Сергей Снегов - Прометей раскованный. Повесть об Игоре Курчатове

— 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.

Хоть наука и едина, говорил себе Курчатов, но есть открытия, какие легче совершить в этой, а не другой стране В каждой свой дух, свой стиль исследования. Жолио, можно сказать, держал нейтроны в руках, но не открыл их, а открыл Чадвик — Кембриджу нейтрон был по духу ближе. И что тот же Жолио открыл искусственную радиоактивность, естественно: дух радиоактивности царит в Институте радия в Париже. А в Ленинграде, в Институте химической физики, глубже всех в мире познали тайны цепных реакций горения и взрыва. И естественно, что два талантливейших ученика Семенова, применив свое глубокое понимание цепных процессов к делению урана, сразу же нашли путеводную нить в хаосе. Макрофизики продолжили дальше работу микрофизиков.

Вскоре Курчатову сообщили, что получены новые результаты. На доске нагромождались и стирались формулы. Что высвобождение ядерной энергии на быстрых нейтронах в натуральном уране невозможно, было доказано уже в первом вычислении. Но и реакции с замедлителями не радовали легкостью. В сочетании натурального урана с водой разветвляющаяся цепь быстро обрывалась — вода не только замедляла, но и поглощала нейтроны, выводя их из реакции. Лишь замедлитель, не поглощающий нейтронов, обещал успех. Таким замедлителем могла быть тяжелая вода, также, возможно, гелий и углерод.

Зато неожиданно и грозно складывались выводы в том случае, если натуральный уран немного обогатить легким изотопом. Достаточно увеличить содержание урана-235 вдвое, то есть до 1,4 %, как становилась возможной быстро протекающая цепная реакция.

Курчатов задумчиво сказал:

— Итак, при обогащении урана в два раза — взрыв, если взять бесконечный объем материала. Случай чисто теоретический. А, скажем, обогащение в пять, в десять раз? Какой тогда понадобится объем? Он, наверно, будет не так уж велик. А если чистый уран-235? Сколько нужно его, чтобы произошел взрыв?

— Несколько килограммов будет достаточно.

— И эти несколько килограммов станут ужасной урановой бомбой! — с волнением воскликнул Курчатов. — И каждый килограмм такой взрывчатки будет мощней, чем десять тысяч тонн динамита. Счастье для человечества, что нет технических средств разделения изотопов урана!

— Но они могут появиться, эти технические средства разделения изотопов, Игорь Васильевич.

Курчатов отмахнулся от возражения:

— Оставим взрывы в стороне! Было бы бесчеловечно разрабатывать урановую взрывчатку. Но ядерная энергия для мирных целей — вот цель, какой можно посвятить всю жизнь! Вы сделали великую работу! Вы нашли тот магический золотой ключ, который способен отпереть заветную дверь в кладовой внутриядерной энергии. И даже не один ключ, а целых два — обогащение урана и применение эффективного замедлителя. Всего полтонны натурального урана и пятнадцать тонн тяжелой воды обеспечат контролируемое выделение урановой энергии, так ведь? Пятнадцать тонн тяжелой воды, как и обогащение урана, — пока вне наших возможностей. Но это уже вопрос уровня промышленности, а не уровня науки. Ключ, отпирающий энергетические кладовые ядра, очень сложен, но конструкция его ясна, можно попытаться его изготовить!