Люди и атомы

Открытие деления ядра урана поразило Отто Фриша. «Я был настолько взволнован, что не знал, как поступить дальше,— писал он.— Я чувствовал, что это нечто намного превосходит мои возможности». Своей матери — сестре Лизы Мейтнер — он писал в это время: «Я чувствую себя как человек, который, пробираясь сквозь джунгли, не желая этого, поймал за хвост слона и сейчас не знает, что с ним делать».

Первое, что Отто Фриш и доктор Мейтнер решили предпринять, это рассказать об открытии Гана и своем истолковании этого открытия Нильсу Бору, который тогда собирался уезжать в Соединенные Штаты. Итак, 6 января, в день, когда доклад Гана и Штрассмана был опубликован в Германии, Фриш поехал в Копенгаген. Когда он рассказал все Бору, великий физик хлопнул себя по лбу.

«Как мы могли не замечать этого так долго!» — воскликнул Бор в полном изумлении. Он был настолько взволнован, что лишь с трудом заставил себя сесть на пароход, отправлявшийся в Швецию, где в последнюю минуту пересел на корабль, отходящий в Соединенные Штаты.

ГЛАВА 5 Америка узнает об открытии деления урана

На следующий день, 7 января 1939 г., на борту шведско-американского корабля «Дроттнингхолм» Бор отплыл из Гетеборга (Швеция) в Соединенные Штаты. Он собирался провести несколько месяцев в Институте прогрессивных исследований в Принстоне (штат Нью-Джерси), где Эйнштейн разрабатывал свою знаменитую теорию относительности. Ни Бор, ни Эйнштейн не могли догадываться, что в скором времени вопросы, гораздо более близкие к нашей Земле, потребуют от них отложить размышления о проблемах космоса.

Воскресенье 15 января, когда пароход, на котором находился Бор, приближался к нью-йоркской гавани, Фриш провел в лаборатории Бора решающий эксперимент, не оставивший сомнений в правильности истолкования им и Лизой Мейтнер эксперимента Гана. При помощи удивительно простого аппарата: кусочка урана в ионизационной камере; трубки с радием и бериллием, служащих в качестве источника нейтронов; пары наушников от телефона и усилителя — он продемонстрировал, что бомбардировка урана нейтронами приводит к появлению на экране осциллографа самых сильных электрических импульсов, когда-либо до этого наблюдаемых. Высота этих импульсов служила своего рода атомным термометром, регистрирующим количество энергии, освобождаемой в камере.

И он стоял со смешанным чувством волнения и страха, наблюдая с изумлением, которое может быть испытано лишь теми, кому довелось снять завесу с одной из тайн природы. Фриш увидел, что атомный термометр показал энергию, в 50 миллионов раз большую, чем энергия, освобождаемая при сжигании одного атома водорода в кислороде.

Это было именно то количество энергии, которое, по расчетам его и Лизы Мейтнер, должно высвободиться, если ядро атома урана будет расщеплено на две почти равные части. Таким образом, впервые было показано, что деление урана может происходить в земных условиях, поэтому 15 января 1939 г. можно считать днем рождения атомного века.

Эксперимент Фриша был сходен с экспериментом, впервые проведенным Ферми и его коллегами. Однако этот эксперимент имел одно существенное отличие: на этот раз не было полоски алюминиевой фольги толщиной в три мила, которая скрывала атомный вулкан, извергавшийся внутри камеры.

На следующий день, в понедельник 16 января 1939 г., через две недели после приезда Ферми в Соединенные Штаты, Мейтнер и Фриш послали свою историческую статью в английский научный журнал «Нейчур», озаглавленную «Деление урана с помощью нейтронов — новый тип ядерной реакции». Статья была результатом продолжительного междугородного разговора по телефону Мейтнер из Стокгольма и Фриша из Копенгагена, и ее опубликование явилось вехой в истории науки.

Изложив основные научные предпосылки своих выводов, они написали строки, которые затем стали знаменитыми:

«Поэтому кажется возможным, что ядро урана обладает лишь небольшой стабильностью и может после захвата нейтрона разделиться на два ядра примерно равной величины... Эти два ядра будут отталкивать друг друга (потому что оба они несут большие положительные заряды) и должны получить общую кинетическую энергию около 200 миллионов электронвольт, как это рассчитано по ядерному радиусу и заряду».

Эта энергия в три миллиона раз больше тепловой энергии, содержащейся в угле, и в двадцать миллионов раз больше взрывчатой энергии тротила, взятых в сопоставимых весовых количествах.

В статье, которая появилась в «Нейчур» 11 февраля 1939 г., Мейтнер и Фриш окрестили «новый тип ядерной реакции» «ядерным делением», как впоследствии объяснил Фриш, из-за «...поразительного внешнего сходства реакции с процессом деления, с помощью которого размножаются бактерии».