Прометей раскованный. Повесть об Игоре Курчатове

Оба склонились над взятой из библиотеки статьей Перрена. Французский физик задался целью вычислить ту массу урана, при которой возможна цепная реакция его распада. В малом куске урана много вторичных нейтронов вылетает наружу, это не позволит цепной реакции развиться. Нужен такой объем, чтобы вторичные нейтроны, почти полностью поглощаясь внутри, тратились только на разжигание «цепи». Физиков до сих пор интересовали константы отдельной ядерной реакции. Перрен шел дальше, от единичной ядерной реакции переходил к суммарным процессам: описывал процесс, порождающий ядерный взрыв в большой массе урана. Микрофизика ядра становилась макрофизикой больших масс и объемов.

Перрен наполнил свою статью математическими расчетами, математика была убедительная. Но оба физика сразу увидели, что о кинетике цепных процессов он имел представление туманное.

— Мне кажется, Перрен плохо учитывает, сколько нейтронов поглощается, не вызывая деления, — сказал Харитон. — Начнем с того, что выпишем константы, без которых не произвести вычисления.

Все известные константы были сведены в таблицу. Расчет показал, что цифры Перрена нереальны. В шаре урана весом в 42 тонны деление гасло, едва начавшись. Если легкий изотоп и распадался, выбрасывая около трех нейтронов, то тяжелый поглощал их, не допуская нового деления. Правда, при делении выбрасывались и очень быстрые нейтроны, они делили и тяжелый изотоп. Но энергия четырех из пяти таких нейтронов быстро опускалась ниже одного миллиона электрон-вольт: Флеров и Петржак, чуть начав совместную работу, установили, что нейтроны с энергией ниже этого предела делить тяжелый изотоп не могут. Цепная реакция могла бы еще пойти, если бы при делений выделялось больше пяти нейтронов. Но последние эксперименты говорили о 2,5–2,7 нейтрона в среднем.

Оба физика долго рассматривали цифры, убивавшие лихорадившую научный мир «урановую сенсацию». Проекты быстрого приручения гигантской энергии распада ядра были не больше чем мечтания.

— Мы взяли сравнительно небольшой объем урана, — попытался раскритиковать выводы Харитон. — Часть нейтронов вылетает наружу, это осложняет ситуацию.

— Ну что ж, возьмем бесконечный объем, Юлий Борисович! Учтем все нейтроны, освобождающиеся при делении.

Новое вычисление показало, что цепная реакция могла возникнуть лишь при средней энергии вторичных нейтронов около трех миллионов электрон-вольт.

— Пойдемте к Курчатову, — предложил Харитон.

Курчатов сразу оценил важность короткого вычисления. Эксперименты показывали, что средняя энергия вторичных нейтронов колеблется около двух миллионов. Цепная реакция на быстрых нейтронах в натуральном уране была невозможна.

В крупнейших лабораториях мира в эти минуты вновь и вновь с лихорадочной поспешностью, с неослабевающей настойчивостью ставились опыты, чтобы практически обнаружить цепное деление урана. Все эти без конца повторяющиеся попытки были неизбежно обречены на неудачу.

Радостно блестя глазами, Курчатов напомнил о недавнем споре:

— Ваш расчет гарантирует и от того, что кусок урана в лаборатории вдруг взорвется, превратив в радиоактивную пыль все окружающее!

Его и огорчало, что возможность легкого высвобождения энергии урана оказалась нереальной, и радовало, что отпадала и вторая возможность: где-то воспользуются открытием физиков для тайной разработки истребительного оружия. Курчатов посоветовал проделать такие же вычисления для медленных нейтронов. Если в смеси урана и замедлителя быстро уменьшать энергии вторичных нейтронов ниже резонансной области, то они будут делить только легкий изотоп, а тяжелый останется пассивной массой. Не пойдет ли тогда цепная реакция? Уран и на одном легком изотопе будет топливом, потенциально в 100 000 раз более эффективным, чем уголь!

В этот день Курчатов мысленно непрестанно возвращался к разговору с обоими физиками. Харитон — прекрасный экспериментатор, незаурядный теоретик, Зельдович — блестящая голова, этот человек легко находит верные пути в запутанных проблемах. Сотрудничество двух таких ученых не может не дать эффекта. Эффект уже есть: оба начали работу, которая станет этапом в исследовании урана. В страшной сумятице сегодняшних экспериментов, в путаном лесу разных мнений они прорубают широкую просеку — единственный путь к истине.

И Курчатов думал, что есть научная справедливость в том, что эта этапная работа начата в нашей стране и ведется именно в Институте химической физики.