Загадки микромира

На мощном синхроциклотроне, созданном еще в конце 1949 года — в тяжелое послевоенное время, — Институт ядерных проблем Академии наук СССР исследовал процесс деления тяжелых ядер под действием нейтронов. Эти результаты необходимы были для решения задач практического использования атомной энергии. Теперь на ускорителях этого класса работают не только физики, но и представители совершенно иных специальностей: радиохимики и медики, радиобиологи и геохимики, сотрудники научных институтов, непосредственно связанных с промышленностью.

Здесь испытывают на устойчивость к радиационным облучениям солнечные батареи и решается проблема защиты человека от действия радиационных поясов Земли и солнечных вспышек.

Развитие ускорительной техники далеко вперед продвинуло человечество в ядерной медицине и радиотерапии. Больше половины всех известных радиоактивных ядер обнаружены в реакциях, которые физики изучали на ускорителях. Большинство изотопов получают в ядерных реакторах. Но радиоактивный изотоп цинк-72, который применяется для раннего обнаружения рака предстательной железы, получают только на ускорителях.

Медики давно применяют кобальтовую пушку для лечения злокачественных опухолей гамма-квантами, которые испускает радиоактивный изотоп кобальта. Но это излучение поражает и расположенные рядом здоровые ткани. Более перспективно применение протонов и особенно пи-мезонов. При остановке в веществе они выделяют большую энергию в очень небольшом объеме.

Физики уже научились создавать специальные «медицинские» пучки протонов на синхроциклотроне в Дубне и протонном синхротроне в Москве. Медики-клиницисты из Института экспериментальной и клинической онкологии АМН СССР изучают сейчас возможность их использования для улучшения методики лучевой терапии рака.

Так, почти незаметно, ускорители уже давно встретились с человеком.

До сих пор ничего не говорилось об использовании ускорителя в промышленности. С помощью протонов с энергией около 150 Мэв можно измерить толщину графита с точностью до 0,0015 процента по сравнению с 2 процентами, которые получаются при использовании для этой цели альфа-частиц или электронов. После радиационной обработки материалов на ускорителе повышается их точка плавления, увеличивается сила натяжения, прочность, меняются структура и свойства полимерных материалов.

Американский физик Л. Розен, выступая на национальной конференции по ускорителям в Чикаго, сообщил, что из 1000 ускорителей, работающих в США, лишь менее 150 используются исключительно для фундаментальных исследований. Около ¹/₃ используется в промышленности и медицине, а остальные — в прикладных науках.

Косвенным образом физика элементарных частиц влияет на ход технического прогресса человечества.

«Будучи действительно передовой наукой, — говорил академик Б. Понтекорво, — она для своих нужд прямо развила ряд новых методических разработок или стимулировала их развитие. Эти разработки, часто на пределе возможностей современной техники, нашли практическое применение в ядерной технике, в медицине, в биологии, в исследовании космического пространства, в разведке полезных ископаемых, в вычислительной и оборонной технике. Не случайно, что именно физика элементарных частиц стимулирует сейчас создание сверхпроводящих магнитов, которые, без сомнения, найдут важное практическое применение в различных областях техники».

Группа криогенного отдела лаборатории высоких энергий ОИЯИ долго работала над созданием жидководородной и дейтериевой мишени для экспериментов с ка-ноль-мезонами. В процессе этой работы ученые разработали «дьюары» специальной конструкции. Ими заинтересовались многие промышленные организации. А недавно приезжали и представители сельского хозяйства. Начальник криогенного отдела А. Зельдович вспоминал, как «попутно» с созданием жидководородных камер им пришлось разработать крупные водородные ожижители. Ожижители эти по чертежам физиков стали выпускать серийно. Впервые в СССР на них получался жидкий параводород.

Академик Г. Флеров, директор лаборатории ядерных реакций ОИЯИ, так сказал о практическом применении достигнутых в лаборатории результатов: «Вся изощренная техника, разработанная у нас в лаборатории для выделения отдельных тяжелых ядер из большой массы вещества, уже используется в тонкой промышленной технологии. Образно выражаясь, мы можем найти иголку в стоге сена. Чувствительнейшие методы анализа, применяемые у нас, давно используются при получении особо чистых химических веществ».