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

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

В поисках «энергетической капсулы»

Доктор занимательных наук

Культура. Техника. Образование

Популярная информатика

Луи де Бройль. Революция в физике

Часы. От гномона до атомных часов

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

Превращение элементов

Борис Казаков

Против атомного шантажа

Президент Рузвельт, давший указание на развертывание работ по созданию атомного оружия, не дожил до конца войны. Его место в Белом доме занял Гарри Трумэн. Новый президент, говорят, не знал о ведущихся работах, и военное министерство не торопилось что-нибудь сообщать ему по этому вопросу. Лишь незадолго до безоговорочной капитуляции гитлеровской Германии военный министр США Г. Стимсон передал Трумэну записку, в которой просил безотлагательно принять его по чрезвычайно важному и секретному делу. Он намекал, что решение некоего вопроса представляется исключительно важным для дальнейшего развития международных отношений. Президент тут же согласился принять министра и был подробно информирован о содержании программы ядерных исследований.

Рассчитывая, что США в самом ближайшем времени будут располагать невероятной силы боевым средством, Трумэн стал под любыми предлогами уклоняться от запланированных встреч с руководителями государств-союзников. Дважды ему это удавалось. Но наступил момент, когда развитие международных событий исключало возможность дальнейшей оттяжки такой встречи. Работы по созданию атомного оружия стали вестись в лихорадочном темпе. Роберт Оппенгеймер, возглавлявший всю научную и техническую программу проекта, вспоминал потом: «Я не думаю, что мы когда-нибудь работали быстрее, чем в период капитуляции Германии».

15 июля 1945 г. президент США прибыл в Потсдам. Вечером же следующего дня военный министр США получил сообщение, в котором говорилось: «Провели операцию этим утром. Диагноз еще не окончателен, но результаты представляются удовлетворительными и уже превзошли ожидания». Эта информация, пока крайне общего характера, немедленно была передана Трумэну и государственному секретарю Бирнсу.

На конференции обсуждались сложные вопросы, и по ним выявились серьезные расхождения. Тянулось длительное обсуждение. Но вот к президенту США прибыл специальный курьер с донесением, в котором подробно и полно были описаны результаты первого атомного взрыва. Президента словно подменили, он стал выступать против советских предложений самым решительным образом. Черчиллю он сообщил о полученном документе, советскую же делегацию они оба решили не ставить в известность. В частном же разговоре президент сделал осторожный, но прозрачный намек на то, что разработано новое оружие неслыханной силы, не упомянув при этом слов «атомное», «урановое», «ядерное» или других, по которым и можно было догадаться, о чем идет речь. Однако советская делегация почему-то никак не отреагировала, и Черчилль с Трумэном заключили, что их просто не поняли.

Применение атомных бомб в войне против Японии было совершенно ненужным – исход был уже предрешен и без них. Однако у тех, кто стоял за немедленное их применение, были свои расчеты, сводившиеся к тому, чтобы произвести устрашающее впечатление на весь мир и прежде всего на союзника по оружию – Советский Союз.

Началась так называемая атомная дипломатия, исходившая из уверенности реакционных, воинствующих кругов США в том, что они монопольно владеют атомным оружием и что при самых оптимистических оценках ни у кого не может быть создана бомба ранее чем через 7...10 лет.

23 сентября 1949 г. успешно прошло испытание атомной бомбы в Советском Союзе. Оказалось, что отсутствие реакции на намеки Трумэна на Потсдамской конференции – вовсе не результат какого-то недопонимания. В СССР давно уже велись подобные работы.

В Советском Союзе в области атомной физики работали молодые талантливые ученые, чьи научные интересы в немалой степени сформировались под влиянием А.Ф. Иоффе – папы Иоффе, как величала его молодежь. В молодые годы, как уже упоминалось, он работал у знаменитого Рентгена. Его хлопотами П.Л. Капица был принят в институт Резерфорда. Им был создан Ленинградский физико-технический институт еще в 1918 г. Позже, в 30-х гг., вторым притягательным центром для советских физиков стал институт в Харькове. В этом институте очень скоро был повторен опыт Кокрофта и Уолтона по расщеплению лития.

Открытие нейтрона на советских физиков произвело такое же неотразимое впечатление, как и на западных ученых. Советские ученые не только с огромным интересом следили за теми работами, которые выходили из Кембриджа, Парижа, Рима и других центров новой физики, но и сами работали – жадно и страстно.

И.В. Курчатов, его брат Б.В. Курчатов и Л.И. Русинов приступили к изучению искусственной радиоактивности, открытой супругами Жолио-Кюри. И уже в апреле 1936 г. они опубликовали сообщение об открытом ими новом явлении – ядерной изомерии. Они облучили нейтронами бром и установили, что при этом образуются бета-радиоактивные изотопы с разными периодами полураспада.

Лиза Мейтнер на физическом съезде в Цюрихе в июне того же года в своем докладе не обошла вниманием сообщение советских ученых, хотя и отнеслась к нему с крайней осторожностью: «В настоящее время трудно поверить в существование «изомерных атомных ядер», то есть таких ядер, которые при равном атомном весе и равном атомном номере обладают различными радиоактивными свойствами». Нет, она не отрицала открытие, а говорила лишь, что «трудно поверить в настоящий момент». Эта трудность была вскоре преодолена. В декабре 1936 г. немецкий ученый Вейцзекер предложил теорию, подтверждающую правомерность изомерных ядер. Их существование – это проявление двух возможных состояний: метастабильного и возбужденного. После этого работа советских физиков получила всеобщее признание.

Изучая изомерию ядер, Курчатов с сотрудниками убедился, что при некоторых энергиях нейтронов происходит чрезвычайно сильное их поглощение, часто в сотни и тысячи раз интенсивнее, чем при слегка отличных энергиях; иначе говоря, существует какой-то резонанс. Измерять изомерию становилось все труднее из-за недостатка мощной аппаратуры. Курчатову, так же как и Ферми, приходилось носиться по коридору от нейтронного излучателя к счетчику.

В Радиевом институте уже начат был монтаж циклотрона, но сооружался он, к сожалению, крайне медленно. Курчатов заразил всех своей энергией, четкостью понимания частных задач и целиком окунулся в работу по созданию циклотрона. Первый циклотрон в Европе был пущен в работу на советской территории. Правда, интенсивность и энергия его частиц были еще недостаточны для проведения важнейших экспериментов, и Курчатов, заручившись поддержкой А.Ф. Иоффе, решил в ближайшем будущем строить новый большой циклотрон. Спустя некоторое время приступили даже к строительству, но началась Великая Отечественная война, и стало не до циклотрона.

Мы, однако, несколько забежали вперед. О том, что ядро урана под воздействием нейтронов может быть разбито на два осколка, А.Ф. Иоффе узнал из письма к нему Ф. Жолио-Кюри. Это крайне взволновало его. Письмо бурно обсуждалось на институтском семинаре. В лаборатории Курчатова исследования по делению ядра урана заняли центральное место. Старейший радиохимик В.Г. Хлопин развернул работы по изучению этого процесса. Этой же проблемой занялись И.М. Франк в Москве и А.И. Лейпунский в Харькове. Курчатов и его сотрудники были заняты поиском условий, при которых может возникнуть в уране цепная реакция. Ю.Б. Харитон и Я.Б. Зельдович подробно изучили этот вопрос и в двух статьях журнала экспериментальной и теоретической физики опубликовали свои выводы.

Прежде всего всех интересовало, сколько нейтронов выделяется при делении одного ядра урана. Тонкую экспериментальную работу по выяснению этого вопроса Курчатов поручил двум молодым физикам Г. Н. Флерову и К.А. Петржаку, которые, по его выражению, на совместной научной работе «составили величину больше, чем два». Вскоре эти экспериментаторы открыли совершенно новое явление. Оказывается, ядро урана может и самопроизвольно распасться на две приблизительно равные части, хотя такое деление в природе наблюдается крайне редко.

Чтобы защититься от всевозможных помех при регистрации возникающей радиации, в частности от сильно проникающих космических лучей, молодые физики решили проводить свои опыты глубоко под землей.

Идеальным местом для этого оказалось московское метро. Для работы Г.Н. Флеров и К.А. Петржак облюбовали служебное помещение на станции «Динамо». В начале 1940 г. они послали краткое сообщение о самопроизвольном делении урана в американский журнал.

Письмо их опубликовали, но странно, никаких откликов на него не было. Совсем недавно страницы физических журналов заливал поток статей по урановой проблеме, а сейчас вдруг об этом – полное молчание. В отношении Европы это было бы еще объяснимо – война, не до того; но почему полностью прекратились такие публикации в Америке?

О самоцензуре ведущих физиков в Америке советским ученым ничего не было известно, но такая ситуация их, конечно, насторожила. Не имея связи с зарубежными учеными, физики в Советском Союзе пришли вполне самостоятельно к заключению о возможности создания нового оружия фантастической разрушительной силы. Академик Н.Н. Семенов написал об этом письмо в Наркомат тяжелой промышленности. Но вскоре настала пора, когда об этом нечего было и думать: грозный, неумолимый и жестокий враг топтал советскую землю. Физики занялись безотлагательными проблемами: обработкой кораблей для защиты их от магнитных мин, радиолокацией, танковой броней, просто пошли в ополчение.

Оборудование Ленинградского физического института было эвакуировано в Казань и лежало там в ящиках нераспечатанным. После успешного наступления наших войск под Москвой Г.Н. Флеров выехал в Казань для встречи с Курчатовым, но тот еще не вернулся с юга. Тогда Флеров выступил с докладом перед Иоффе, Капицей и другими физиками, в котором обрисовал постановку опытов, необходимых, по его мнению, для изучения «динамитных» цепных реакций. Всего этого сделать в обстановке того времени было почти невозможно, но Флеров продолжал хлопотать, писать письма Иоффе, Курчатову и другим ученым; поскольку в американской печати по-прежнему избегали каких-либо упоминаний об уране, это лишь укрепляло его в необходимости самых срочных действий.

В мае 1942 г. Флеров написал письмо в Государственный Комитет Обороны, указывая на необходимость срочно «делать урановую бомбу». В правительстве уже имелась информация о том, что как в США, так ив Германии в условиях сверхсекретности ведутся работы во созданию сверхмощного оружия. А.Ф. Иоффе, В.И. Вернадский, В.Г. Хлопин и П.Л. Капица были вызваны в Москву для обсуждения полученной информации и определения возможности проведения работ по созданию атомной бомбы в СССР. Затем по совету Иоффе в Москву вызвали Курчатова и предложили ему возглавить такие работы. Он приступил к порученному делу с исключительной энергией. Летом того же года а Казани Флеров продолжил прерванные ранее эксперименты по исследованию размножения нейтронов. Никто не знал тогда, что в Этнографическом музее под чучелами производится сборка сложнейшей физической аппаратуры.

В феврале 1943 г. Курчатов и его соратники по урановой проблеме прочно обосновались в Москве и развернули широкомасштабные эксперименты. Одна за другой следовали победы на фронте, и параллельно этому ускоренными темпами продвигались к решению поставленной задачи советские ученые. Им было несравненно труднее, чем американским физикам: на территории США не было военных действий, не было разрушений, они располагали мощнейшей промышленностью и опирались на добровольные услуги ведущих теоретиков мира, эмигрировавших из Европы.

Когда Трумэн сделал на Потсдамской конференции намек на имеющееся в его распоряжении сверхмощное оружие, в Советском Союзе были уже на подступах к овладению им. Не все, конечно, шло гладко, было много затруднений, но они с успехом преодолевались. В урановом реакторе, или «котле», как его тогда называли, предполагалось использовать графит для замедления нейтронов. Лаборатория Курчатова предъявила такие технические требования на чистоту графита, что исполнители только руками развели. Но иначе было нельзя: малейшая примесь остановила бы цепную реакцию. И объяснить, зачем им нужен графит такой чистоты, также было нельзя. Однажды к работнику лаборатории Н. Ф. Правдюку подошел представитель организации, исполнявший заказ, и спросил: «Я понимаю важность жестких требований. Но скажите, каким методом вы делаете алмазы? Я всю литературу перечитал. Как вы создаете давление и каков выход продукции?» Узнав об этом, Курчатов рассмеялся и сказал: «В колокола звонить мы не можем».

В сентябре 1949 г. самолеты военно-воздушных сил США доставили пробы воздуха, взятого на большой высоте. Предварительный их анализ показал сильно повышенный уровень радиации, а радиохимическая лаборатория подтвердила наличие в них осколков плутония.

Через два дня после испытания советской атомной бомбы, 25 сентября 1949 г., ТАСС выступил по этому поводу с заявлением, в котором, между прочим, обращалось внимание на прежнее сообщение 1947 г. о том, что секрета атомной бомбы уже не существует.

Факт наличия у Советского Союза атомной бомбы в американских военно-политических кругах вызвал шок и растерянность. Однако вместо поисков путей мирного сосуществования и отказа от оружия массового уничтожения агрессивные круги США стали думать о том, как восстановить свой престиж. И среди ученых нашлись сторонники «жесткого курса», «атомной дипломатии». В частности, ярым пропагандистом еще более мощной бомбы, супербомбы, стал Эдвард Теллер, с 1942 г. занимавшийся изучением термоядерной реакции, т.е. реакции синтеза, слияния двух ядер.

В ноябре 1952 г. на атолле Эвениток был произведен взрыв водородного устройства, доставивший огромное удовлетворение творцам и проводникам «атомной дипломатии».

При первых же попытках США опереться в своей политике на супербомбу правительство СССР запросило Курчатова, на чем основан этот шантаж. Спустя два месяца после успешного испытания атомной бомбы коллектив Курчатова смог вплотную приступить к решению новой ответственной задачи. 12 августа 1953 г. в СССР был произведен взрыв первой в мире водородной бомбы. И в этом утверждении нет ни ошибки, ни пре увеличения. То, что взорвали американцы, было термоядерным устройством, огромным сооружением, а не бомбой, какую можно взять, например, на борт самолета.

Выделение чудовищной разрушительной энергии при взрыве термоядерного устройства происходит за счет слияния друг с другом двух ядер легких элементов. Существует несколько вариантов «начинки» водородной бомбы, наиболее «рациональная» из них, если позволительно применить такое определение к устройству, предназначенному для разрушения и убийства, – это дейтерид лития. Не обязательно брать водород в чистом виде, можно использовать и его соединения, ибо пойдет не химическая, а ядерная реакция. Но вовсе не всякий водород для этого подойдет. Энергия выделяется при слиянии ядер очень редких изотопов – водорода-2 (дейтерия) и водорода-3 (трития). Дело, однако, в том. что тритий накопить в нужном количестве неимоверно трудно. Дейтерий значительно легче, хотя тоже не так уж просто. Поэтому в качестве исходных материалов брали чистый дейтерий и редкий изотоп лития – литий-6. При химическом взаимодействии этих элементов и образуется дейтерид лития. Теперь, чтобы эта «начинка» сработала, нужен толчок, нужны особые условия – температура в миллионы градусов, которую в земных условиях давал лишь взрыв атомной бомбы. Поэтому в термоядерном устройстве, кроме дейтерида лития, есть еще запал в виде атомного – уранового или плутониевого – заряда.

Взрыв термоядерной бомбы длится доли секунды, но за это мгновение происходит цепь сложнейших превращений. При температуре в миллионы градусов нейтроны обрушиваются на ядра атомов лития-6 и образуется крайне неустойчивое соединение, которое тут же распадается на тритий и гелий. Затем тритий вступает в ядерное взаимодействие с дейтерием, а это уже, как мы говорили выше, и есть, собственно, термоядерный взрыв.

 

Заполнение пробелов в менделеевской таблице

Оглавление

 

Дата публикации:

14 января 2001 года

Электронная версия:

© НиТ. Раритетные издания, 1998

В начало сайта | Книги | Статьи | Журналы | Нобелевские лауреаты | Издания НиТ | Подписка
Карта сайта | Cовместные проекты | Журнал «Сумбур» | Игумен Валериан | Техническая библиотека
© МОО «Наука и техника», 1997...2017
Об организацииАудиторияСвязаться с намиРазместить рекламуПравовая информация
Яндекс цитирования
Яндекс.Метрика