Лев Бобров - В поисках чуда (с илл.)

Автофазировка и жесткая фокусировка привели к прорыву в область сверхвысоких энергий — в сотни миллиардов электрон-вольт. Еще дальше — за триллионный рубеж — позволят шагнуть автокоррекция — автоматическое исправление характеристик магнитной и ускоряющей системы по информации о «самочувствии» летящих частиц, поступающей от самого пучка. Эта идея высказана советскими учеными Э. Л. Бурштейном, А. В. Васильевым, А. Л. Минцем, В. А. Петуховым и Э. М. Рубчинским.

Растет мощность ускорителей, умножается их количество, ширится и качественное разнообразие их типов. Но какой от этого прок человечеству?

Оправдывают ли себя огромные средства, вложенные в сложнейшие, дорогостоящие машины?

Ускорители еще в начале войны дали возможность измерить важнейшие ядерные константы, без которых немыслимо сооружение атомных котлов.

Именно ускорители приблизили эру ядерной энергетики. Говоря о необходимости капиталовложений в научные исследования, академик П. Л. Капица приводил такое сравнение: «Когда Колумб направлялся в экспедицию, результатом которой было открытие Америки, он ехал на простом маленьком фрегате, на лодчонке, с современной точки зрения.

Но чтобы освоить Америку как страну, потребовалось построить большие корабли, как „Лузитания“, „Титаник“, и это полностью себя оправдало».

Да, оправдало, даже несмотря на отдельные издержки: как известно, и «Титаник» и «Лузитания» пошли ко дну — первый столкнулся с айсбергом, вторую торпедировала германская подводная лодка.

В мае 1955 года американские физики опубликовали сообщение о синтезе элемента № 101, названного ими менделеевием «в признание ведущей роли великого русского химика Дмитрия Менделеева, который первым использовал для предсказания свойств еще не открытых элементов периодическую систему — принцип, явившийся ключом к открытию последних семи трансуранов». А в 1961 году пустая клетка под номером 103 заполнилась еще одним новичком — лоуренсием. Его окрестили так в честь изобретателя циклотрона. И разве не символично, что в таблице соседствуют имена Менделеева и Лоуренса?

1 марта 1969 года исполнится столетие с того дня, когда наука обогатилась эпохальным открытием: Дмитрий Иванович Менделеев сформулировал периодический закон. Исходя из своей классификации, в 1872 году, когда число известных элементов не превышало и семи десятков, он уже допускал существование по крайней мере пяти заурановых незнакомцев. Сколько же их всего? Где верхний предел менделеевской системы? Ответить на этот вопрос, один из кардинальнейших в современном естествознании, стало возможно лишь после появления ускорителей. Именно с их помощью алхимики XX века получили плутоний, кюрий, берклий, калифорний, эйнштейний, фермий, менделеевий, лоуренсий, некоторые иные элементы. И продолжают создавать рукотворные ядра.

Между клетками с менделеевием и лоуренсием в таблице примостился пустой квадрат. Одно время там стоял символ нобелия (No). Но вскоре физики заявили, что латинское сокращение очень хорошо отражает итог открытия: «No» по-английски означает «нет». Что случилось?

В 1957 году сотрудники Нобелевского института в Стокгольме поспешили объявить о синтезе еще одного кандидата в трансураны. Они облучали мишень из кюрия (№ 96) ионами углерода (№ 6), разогнанными в циклотроне. Ожидалось, что оба ядра сольются, образовав новое, соответствующее элементу № 102.

Американцы повторили опыты на линейном ускорителе Калифорнийского университета. Увы, выводы шведов не подтвердились. Открытие было «закрыто».

В том же 1957 году в Институте атомной энергии имени И. В. Курчатова группа Г. Н. Флерова (С. М. Поликанов, А. С. Карамян, А. С. Пасюк, Д. М. Парфанович, Н. И. Тарантин, В. А. Карнаухов, В. А. Друин, Б. В. Волков, А. М. Самчинова, Ю. Ц. Оганесян, В. И. Хализев, Г. И. Хлебников), бомбардируя плутоний (№ 94) ионами кислорода (№ 8), получила вещество, выбрасывавшее альфа-частицы. Характеристики излучения заставляли заподозрить, что его испускают новорожденные ядра сто второго элемента. Но советские ученые не торопились афишировать свое достижение. Предстояло тщательнейшим образом проверить результаты, чтобы отмести все сомнения, которых было немало.

Решили продолжить опыты в Дубне на циклотроне, запущенном в 1960 году. Эта машина до сих пор является лучшей в мире среди установок своего класса. И в мае 1963 года пришел подлинный успех.

Обстреливая уран ионами неона, Е. Д. Донец, В. А. Щеголев, В. А. Ермаков, сотрудники лаборатории ядерных реакций ОИЯИ (директор — член-корреспондент АН СССР Г. Н. Флеров) синтезировали, наконец, заветный сто второй, вернее, его изотоп с массовым числом 256, изучили его свойства.

Калифорнийские же исследователи, опровергнув шведов и отказавшись от их методики, пытались иным способом добиться цели. Они напечатали статью, где утверждалось, будто получен изотоп-254 элемента № 102. Но их результаты были гораздо менее надежны, что признал сам руководитель работы Гленн Сиборг, когда он посетил Дубну в 1963 году.

Все же до сих пор ведутся дискуссии, чьей стране по-настоящему принадлежит честь открытия, так что многострадальный новорожденный до сих пор остается безымянным.

Описанная эпопея с достаточной ясностью свидетельствует, сколь сложна вся эта проблема и сколь многое здесь зависит от качеств ускорителя.

Трехметровый циклотрон позволил флеровцам уточнить и заново определить константы ранее синтезированных трансуранов. Как известно, тот факт, что менделеевий появился на свет, американцам удалось зарегистрировать по распаду всего 17 его атомов. При столь мизерной продукции ни о каком изучении химических свойств вещества не могло быть и речи. Этот пробел восполнили сотрудники лаборатории ядерных реакций — более ощутимое количество менделеевия предоставил в их распоряжение великолепный ускоритель, который дает самые быстрые, самые плотные пучки тяжелых ионов.

В 1964 году всю мировую прессу облетела весть: в СССР искусственно изготовлен следующий за лоуренсием член трансуранового ряда. Всего было получено около 150 ядер — по одному за каждые 5–6 часов. Выяснилось, что обитатель клетки № 104 является химическим аналогом гафния, резко отличается от соседей-предшественников и открывает собой новую группу сверхтяжелых элементов, что лишний раз подтверждает правильность периодического закона Менделеева. Георгий Николаевич Флеров и его сотрудники предложили назвать новый элемент курчатовием.

Коллектив той же лаборатории, под тем же руководством и на том же циклотроне открыл два новых вида радиоактивности: самопроизвольное деление ядер из изомерного состояния (С. М. Поликанов и другие) и испускание протонов (В. А. Карнаухов, Г. М. Тер-Акопьян, В. Г. Субботин), теоретически предсказанное советскими физиками Б. С. Джелеповым, А. Б. Мигдалом, Б. Т. Гейликманом.