. Она намерена быть физиком, она хочет, и это точно, изучать радий. Удивительно просто и естественно Ирен Кюри вступает на путь, по которому следовали Пьер и Мари Кюри. Она не задается вопросом, займет ли в науке такое же большое место, какое заняла ее мать, и не чувствует тяготеющего над ней громкого имени. Ее искренняя любовь к науке, ее дарование внушают ей только одно честолюбивое желание: работать всю жизнь в лаборатории, которая строилась на ее глазах и где с 1918 года она значится как «прикомандированная лаборантка».

Эжени Коттон в своих мемуарах писала об этом периоде: «Положение работника лаборатории, состоявшего в родстве с директором, всегда несколько щепетильно, но Ирен во все вносила такую простоту, что никогда не испытывала трудностей этого рода. Однажды она сказала: «Меня нисколько не волновало, достигну ли я того же, что моя мать. Я любила поиски ради них самих. Есть некоторые незначительные опыты, которые доставили мне удовольствия больше, чем те, что сулили громкие успехи». Эти были счастливые годы для матери и дочери... Они сильно отличались друг от друга по характеру. Мари была сложнее, Ирен более прямолинейной. Но их споры еще больше укрепляли их глубокую нежность друг к другу и их взаимное уважение».

В 1920 году Ирен Кюри – студентка Сорбонны и младшая дочь Ева сопровождали мать в ее триумфальной поездке по Соединенным Штатам Америки, куда ее пригласили, чтобы торжественно вручить в дар 1 грамм радия. Во время этой поездки они посетили несколько университетов и научно-исследовательских центров. Путешествие помогло студентке Сорбонны познакомиться с работой ученых и с лабораториями, гораздо лучше оснащенными, чем хорошо знакомый ей Институт радия.

Мари Кюри была встречена американскими учеными с большими почестями, но и простые американцы стремились увидеть великую исследовательницу радиоактивности. В американских университетах ей были присвоены почетные ученые степени. Она сделала несколько докладов о радиоактивности, встречалась с известными общественными деятелями того времени, с писателями, художниками и другими выдающимися представителями американской культуры. Спустя много лет после этого Ирен в статье «Мари Кюри, моя мать» писала, что мать никогда не искала светских знакомств и связей с влиятельными людьми: «...она очень хорошо сознавала свое значение и не испытывала ни малейшего удовлетворения от встреч с титулованными лицами или министрами. Она была очень довольна, мне кажется, когда случай дал ей возможность познакомиться с Редиардом Киплингом, а то, что ее представили королеве Румынии, не произвело на нее ни малейшего впечатления».

Ирен была свидетельницей славы Мари Кюри, которую можно было сравнить лишь со славой Альберта Эйнштейна. Но она видела, что эта слава оставляет ее мать довольно равнодушной. Мари часто говорила, что личность ученого сама по себе не имеет значения, важны лишь его открытия. Впоследствии, когда Ирен Жолио-Кюри сама стала всемирно известным ученым, она тоже всегда была неизменно скромна.

После окончания университета Ирен Кюри работала препаратором (лаборантом) в Институте радия. Под руководством матери она начала готовить докторскую диссертацию на тему об исследовании альфа-частиц, испускаемых полонием, которую защитила в 1925 году. После защиты она продолжала изучать природные радиоактивные элементы, особенно полоний, и это заняло у нее несколько лет. Результаты своих работ Ирен изложила в монографии «Природные радиоактивные элементы», изданной в Париже в 1946 году, а затем в Варшаве (в переводе на польский язык) в 1954 году.

Работы Ирен всегда интересовали Мари Кюри, и часто мать и дочь обсуждали их совместно. Академик А.Ф. Иоффе, посещавший Институт радия, писал в воспоминаниях: «Показывая работы своей дочери Ирен Кюри и племянника покойного мужа, мадам Кюри старалась получить объективное суждение посторонних; она хотела, видимо, проверить высокую оценку, которую нельзя было не дать их деятельности. Уже в те годы по своему таланту выделялся в институте Фредерик Жолио, впоследствии муж Ирен Кюри».

А.Ф. Иоффе считал, что открытое Ирен совместно с мужем Фредериком Жолио-Кюри явление искусственной радиоактивности, как и другие их выдающиеся достижения, навсегда останутся в истории науки. А.Ф. Иоффе отмечал также высокие моральные качества всех членов этой семьи. Он писал: «Что особо отличало Ирен Кюри – это ее правдивость. Каждое произнесенное ею слово отвечало тому, что она думала. Иногда это вызывало конфуз для ее собеседников. Такая ситуация возникала особенно часто, когда она в период Народного фронта входила в правительство в качестве руководителя науки и народного просвещения. Не все люди, с которыми она встречалась по должности, заслуживали уважения, и не все догадывались избегать ее высказываний, которые точно, без прикрас выражали ее мнение».

В 1926 году Ирен вышла замуж за Фредерика Жолио. Соединились имена и личные судьбы двух талантливых ученых.

Эжени Коттон писала: «На первый взгляд казалось, что характеры молодых супругов очень несходны. Фредерик – порывист, Ирен – сдержанна и методична... Но у них были одинаковые взгляды на науку, на спорт, на семейную жизнь. Гуляя в лесу Сенар, они увидели, что любят длинные прогулки. На берегу моря они с радостью обнаружили, что оба великолепно гребут и плавают, а в горах они узнали, что оба любят лыжи. Иногда они поддразнивали друг друга. Ирен говорила друзьям: «Есть мужья, которые бережно хранят фотографию жены. Попросите Фреда показать карточку, которую он носит в своем портфеле». Это была карточка не Ирен, а великолепной щуки, пойманной Фредериком».

«Семья Жолио-Кюри, – писал Бруно Понтекорво, – была необычайно простой, приветливой, исключительно дружной, хотя Фредерик и Ирен были очень разные по характеру люди. Она – застенчивая, немногословная, он – мастер рассказывать разные истории, не прочь «послушать себя» – типичный француз. Мне приходит на память такая сцена. На одном из семинаров в лаборатории Жолио его жена Ирен сидит рядом, обеспокоенная здоровьем мужа, который непрерывно курит. Она несколько раз выхватывает у него изо рта сигарету и бросает ее, а он невозмутимо закуривает новую. Это продолжается до тех пор, пока Фредерик не пересаживается на другое место».

Весной 1934 года резко ухудшилось здоровье Мари Кюри. Ирен и Фредерик проводили много времени в комнате больной. Мари беседовала с дочерью и зятем о неотложных опытах, корректурах статей, о молодых сотрудниках Института радия. Совершенно ослабевшую, но не утратившую удивительной ясности ума Мари Кюри отвезли в санаторий в Сансельмозе. Врачи предприняли попытки спасти ее жизнь, но тщетно.

Лаконичные записи в больничном журнале гласят:

«Мадам Кюри скончалась в Сансельмозе 4 июля 1934 года».

«Мадам Кюри может считаться одной из жертв длительного обращения с радиоактивными телами, которые открыли ее муж и она сама».

Фредерик писал, что Мари и Пьер Кюри производили в 1900 году химические реакции с радиоактивными веществами так, как будто имели дело с обычными неактивными элементами. 0,1 грамма радиевых солей, извлеченных из сент-иоахимстальской урановой смолки, – это было количество, небезопасное для работы.

Через несколько лет после смерти Мари Кюри Ирен Жолио-Кюри стала директором Лаборатории Кюри Института радия (сменив Анри Дебьерна) и профессором естественнонаучного факультета Сорбонны. В 1935 году Ирен Жолио-Кюри назначили руководителем работ Национального фонда наук, а спустя год – заместителем министра просвещения (государственным секретарем) по научно-исследовательской работе в правительстве Народного фронта.

Эжени Коттон приводит очень интересную характеристику Ирен Жолио-Кюри, относящуюся к тому времени, когда она была директором Лаборатории Кюри Института радия и одновременно заместителем министра. Несмотря на сильную занятость, Ирен оставалась доступной для всех, кто хотел ее видеть.

После 1937 года Фредерик и Ирен Жолио-Кюри оказались связанными с различными учреждениями. Ирен продолжала работать в Парижском университете (Сорбонне), а Фредерик был избран профессором Коллеж де Франс. Ученые руководили лабораториями, тематика которых была различной. Нарушилось длительное совместное сотрудничество, связавшее их имена в первое десятилетие супружеской жизни. С этих пор исследования Ирен и Фредерика развивались в различных направлениях, хотя во многом их научные интересы продолжали оставаться общими.

Фредерик Жолио-Кюри продолжал работу в области ядерной физики, а Ирен осталась верна радиохимии: ее труды посвящены вопросам, составляющим содержание новой науки – ядерной химии.

После окончания второй мировой войны в 1946 году Ирен Жолио-Кюри вошла в состав комиссариата по атомной энергии Франции, но через несколько лет покинула пост комиссара. Фредерик еще оставался верховным комиссаром по атомной энергии.

В исследованиях, выполненных Ирен Жолио-Кюри вместе с талантливым югославским физиком Павле Савичем, она была близка к открытию процесса деления ядер урана. Однако в опытах по бомбардировке нейтронным пучком урановой и ториевой мишеней возникали не новые трансурановые элементы, как предполагала Ирен, а образовывалось по два вещества с почти одинаковыми свойствами из средней части периодической системы Д.И. Менделеева. Это помешало исследователям сделать последний, решающий шаг к открытию деления урана. Позднее эта задача была решена в Берлине Отто Ганом, Лизе Мейтнер и Фрицем Штрассманом.

Ирен Жолио-Кюри как выдающийся ученый в области радиоактивности, радиохимии и ядерной физики, автор более 50 научных трудов, пользовалась широкой известностью во Франции и других странах. Многие иностранные академии, научные общества и институты избрали ее своим членом. В 1947 году Ирен Жолио-Кюри была избрана иностранным членом Академии наук СССР. Она имела дипломы члена Бельгийской королевской академии, Академии наук Индии, почетного доктора Эдинбургского университета, университета в Осло и другие.

Ирен, как и ее мать Мари Кюри, не была избрана в Парижскую академию наук. Десятилетия, отделявшие даты баллотировки в академию матери и дочери, не внесли изменений в существовавшее веками положение – высокое научное учреждение Франции еще не отказалось от традиционного предубеждения против женщин-ученых, бесспорно достойных академического звания.

Ирен два раза выставляла свою кандидатуру в академики. Она понимала, что шансов быть избранной у нее почти нет. Но ее цель заключалась главным образом в том, чтобы публично подчеркнуть право французских женщин занимать академические посты наравне с мужчинами. Это был далеко не единичный жест в пользу женского равноправия. Ирен постоянно уделяла внимание трудной борьбе за равенство французских (и не только французских) женщин с мужчинами в любых сферах трудовой и творческой деятельности, а также за улучшение их общественно-правового положения.

Профессор М. Гайсинский многие годы наблюдал работу Ирен в Институте радия. В своей статье, напечатанной в «Ле леттр франсэз» 22 марта 1956 года, он писал: «Мадам Жолио, профессор Сорбонны и директор Института радия, в действительности была прежде всего физиком и химиком, собственноручно проводившим опыты над собственноручно же приготовленными и очищенными препаратами. Она крайне редко просила помощи ассистентов и технических сотрудников, имевшихся, может быть, в недостаточном числе для удовлетворения нужд всей лаборатории, но силами которых она вполне могла располагать. Когда несколько лет назад она взялась за исследование эффекта образования альфа-частиц низких энергий с не изученными еще характеристиками, испускаемых некоторыми минералами, ее часто можно было видеть в маленькой химической лаборатории, наблюдающей за кипением раствора или промывающей осадки на фильтре. Или она проводила время в физической лаборатории: склонившись над микроскопом, фотографировала траектории частиц на пластинку, ею же приготовленную. Всего несколько месяцев назад Ирен можно было видеть за новым аппаратом для счета частиц с хронометром в одной руке и карандашом – в другой».

Однако такая преданность экспериментальной работе никогда не мешала Ирен Жолио-Кюри посвящать много времени преподавательской деятельности и руководству лабораторией. Так было и в последние годы ее жизни.

Профессор М. Гайсинский говорил автору этой статьи, что, преодолевая с огромным мужеством болезнь, Ирен вместе с Фредериком развернула активнейшую деятельность по осуществлению проекта создания большого института ядерной физики в Орсе. Она надеялась, что в январе 1957 года закончится строительство первых зданий лаборатории и можно будет приступить к монтажу мощного ускорителя, а через год в Орсе перебазируется большая группа исследователей Института радия. Забота об Орсе не оставляла ее даже на больничной койке в госпитале, куда она была доставлена прямо с гор, где находилась на отдыхе.

Ирен Жолио-Кюри умерла 17 марта 1956 года на пятьдесят девятом году жизни от лейкемии.

Антуан Лакассань, который дружил с супругами Жолио-Кюри много лет, считал, что преждевременная смерть Ирен, а затем и Фредерика была вызвана главным образом их постоянным соприкосновением с полонием, излучающим альфа-частицы. Мощные источники этих частиц опасны для человека. Опыты, проведенные в Институте радия с участием А. Лакассаня, показали, что полоний, проникая в организм даже в самых ничтожнейших количествах, распространяется в нем наподобие очень тонкого яда; бомбардировка альфа-частицами живых клеток наносит им большой вред, особенно вызывая нарушение деятельности кроветворных органов – почек и печени. «Полоний – это орудие славы супругов Жолио-Кюри – стал одновременно и причиной смерти Ирен и, вероятно, самого Жолио», – писал Антуан Лакассань.

Фредерик Жолио-Кюри считал диагноз заболевания Ирен – лейкемия – правильным. Но он оспаривал (предположение, что болезнь печени, обнаруженная у него самого, – также следствие радиоактивного облучения.

Он подчеркивал, что тщательно предохранял себя от излучения и того же требовал от своих сотрудников. Он говорил, что работа с радиоактивными веществами может считаться очень опасной лишь при неопытности и поспешности исследователя, а также в результате преступных действий руководителей промышленности, экономящих на средствах радиационной защиты. Особенно решительно выступал Фредерик Жолио-Кюри против того, чтобы диагноз его заболевания использовался в качестве аргумента для отпугивания молодых научных работников от исследований в области ядерной физики, радиоактивности, радиохимии и других областей науки, связанных с возможной опасностью облучения.

У Ирен и Фредерика Жолио-Кюри было двое детей– дочь Элен, родившаяся в 1927 году, и сын Пьер – моложе сестры на пять лет. Элен, как и ее отец, окончила Школу промышленной физики и химии в Париже. Вместе с мужем Мишелем Ланжевеном она занимается научными исследованиями в области ядерной физики в Институте радия, созданном ее бабушкой – Мари Кюри. Элен и ее муж – третье поколение научной династии Кюри.

Фредерик Жолио-Кюри родился в Париже 19 марта 1900 года. Его родители были уже далеко не молоды, отцу – Анри Жолио – исполнилось 57 лет, а матери – Эмилии– 49. Фредерик был шестым, самым младшим ребенком Жолио жили в одном из маленьких особняков, которыми изобиловал тогда Париж, в 16-ом округе, считавшемся фешенебельным районом столицы. Время, Когда наступал новый, XX век, было спокойным, и семья Жолио жила в достатке. Многие думали, что спокойствие сохранится еще долго, а может быть, и целый век. Но действительность опровергла эти оптимистические надежды.

В начале века совершенно не была известна новая странная наука, которая могла предвещать людям величайшие блага и в то же время угрожать им гибелью. Ученые конца XIX и начала XX века, среди которых в общем царил дух гуманизма, сами того не ведая, своими открытиями создавали эту науку.

В возрасте 10 лет Фредерика отдали на полный пансион в лицей Лаканаль, находившийся в Со – тогда еще пригороде Парижа. После смерти Анри Жолио в 1917 году материальное положение семьи резко ухудшилось; она вынуждена была покинуть роскошный 16-й округ и поселиться в большом доме на Авеню Д'Орлеан, переименованной впоследствии в Авеню Женераль Леклерк. Из дорого оплачиваемого лицея Лаканаль Фредерику пришлось перейти в бесплатную муниципальную среднюю школу имени Лавуазье, где, как он узнал впоследствии, когда-то учился его выдающийся учитель и наставник Поль Ланжевен.

Школа Лавуазье должна была дать Фредерику знания, достаточные для участия в конкурсе поступающих в заранее им избранную бесплатную муниципальную Школу промышленной физики и химии города Парижа – высшее учебное заведение, готовящее преимущественно инженеров для промышленности.

Ввиду большого наплыва абитуриентов конкурс был трудным, и первый раз, в июле 1918 года, Фредерик не выдержал экзамена. В следующем году он выдержал экзамен, но из-за болезни не смог учиться. Наконец, в 1920 году он приступил к занятиям.

В студенческие годы Фредерик проявлял большой интерес к химии, физике, механике. В ванной комнате он проводил некоторые химические опыты. На его письменном столе можно было увидеть собранный им радиоприемник (что в первые годы развития радиотехники было редчайшим событием). Над столом висели портреты Пьера и Мари Кюри, слава которых в те годы распространилась на весь мир. По поводу этой фотографии, вырезанной из журнала, Фредерик Жолио-Кюри сказал впоследствии: «Еще ребенком мне довелось прочесть в журнале замечательный рассказ об открытии радия Пьером и Мари Кюри. Они сделали это открытие как раз в Школе промышленной физики и химии. Мне помнится, я вырезал портреты обоих ученых и повесил их в комнате, превращенной в химический кабинет: в той маленькой лаборатории, которую хорошо знают некоторые из присутствующих здесь моих друзей (из речи Фредерика Жолио-Кюри, произнесенной 11 января 1936 года во время приема, устроенного в его честь Школой промышленной физики и химии, факультетом естественных наук Парижского университета и различными научными обществами).

В 1922 году Фредерик Жолио проходил студенческую практику на металлургических заводах «Арбед» в Эш Сюр-Альзетт в Люксембурге. Его привлекала работа инженера на крупном промышленном предприятии. Однако когда возник вопрос, требовавший точного ответа: что избрать своей специальностью – технологию или «чистую» науку, Фредерик заколебался. Поль Ланжевен, преподаватель физики в Школе промышленной физики и химии и заместитель директора по учебной части, по всей вероятности, склонил Фредерика к выбору пути ученого.

Поль Ланжевен был крупным физиком, автором трудов по теории магнетизма и акустике, в частности по ультразвуковым волнам, оказавших большое влияние на развитие современной физики. Он привлекал внимание также своей яркой личностью и демократическими взглядами. Вот что писал академик П.Л. Капица, хорошо знавший Ланжевена: «Он был исключительно обаятельный человек и пользовался большой любовью в самых широких массах Франции. Его любили, по-моему, все. Я не знаю человека, который к нему хорошо не относился бы. Даже люди противоположных политических взглядов хорошо к нему относились. Мягкость, исключительная доброта и отзывчивость побеждали и покоряли всех. С любым человеком, будь то премьер-министр или студент, он разговаривал совершенно одинаково, и оба чувствовали себя легко и просто».

С Ланжевеном встречался в Париже и Я.И. Френкель, считавший его одним из самых выдающихся физиков. Френкель с юношеских лет интересовался магнетизмом. Он хорошо знал труды Ланжевена в этой области.

Учеником Ланжевена был Луи де Бройль, выдвинувший идею о дуализме частиц и волн. Эта идея быстро овладела умами физиков и, конечно, самого Френкеля. Она послужила фундаментом для развития современной квантовой механики.

Беседа Ланжевена с Френкелем была довольно короткой, но достаточной, чтобы два ученых могли обсудить некоторые вопросы теории магнетизма.

Узнав о смерти Ланжевена, А. Эйнштейн прислал в Парижскую академию телеграмму: «Известие о смерти Поля Ланжевена потрясло меня сильнее, чем многие случившиеся за эти годы разочарования и трагедии. Как мало бывает людей одного поколения, соединивших в себе ясное понимание сущности вещей с острым чувством истинно гуманных требований и умением энергично действовать. Когда такой человек покидает нас, мы ощущаем пустоту, которая кажется невыносимой для тех, кто остается!».

Фредерик Жолио-Кюри тоже стал выдающимся учителем физиков. Наряду с научным дарованием ему были присущи те черты, которые делают ученого руководителем молодых поколений. «От своего учителя, – писал Пьер Бикар, – Фредерик перенял стремление любой ценой донести до слушателей веру в великие возможности науки, показать им важность и значение пройденного материала и одновременно дать понять, что каждый может внести свою лепту в строительство здания науки».

Осенью 1924 года после окончания Школы промышленной физики и химии Фредерик Жолио провел полгода на военных сборах как артиллерийский офицер запаса. По окончании сборов его назначили в управление боевых газов в Обервилье в звании младшего лейтенанта. Но скоро он демобилизовался, испытав отвращение к атмосфере армии, где молодым людям прививались определенные воззрения, против которых, по словам Пьера Бикара, «бунтовала его свободолюбивая и независимая натура».

В начале 1925 года Фредерик вместе с Пьером Бикаром приехал в Париж. Молодые люди были в форме французских офицеров. Они решили зайти к Полю Ланжевену, чтобы обсудить вопрос о том, что делать дальше. К этому времени Фредерик уже решил заняться научно-исследовательской работой; он знал, что если получить стипендию Ротшильда, то можно попробовать свои силы в исследованиях. Стипендия давала 540 франков в месяц в течение трех лет. Это была довольно скромная сумма, но она позволяла жить и не думать о деньгах в годы стажировки. По условиям стипендии молодые люди должны были сами найти себе место работы в каком-либо научно-исследовательском институте. Жолио и Бикар надеялись, что им поможет Ланжевен.

Ланжевен был обрадован намерением своих учеников. С его помощью Жолио и Бикар получили стипендию Ротшильда. Ланжевен взял к себе лаборантом Пьера Бикара, а Фредерик по его протекции начал работать у Мари Кюри.

Впоследствии, в 1957 году, Фредерик Жолио-Кюри в интервью с сотрудником швейцарской газеты «Газетт де Лозанн» рассказал о встрече с Мари Кюри в ее лаборатории: «Я как сейчас вижу ее здесь, маленькую седую женщину с живыми глазами. Я сидел перед ней в военной форме (тогда я проходил военную службу во взводе противогазовой защиты) и был очень смущен. Она выслушала и внезапно спросила: «Вы можете начать работать завтра?». Мне осталось еще три недели до окончания военной службы. Она решила: «Ничего, я напишу вашему полковнику». На следующий день я стал ее личным лаборантом».

Позднее Мари Кюри говорила Жану Перрену о Фредерике: «Этот мальчик – настоящий фейерверк». А Ирен писала: «Моя мать и мой муж спорили так горячо, отвечая друг другу с такой быстротой, что я не успевала вставить ни одного замечания, и когда мне хотелось высказать свое мнение, я должна была настойчиво требовать слова».

Итак, первый шаг в науку Жолио совершил в роли лаборанта Мари Кюри. «Так сбылось мое самое большое желание, – писал он, – пробудившееся в то время, когда в парижской Школе промышленной физики и химии я готовился стать инженером. Этим желанием было работать в лаборатории, занятой фундаментальными исследованиями».

Первые работы, выполненные Жолио в Институте радия, относились к исследованию электрохимических свойств радиоактивных и других элементов в сильно разбавленных растворах – тема его будущей докторской диссертации. Он также занимался изучением физических и электрических свойств очень тонких металлических пленок, полученных термическим испарением металлов в глубоком вакууме и катодным распылением. В лабораторной технике таким методом получают очень тонкие металлические слои на поверхности металла (а также стекла, кварца, пластмасс, бумаги, тканей). В Институте радия получение тончайших металлических пленок (покрытий) из радия, полония, тория имело большое значение, так как без таких покрытий нельзя было изготовлять активизированные металлические диски, используемые в различных опытах по изучению радиоактивности. Жолио разработал эффективные методы получения тончайших пленок из различных металлов, в том числе и радиоактивных.

Фредерик Жолио принимал также участие в экспериментальных исследованиях радиоактивности, проводившихся Мари Кюри с сотрудниками. Эти исследования особенно интересовали молодого ученого. Впоследствии Жолио писал: «Подготовительный путь исследователя в особенно привлекательной и живой области науки я имел счастье пройти под началом исключительного руководителя – Мари Кюри».

Работа в лаборатории под руководством Мари Кюри помогла молодому ученому приобрести глубокие познания и навыки в области, пограничной между ядерной физикой и радиохимией. Окончательно укрепилось решение Жолио посвятить себя изучению радиоактивных веществ и разработке проблем ядерной физики.

Первый научный труд Фредерика Жолио «О новом методе изучения электролитических осадков радиоактивных элементов» был напечатан в 1927 году, когда он получил первую ученую степень лиценциата. Докторская диссертация Фредерика Жолио-Кюри была результатом длительных исследований в области радиохимии полония. Ученый защитил ее в 1930 году в возрасте тридцати лет. Молодой доктор был зачислен на должность научного сотрудника Национального фонда наук, продолжая работать в Институте радия, но уже в качестве ассистента.

Материальное положение Фредерика Жолио-Кюри значительно улучшились, и он мог отказаться от преподавательской работы, отнимавшей много времени (с 1927 года он преподавал курс электрических измерений в частной электротехнической школе). Фредерик получил возможность заняться исключительно научно-исследовательской работой. К этому времени его интересы сконцентрировались на некоторых проблемах ядерной физики.

Одна из первых работ молодого физика – определение физических характеристик природных радиоактивных элементов, изучение ионизации, вызванной прохождением альфа-частиц через газы при низком давлении. Для своих работ Фредерик сконструировал камеру Вильсона и получил прекрасные фотоснимки столкновений тяжелых частиц – звезды. Эти снимки стали классическими и неоднократно воспроизводились в учебниках и монографиях по ядерной физике.

В Институте радия исследователи широко использовали в своей работе полоний как мощный источник альфа-частиц. А. Лакассань писал: «Изучение свойств полония составляло в то время любимое дело лаборатории, потому что от полония ждали многого вследствие его очень ценной и редкой способности испускать альфа-частицы в практически чистом виде. Эти своего рода тяжелые снаряды казались наиболее пригодными для разрушения барьеров, стоящих на пути к лучшему познанию строения атома; альфа-частицы позволили Резерфорду осуществить первую ядерную реакцию. Поэтому в течение многих лет г-жа Кюри прилагала все усилия, чтобы получить, где только возможно, RaD – остаток расщепления радона».

В начале тридцатых годов Институт радия имел в своем распоряжении уже значительное количество «предка» полония – радия. Однако его все же было недостаточно для проведения новых непрерывно расширяющихся работ. Поэтому Фредерик и Ирен занялись извлечением полония из 1,5 грамма радия, имевшегося в Институте. Жолио-Кюри выполнили сложные операции по очистке и отделению RaD (свинца-210), RaE (полония-210) и RaF (висмута-210). Им удалось получить мощные полониевые излучатели активностью до 200 милликюри (1 грамм радия обладает активностью 1 кюри; 1 милликюри – 1/1000 часть кюри). Концентрации радия, с которыми приходилось работать, представляли большую опасность и необходимо было соблюдать строжайшие меры предосторожности.

Все эти работы требовали, разумеется, высокого экспериментального мастерства, которым Ирен и Фредерик обладали в равной мере. Впоследствии Луи де Бройль сказал, что Фредерик Жолио-Кюри был необыкновенно умелым экспериментатором, проникновенный ум которого среди сложности явлений мог замечать с первого взгляда существенный факт.

В 1937 году Ф. Жолио-Кюри был назначен профессором Коллеж де Франс, где возглавил кафедру ядерной химии. Вместе с сотрудниками он приступил к организации здесь научно-исследовательского центра по ядерной физике, а через несколько лет – к строительству протонного циклотрона на 7 миллионов электрон-вольт, необходимого для проведения намеченных программой исследовательских работ.

Одновременно Ф. Жолио-Кюри создал ядерную лабораторию Национального центра научных исследований.

В дальнейшем деятельность ученого была направлена на организацию и других важных научно-исследовательских центров. Вся эта работа имела большое значение для развития французской науки, в частности атомных и ядерных исследований, а также атомной техники. В конце тридцатых годов между Институтом радия, руководимым Ирен, и двумя новыми научными центрами (Коллеж де Франс и Национальный центр научных исследований), которые возглавлял Фредерик, установилась тесная научная связь. Франция получила возможность быстро продвинуться вперед в области ядерной физики.

Тридцатые годы вплоть до начала второй мировой войны были очень плодотворны в деятельности Ирен и Фредерика Жолио-Кюри.

После смерти профессора Поля Ланжевена в 1946 году Фредерик Жолио-Кюри занял кафедру ядерной физики и стал профессором экспериментальной физики Коллеж де Франс, где за время своей работы прочел 14 оригинальных курсов, в том числе курсы ионизирующих излучений, строения вещества, ядерных реакций. Правила этого учебного заведения требовали от профессоров, чтобы они каждый год меняли предмет курса лекций, отражая новейшие достижения науки.

В 1946 году по предложению Ф. Жолио-Кюри во Франции был организован комиссариат по атомной энергии. В его задачу входила координация важнейших научно-исследовательских, технических и производственных работ по ядерной физике и атомной энергетике, имеющих государственное значение. Правительство назначило его руководителем комиссариата.

Скоро после назначения на ответственный пост верховного комиссара он дважды, в июне и сентябре 1946 года, выезжал в Соединенные Штаты Америки для участия в работе комиссии Организации Объединенных Наций (ООН) по атомной энергии в качестве заместителя руководителя французской делегации – главного делегата Франции в ООН А. Пароди. Вместе с Фредериком была Ирен.

В Нью-Йорке Фредерика Жолио-Кюри пригласили выступить по радио для американских слушателей, которым его имя было хорошо известно.

Фредерик Жолио-Кюри был одним из авторов декларации французского правительства, которую огласил А. Пароди в Комиссии ООН по атомной энергии 25 июня 1946 года. От имени французского народа правительство торжественно заявляло, что все атомные исследования во Франции проводятся только с мирными целями и не имеют ничего общего с разработкой атомного оружия.

Во время пребывания в Нью-Йорке осенью 1946 года Ф. Жолио-Кюри участвовал в заседаниях технического комитета Комиссии ООН по атомной энергии. В состав делегаций из разных стран входили крупные физики-атомники. Обсуждались вопросы контроля за выполнением международного договора о запрещении атомного оружия. Прямые и бескомпромиссные выступления Ф. Жолио-Кюри, разумеется, не понравились многим «атомным дипломатам», в том числе и его коллегам из делегации Франции.

Эта его поездка в Нью-Йорк совпала с торжественным празднованием 200-летия Принстонского университета, с которым несколько лет вплоть до своей смерти был связан Альберт Эйнштейн. Ирен и Фредерик были приглашены на это торжество и с триумфом встречены всеми участниками. В качестве почетных гостей они присутствовали также на большом приеме в честь сотрудников Массачусетского технологического института, в то время одного из крупных центров американских атомных исследований. Здесь супруги Жолио-Кюри встретились со многими прибывшими из разных стран физиками, которых они хорошо знали еще до войны.

Дружественная и непринужденная обстановка, свободный обмен мнениями создавали как раз такую благоприятную атмосферу, которая у Фредерика сама по себе вызвала надежду на возобновление международных контактов между учеными, нарушенных войной. Но на пути к такой возможности стояла непреодолимая по крайней мере в то время преграда, а именно продолжавшаяся и даже усилившаяся во всех странах засекреченность работ по ядерной физике и атомной технике, в том числе и работ, не относящихся непосредственно к военным аспектам.

К этому времени уже существовала организованная в 1946 году Фредериком Жолио-Кюри при участии Поля Ланжевена Всемирная федерация научных работников, предусматривающая широкие контакты между учеными всех стран. Но она еще не достигла тех масштабов, о которых мечтал Фредерик Жолио-Кюри.

Многие американские ученые, с которыми встретились Жолио-Кюри в Массачусетском технологическом институте, были эмигрантами из европейских стран. Они продолжали работать над проблемами военного значения. Атомные взрывы над японскими городами Хиросима и Нагасаки произвели на большинство из них ошеломляющее и гнетущее впечатление; выражались протесты. Однако часть этих физиков уже являлась принадлежностью гигантской военной машины США и продолжала разработку атомного оружия и сложных технологических процессов, связанных с его производством. Только немногие ученые бесповоротно прекратили работу в военных атомных центрах и занялись исследованиями по мирному использованию атомной энергии.

Весной 1950 года Фредерик Жолио-Кюри был смещен с поста верховного комиссара по атомной энергии. Вскоре после этого Ирен Жолио-Кюри не была утверждена на очередной срок в должности комиссара и была отстранена от работы в комиссариате. Французское правительство изменило первоначальные цепи французской атомной организации (которая ранее, по мысли Жолио-Кюри, должна была заниматься только промышленными и научными аспектами атомной энергии) и решило приступить к созданию французской атомной бомбы.

На секретном совещании Парижской Академии наук единогласно было принято решение направить премьер-министру Франции энергичный протест по поводу смещения Фредерика Жолио-Кюри с поста верховного комиссара.

В последующие годы французское правительство больше не посылало Ф. Жолио-Кюри в качестве члена делегаций для участия в международных или двусторонних правительственных переговорах по проблемам атомной энергии. Но он продолжал принимать участие в различных международных научных съездах, представляя французскую науку.

Научно-исследовательская работа Фредерика Жолио-Кюри, отмеченная крупными открытиями в области ядерной физики в военные и послевоенные годы, стала неотделимой от его общественных идеалов и стремлений. Ученый неутомимо боролся за ликвидацию постоянно существующей угрозы катастрофической ядерной войны глобального масштаба.

Фредерик Жолио-Кюри окончил свою короткую жизнь в палате госпиталя Сен-Антуан, расположенного в старом мрачном здании. В последние дни силы как будто вернулись к нему и он написал несколько страниц «Курса радиоактивности», а также исправил гранки своей статьи «Атомный век». Но это уже была его последняя работа. 14 августа 1958 года Фредерик Жолио-Кюри скончался. Не стало того, кто, по словам Поуэлла, своей работой в области атомной физики занял место среди самых великих ученых мира, а по своим человеческим качествам – выдающееся место в истории (из речи Поуэлла в Лондоне 22 июня 1959 года).

Фредерик Жолио-Кюри умер в возрасте 58 лет, полный планов, которым уже не суждено было сбыться. Он ушел из мира, окруженный ореолом всемирной славы, выпавшей на его долю и как ученого, и как общественного деятеля. Академии наук и университеты многих стран, в том числе Англии, Дании, Италии, Польши, Индии, Болгарии, считали пребывание Фредерика Жолио-Кюри в составе своих членов большой честью для себя. Фредерик Жолио-Кюри был действительным членом Парижской Академии наук (с 1943 года) и Медицинской Академии. В 1947 году он был избран иностранным членом Академии наук СССР.

Фредерик Жолио-Кюри был не только одаренным ученым-физиком. Он был также художником, писателем, музыкантом. Как многие талантливые личности некоторым заурядным людям он мог показаться чудаком. Профессор Жан Тейяк писал о нем: «Жолио-Кюри обладает той интуицией, которая создает великих физиков, как и великих художников. Да и он сам говорил, что работа экспериментатора сродни работе художника».

Ф. Жолио-Кюри увлекался живописью, писал натюрморты, пейзажи и, уподобляясь в искусстве экспериментатору, пытался найти истоки художественного мастерства и вдохновения.

Серьезная и напряженная работа в сочетании со спор-том и различными хобби, вроде рыбной ловли, вероятно, способствовала тому идеальному духовному и физическому состоянию личности Фредерика, которое позволяло ему жить до предела насыщенно и интересно.

По данным, приведенным в статье известного французского радиохимика М. Гайсинского, Фредерик Жолио-Кюри был членом одиннадцати иностранных академий и почетным доктором девяти университетов.

Раздумывая о личности этого одаренного человека, вспоминаешь слова Мари Кюри из биографии Пьера Кюри: «Жизнь великого ученого в лаборатории – не спокойная идиллия, как думают многие; она чаще всего упорная борьба с миром, окружающими и с самим собой. Великое открытие не выходит готовым из мозга ученого, как Минерва в доспехах из головы Юпитера, оно есть плод предварительного сосредоточенного труда. Среди дней плодотворной работы попадаются дни сомнений, когда ничто как будто не выходит, когда сама материя кажется враждебной, и тогда надо бороться с отчаянием».

Эта яркая и вдохновенная характеристика интеллектуальной жизни и таинства творчества ученого может быть полностью отнесена к Фредерику Жолио-Кюри, чей духовный мир был необыкновенно богат.

Личное обаяние и темперамент Жолио-Кюри отмечали все его друзья и сотрудники.

Ежедневно по нескольку часов работал он в лаборатории – это было неукоснительным правилом. Фредерик выполнял всю будничную работу физика-экспериментатора. Он не бросал ее, когда был одновременно директором Лаборатории Кюри Института радия (1956 год), руководителем Института ядерной физики и возглавлял строительство крупного атомного центра в Орсе.

Жолио-Кюри говорил, что в коллективной научной работе авторитет руководителя не может насаждаться строгими мерами. Авторитет руководителя рождается в результате невольной оценки его поступков и личных качеств: таланта, эрудиции, смелости, скромности, и конечно, достигнутых научных результатов.

Ученики Ф. Жолио-Кюри рассказывали, что один раз в год все сотрудники лаборатории собирались для обсуждения накопившихся вопросов. Такая периодичность, по мнению Ф. Жолио-Кюри, была вполне достаточна для того, чтобы рассмотреть задачи, имеющие общий интерес, представить новых сотрудников, принятых в институт, и сделать какое-либо важное научное сообщение.

Когда происходили эти ежегодные совещания, Фредерик руководил ими так, чтобы максимально предоставить инициативу сотрудникам. Если он сам делал научное сообщение, то требовал, чтобы обсуждение велось сразу по ходу изложения.

«Не следует бояться прервать меня, – говорил Жолио-Кюри, – чтобы попросить разъяснений, позволяющих уловить весь ход мыслей, чтобы задать вопрос, даже если он покажется глупым, или что-то добавить». Жолио-Кюри считал, что живая беседа между учеными и непосредственный обмен мнениями – главная характерная черта научной дискуссии.

Известная статья Фредерика Жолио-Кюри, озаглавленная «Размышление о гуманизме науки», заканчивалась следующими словами: «Ученые, может быть, более способны с уверенностью представить себе ту огромную радость жизни, которую наука принесет всем человеческим существам в мире справедливости и мира. Да, каждое мгновение они будут приносить счастливые открытия своим братьям; открытия, которые навсегда изгонят ужасы наваждения великих бедствий, наваждения болезней, убивающих каждый день в расцвете сил мужчин, женщин, детей; открытия, которые сведут к ничтожной величине время, требующееся для обеспечения жизни всем необходимым; открытия, которые, освободив каждого от материальных тягот, позволят ему отдаться высшей радости – открывать и творить».

В 1932 году Ирен и Фредерик Жолио-Кюри, имея в своей лаборатории мощный полониевый источник альфа-частиц, решают повторить опыты двух немецких физиков, Боте и Беккера, выполненные ими в 1930 году, но до сего времени не получившие удовлетворительного объяснения.

В те годы во всех лабораториях мира физики были увлечены опытами по бомбардировке частицами самых различных мишеней. Боте и Беккер бомбардировали легкие элементы – бор, бериллий и другие. Они обнаружили, что при подобной бомбардировке возникает новое, странное излучение такой проникающей силы, что его почти не ослабляет свинцовая пластинка толщиной 10 сантиметров. После опубликования данных об этом опыте, огромное значение которого выяснилось позже, проникающее излучение получило временное название излучения Боте – Беккера.

Еще в 1920 году Эрнест Резерфорд на заседании Британской ассоциации содействия развитию наук в своем докладе об успехах в исследовании ядра высказал предположение, которое в то время было настолько неожиданным, что не привлекло к себе внимания ученых. Резерфорд сказал, что, по его мнению, в ядре может существовать незаряженная частица, равная по массе заряженной частице – протону (ядру водорода), открытой им самим. Он предложил назвать эту нейтральную частицу нейтроном.

Трудно сказать, знали ли об этих предсказаниях Резерфорда немецкие экспериментаторы Боте и Беккер. В исторических документах науки точно зафиксировано, что Резерфорд после того, как он высказал предположение о существовании нейтрона, предпринял попытку получить эти незаряженные частицы. Он проводил свои опыты в Кевендишской лаборатории, директором которой стал к этому времени. Экспериментатор попытался получить нейтроны, пропуская сильный электрический разряд через водород. Попытки не увенчались успехом. Тогда был применен другой метод: исследователь бомбардировал алюминий альфа-частицами мощного излучателя (т.е. он проделывал то, что впоследствии осуществили Ирен и Фредерик Жолио-Кюри, придя при этом к замечательному открытию искусственной радиоактивности). Для Резерфорда, пытавшегося получить таким путем нейтроны, опыты по бомбардировке алюминия не дали желаемых результатов. В проведении этих опытов участвовал и ученик Резерфорда Джеймс Чадвик.

Восстановим исторический ход открытия нейтрона.

После неудач Резерфорд заявил, что нейтроны, в существовании которых он был твердо убежден, невозможно получить с помощью тех обычных средств лабораторного эксперимента, которыми владеют даже лучшие научно-исследовательские институты. Для этого необходимы значительно более высокие энергии, а энергия альфа-частиц мала.

С тех пор прошло много времени, и вот в 1930 году немецкие физики Боте (лауреат Нобелевской премии 1954 года) и Беккер обнаружили мощное излучение особенно при бомбардировке бериллия альфа-частицами. Исследователи предположили, что в их опытах возникает излучение с очень сильной проникающей способностью, подобного которому еще не наблюдалось ранее. Обнаруженное Боте и Беккером излучение, которое таило в себе грандиозное открытие, как часто бывает, сначала не привлекло к себе особого внимания. Фредерик и Ирен Жолио-Кюри решили повторить эти опыты лишь через два года.

Они применили для опытов ионизационную камеру, соединенную с очень чувствительным электрометром, и другой замечательный прибор – камеру Вильсона. Действие ионизационной камеры основано на том принципе, что под влиянием излучения радиоактивных веществ происходит ионизация газа в камере и возникает ионизационный ток. Таким образом, чем выше интенсивность излучения, тем большую величину тока покажет электрометр, соединенный с ионизационной камерой.

Камера Вильсона позволяет видеть и фотографировать следы пролетевших через нее частиц – треки. Она представляет собой вертикальный цилиндр, закрывающийся сверху прозрачным стеклом или плексигласом. Снизу находится поршень. Цилиндр заполняют пересыщенным паром. Если быстро опустить поршень, то в результате падения давления в цилиндре пар охлаждается и образуется туман. Каждая заряженная частица ионизирующего излучения, попадая в камеру Вильсона, служит центром конденсации, и при падении давления в цилиндре ее движение можно наблюдать в виде четкого трека, следа, состоящего из мелких капелек воды.

Ближайший сотрудник Фредерика Жолио-Кюри Ганс Хальбан говорил, что камера Вильсона всегда оставалась излюбленным инструментом Фредерика: «У него всегда под рукой было несколько камер в отличном состоянии. Жолио проводил долгие часы у смотрового окна камеры. Для него это было основное время раздумий. Временами один из нас, его сотрудников, получал привилегию провести вторую половину дня вдвоем с Жолио в темной комнате, наблюдая за полетом частиц. В эти часы он давал волю воображению, и такие встречи для большинства из нас были основным источником вдохновения».

На первой стадии опытов Ирен и Фредерик Жолио-Кюри применили ионизационную камеру для того, чтобы изучить особенности излучения Боте – Беккера и его действие на различные вещества. Используя разные экраны, они убедились в «сверхпроникающей» способности исследуемого излучения. Помещая на пути потока частиц экраны из водородсодержащих веществ, например парафина, они могли ожидать, что поток уменьшится. Но оказалось, что он даже увеличивался. Ученые, разумеется, пришли к выводу, что перед ними какое-то новое явление. После этого они воспользовались камерой Вильсона и быстро обнаружили, что излучение Боте – Беккера способно выбивать ядра из атомов водорода, гелия и азота. При этом выбитые ядра приобретали значительную энергию. Одновременно исследователи отметили, что в пространство излучаются электроны высоких энергий.

Ирен и Фредерик Жолио-Кюри опубликовали результаты своих опытов и попытались их объяснить. Одним из первоначальных объяснений было предположение, что излучение Боте – Беккера состоит из жесткого гамма-излучения. Но как только они измерили треки выбиваемых ядер водорода (протонов), то убедились, что энергия излучения Боте – Беккера гораздо больше энергии гамма-излучения.

В конце февраля 1932 года ученик Резерфорда Джеймс Чадвик в Кевендишской лаборатории после ознакомления с результатами опытов Жолио-Кюри измерил с помощью электронного оборудования – пропорционального усилителя – отдельные импульсы, возникающие при прохождении ядер и электронов через счетчик, и разделил их. Оборудование, которым пользовался Чадвик, было более совершенным, такого не было еще в Институте радия. Оно использовалось и в дальнейших опытах Чадвика, которые привели к результатам, показавшим, что первоначальное предположение Боте и Беккера, а также Ирен и Фредерика Жолио-Кюри об электромагнитной природе сверхпроникающего излучения неверно.

Если бы это было гамма-излучение, тогда, по расчетам Чадвика, количество выбитых протонов было бы в десятки тысяч раз меньше, чем то, которое наблюдалось при эксперименте. Чадвик показал, что излучение Боте – Беккера состоит из электрически незаряженных частиц с массой, равной примерно массе ядра водорода (протона). Это были, несомненно, нейтроны.

Фредерик Жолио-Кюри писал, что открытие нейтрона представляет собой результат трех серий опытов, проведенных в трех разных странах: Германии, Франции и Англии. Он привел следующие хронологические данные.

1. 1930 год. Опыт Боте и Беккера (Германия). Обнаружено исключительное сильно проникающее излучение, возникающее при облучении некоторых легких элементов (например, бериллия, бора) альфа-частицами.

2. 18 января 1932 года. Опыт Ирен и Фредерика Жолио-Кюри, обнаруживший, что излучение Боте – Беккера обладает свойством выбивать ядра из атомов.

3. 27 февраля 1932 года. Опыт Чадвика, подтвердивший результат Жолио-Кюри и показавший, что наблюдаемый эффект объясняется тем, что в состав излучения Боте – Беккера входят новые частицы, а именно нейтроны.

Известный немецкий физик Вернер Гейзенберг в своей книге «Физика атомного ядра», изданной в переводе у нас в 1947 году, приводит реакцию взаимодействия альфа-частиц с легким элементом бериллием, сопровождая ее следующими словами: «...этот важный процесс превращения привел Жолио-Кюри и Чадвика к открытию в 1932 году нейтронов».

После работ Чадвика, за которые ему была присуждена Нобелевская премия по физике, уже не могло быть никаких сомнений относительно существования нейтронов. Замечательная элементарная частица, родившаяся в воображении Резерфорда в 1920 году, спустя 12 лет вторично родилась в опытах супругов Жолио-Кюри и Джеймса Чадвика.

После открытия нейтрона на смену резерфордовской протонно-электронной модели атома пришла новая модель, в которой ядра состоят из протонов и нейтронов. Возникновение отрицательных или положительных электронов во время распада природных или искусственных радиоактивных элементов объясняется превращением протона ядра в нейтрон, или наоборот (Э. Ферми). Такое превращение сопровождается рождением положительного или отрицательного электрона. Отсюда следует, что протон и нейтрон – это как бы два состояния одной и той же тяжелой частицы – нуклона, которая может быть положительно заряженной или нейтральной.

Открытие нейтрона указало на существование в природе нового типа сил – ядерных сил. Оно определенно указало на силы не электромагнитного происхождения, которые удерживают нейтроны и протоны тесно связанными в атомном ядре. Эти новые силы не имели аналога в макроскопической физике. Они получили название сильных взаимодействий. Эксперименты по рассеянию частиц позволили познать сложный характер сил, действующих между нейтроном и протоном. Это силы притяжения, и действуют они на очень малых расстояниях порядка 1 ферми (10–13 сантиметров). Если расстояние еще меньше, то ядерные частицы начинают отталкиваться.

Изучение ядерных сил позволило оценить примерные размеры ядерных систем, применив при этом квантово-механические принципы. Ядра приблизительно в 10...100 тысяч раз меньше, чем атомы, а энергии ядер лежат в области миллионов электрон-вольт.

Сейчас ученые знают о роли нейтрона в атомной технике. Но полезно вспомнить, что вскоре после открытия этой частицы в 1932 году Резерфорд высказал гениальное предположение о возможном значении нейтрона в овладении атомной энергией: «Недавнее открытие нейтрона и доказательство его исключительной эффективности в осуществлении ядерной реакции... при низких скоростях создает новые возможности при условии, если будет найден способ производства в большом количестве медленных нейтронов при малой затрате энергии для этого».

Одними из тех, кто нашел этот способ, были Ирен и Фредерик Жолио-Кюри.

Три открытия 1932 года считаются особенно важными для дальнейшего развития атомной и ядерной физики: открытие Чадвиком и Жолио-Кюри нейтрона, опубликование Ферми теории радиоактивного бета-распада и открытие Андерсоном и Неддермайером позитрона. Конечно, роль этих замечательных открытий в развитии науки была определена гораздо позднее.

Наиболее выдающимся открытием после того, как Чадвик неопровержимо доказал существование нейтрона, была искусственная радиоактивность. В этом можно видеть некоторую закономерность. Ведь Жолио-Кюри сделали важный шаг в открытии нейтрона и, естественно, даже после опубликования Чадвиком его результатов они продолжали опыты по исследованию нейтронов.

Менее года прошло с момента открытия искусственной радиоактивности. Ирен и Фредерик Жолио-Кюри получили вдвоем Нобелевскую премию по химии «за синтез новых радиоактивных элементов», как тогда сформулировали открытие искусственной радиоактивности.

Ирен и Фредерик Жолио-Кюри облучали альфа-частицами различные элементы, например фтор, натрий и алюминий. Таким образом они получали нейтроны. До этого Боте и Беккер, а также Чадвик бомбардировали альфа-частицами другие элементы – бериллий, бор и литий. Жолио-Кюри решили в своих опытах продолжить список элементов и исследовать «различные нейтроны».

Серия опытов была закончена Ирен и Фредериком Жолио-Кюри к осени 1933 года. Эти опыты показали, что при облучении альфа-частицами легких элементов некоторые из них испускали наряду с нейтронами и позитроны.

Исследователи предположили, что натолкнулись на какое-то совершенно новое явление, не замеченное другими физиками, занимавшимися подобными же исследованиями, но нигде не упоминавшими о позитронном излучении. Впрочем, в начале они и сами не были уверены, что имеют дело с ранее неизвестным позитронным излучением. Тем не менее они подготовили доклад под названием «Проникающее излучение атомов под воздействием альфа-лучей» и вскоре представился исключительно благоприятный случай прочесть этот доклад перед участниками представительного собрания ученых многих стран.

В октябре 1933 года в Брюсселе состоялся очередной Сольвеевский конгресс.

По решению Международного комитета Сольвеевских конгрессов темой этого собрания была избрана ядерная физика. Жолио-Кюри был, пожалуй, самым молодым членом комитета, куда его избрали по предложению Поля Ланжевена. Академик А.Ф. Иоффе, член комитета от СССР, отмечал, что Резерфорд и его сотрудники (среди них был и П.Л. Капица) вместе с Ферми, мадам Кюри, Ирен Жолио-Кюри и Лизе Мейтнер были в центре внимания участников этой сессии.

Большое внимание привлекли также выступление В. Гейзенберга и присланный в письменном виде доклад Л.Д. Ландау.

На конгрессе, кроме ученых, упомянутых А.Ф. Иоффе, присутствовали Поль Дирак, Патрик Блэкетт, Нильс Бор, Луи де Бройль, Вольфганг Паули и многие другие. Председательствовал Поль Ланжевен.

Фредерик Жолио-Кюри вспоминал: «Наше сообщение вызвало, оживленную дискуссию. Фрейлен Мейтнер объявила, что она провела такие же эксперименты, но не получила подобных результатов. Под конец подавляющее большинство присутствовавших там физиков пришло к заключению, что наши эксперименты были неточными. После сессии мы чувствовали себя довольно-таки скверно. В этот момент к нам подошел профессор Бор и сказал, что он рассматривает наши данные как чрезвычайно важные. Вслед за ним и Паули одобрил нас таким же образом».

Следовательно, физики-теоретики, уже в то время занимавшие важные позиции в атомной и ядерной физике, оказались более проницательными в отношении чисто экспериментального открытия, чем физики-экспериментаторы, которых было большинство среди участников конгресса.

Резерфорд вопреки большинству участников Сольвеевского конгресса, положительно Отнесся к открытию Ирен и Фредерика Жолио-Кюри. В январе 1934 года он послал из Кембриджа в Париж письмо следующего содержания: «Мои дорогие коллеги!

Я восхищен итогами Ваших опытов по получению радиоактивных веществ путем облучения альфа-частицами. Поздравляю Вас обоих с блестящей работой, которая, по моему убеждению, в конечном счете окажется очень важной.

Я лично очень заинтересован в результатах Ваших исследований, поскольку долгое время думал о том, что такой эффект (т.е. искусственная радиоактивность) может наблюдаться в соответствующих условиях.

В прошлом я проделал много опытов, используя чувствительный электроскоп для обнаружения такого эффекта, однако безуспешно. В прошлом году мы проделали опыт, в котором облучили тяжелые элементы протонами, но получили отрицательные результаты.

С лучшими пожеланиями дальнейших успехов в Ваших исследованиях.

Искренне Ваш Резерфорд.

Р.S. Мы попытаемся определить, произойдут ли сходные явления при бомбардировке протонами или дпплонами» (диплонами Резерфорд называл дейтроны. – Ф. К.).

Резерфорд задолго до открытия искусственной радиоактивности сам пытался обнаружить подобные эффекты. После того как он открыл в 1919 году возможность осуществлять ядерные реакции и показал, что ядра азота при бомбардировке альфа-частицами испускают протоны, он решил выяснить, не испускаются ли протоны после прекращения бомбардировки. Резерфорд убирал источник альфа-частиц и измерял электропроводность азота. Эти опыты он проделывал неоднократно, но каждый раз убеждался в отсутствии «вторичной» протонной радиоактивности. Действительно, такого эффекта не существовало.

Фредерик Жолио-Кюри впоследствии объяснял неудачу Резерфорда тем, что в своих опытах он использовал в качестве мишени азот. Если бы Резерфорд применял другой газ, в котором при бомбардировке альфа-частицами возникают не протоны, а положительные или отрицательные электроны, то он несомненно обнаружил бы явление искусственной радиоактивности.

Тут сказалось глубоко принципиальное заблуждение Резерфорда относительно того, какой тип радиоактивного распада наиболее распространен. Об этом впоследствии писали Ирен и Фредерик Жолио-Кюри: «В продолжение всей своей деятельности Резерфорд стремился доказать существование искусственной радиоактивности, но ему как и другим пионерам в этой области науки, истинной радиоактивностью казалась та, которая сопровождается испусканием тяжелых частиц, а не электронов. В действительности же, как мы теперь знаем, именно излучение электронов наиболее характерно для радиоактивного распада».

Если в опытах Резерфорда искусственная радиоактивность отсутствовала, то в опытах американского физика Эрнеста Лоуренса, проводившихся в 1931 году на сконструированном им циклотроне – ускорителе заряженных частиц, она несомненно возникла. Но исследователь и его сотрудники не заметили ее. Они изучали на циклотроне другие явления. А может быть, им не хватило проницательности.

Ирен и Фредерик Жолио-Кюри, облучая нейтронами легкие элементы, не ставили перед собой задачу обнаружить искусственную радиоактивность, так как тогда никто еще не выдвигал предположения о возможности ее существования, но они оказались готовыми к восприятию даже самого непредвиденного. То, что существование искусственной радиоактивности было трудно себе представить, доказывало отношение многих физиков к сообщению Жолио-Кюри на Сольвеевском конгрессе.

По возвращении в Париж с Сольвеевского конгресса супруги Жолио-Кюри продолжали работу по искусственной радиоактивности. У Фредерика созрел план опыта, который мог бы снять все сомнения и подтвердить окончательно уже ранее полученные результаты. Вот что он писал о результатах этого решающего опыта: «Мы с удивлением констатировали, что когда энергия альфа-частиц последовательно уменьшается, эмиссия нейтронов на определенной стадии прекращается, в то время как излучение положительных электронов продолжается с прежней интенсивностью и даже растет, так же как при излучении электронов естественными радиоактивными элементами. Тогда мы повторили опыт, упростив его: в течение некоторого времени бомбардировали алюминий альфа-частицами с максимальной скоростью, а затем постепенно удаляли источник альфа-частиц. И что же? Алюминиевый листок продолжал излучать положительные электроны в течение нескольких минут. Тогда все стало ясно!»

Но надо было проверить, правильно ли работают счетчики Гейгера – Мюллера и вызывается ли пощелкивание новым излучением. Молодой немецкий физик В. Гентнер, работавший у Жолио-Кюри, проверил правильность действия счетчиков и сообщил, что они работают безотказно.

Итак, Ирен и Фредерик Жолио-Кюри облучали альфа-частицами различные мишени: алюминий, бор, магний (в которых наблюдался новый эффект), водород, литий, углерод, бериллий, азот, кислород, фосфор, калий, натрий, никель и серебро (в них новый эффект не наблюдался).

Этим новым эффектом оказалась позитронная радиоактивность. Когда источник альфа-частиц – диск с нанесенным на него полонием – удалялся, исследователи наблюдали, что облученный алюминий продолжал испускать позитроны. Опыты были тщательно повторены. Оказалось, что бор и магний также продолжают испускать позитроны после удаления радиоактивного источника, хотя время испускания позитронов для разных элементов различно.

Элементы «второго списка», от водорода до серебра, при облучении не испускали позитронов. Наблюдаемая же позитронная радиоактивность первых трех элементов свидетельствовала о происходящих под действием бомбардировки ядерных реакциях. То, что это именно позитроны, а не другие частицы, подобные тем, что испускаются природными радиоактивными элементами, Ирен и Фредерик Жолио-Кюри показывали с помощью камеры Вильсона, помещенной в магнитном поле напряженностью 400 эрстед.

Ирен и Фредерик Жолио-Кюри искусственно получили нестабильные бета-радиоактивные изотопы.

Новый научный термин «искусственная радиоактивность» родился в Париже, где почти за 40 лет до этого Мари и Пьер Кюри впервые произнесли слово «радиоактивность». Термин «искусственная радиоактивность» подчеркивал то обстоятельство, что в природе существует естественная радиоактивность, когда ядра тяжелых элементов (тяжелее свинца) самопроизвольно испускают альфа-частицы – ядра атомов гелия (Не), гамма-излучение – кванты света и бета-частицы – электроны и позитроны.

Но, как указывали Жолио-Кюри, термин «искусственная радиоактивность» не точно передает смысл их открытия: «В самом деле мы не делаем искусственно ядро радиоактивным, а превращаем это ядро в другое, которое является естественно неустойчивым. Вплоть до настоящего времени все попытки, делавшиеся с целью изменения устойчивости атомов либо у стабильных, либо у радиоактивных веществ, кончались неудачей».

Искусственные радиоактивные изотопы излучают не альфа-частицы и не гамма-кванты, а положительные электроны – позитроны. К. Андерсон, П. Блэкетт и Дж. Оккиалини обнаружили позитроны в космических лучах; это были первые известные ученым античастицы. Впоследствии к ним прибавились антипротоны, антинейтроны, антигипероны и многие другие антиподы частиц. До открытия искусственной радиоактивности позитроны в лабораторных экспериментах себя не обнаруживали.

С современной точки зрения методы идентификации продуктов ядерных реакций, использовавшиеся Ирен и Фредериком Жолио-Кюри, были довольно примитивными, хотя в свое время они поражали своей быстротой и наглядностью.

Ирен и Фредерик Жолио-Кюри смогли выделить первый искусственный радиоактивный изотоп в химически чистом виде. Они, конечно, немедленно продемонстрировали его Мари Кюри. Фредерик, описывая эту сцену, не скрывает своего восхищения перед великой исследовательницей радия: «Мари Кюри была свидетельницей наших поисков. Я никогда не забуду выражение радости на ее лице, появившееся, когда Ирен и я показали ей первый искусственный радиоактивный элемент в маленькой стеклянной трубочке. Я и сейчас вижу, как она берет пальцами, обожженными радием, маленькую трубочку, в которой находится искусственно созданный элемент, правда, с еще очень слабой радиоактивностью. Чтобы проверить правильность того, что мы сообщили ей, она подходит к счетчику Гейгера – Мюллера и слышит частые щелчки. Без сомнения, это было последнее большое удовлетворение, которое она испытала в своей жизни. Через несколько месяцев Мари Кюри скончалась от лейкемии».

После открытия искусственной радиоактивности к исследованию ее было привлечено внимание физиков многих стран, главным образом в Европе и Америке. Одним из важнейших результатов стало открытие плутония-239, которое позволило развить атомную энергетику и создать военную ядерную мощь современных государств.

Поразительным примером развития идей и опытов Жолио-Кюри было создание обширной области синтеза и практического применения радиоактивных изотопов. Это можно оценить как подлинный переворот в современной науке, технике и промышленности.

В своем докладе в Стокгольме в связи с получением Нобелевской премии по химии в 1935 году Ирен и Фредерик Жолио-Кюри уверенно предсказывали перспективы применения искусственных радиоактивных изотопов для лечения некоторых болезней, что позднее было подтверждено на практике. Они говорили также об использовании радиоактивных изотопов для точного определения мест скопления тех или иных химических элементов и соединений в организме человека, т.е. об их применении в целях диагностики. Не более чем через 20 лет после открытия искусственной радиоактивности применение искусственно получаемых на ускорителях и в ядерных реакторах самых различных радиоактивных изотопов стало одной из важнейших и массовых областей мирного применения атомной энергии. Для биологов и медиков радиоактивные изотопы открыли новые перспективы.

Ирен и Фредерик Жолио-Кюри с помощью разработанных ими методов получили большое количество бета-радиоактивных изотопов. Именно тогда они пришли к выводу, что природные радиоактивные элементы – радий, полоний, уран и другие – составляют теперь семью редких представителей радиоактивных элементов (с альфа-распадом), существовавших на Земле в большом количестве миллионы и миллиарды лет назад.

В 1935 году Фредерик Жолио-Кюри в своем Нобелевском докладе говорил: «Мы видим, что несколько сот различного рода атомов, составляющих нашу планету, не являются раз и навсегда созданными и существуют не вечные времена. Мы воспринимаем это именно так потому, что они существуют еще сейчас. Другие же, менее устойчивые атомы уже исчезли. Из этих последних некоторые, вероятно, будут вновь получены в лабораториях. До настоящего времени удалось получить лишь элементы с короткой продолжительностью жизни, от доли секунды до нескольких месяцев. Чтобы образовать достойные упоминания количества элемента со значительно большей продолжительностью жизни, необходимо располагать очень мощным источником излучений».

В то время ускоритель заряженных частиц имелся только в распоряжении Эрнеста Лоуренса в США. Однако дальнейшее развитие ускорительной техники за сравнительно короткий период времени достигло выдающихся успехов. Например, в Серпухове построен гигантский ускоритель на 70 миллиардов электрон-вольт; существуют проекты еще более крупных ускорителей на сотни и даже тысячу миллиардов электрон-вольт. Все это как раз и дает в руки исследователей тот «очень мощный источник излучений», о котором говорил Фредерик Жолио-Кюри.

Радиоактивный бета-распад открыл перед учеными новые возможности получить информацию о ядрах многих элементов периодической системы, у которых до этого были известны только стабильные изотопы. Стабильные изотопы не могли дать этой информации. Развитие работ по получению и идентификации новых радиоактивных изотопов потребовало создания принципиально новых методов экспериментальной физики, которые позволяют получать информацию о новом элементе, даже если он присутствует в количестве всего нескольких атомов. Мы уже видели, что искусственные радиоактивные изотопы успешно применялись для идентификации незначительных количеств трансурановых элементов.

Особо следует подчеркнуть выдающееся значение открытия искусственной радиоактивности для развития идей и методов, которые очень быстро привели к овладению атомной энергией и, в частности, к созданию высокоэффективного ядерного топлива. В Нобелевском докладе Фредерик Жолио-Кюри говорил: «Если, обратившись к прошлому, мы бросим взгляд на успехи, которые были достигнуты наукой во все убыстряющемся темпе, то мы вправе думать, что исследователи, конструируя или разрушая элементы по своему желанию, смогут осуществить ядерные превращения взрывного характера, настоящие химические цепные реакции». Дело в том, что в то время уже были известны цепные химические реакции, открытые академиком Н.Н. Семеновым, но, разумеется, не было цепных ядерных реакций: прилагательное «цепные» было добавлено к ядерным реакциям после открытия деления урана и теоретического расчета возможности выделения вторичных нейтронов. Говоря о ядерных реакциях взрывного характера, Жолио-Кюри, конечно, имели в виду не детонацию, а именно саморазвивающийся «цепной процесс» деления ядер. Именно так можно думать, исходя из последующих слов: «Если окажется, что такие превращения распространяются в веществе, то можно составить себе представления о том громадном освобождении энергии, которое будет иметь место».

Еще в начале века выдающийся английский химик Фредерик Содди, работавший вместе с Резерфордом в Мак-Гиллском университете Монреаля (Канада), выпустил небольшой труд под заглавием «Интерпретация радия». В нем Содди изложил свою гипотезу о существовании еще неизвестных изотопов химических элементов. Многие ученые того времени не приняли эту идею и называли ее фантастической. Но предвидения Содди произвели глубокое впечатление на английского писателя-фантаста Герберта Уэллса. На основе гипотезы Содди Уэллс в 1912 году написал фантастический роман «Освобожденный мир».

Герой романа ученый Холстен в 1933 году, т.е. через 20 лет после выхода в свет романа, открывает явление, подобное тому, которое было названо супругами Жолио-Кюри искусственной радиоактивностью. Любопытно, что предсказание Уэллса совпало с датой действительного открытия искусственной радиоактивности. Холстен произвел «атомную дезинтеграцию» мельчайшей частицы висмута (термин «дезинтеграция» заимствован у Содди). При этом частица висмута взорвалась, превратившись в газ с исключительно «сильной радиоактивностью», который распался в течение семи дней. В противоположность Жолио-Кюри Уэллс не выразил никаких предположений о возможностях мирного применения «атомной дезинтеграции» и весь роман построил на военном применении открытого Холстеном процесса. Уже тогда писатель высказал мысль о том, что среди искусственно созданных человеком радиоактивных изотопов некоторые будут обладать огромной взрывной силой. В романе Уэллса это вещество названо «каролиний», что несколько напоминает название «плутоний» – трансурановый элемент, примененный в атомных бомбах.

Осенью 1935 года Фредерик Жолио-Кюри решил приступить к некоторым экспериментам по применению бета-радиоактивных изотопов для биологических исследований и медицинской диагностики. Раньше он никогда не ставил таких опытов и вообще был далек от биологии и медицины. Можно напомнить, что многие замечательные открытия в физике побуждали их авторов использовать свои открытия в гуманных целях, в частности в медицине. Так было, например, с Вильгельмом Рентгеном, который, несмотря на то, что никогда не был связан с медициной, первый предложил использовать открытые им лучи для медицинских исследований. Мари Кюри создала целую область медицины, известную в ее время под названием кюри-терапии; она сделала первые, но весьма важные шаги в использовании радия для лечения рака.

Опыты Фредерика Жолио-Кюри в области биологии и медицины, как подтвердилось в дальнейшем, были чрезвычайно важными и плодотворными; они положили начало широчайшему применению радиоактивных изотопов для распознавания многих болезней и для лечения больных.

В наше время участие физиков в решении проблем биологии и медицины помогает продвижению вперед этих областей науки, когда-то казавшихся весьма далекими от физики и математики. Известно много случаев, когда крупные физики интересовались проблемами биологии (например Нильс Бор, И.Е. Тамм). Фредерик Жолио-Кюри был, пожалуй, первым известным физиком, непосредственно заинтересовавшимся проблемами медицинской диагностики с применением ядерной энергии. Теперь физики часто принимают участие в решении медицинских проблем как теоретических, так и практических.

Фредерик Жолио-Кюри написал несколько статей по вопросу практического применения искусственных радиоактивных изотопов. В одной из них, напечатанной в 1954 году под названием «Будущее ядерной физики во Франции», он высказал мысль о широком развитии радиоизотопных методов исследований в науке и технике и указывал на возможности конкретного использования изотопов в промышленности, например для просвечивания литья в целях обнаружения дефектов, для измерения толщины металлических изделий в процессе их производства, для устранения электростатического электричества, образующегося при изготовлении текстиля, для измерения расхода жидкостей, исследования механизма фотосинтеза и т.д. Он также подчеркивал возможность применения радиоактивных изотопов в энергетике.

Открытие искусственной радиоактивности Луи де Бройль с полным основанием назвал великим; история науки и техники, так же как и достижения сегодняшнего дня, подтвердили правильность этой оценки. На торжественном заседании Парижской академии наук в октябре 1959 года Луи де Бройль, один из двух самых выдающихся учеников Поля Ланжевена (вторым был Фредерик Жолио), сказал: «Оба они (Ирен и Фредерик Жолио-Кюри. – Ф.К.) стали физиками с мировой известностью. Однако им не хватало великого открытия, которое было бы их вкладом в науку. И они сняли его с древа своих трудов, как снимают созревший плод. Этим великим открытием были искусственные радиоактивные элементы».

Вскоре после получения Нобелевской премии Фредерик Жолио-Кюри стал заведующим кафедрой ядерной химии в Сорбонне и руководителем работ группы французских и иностранных исследователей. К его обширным педагогическим обязанностям прибавилось много научно-организационной работы. Прекрасно понимая важность исследований в области ядерной физики, Фредерик намерен был прежде всего создать условия для развертывания ядерных исследований во Франции. В течение нескольких лет он строит ускоритель Ван де Граафа на 1 миллион электрон-вольт в строительном институте в Аркей-Кашан, заново оборудует Лабораторию Ампера, преобразуя ее в Лабораторию атомного синтеза; строит циклотрон на 7 миллионов электрон-вольт в Коллеж де Франс.

В то же самое время Ирен Жолио-Кюри проводит исследования трансурановых элементов и в этой работе у нее оказывается талантливый сотрудник – югославский физик Павле Савич, впоследствии руководитель крупнейшего в Югославии Института ядерных исследований «Борис Кидрич».

Можно полагать, что к этому времени Ирен и Фредерик Жолио-Кюри понимают, что их работы, как сотни и тысячи других работ по ядерной физике, проводимых во многих странах, приведут в конце концов к возможности практического использования атомной энергии главным образом в качестве энергетического источника. В своем сообщении об открытии искусственной радиоактивности ученые, говоря о возможности «внешней причиной» вызвать радиоактивность некоторых ядер, которая существует непродолжительное время и после удаления источника облучения, высказывали также предположение о существовании более «продолжительной радиоактивности», если облучать элементы другими частицами. Какими?

Супруги Жолио-Кюри утверждали, что более мощными частицами для облучения должны служить пучки протонов и дейтронов, разогнанные до значительных энергий в высоковольтных ускорителях. Этим и объясняется стремление Фредерика оборудовать в руководимых им лабораториях новейшие ускорители, которые в то время только что появились. После опытов Джона Кокрофта и Эрнеста Уолтона, построивших в Кевендишской лаборатории первый высоковольтный ускоритель, Эрнест Лоуренс, чьим именем теперь называется крупнейшая лаборатория по физике высоких энергий Калифорнийского университета, достиг наилучших результатов в создании ускорителя частиц – циклотрона.

С нынешней точки зрения даже примитивные по мощности ускорители того времени еще долго оставались редкостью в европейских лабораториях. Многие исследователи продолжали использовать для бомбардировки мишеней альфа-частицы, но открытие нейтронов изменило положение. Молодой итальянский ученый профессор Римского университета Энрико Ферми, как только узнал об опытах Жолио-Кюри, решил повторить их. Однако для бомбардировки он применил не альфа-частицы, как делали Жолио-Кюри, а нейтроны.

Его намерение можно понять, вспомнив слова Джеймса Чадвика из доклада, прочитанного в Стокгольме в 1933 году по случаю вручения ему Нобелевской премии. Большая эффективность нейтронов в получении ядерных реакций легко объясняется. При столкновении положительно заряженной частицы с ядром вероятность ее проникновения в ядро ограничена кулоновской силой их взаимодействия. Этим определяется минимальное расстояние, на которое может приблизиться частица. Расстояние возрастает с увеличением атомного номера ядра и вскоре достигает столь большой величины, что вероятность проникновения частицы в ядро становится очень малой. В случае же соударения нейтрона с ядром ограничений такого рода не существует. Сила взаимодействия нейтрона с ядром очень мала, только на очень малых расстояниях она начинает быстро расти и носит характер притяжения. Вместо потенциального барьера, как в случае заряженных частиц, нейтрон встречает «потенциальную яму». Поэтому даже нейтроны очень малой энергии могут проникнуть в ядро.

Ферми в статье, опубликованной в итальянском научном журнале, так охарактеризовал нейтроны как частицы для бомбардировки: «Применение нейтронов как бомбардирующих частиц страдает тем недостатком, что число нейтронов, которыми можно практически располагать, неизмеримо меньше числа альфа-частиц, которые можно получить от радиоактивных источников, или числа протонов или дейтронов, которые можно ускорить в высоковольтных устройствах. Но, с другой стороны, этот недостаток частично компенсируется большей эффективностью нейтронов при получении искусственных ядерных реакций. Нейтроны обладают также тем преимуществом, что им свойственна большая способность вызывать ядерные реакции в том смысле, что число элементов, которые могут быть активированы нейтронами, значительно больше числа активных элементов, которые можно получить с помощью других радиоактивных частиц».

Энрико Ферми использовал в своих опытах источник нейтронов в виде стеклянной трубочки, содержащей порошок бериллия и радий. Трубочка вводилась в цилиндрический образец какого-нибудь элемента, если это был, например, металл. Для газов использовалась другая методика. После того как элемент интенсивно облучался определенное время нейтронным потоком, его быстро переносили к счетчику Гейгера – Мюллера, расположенному в другой комнате, и регистрировали импульсы счетчика, определяя, радиоактивен элемент или нет. Ферми подверг бомбардировке нейтронами 68 элементов, в том числе фтор, аллюминий, кремний, фосфор, хлор, железо, кобальт, серебро, йод. В первых опытах, естественно, он использовал те же элементы, что и Жолио-Кюри. У 37 элементов Ферми, и его сотрудники, которых он привлек к этим опытам (Э. Амальди, О. Д'Агостино, Ф. Разетти, Б. Понтекорво) надежно обнаружили явление искусственной радиоактивности.

Независимо от Жолио-Кюри Ферми обнаружил, что если па пути нейтронов находится парафин или вода, то, пройдя эти вещества, нейтроны становятся более эффективными «снарядами», и результат бомбардировки в некоторых случаях повышается в 100 раз. Обнаружив это явление, важность которого стала понятна несколько позже, Ферми провел серию опытов для более детального изучения замедления нейтронов. Опыты проводили так: в центре мишени, изготовленной в виде маленького цилиндрика, помещали на определенное время источник нейтронов. Затем мишень помещали у счетчика Гейгера – Мюллера и определяли интенсивность искусственной радиоактивности; этот же опыт повторяли, помещая источник нейтронов и мишень на время облучения в полость в центре парафинового блока. После измерения интенсивности искусственной радиоактивности мишени ученые убеждались, что она гораздо больше, чем в опытах без парафина. Таким образом, было сделано еще одно важное открытие на пути к овладению атомной энергией, а именно показано, что замедление нейтронов повышает их эффективность как бомбардирующих частиц.

Эффект замедления нейтронов часто называют «эффектом Ферми», хотя правильнее было бы называть его «эффектом Жолио – Ферми». Позже свойство парафина, воды, графита замедлять нейтроны сыграло исключительно важную роль в практическом использовании атомной энергии. В ядерных реакторах, построенных под руководством Ферми в США и И.В. Курчатова в СССР, использовался в качестве замедлителя нейтронов графит. В реакторе, созданном Жолио-Кюри, замедлителем нейтронов была тяжелая вода. Но от искусственной радиоактивности до постройки ядерных реакторов необходимо было пройти еще сложный путь, и Ирен и Фредерик Жолио-Кюри были в числе лидеров.

Ферми объяснял эффект замедления нейтронов тем, что содержащиеся в парафине атомы водорода замедляют нейтроны значительно сильнее, чем атомы других элементов. Поскольку массы нейтрона и протона почти одинаковы, при каждом столкновении этих двух частиц их кинетическая энергия распределяется почти поровну. Ферми показал, что нейтрон с энергией 2 миллиона электрон-вольт после двадцати столкновений с атомами водорода теряет свою энергию почти до уровня теплового возбуждения. Поэтому медленные нейтроны называются также тепловыми нейтронами. Оставалось еще объяснить факт, казавшийся парадоксальным, а именно: почему тепловые нейтроны более эффективны для осуществления ядерных реакций, чем быстрые? Этот парадокс был объяснен с помощью квантовой механики.

Пользуясь замедленными нейтронами, Ферми и его сотрудники получили радиоактивные изотопы всех элементов, выбранных для опытов, причем в ряде случаев интенсивность излучения изотопов была больше, чем у радия.

Экспериментальные данные и теоретические соображения позволили Ферми прийти к выводу о существовании трех процессов образования искусственных радиоактивных элементов. Все они начинаются с захвата нейтрона ядром, после чего ядро испускает альфа-частицу или ничего не испускает, но во всех трех случаях образуется новый радиоактивный изотоп. Первые два процесса встречаются чаще при бомбардировке легких ядер, третий – при бомбардировке ядер тяжелых элементов.

В 1934 году в опытах, продолжавшихся в Римском университете, Ферми облучал нейтронами уран. В результате образовывалась смесь нескольких бета-радиоактивных изотопов. Среди них, по мнению Ферми, Разетти и Д'Агостино, должны были находиться элементы с атомными номерами 93 и 94. Они даже назвали эти элементы аусонием и эсперием. Позднее стало ясно, что хотя при бомбардировке урана и тория действительно образуются трансурановые элементы, сообщение Ферми об открытом им первом трансурановом элементе 93 было неверно. По словам Бруно Понтекорво, это была единственная ошибка Ферми в течение его долгой и блестящей исследовательской деятельности.

Объясняя образование нового элемента, принятого за трансурановый, Ферми исходил из классического рсзерфордовского механизма искусственных ядерных реакций, известного в то время. В ядерных реакциях, осуществленных Резерфордом в течение нескольких лет (с 1919 года), ядра при столкновении с альфа-частицами испускали одну или несколько частиц и превращались в ядра других элементов, находящихся в соседних клетках таблицы Д.И. Менделеева. Ферми считал, что при бомбардировке нейтронами ядро урана поглощает медленный нейтрон и становится сверхтяжелым неустойчивым ядром изотопа урана, ранее неизвестного в природе. Это неустойчивое ядро изотопа урана испускает бета-частицу и в соответствии с законом Содди и Фаянса превращается в новый элемент с порядковым номером 93.

Как ни парадоксально, но ошибка Ферми сыграла положительную роль в дальнейшем развитии ядерной физики, которое в конце концов привело к открытию реакции деления урана и, следовательно, вплотную приблизило физиков к овладению атомной энергией.

Ирен Жолио-Кюри решила проверить правильность утверждения Ферми об открытии им 93-го элемента. Вместе с Павле Савичем она исследовала вещество, принятое Ферми за новый трансурановый элемент, и показала, что оно обладает свойствами лантана. Это открытие предвещало сенсацию в физике, а именно установление того факта, что существуют ядерные реакции, при которых ядро «раскалывается» на два приблизительно равных по массе осколка. Теперь каждый знает, что такая реакция называется реакцией деления и именно она лежит в основе использования атомной энергии.

В 1938 году на конгрессе Национального химического объединения в Риме Фредерик Жолио-Кюри встретил немецкого ученого Отто Гана и рассказал ему об опытах Ирен и Павле Савича. По этому поводу профессор Ган сказал Фредерику примерно следующее: «Я очень восхищен вашей женой и очень дружелюбно отношусь к ней. И все же я решил повторить ее опыты и надеюсь в скором времени показать, что она ошиблась». Знаменитому немецкому радиохимику, ученику Резерфорда, казалось маловероятным, что при бомбардировке нейтронами урана в результате ядерной реакции получается лантан.

Возвратившись в Берлин, Отто Ган вместе с Лизе Мейтнер, а позднее с Фрицем Штрассманом занялся проверкой опытов Ирен Жолио-Кюри. Пользуясь методикой Ферми и Жолио-Кюри, Отто Ган с сотрудниками Института химии Кайзера Вильгельма в Берлине облучал уран потоком нейтронов и исследовал продукты, получающиеся при ядерной реакции. Исследователи с удивлением обнаружили среди этих продуктов не только лантан, подмеченный Ирен Жолио-Кюри, но и барий, т.е. другой элемент средней части таблицы Д.И. Менделеева.

Но прежде чем рассказать о последствиях экспериментов Ирен Жолио-Кюри, которые привели к открытию цепной реакции деления урана и значительно приблизили возможность создания ядерного реактора, напомним о том, что в продуктах деления урана действительно были также и трансурановые элементы; однако их обнаружили через несколько лет после опытов Ферми, о которых шла речь. В 1940 и 1941 годах были получены первые трансурановые элементы: нептуний и плутоний с порядковыми номерами 93 и 94. В течение последующих лет физики и радиохимики открыли еще около десятка других трансуранов – америций, кюрий, берклий, калифорний и другие. Методы выделения новых трансурановых элементов основаны на бомбардировке мишеней различными частицами. Так, кюрий и калифорнии получали облучением нейтронами плутония и америция в ядерном реакторе.

Отто Ган и Фриц Штрассман вскоре после своих опытов, проведенных для проверки открытия Ирен Жолио-Кюри и Павле Савича, высказали предположение о том, что ядро урана при бомбардировке нейтронами может раскалываться на два радиоактивных осколка, примерно одинаковых по массе.

Статья Гана и Штрассмана была в январе 1939 года получена Жолио-Кюри. Она подтвердила правильность опытов Ирен Жолио-Кюри и свидетельствовала о существовании нового типа ядерных реакций. Ирен и Фредерик Жолио-Кюри обсудили результаты опытов Гана и Штрассмана, и тут же Фредерик высказал исключительно важную мысль о том, что количество нейтронов, испускаемых при бомбардировке урана, должно превышать количество нейтронов, осуществляющих раскалывание ядер урана.

Ирен и Фредерик Жолио-Кюри выполнили некоторые опыты и произвели теоретические расчеты, не оставляющие уже сомнения в существовании нового процесса расщепления урана на осколки. При этом процессе выделяется примерно в 100 раз больше энергии, чем при ранее уже известных ядерных реакциях, вызываемых бомбардировкой элементов альфа-частицами. Можно считать, что Ирен и Фредерик Жолио-Кюри первыми экспериментально обнаружили существование нового процесса расщепления ядер. Сразу вслед за ними Лизе Мейтнер и ее племянник Отто Фриш в Копенгагене точно доказали это. Фриш назвал этот процесс делением ядер по аналогии с делением клеток, термином, широко распространенным в биологии. С развитием ядерных реакторов уран, торий, плутоний и некоторые другие природные и искусственные радиоактивные элементы, применяющиеся в качестве ядерного горючего, получили название делящихся материалов.

Опыты Фредерика и Ирен Жолио-Кюри, выполненные тотчас же после получения статьи Гана и Штрассмана, с очевидностью доказали способность ядер урана к раскалыванию. Они имели исключительно большое значение для последующего развития ядерной физики, особенно в ее практическом аспекте, но тем не менее еще недостаточно приблизили к решению проблемы практического освобождения и использования того громадного количества энергии, которое таится в недрах вещества, т.е. в ядрах атомов.

Все дело было в масштабах. При раскалывании ядра действительно освобождается огромная энергия, которую легко подсчитать по известной формуле Эйнштейна; но масштаб процесса, происходящего в одном ядре, ничтожно мал. Для того чтобы реально «ощутить» эту энергию, необходимо вызвать деление огромного количества ядер урана и притом почти одновременно. Это удалось осуществить только позднее после того, как был открыт цепной процесс деления урана.

В конце 1938 года А.Ф. Иоффе получил от Фредерика Жолио-Кюри письмо, в котором французский ученый сообщал об открытии принципиально нового вида ядерной реакции – под действием нейтронов ядро урана распадается на два радиоактивных осколка.

В первой своей информации об исследовании вторичных нейтронов, опубликованном в 1939 году, Фредерик Жолио-Кюри и его сотрудники Ганс Хальбан и Лев Коварский сообщили, что среднее число вторичных нейтронов, возникающих при делении ядер урана, бомбардируемых замедленными нейтронами, равно приблизительно двум для каждого акта деления.

Теперь широко известный коэффициент К – коэффициент воспроизводства нейтронов, применяющийся во многих расчетах, в частности в атомной технике, представляет собой величину, очень близкую к 250 вторичным нейтронам на 100 единичных актов деления, т.е. около 2,5 нейтрона на каждый акт деления ядра урана. Эта величина выражает среднее число вторичных нейтронов, испускаемых при делении. Долгое время коэффициент К был одним из строжайше охраняемых военных секретов. Однако в результате широко развернувшихся исследований вторичных нейтронов физики в разных странах, используя в общем сходные опыты, находили эту «секретную» величину.

Предположение, что вторичные нейтроны быстрые, нуждалось в точной экспериментальной проверке. Фредерик Жолио-Кюри с сотрудниками провел очень интересные опыты, подтвердившие эту гипотезу. Радий-бериллиевый источник нейтронов окружали кристаллами урановой соли – уранилнитрата и всю систему помещали в центре большого сосуда с сероуглеродом, в котором предварительно растворяли 200 миллиграммов фосфора. Под влиянием быстрых нейтронов создавался радиоактивный изотоп фосфора, который извлекали через шесть дней и подвергали проверке с помощью счетчика Гейгера – Мюллера. Оказалось, что, когда опыт производили без уранил-нитрата, фосфор, облученный нейтронами радий-бериллиевого источника, оказывался в 6 раз менее активным, чем в опытах с уранилнитратом. Это привело исследователей к выводу, что уранилнитрат способствует образованию в системе дополнительного количества нейтронов, воздействующих на фосфор вместе с нейтронами радий-бериллиевого источника. Отсюда следовало единственно возможное заключение: под действием быстрых нейтронов происходит не только ядерная реакция в фосфоре, но и реакция деления ядер урана с образованием вторичных нейтронов.

Нейтроны, образующиеся при ядерных реакциях в уранилнитрате, при сравнении с нейтрона-ми, излучаемыми радий-бериллиевым источником, оказались совершенно тождественными – и те и другие были быстрыми нейтронами.

Итак, открытие вторичных нейтронов Фредериком Жолио-Кюри по праву считается одним из важнейших явлений в науке, направленным на отыскание путей использования ядерной энергии. Теперь уже стало совершенно ясно, что вторичные свободные нейтроны могут вызвать деление соседних ядер урана и процесс превратится в самоподдерживающийся, лавинообразный. Сможет осуществиться то, о чем говорил Нильс Бор, а именно: «зажигание» в одном месте приведет к лавинообразному «взрыву» миллиарда миллиардов (~1018) делящихся с колоссальной скоростью ядер урана и при этом выделится громадная энергия в виде тепла. В ядерных реакторах современных атомных электростанций происходит именно этот процесс, сделавшийся технически доступным благодаря трудам физиков и радиохимиков, среди которых видное место принадлежит Фредерику и Ирен Жолио-Кюри.

Профессор Отто Ган в своем Нобелевском докладе в 1944 году особо подчеркнул роль Ф. Жолио-Кюри в открытии вторичных нейтронов: «Господин Штрассман и я отмечали (в нашем сообщении от 10 февраля 1939 года) возможность того, что в процессе деления также освобождаются нейтроны. Фредерик Жолио был первым, кто нашел, что это действительно имеет место».

Лизе Мейтнер и Отто Фриш решили немедленно сообщить о новом типе ядерной реакции (делении) Нильсу Бору. Но в январе 1939 года Бор отбыл из Дании в США. По прибытии из Европы в Нью-Йорк он нашел полученную на его имя пространную телеграмму, отправление которой из Копенгагена обошлось в 400 долларов. Бор рассказал об открытии процесса деления ядер урана американским физикам, в числе которых было много эмигрантов из Европы, бежавших от фашистского режима Гитлера и Муссолини. Сам Бор очень заинтересовался сообщением своих копенгагенских коллег Л. Мейтнер и О. Фриша и сразу стал изучать процесс нового типа – деление ядра, облучаемого нейтронами, на два осколка, сопровождающееся испусканием нейтронов.

Нильс Бор, в то время профессор Колумбийского университета, первый правильно оценил значение процесса деления ядер урана, обнаруженного Ирен Жолио-Кюри, Ферми, Ганом, Штрассманом, Мейтнер и Фришем. Он увидел в нем важнейший шаг к овладению атомной энергией. Ферми, поселившийся в США после получения им Нобелевской премии, задался целью выяснить, какой изотоп урана обладает способностью делиться под влиянием нейтронов – более распространенный изотоп уран-238, составляющий 99,27 процента всей массы природного урана, или редкий изотоп уран-235, содержащийся в массе природного урана всего в количестве 0,72 процента.

Нильс Бор высказал предположение, что способностью делиться обладает именно уран-235. Ученый исходил из теоретических соображений, согласно которым ядро урана-235 может делиться на два приблизительно равных осколка, в то время как ядро урана-238 обычно поглощает нейтрон и деления не происходит.

Когда физики убедились в правильности этого заключения Бора, возможность использовать ядерную энергию, которая, казалось, приблизилась вплотную после открытия вторичных нейтронов, снова отдалилась, и некоторые ученые даже выразили полное неверие в то, что эту проблему можно решить. Но теперь уже камнем преткновения были не принципиальные соображения, а технический» На первых порах представлялось невероятным отделить от массы урана редкий изотоп в количестве, достаточном для технического использования. Несмотря на такую сложную «психологическую» ситуацию, экспериментальные исследования продолжались все нарастающими темпами, трудности преодолевались одна за другой и в конце концов проблема использования атомной энергии была блестяще решена. Разумеется, перед физиками стояли многие задачи – не только разработка техники разделения изотопов урана, но и другие не менее сложные, потребовавшие долгой и упорной работы.

Итак, в 1939 году, т.е. к началу второй мировой войны, положение в области ядерной физики казалось двойственным. С одной стороны, было сделано самое главное для решения основной проблемы – использования внутриядерной энергии: открыт важнейший процесс цепного деления атомов урана-235; с другой – трудности разделения изотопов отодвигали решение задачи на неопределенный срок.

В этот период крайне важной оказалась роль физиков-теоретиков. Помимо работ Нильса Бора, в печати появились основополагающие статьи по теории деления ядра советских физиков Я.И. Френкеля, Ю.Б. Харитона, Я.Б. Зельдовича и других. В научных журналах различных стран были также опубликованы работы, авторы которых пытались определить условия для развития самоподдерживающейся (лавинообразной, как говорил Бор) ядерной реакции.

Франциск Перрен, сын профессора Сорбонны Жана Перрена, учившийся в детстве вместе с Ирен, опубликовал первые грубые оценки размеров уранового шара, нагреваемого за счет энергии происходящей в нем цепной ядерной реакции. Многие физики уже были близки к определению величины критической массы урана, при которой возможно осуществить цепной ядерный процесс.

Познакомившись со статьей Франциска Перрена, некоторые физики-эмигранты, переселившиеся в США, выразили опасение, что результаты работ французских физиков – Жолио-Кюри, Хальбана, Коварского, Ф. Перрена – могут быть использованы гитлеровцами для ускоренного проведения в фашистской Германии сверхсекретных работ по созданию ядерного реактора и ядерного оружия. Среди этих ученых-иностранцев были будущие создатели первого ядерного реактора в Чикаго: Ферми, Теллер, Сцилард, Вигнер, Вейскопф и другие.

Подобные же опасения возникли у Фредерика Жолио-Кюри и его сотрудников, и они приняли все меры, чтобы результаты работ по ядерной физике, связанные с использованием ядерной энергии, не попали, в руки фашистов.

С осени 1939 года все работы по ядерной физике проводились в строгой секретности и результаты их не публиковались. В США был создан мощный государственный аппарат для сохранения секретности всех работ по ядерной физике и связанных с ними технических проектов.

К этому времени Фредерик Жолио-Кюри был мобилизован в армию и в чине артиллерийского капитана возглавил «Научно-исследовательскую группу №1». Под таким зашифрованным названием скрывалась группа французских физиков, продолжавшая изучать цепные ядерные реакции. Об этом периоде Блэкетт писал, что в то время, т.е. в конце 1939 года, вероятнее всего именно Жолио и его коллеги более, нежели любая другая группа ученых, реально думали о возможности практически извлечь из урана энергию, годную для использования.

В самом деле, группа Ф. Жолио-Кюри в 1939 году подала заявки на патенты, в которых были предложения о постройке и использовании ядерных реакторов. Группа также передала 30 октября 1939 года Парижской академии наук запечатанный конверт, который впоследствии, ровно через 10 лет, в 1949 году, был вскрыт. В конверте находились материалы, излагающие «возможность создания в урановой среде практически бесконечных цепных реакций».

Сообщение, пролежавшее целое десятилетие, было подписано Фредериком Жолио-Кюри, Гансом Хальбаном и Львом Коварским. Так Фредерик Жолио-Кюри и его сотрудники совершенно ясно определили возможность создания ядерного реактора, опередив многих ученых из других стран, и если бы не обстоятельства военного поражения Франции и связанное с ним почти полное прекращение научных работ, возможно, Фредерик Жолио-Кюри во Франции построил бы ядерный реактор раньше, чем это сделал Ферми в США.

В 1932 году Гарольд Юри впервые получил тяжелую воду. Теперь она оказалась необходимой в качестве замедлителя нейтронов в ядерном реакторе. Сотрудник Фредерика Жолио-Кюри Ганс Хальбан предложил использовать тяжелую воду для замедления нейтронов, так как расчеты показали, что она способна замедлять нейтроны до необходимой степени, не поглощая их.

Вскоре после того как Фредерик Жолио-Кюри и Лев Коварский произвели опыты по определению поглощения тяжелой водой нейтронов, они обратились к министру вооружения Франции с просьбой оказать им широкое содействие в получении тяжелой воды, необходимой для продолжения работы по созданию французского ядерного реактора.

Действия, предпринятые руководителями министерства, и участие в них Фредерика Жолио-Кюри и его сотрудников Хальбана и Коварского по своему характеру могли бы служить сюжетом для увлекательного приключенческого романа с элементами детектива. Описываемые действия хотя и далеки от физики, но без них не могли бы обойтись в то время участники группы Фредерика Жолио-Кюри, работавшие над созданием ядерного реактора. Они многократно описаны, в том числе и в книге Рональда Кларка «Рождение бомбы». Мы остановимся лишь на некоторых эпизодах этой драматической истории, напряженной и изобиловавшей опасными ситуациями, но завершившейся благополучно.

В тридцатых годах тяжелая вода производилась в промышленных масштабах только на одном заводе – в Рьюкане в Центральной Норвегии. Завод принадлежал норвежской фирме «Норск Хайдро» и был пущен в 1934 году. Производство тяжелой воды росло очень медленно. К началу второй мировой войны ее запас на заводе измерялся десятками килограммов. Министерство вооружения Франции поручило сотруднику военной разведки лейтенанту Жаку Аллье провести все операции по оформлению покупки и доставке тяжелой воды во Францию. В начале марта 1940 года Аллье тайно покинул Париж, направляясь в столицу Норвегии Осло, оккупированную гитлеровскими войсками. В Стокгольме к нему присоединились еще три сотрудника французской военной разведки.

Лейтенант Аллье заключил с директором фирмы «Норск Хайдро» соглашение, по которому вся тяжелая вода (около 185 килограммов), имевшаяся на заводе в Рьюкане, передавалась французскому правительству. После подписания этого соглашения предстояло решить более серьезную задачу – доставить тяжелую воду во Францию, избежав вмешательства нацистов, которые, как предполагали французы, знали о визите Аллье и его целях.

Прежде всего Аллье и его сотрудникам понадобились емкости для транспортировки их драгоценного груза. Но приобрести прочные сварные канистры у какой-либо фирмы в Осло представлялось опасным – это могло навести фашистов на мысль о том, что в таких канистрах будет перевозиться тяжелая вода. Канистры заказали одному рабочему из небольшой сварочной мастерской в окрестностях Осло.

Канистры (их было двадцать шесть) наполнили на заводе в Рьюкане тяжелой водой и тайно перевезли в Осло, где сложили в доме, принадлежавшем французскому посольству. Теперь встал вопрос, как их переправить в Париж?

Сначала думали воспользоваться подводной лодкой, но от этого плана отказались. В начале марта 1940 года лейтенант Аллье и три его сотрудника прибыли с канистрами на норвежский аэродром Форнебю в нескольких километрах от Осло. Они демонстративно провели все приготовления к посадке на ежедневный рейсовый пассажирский самолет, направлявшийся в Амстердам. Но к моменту взлета этого самолета канистры по тщательно разработанному плану были тайно погружены на другой самолет, на который Аллье и один из его сотрудников, разумеется, под вымышленными именами, купили себе билеты. Самолеты поднялись в воздух с небольшим интервалом. На первом улетели в Амстердам два сотрудника Аллье. Второй самолет взял курс на Эдинбург (Шотландия), откуда должен был направиться в Париж. Как и предполагалось, немцы обыскали первый самолет.

16 марта 1940 года Аллье доставил в Париж весь мировой запас тяжелой воды. Канистры были спрятаны в подвале Коллеж де Франс. Военные события развивались очень быстро, в мае 1940 года фашистские захватчики прорвали фронт французских армий у Седана. Над Парижем нависла грозная опасность. Необходимо было любой ценой не дать немцам захватить запас тяжелой воды. Канистры перевезли в Клермон-Ферран, где спрятали в сейфах французского банка, зарегистрировав под названием «продукт Зет». Непродолжительное время Фредерик Жолио-Кюри и его группа, к которой присоединился Франциск Перрен, работали в Клермон-Ферране. Здесь они сняли виллу и в течение трех недель оборудовали в ней лабораторию. В Клермон-Ферран были перевезены из Парижа 9 тонн урановой руды, принадлежавшей Фредерику Жолио-Кюри. Он получил эту руду в дар от частной бельгийской компании «Юниор миньер дю Катанга».

Через несколько дней после того, как начались работы на вилле, директор французского банка потребовал, чтобы канистры с тяжелой водой были увезены. Тогда их удалось поместить в одной из камер для особо опасных преступников центральной тюрьмы Риома. Но и это убежище оказалось недолговечным. В июне наступил военный крах Франции, гитлеровские полчища вступили в Париж. Немецкая разведка рыскала по всей стране в поисках запаса тяжелой воды.

У Фредерика Жолио-Кюри остался единственный выход: переправить своих сотрудников с запасом тяжелой воды в союзную страну Англию, чтобы там они могли продолжить исследования. Но в условиях гитлеровской оккупации это была неимоверно трудная задача.

Канистры с тяжелой водой перевезли во французский порт Бордо (вспомним, что в этом городе Мари Кюри в годы первой мировой войны хранили спасенный от немцев запас драгоценного радия) и погрузили на борт английского угольщика «Брумпарк». Их прочно закрепили на плоту, помещенном на палубе. Если бы судно подорвалось на мине или было потоплено фашистскими бомбардировщиками, то остался бы шанс, что плот с драгоценным грузом продержится на воде и будет подобран английскими судами. На том же плоту могли бы спастись Хальбан и Коварский. (Пьер Бикар вопреки этим данным пишет, что канистры были погружены в трюм). Тем временем, пока судно грузилось, Фредерик Жолио-Кюри в префектуре Бордо случайно встретился с уполномоченным британского министерства вооружения лордом Суффолком. Пьер Бикар в своей книге рассказывает, что во время этой встречи Суффолк предложил Фредерику немедленно ехать с ним в Англию. «Не беспокойтесь ни о жене, ни о детях, – сказал Суффолк, – я обещаю их завтра же увезти в Бретань, а оттуда – на другую сторону Ламанша». Жолио-Кюри отказался от предложения, и Суффолк уехал в порт. Хальбан и Коварский находились уже на судне. До отплытия они больше не виделись с Жолио-Кюри.

Вечером 19 июня 1940 года «Брумпарк» с грузом тяжелой воды вышел в море и 21 июня прибыл в английский порт Саутгемптон. Почти в одно время с «Брумпарком» из порта Бордо вышло другое грузовое судно, которое скоро подорвалось на фашистских минах. Этим воспользовался Ф. Жолио-Кюри. Во время допроса в гитлеровской военной разведке он сказал, что тяжелая вода находится на потопленном судне. Фашисты не поверили ученому, но почему-то предположили, что тяжелая вода тайно переправлена в Северную Африку; они даже хотели отправить туда специальную экспедицию с целью найти ценный груз.

С отъездом Хальбана и Коварского группа Фредерика Жолио-Кюри перестала существовать, и до самого окончания второй мировой войны выдающийся ученый оставался без лаборатории, ограничиваясь ролью университетского профессора.

В годы войны началась активная деятельность Фредерика Жолио-Кюри в рядах борцов за освобождение Франции от фашистских оккупантов. Фашизм во всех его формах и проявлениях вызывал у него острую ненависть. Он активно боролся с гитлеровцами. Во время парижского восстания, продолжавшегося с 19 по 25 августа 1944 года, Фредерик Жолио-Кюри организовал в лаборатории физики и атомной химии Коллеж де Франс изготовление взрывчатых веществ и зажигательных снарядов. Их применяли патриоты Парижа в борьбе с вражескими танками. В результате многодневных уличных боев парижанам удалось освободить почти всю столицу Франции. К этому времени в Париж вошла регулярная французская армия и гитлеровские войска капитулировали. Фредерик Жолио-Кюри внес свой вклад в освобождение Парижа и всей Франции.

Прямой контакт между Фредериком Жолио-Кюри, Хальбаном и Коварским восстановился лишь в 1946 году.

После переезда в Англию Хальбан и Коварскнй приступили к исследовательской работе в Кевендишской лаборатории Кембриджского университета, которой до 1937 года руководил Эрнест Резерфорд. Так, в лаборатории, где Резерфорд впервые осуществил ядерную реакцию на легких элементах, а его ученики Джон Кокрофт и Эрнест Уолтон построили первый высоковольтный ускоритель заряженных частиц (электронов), Хальбан и Коварский экспериментально доказали возможность создания ядерного реактора на основе идей Фредерика Жолио-Кюри. В то время еще не существовало термина «ядерный реактор», и ученые называли его «устройство для получения ядерной энергии».

В документе, опубликованном британским правительством в 1945 году, подтверждена официально работа Хальбана и Коварского в Кембридже над проблемами создания ядерного реактора. В документе говорится, что доктора Коварский и Хальбан получили от профессора Жолио точные инструкции сделать все возможное в Англии, чтобы добиться в сотрудничестве с британским правительством на общее благо союзников решительного опыта, план которого был разработан еще в Париже и для осуществления которого была приобретена тяжелая вода. В их распоряжение было предоставлено необходимое лабораторное оборудование в Кембридже. В декабре 1940 года они доказали, что система, состоящая из определенным образом используемой двуокиси урана (или металлического урана) с тяжелой водой в качестве замедлителя нейтронов, может, если она имеет достаточные размеры, стать местом цепной реакции, вызванной замедленными нейтронами.

В 1941 году проблемами использования ядерной энергии заинтересовались в США в результате инициативы ученых-эмигрантов из Европы. Это произошло через два года после того, как Альберт Эйнштейн направил президенту Франклину Делано Рузвельту знаменитое письмо, датированное 2 августа 1939 года. В письме, составленном несколькими европейскими физиками и обсужденном с Эйнштейном, подчеркивалась чрезвычайная важность развития работ по созданию ядерного реактора. В письме говорилось, что в течение последних четырех месяцев благодаря работам Жолио во Франции, а также Ферми и Сциларда в Америке стала вероятной возможность осуществить ядерную реакцию в большой массе урана, вследствие чего может быть освобождена значительная энергия и получены большие количества радиоактивных элементов (изотопов). Это может быть достигнуто в ближайшем будущем. Упоминание имени Фредерика Жолио-Кюри в этом документе свидетельствовало о его высоком авторитете как ученого-физика, который он уже завоевал к тому времени (наряду с Ферми и Сцилардом).

В 1942 году в глубочайшем секрете в Чикаго под трибунами стадиона был создан и введен в действие экспериментальный ядерный реактор. Руководил его проектированием и строительством Энрико Ферми. В это время Фредерик Жолио-Кюри не имел никакой связи с американскими учеными и ничего не знал о работах Ферми в Чикаго. Ему не было известно также о том, что 25 декабря 1946 года в Москве был пущен первый в Европе и Азии ядерный реактор, построенный группой ученых под руководством академика И.В. Курчатова.

В 1945 году после победы над фашистской Германией Фредерик Жолио-Кюри направил письмо председателю Временного правительства Франции генералу Шарлю де Голлю. В письме он указывал на необходимость немедленно приступить к работам по получению и использованию атомной энергии. Состоялись также личные встречи ученого с де Голлем, во время которых Жолио-Кюри предложил организовать во Франции комиссариат по атомной энергии для руководства всеми работами в этой области и их координации.

По решению французского правительства комиссариат был создан, и Фредерик Жолио-Кюри стал первым верховным комиссаром Франции по атомной энергии. В руководство вошли еще три комиссара: Ирен Жолио-Кюри, Пьер Оже и Франциск Перрен (Оже и Перрен в годы войны работали в США и Канаде). К этому времени из-за границы уже вернулись прежние сотрудники Ф. Жолио-Кюри: Лев Коварский, Бертран Гольдшмидт и Жюль Герон. Все они, а позднее и некоторые другие видные французские физики вошли в научный комитет комиссариата и немедленно приступили к разработке планов и необходимых координационных мер для развития работ по проблеме атомной энергии.

В июле 1946 года в бывшем военном форте Шатийон близ Парижа под руководством Фредерика Жолио-Кюри началось строительство первого французского тяжеловодного ядерного реактора. В качестве горючего была избрана двуокись урана. Жолио-Кюри назвал реактор ЗОЭ (от слов energie Zero a Oxide d'uraniume et Eau laurde)*.

* В переводе: реактор с нулевой энергией на двуокиси урана и тяжелой воде.

Еще до начала строительства реактора в форте Шатийон по предложению верховного комиссара французские геологи приступили к разведке урана и тория на территории Франции и в ее заморских владениях. В короткий срок был сооружен завод для выработки урана из руды. В Норвегии заказали 5 тонн тяжелой воды.

В планах комиссариата предусматривалась постройка и второго более мощного реактора в Сакле, близ Парижа.

В Шатийоне прежде всего оборудовали механическую и радиотехническую мастерские. В бывшей казарме разместились химическая и минералогическая лаборатории. Специалисты приступили к предварительным работам, связанным с осуществлением проекта реактора.

Строительство реактора велось около двух с половиной лет под личным наблюдением Фредерика Жолио-Кюри. Пуск состоялся 15 декабря 1948 года. Все участники строительства с нетерпением ждали этого волнующего дня, когда наконец практически осуществятся идеи и разработки Ф. Жолио-Кюри.

В 6 часов 30 минут 15 декабря 1948 года все сотрудники форта Шатийон находились на своих местах. Первый пуск тяжелой воды в реактор был произведен в 7 часов 10 минут.

Менее чем через два часа, начиная с этого момента, по расчетам реактор должен был достигнуть критического уровня – отметки 150 сантиметров. Иначе говоря, тяжелая вода, достигнув этого уровня, должна была привести к началу цепной реакции. Однако приборы не отметили начала цепной реакции при достижении расчетного уровня и это вызвало волнение у всех, кто находился у реактора. Но это длилось недолго.

Вот что записал Ф. Жолио-Кюри: «Тогда (после того, как уровень тяжелой воды достиг отметки 210 сантиметров. – Ф. К.) на одном из циферблатов стрелка внезапно дрогнула, потом остановилась. Момент наивысшего волнения. Мы знали, что событие свершилось. Когда четыре пятых предусмотренного объема были заполнены тяжелой водой, движение стрелки стало замедляться, эта тенденция причинила мне тогда несколько тревожных минут...

По мере того как в ангаре (помещение, где был собран реактор. – Ф. К.) начинали приходить в движение наименее чувствительные приборы, присутствовавшие группами собирались вокруг них. В течение 25 минут мы наращивали мощность реактора. Последний раз я качнул насос в 12 часов 12 минут: стрелка помчалась вверх.

Нужный режим был достигнут. Пощелкивание счетчиков превратилось в постоянное журчание».

Первый французский ядерный реактор заработал. Когда Фредерик Жолио-Кюри вышел из здания реактора и объявил о достигнутом успехе, толпа сотрудников устроила ему бурную овацию. Фредерику и Ирен в этот день преподнесли бронзовый барельеф с их изображением, вычеканенный в память о пуске реактора.

Когда в Шатийоне полным ходом шли работы по сооружению реактора, была опубликована статья Ф. Жолио-Кюри, отмечающая мирные перспективы применения атомной энергии в противовес варварскому использованию ее в качестве разрушительного оружия. «До настоящего времени, – писал он, – возможностям применения атомной энергии в мирных целях почти не уделялось внимания и о них лишь едва упоминалось в газетных статьях и брошюрах, посвященных атомной энергии. Поэтому в глазах широких кругов общественности слова «атомная энергия» тесно связаны с атомной бомбой и с представлением о Хиросиме. Однако ученые знают, что для мирного применения эта область науки обещает очень многое: создание мощных электростанций, применение в биологии, медицине и промышленности искусственных радиоактивных изотопов, приготовленных с помощью ядерных реакторов.

В данное время наши знания уже позволяют предвидеть эти важные виды применения атомной энергии и можно думать, что со временем несомненно откроются другие, еще более многообещающие возможности».

Создавая экспериментальный реактор, Ф. Жолио-Кюри ставил перед собой две важные задачи: изучить возможности использования атомной энергии в качестве энергетического источника и одновременно получить значительное количество радиоактивных изотопов. Для решения второй задачи он предложил устроить в графитовом отражателе каналы, проходящие в различных направлениях. В них помещали мишени, которые после облучения нейтронами, образующимися в активной зоне реактора, превращались в изотопы. Такие каналы устраивают теперь во всех реакторах, где предусмотрено получение изотопов.

Вот некоторые технические данные реактора ЗОЭ, которые дают представление о состоянии реакторостроения того времени. Тепловая мощность реактора Жолио-Кюри составляла всего лишь 5 киловатт. В качестве замедлителя нейтронов была применена тяжелая вода (более 5 тонн), находящаяся в цилиндрическом баке высотой более 2 метров. Тепловыделяющими элементами (твэлами) служили вертикальные стержни из двуокиси урана в алюминиевых оболочках. Твэлы были погружены в тяжелую воду. Вес их – около 3 тонн. Активную зону окружал графитовый отражатель. Управление реактором производилось с помощью двух пар кадмиевых стержней, которые опускались или поднимались дистанционным устройством. Вся установка находилась за толстой защитной стенкой из бетона.

Через пять лет после пуска реактора ЗОЭ завершилось строительство второго, более мощного французского реактора. В Сакле – в первом во Франции крупном научно-исследовательском центре ядерных исследований в 1953 году вступил в строй реактор на металлическом уране и тяжелой воде, созданный также под руководством Фредерика Жолио-Кюри. В настоящее время в Сакле имеется несколько тяжеловодных экспериментальных реакторов. Реакторы, которые были построены уже после смерти Ф. Жолио-Кюри, также отражают его идеи и предложения.

Задолго до того, как в форте Шатийон вступил в действие реактор ЗОЭ, Фредерик Жолио-Кюри предвидел возможность создания мощной ядерной энергетики. Об этом писал Поль Ланжевен в своей известной книге «Эра ядерных превращений», опубликованной в 1954 году. По свидетельству Ланжевена, передвойной Жолио-Кюри высказывался о возможности построить теплоцентрали, работающие на ядерном горючем, т.е. атомные электростанции, мощностью по 300 тысяч киловатт каждая. Такая станция будет потреблять всего 1 тонну урана в год вместо 3 миллионов тонн каменного угля или нефти, сжигаемых на тепловых электростанциях, оборудованных современными паровыми турбинами.

Представляя себе перспективы использования цепной реакции деления урана для создания крупных промышленных источников электроэнергии, Фредерик Жолио-Кюри тем не менее считал, что ученые найдут еще более важные энергетические ресурсы, способные преобразить современную технику. Он говорил: «Хотя я верю в будущее атомной энергии и убежден в важности этого изобретения, однако я считаю, что настоящий переворот в энергетике наступит только тогда, когда мы сможем осуществлять массовый синтез молекул, аналогичных хлорофиллу или даже более высокого качества».

Ирен и Фредерик Жолио-Кюри были активными борцами против применения опустошительного ядерного оружия, убежденными сторонниками мира между всеми народами.

Фредерик Жолио-Кюри в течение многих лет возглавлял Всемирный Совет Мира. Ирен была избрана членом Всемирного Совета Мира. Выдающийся физик стал лидером движения народов всех континентов, поставивших перед собой трудную задачу: ликвидировать угрозу войн.

Фредерик Жолио-Кюри был убежден, что те, кто занимается научными и техническими проблемами атомной энергии, должны быть в первую очередь борцами против ее военного применения.

Однажды он сказал о себе: «У меня был соблазн замкнуться в лаборатории, но я задал себе вопрос: а кто воспользуется моим открытием?»

А в своей знаменитой статье «Размышления о гуманизме науки» Жолио-Кюри писал, что «...было бы безумием стремиться снова заковать Прометея». Но тут же призывал ученых в первую очередь заботиться о том, какое применение получат их открытия, перейдя в руки реакционных политиков и военных. Он подчеркивал, что освобождение атомной энергии и создание в результате этого ужасного оружия властно призывают ученых к действию, ибо ставка в подобной игре таит угрозу для будущего всего человечества.

Фредерик Жолио-Кюри много размышлял об обмене научной информацией между странами и о роли такого обмена в борьбе ученых за мир. В докладе, прочитанном на Венском конгрессе сторонников мира в 1952 году, Ф. Жолио-Кюри говорил, что развитие науки и, следовательно, развитие цивилизации требует свободного распространения научной информации. Он говорил в декабре 1954 года, что из всех областей человеческой деятельности наука дает самые яркие примеры тех огромных преимуществ, которыми может пользоваться мир при условии свободного передвижения людей и обмена научными идеями; что нельзя привести ни одного случая, когда научное открытие, сделанное в одном определенном месте, не явилось бы завершением целого ряда работ, проводимых в разных местах, и без знания которых оно не было бы возможно.

Фредерик Жолио-Кюри всегда участвовал в различных международных конференциях, встречах, симпозиумах. Незадолго до смерти, летом 1958 года, он открыл созванную по его инициативе Международную конференцию по ядерной физике в Париже, на которой присутствовала большая группа советских ученых.

Фредерик Жолио-Кюри на протяжении многих лет способствовал развитию связей между французскими и советскими учеными. Он считал их крайне полезными. По его инициативе в послевоенные годы многие французские физики посещали советские научно-исследовательские институты и участвовали в обсуждении работ; в то же время советские ученые знакомились с научными учреждениями Франции. И в настоящее время происходит обмен студентами, преподавателями, научными сотрудниками. Это сотрудничество, разумеется, далеко выходит за рамки ядерной физики и распространяется на другие научные области.

В этих контактах активное участие принимали Ирен и Фредерик Жолио-Кюри, их сотрудники и ученики. Сразу после окончания второй мировой войны Ирен и Фредерик Жолио-Кюри вместе со своими сотрудниками посетили Советский Союз, знакомились с научно-исследовательскими институтами и встречались со многими советскими учеными. Повсюду они находили теплый, радушный прием и могли свободно обсуждать различные проблемы физики, которые представляли обоюдный интерес. Так, в июне 1945 года они побывали в Институте физических проблем АН СССР, руководимом учеником Резерфорда академиком П.Л. Капицей. Об этом визите напоминают сейчас две записи французских ученых в гостевой книге института.

«Мы сохраним самые теплые воспоминания о нашем посещении лаборатории и превосходных опытах, которые мы видели, а также о прекрасном приеме, весьма приятном для нас.

И. Жолио-Кюри. 20 июня 1945»

За ней следует запись, сделанная почерком Фредерика Жолио-Кюри:

«Этот визит был для нас хорошей школой. И мы надеемся в дальнейшем все больше и больше укреплять хорошие деловые взаимоотношения между советскими учеными и французскими исследователями.

Ф. Жолио-Кюри. 20 июня 1945»

В 1958 году, уже после смерти Ирен, Фредерик Жолио-Кюри в последний раз побывал в Москве.

Дни его были заполнены посещениями институтов и дискуссиями с советскими исследователями. В Физическом институте имени П.Н. Лебедева АН СССР Фредерик Жолио-Кюри обсуждал с директором академиком Д.В. Скобельцыным и научными сотрудниками перспективы дальнейших работ в области ядерной физики. Здесь же обсуждались результаты некоторых исследований, выполненных в институте.

Жолио-Кюри уделил много времени осмотру лабораторий Объединенного института ядерных исследований в Дубне. Он считал этот институт не только первоклассным научным учреждением, обладавшим крупнейшим в то время синхрофазотроном на 10 миллиардов электрон-вольт, но и важным центром сотрудничества физиков из разных стран, полностью отвечавшим его идеалам международного сотрудничества ученых. Впоследствии одна из улиц города Дубны была названа именем Фредерика Жолио-Кюри.

В последние годы жизни Фредерик Жолио-Кюри проявлял большой интерес к работам по термоядерному синтезу. Он впервые увидел установки для экспериментального исследования горячей плазмы в Институте атомной энергии АН СССР, ныне имени И.В. Курчатова. Здесь незадолго до этого были предложены оригинальные принципы удержания плазмы в магнитном поле и на этой основе созданы проекты и затем построены первые экспериментальные установки. Установки показывал своему французскому другу директор института академик Игорь Васильевич Курчатов. После осмотра лабораторий Фредерик Жолио-Кюри, И.В. Курчатов и научные сотрудники института обсудили результаты опытов по термоядерному синтезу, а также перспективы развития работ института.

Ирен и Фредерик Жолио-Кюри своими выдающимися открытиями в области физики и химии оставили глубокий след в истории науки XX века. Они представляли собой новый тип ученых, которых опыт научной работы неизбежно приводит к выработке прогрессивных взглядов на социальное и политическое развитие общества и к активным действиям, направленным на улучшение жизни людей и ликвидацию угрозы их уничтожения.

Многим, вероятно, памятны слова ученого: «Наш долг осудить применение атомной энергии в военных целях, заклеймить это извращение науки и присоединиться к тем, кто предлагает в порядке разоружения наций объявить атомное оружие вне закона». Фредерик Жолио-Кюри нашел в себе решимость произнести во всеуслышание эти слова тогда, когда военные конфликты разгорались во многих пунктах земного шара. В то же время правительства различных стран Запада использовали мощные ресурсы и умы своих наиболее выдающихся ученых для еще большего повышения мощи атомного оружия. Именно тогда решительные выступления ученых-атомников против гонки атомных вооружений были особенно впечатляющими.

Фредерик Жолио-Кюри писал: «Чисто научные знания приносят мир в наши души и вместе с тем твердую веру в будущее человечества, изгоняя пережитки и страх перед невидимыми силами. Они дают нам веру в светлое завтра и, помимо этого, научные знания представляют основной элемент единства мышления всех людей, рассеянных на поверхности нашей планеты».

Эти оптимистические слова останутся в памяти поколений как прекрасное выражение идеи служения науки и знаний целям укрепления мира и прогресса человечества.

 

Игорь Евгеньевич Тамм

Оглавление

 

Дата публикации:

13 июля 2001 года

Электронная версия:

© НиТ. Раритетные издания, 1998

Яндекс цитирования
Яндекс.Метрика