Атомный проект. История сверхоружия - Антон Первушин

Радиотелеграф принес нам известие о том, что один из русских ученых полностью овладел тайной атомной энергии. Если это так, то человек, который владеет этой тайной, может повелевать всей планетой. Наши взрывчатые вещества для него смешная игрушка. Усилия, которые мы затрачиваем на добычу угля или обуздание водопадов, вызовут у него улыбку. Он станет для нас больше чем солнцем, ибо ему будет принадлежать контроль над всей энергией. Как же воспользуется он этим всемогуществом? И кому он предложит тайну вечной энергии: Лиге Наций, Папе Римскому или, быть может, Третьему интернационалу? Отдаст ли он ее на то, чтобы создать на земле золотой век? Или же продаст свое открытие первому попавшемуся американскому тресту?

Интересно, что эту статью прочитал «вождь пролетариата» Владимир Ленин и в кулуарах VIII Всероссийского съезда Советов, проходившего в конце декабря 1920 года и посвященного плану ГОЭЛРО по созданию единой энергетической сети, оживленно обсуждал его, чему сохранились документальные свидетельства.

Работа Атомной комиссии положила начало планомерным отечественным исследованиям в области ядерной физики. Из группы в пятнадцать человек вскоре вырос большой коллектив научных работников. Центром исследований поначалу стал Государственный рентгенологический и радиологический институт, а после его разделения в ноябре 1921 года – Государственный физико-технический рентгенологический институт во главе с академиком Абрамом Иоффе.

Институт Иоффе

В феврале 1921 года Абрам Иоффе отправился в шестимесячную поездку в Западную Европу, для того чтобы закупить научные журналы, книги и приборы, а также установить контакты с зарубежными коллегами. Организация поездки оказалась непростым делом: правительства западных стран неохотно выдавали визы гражданам Советской России, и, кроме того, потребовалось вмешательство Ленина, чтобы получить необходимую для этих закупок твердую валюту, запасы которой в стране были весьма ограниченными. Но в конце концов деньги нашлись, и в том же году с такого же рода миссиями за границу были направлены и другие советские ученые.

Большую часть своей командировки Иоффе провел в Германии и Англии. В Германии он присутствовал на коллоквиуме, на котором обсуждалась его совместная с Рентгеном работа. В Лондоне к нему присоединился Пётр Капица. Вместе они отправились в Кембридж, и там Эрнст Резерфорд согласился взять Капицу на работу в Кавендишскую лабораторию. Там великий российский физик трудился двенадцать лет.

Еще раньше академик Иоффе создал в Политехническом институте новый факультет, на котором студенты обучались физике и технике. Он стал важным источником пополнения штата сотрудников института Иоффе. Многие из них учились в Политехническом институте, расположенном через дорогу от нового здания Физико-технического института, и Иоффе всячески поощрял стремление студентов проводить исследовательскую работу еще до окончания ими Политеха. Например, Исаак Константинович Кикоин поступил на Физико-механический факультет в 1925 году. Он и его сокурсники мечтали об исследовательской работе в институте Иоффе, и он был туда приглашен, когда учился на втором курсе. «Еще в стенах вуза мы приучились считать науку основным делом нашей жизни и работали в лаборатории практически непрерывно, – писал Кикоин позднее. – Неудивительно, что мы научно довольно быстро росли». После окончания института в 1930 году и краткой стажировки в Мюнхене, где он работал у Вальтера Герлаха, Кикоин был назначен заведующим электромагнитной лабораторией в институте Иоффе, а после Второй мировой войны ему было поручено возглавить работы по методам газовой диффузии и центрифугирования для разделения изотопов урана.

Институт Иоффе называли по-разному: и «Парнасом новой физики», и «Могучей кучкой», и даже «Детсадом папы Иоффе». Исаак Кикоин вспоминал:

Это действительно был детский сад в том смысле, что основную силу, основную армию сотрудников института составляли студенты первого, второго, третьего курсов. Они и делали науку в Физико-техническом институте, а это значит, они делали науку – физику – и в стране.

В этом проявилась замечательная особенность нашего общего учителя – академика Абрама Фёдоровича Иоффе. А ведь мы так и называли его у себя: «академик», именем и отчеством мы не называли. Его идея и заключалась в том, чтобы построить подобный детский сад. Сейчас уместно спросить: как эта идея оправдалась? Как и подобает нормальному саду, он должен был бы цвести, и он действительно расцвел… Очень приятно аромат этой физики ощущать.

Но сад должен и плодоносить. Этот физтеховский детский сад принес свои плоды, и, я бы сказал, плоды неплохие. <…>

Свойственное молодости непочтение к авторитетам никак не преследовалось в Физико-техническом институте. Оно вызывало к жизни шутки и остроты, и сам директор – при всей общей любви и уважении к нему в коллективе – бывал иногда их мишенью. Он не обижался на это, так как умел ценить юмор. На институтских вечерах было немало остроумных шуток, сценок, кукольных представлений, над которыми он заразительно хохотал, хотя ему не раз доставалось от доморощенных остряков.

Институт, в соответствии с принятыми в 1921 году установками, должен был проводить исследования в области рентгеновских лучей, электронных и магнитных явлений, структуры материи, а также содействовать применению технических результатов этих работ на практике. Наркомпрос, которому подчинялся институт, делал все необходимое, чтобы поддержать эти работы необходимыми фондами. Однако ресурсы, которыми располагал комиссариат, были ограничены, и финансовые проблемы оставались серьезными. Институт добывал какие-то средства за счет производства и продажи рентгеновских трубок и другого оборудования, но этого было явно недостаточно для обеспечения всех потребностей.

В 1924 году Иоффе обратился в Научно-технический отдел Высшего Совета народного хозяйства (ВСНХ) с идеей новой лаборатории, в которой должны были быть сконцентрированы прикладные исследования. Многие из работ его института могли найти применение в электроэнергетике и металлургической промышленности. И такая лаборатория была создана.

К концу десятилетия Физико-технический институт и лаборатория выросли в большое и сложное исследовательское учреждение, где постоянно трудилось более сотни физиков, причем за спиной у многих из них были учеба и работа на Западе. Некоторые сотрудники института получили международную известность. Так, Яков Ильич Френкель возглавил теоретический отдел, где в то время работали еще не известные тогда молодые теоретики: Дмитрий Дмитриевич Иваненко, Владимир Александрович Фок, Лев Давидович Ландау. В стенах института начал свои исследования Николай Николаевич Семёнов – будущий нобелевский лауреат по химии.

Интерес к ядерной физике резко усилился в Советском Союзе после 1932 года – «года чудес», в течение которого было сделано несколько важных открытий. Джеймс Чедвик в Кавендишской лаборатории открыл нейтрон, а Джон Кокрофт и Эрнест Уолтон расщепили ядро лития на две альфа-частицы. Определенное отношение к проведению последнего эксперимента имел Георгий Антонович Гамов, входивший в штат сотрудников Радиевого института. В 1928 году он развил на основе новой квантовой механики теорию альфа-распада. Из нее следовало, что частицы со сравнительно небольшой энергией могут за счет туннельного эффекта проникнуть сквозь «кулоновский» барьер отталкивания одноименно заряженных частиц, окружающий ядро, а потому имеет смысл построить установку, которая могла бы разогнать частицы до нескольких сотен тысяч электрон-вольт. Кокрофт и Уолтон приняли это предложение и построили аппарат, способный ускорять протоны до энергии в 500 тысяч электрон-вольт, которые они и использовали для расщепления ядра лития. В том же году Эрнест Лоренс в Беркли использовал изобретенный им циклотрон для ускорения протонов до энергии в миллион электрон-вольт. В Калифорнийском технологическом институте Карл Андерсон идентифицировал положительный электрон (позитрон). Гарольд Юри из Колумбийского университета открыл изотоп водорода-2 – дейтерий.

Советские ученые с большим энтузиазмом встретили известие об открытиях, сделанных в 1932 году. Они внимательно следили за тем, что делалось на Западе, и быстро откликались на эти достижения. Дмитрий Иваненко, теоретик из института Иоффе, выдвинул новую модель атомного ядра, включив в нее нейтроны. В Украинском Физико-техническом институте группа ученых повторила опыт Кокрофта и Уолтона. В том же году в Радиевом институте решили построить циклотрон, а Вернадский пытался заручиться поддержкой властей для кардинального расширения технической базы. В декабре 1932 года Иоффе создал группу ядерной физики и в следующем году получил от народного комиссара тяжелой промышленности Серго Орджоникидзе 100 тысяч рублей на новое оборудование, необходимое для ядерных исследований.