Текст книги "Цепная реакция идей"

Автор книги: Федор Кедров

сообщить о нарушении

Текущая страница: 10 (всего у книги 14 страниц)

Они применили для опытов ионизационную камеру, соединенную с очень чувствительным электрометром, и другой замечательный прибор – камеру Вильсона. Действие ионизационной камеры основано на том принципе, что под влиянием излучения радиоактивных веществ происходит ионизация газа в камере и возникает ионизационный ток. Таким образом, чем выше интенсивность излучения, тем большую величину тока покажет электрометр, соединенный с ионизационной камерой.

Камера Вильсона позволяет видеть и фотографировать следы пролетевших через нее частиц – треки. Она представляет собой вертикальный цилиндр, закрывающийся сверху прозрачным стеклом или плексигласом. Снизу находится поршень. Цилиндр заполняют пересыщенным паром. Если быстро опустить поршень, то в результате падения давления в цилиндре пар охлаждается и образуется туман. Каждая заряженная частица ионизирующего излучения, попадая в камеру Вильсона, служит центром конденсации, и при падении давления в цилиндре ее движение можно наблюдать в виде четкого трека, следа, состоящего из мелких капелек воды.

Ближайший сотрудник Фредерика Жолио-Кюри Ганс Хальбан говорил, что камера Вильсона всегда оставалась излюбленным инструментом Фредерика: «У него всегда под рукой было несколько камер в отличном состоянии. Жолио проводил долгие часы у смотрового окна камеры. Для него это было основное время раздумий. Временами один из нас, его сотрудников, получал привилегию провести вторую половину дня вдвоем с Жолио в темной комнате, наблюдая за полетом частиц. В эти часы он давал волю воображению, и такие встречи для большинства из нас были основным источником вдохновения».

На первой стадии опытов Ирен и Фредерик Жолио-Кюри применили ионизационную камеру для того, чтобы изучить особенности излучения Боте – Беккера и его действие на различные вещества. Используя разные экраны, они убедились в «сверхпроникающей» способности исследуемого излучения. Помещая на пути потока частиц экраны из водородсодержащих веществ, например парафина, они могли ожидать, что поток уменьшится. Но оказалось, что он даже увеличивался. Ученые, разумеется, пришли к выводу, что перед ними какое-то новое явление. После этого они воспользовались камерой Вильсона и быстро обнаружили, что излучение Боте – Беккера способно выбивать ядра из атомов водорода, гелия и азота. При этом выбитые ядра приобретали значительную энергию. Одновременно исследователи отметили, что в пространство излучаются электроны высоких энергий.

Ирен и Фредерик Жолио-Кюри опубликовали результаты своих опытов и попытались их объяснить. Одним из первоначальных объяснений было предположение, что излучение Боте – Беккера состоит из жесткого гамма-излучения. Но как только они измерили треки выбиваемых ядер водорода (протонов), то убедились, что энергия излучения Боте – Беккера гораздо больше энергии гамма-излучения.

В конце февраля 1932 года ученик Резерфорда Джеймс Чадвик в Кевендишской лаборатории после ознакомления с результатами опытов Жолио-Кюри измерил с помощью электронного оборудования – пропорционального усилителя – отдельные импульсы, возникающие при прохождении ядер и электронов через счетчик, и разделил их. Оборудование, которым пользовался Чадвик, было более совершенным, такого не было еще в Институте радия. Оно использовалось и в дальнейших опытах Чадвика, которые привели к результатам, показавшим, что первоначальное предположение Боте и Беккера, а также Ирен и Фредерика Жолио-Кюри об электромагнитной природе сверхпроникающего излучения неверно.

Если бы это было гамма-излучение, тогда, по расчетам Чадвика, количество выбитых протонов было бы в десятки тысяч раз меньше, чем то, которое наблюдалось при эксперименте. Чадвик показал, что излучение Боте – Беккера состоит из электрически незаряженных частиц с массой, равной примерно массе ядра водорода (протона). Это были, несомненно, нейтроны.

Фредерик Жолио-Кюри писал, что открытие нейтрона представляет собой результат трех серий опытов, проведенных в трех разных странах: Германии, Франции и Англии. Он привел следующие хронологические данные.

1. 1930 год. Опыт Боте и Беккера (Германия). Обнаружено исключительное сильно проникающее излучение, возникающее при облучении некоторых легких элементов (например, бериллия, бора) альфа-частицами.

2. 18 января 1932 года. Опыт Ирен и Фредерика Жолио-Кюри, обнаруживший, что излучение Боте – Беккера обладает свойством выбивать ядра из атомов.

3. 27 февраля 1932 года. Опыт Чадвика, подтвердивший результат Жолио-Кюри и показавший, что наблюдаемый эффект объясняется тем, что в состав излучения Боте – Беккера входят новые частицы, а именно нейтроны.

Известный немецкий физик Вернер Гейзенберг в своей книге «Физика атомного ядра», изданной в переводе у нас в 1947 году, приводит реакцию взаимодействия альфа-частиц с легким элементом бериллием, сопровождая ее следующими словами: «...этот важный процесс превращения привел Жолио-Кюри и Чадвика к открытию в 1932 году нейтронов».

После работ Чадвика, за которые ему была присуждена Нобелевская премия по физике, уже не могло быть никаких сомнений относительно существования нейтронов. Замечательная элементарная частица, родившаяся в воображении Резерфорда в 1920 году, спустя 12 лет вторично родилась в опытах супругов Жолио-Кюри и Джеймса Чадвика.

После открытия нейтрона на смену резерфордовской протонно-электронной модели атома пришла новая модель, в которой ядра состоят из протонов и нейтронов. Возникновение отрицательных или положительных электронов во время распада природных или искусственных радиоактивных элементов объясняется превращением протона ядра в нейтрон, или наоборот (Э. Ферми). Такое превращение сопровождается рождением положительного или отрицательного электрона. Отсюда следует, что протон и нейтрон – это как бы два состояния одной и той же тяжелой частицы – нуклона, которая может быть положительно заряженной или нейтральной.

Открытие нейтрона указало на существование в природе нового типа сил – ядерных сил. Оно определенно указало на силы не электромагнитного происхождения, которые удерживают нейтроны и протоны тесно связанными в атомном ядре. Эти новые силы не имели аналога в макроскопической физике. Они получили название сильных взаимодействий. Эксперименты по рассеянию частиц позволили познать сложный характер сил, действующих между нейтроном и протоном. Это силы притяжения, и действуют они на очень малых расстояниях порядка 1 ферми (10^–13 сантиметров). Если расстояние еще меньше, то ядерные частицы начинают отталкиваться.

Изучение ядерных сил позволило оценить примерные размеры ядерных систем, применив при этом квантово-механические принципы. Ядра приблизительно в 10...100 тысяч раз меньше, чем атомы, а энергии ядер лежат в области миллионов электрон-вольт.

Сейчас ученые знают о роли нейтрона в атомной технике. Но полезно вспомнить, что вскоре после открытия этой частицы в 1932 году Резерфорд высказал гениальное предположение о возможном значении нейтрона в овладении атомной энергией: «Недавнее открытие нейтрона и доказательство его исключительной эффективности в осуществлении ядерной реакции... при низких скоростях создает новые возможности при условии, если будет найден способ производства в большом количестве медленных нейтронов при малой затрате энергии для этого».

Одними из тех, кто нашел этот способ, были Ирен и Фредерик Жолио-Кюри.

Три открытия 1932 года считаются особенно важными для дальнейшего развития атомной и ядерной физики: открытие Чадвиком и Жолио-Кюри нейтрона, опубликование Ферми теории радиоактивного бета-распада и открытие Андерсоном и Неддермайером позитрона. Конечно, роль этих замечательных открытий в развитии науки была определена гораздо позднее.

Наиболее выдающимся открытием после того, как Чадвик неопровержимо доказал существование нейтрона, была искусственная радиоактивность. В этом можно видеть некоторую закономерность. Ведь Жолио-Кюри сделали важный шаг в открытии нейтрона и, естественно, даже после опубликования Чадвиком его результатов они продолжали опыты по исследованию нейтронов.

Менее года прошло с момента открытия искусственной радиоактивности. Ирен и Фредерик Жолио-Кюри получили вдвоем Нобелевскую премию по химии «за синтез новых радиоактивных элементов», как тогда сформулировали открытие искусственной радиоактивности.

Ирен и Фредерик Жолио-Кюри облучали альфа-частицами различные элементы, например фтор, натрий и алюминий. Таким образом они получали нейтроны. До этого Боте и Беккер, а также Чадвик бомбардировали альфа-частицами другие элементы – бериллий, бор и литий. Жолио-Кюри решили в своих опытах продолжить список элементов и исследовать «различные нейтроны».

Серия опытов была закончена Ирен и Фредериком Жолио-Кюри к осени 1933 года. Эти опыты показали, что при облучении альфа-частицами легких элементов некоторые из них испускали наряду с нейтронами и позитроны.

Исследователи предположили, что натолкнулись на какое-то совершенно новое явление, не замеченное другими физиками, занимавшимися подобными же исследованиями, но нигде не упоминавшими о позитронном излучении. Впрочем, в начале они и сами не были уверены, что имеют дело с ранее неизвестным позитронным излучением. Тем не менее они подготовили доклад под названием «Проникающее излучение атомов под воздействием альфа-лучей» и вскоре представился исключительно благоприятный случай прочесть этот доклад перед участниками представительного собрания ученых многих стран.

В октябре 1933 года в Брюсселе состоялся очередной Сольвеевский конгресс.

По решению Международного комитета Сольвеевских конгрессов темой этого собрания была избрана ядерная физика. Жолио-Кюри был, пожалуй, самым молодым членом комитета, куда его избрали по предложению Поля Ланжевена. Академик А.Ф. Иоффе, член комитета от СССР, отмечал, что Резерфорд и его сотрудники (среди них был и П.Л. Капица) вместе с Ферми, мадам Кюри, Ирен Жолио-Кюри и Лизе Мейтнер были в центре внимания участников этой сессии.

Большое внимание привлекли также выступление В. Гейзенберга и присланный в письменном виде доклад Л.Д. Ландау.

На конгрессе, кроме ученых, упомянутых А.Ф. Иоффе, присутствовали Поль Дирак, Патрик Блэкетт, Нильс Бор, Луи де Бройль, Вольфганг Паули и многие другие. Председательствовал Поль Ланжевен.

Фредерик Жолио-Кюри вспоминал: «Наше сообщение вызвало, оживленную дискуссию. Фрейлен Мейтнер объявила, что она провела такие же эксперименты, но не получила подобных результатов. Под конец подавляющее большинство присутствовавших там физиков пришло к заключению, что наши эксперименты были неточными. После сессии мы чувствовали себя довольно-таки скверно. В этот момент к нам подошел профессор Бор и сказал, что он рассматривает наши данные как чрезвычайно важные. Вслед за ним и Паули одобрил нас таким же образом».

Следовательно, физики-теоретики, уже в то время занимавшие важные позиции в атомной и ядерной физике, оказались более проницательными в отношении чисто экспериментального открытия, чем физики-экспериментаторы, которых было большинство среди участников конгресса.

Резерфорд вопреки большинству участников Сольвеевского конгресса, положительно Отнесся к открытию Ирен и Фредерика Жолио-Кюри. В январе 1934 года он послал из Кембриджа в Париж письмо следующего содержания: «Мои дорогие коллеги!

Я восхищен итогами Ваших опытов по получению радиоактивных веществ путем облучения альфа-частицами. Поздравляю Вас обоих с блестящей работой, которая, по моему убеждению, в конечном счете окажется очень важной.

Я лично очень заинтересован в результатах Ваших исследований, поскольку долгое время думал о том, что такой эффект (т.е. искусственная радиоактивность) может наблюдаться в соответствующих условиях.

В прошлом я проделал много опытов, используя чувствительный электроскоп для обнаружения такого эффекта, однако безуспешно. В прошлом году мы проделали опыт, в котором облучили тяжелые элементы протонами, но получили отрицательные результаты.

С лучшими пожеланиями дальнейших успехов в Ваших исследованиях.

Искренне Ваш Резерфорд.

Р.S. Мы попытаемся определить, произойдут ли сходные явления при бомбардировке протонами или диплонами» (диплонами Резерфорд называл дейтроны. – Ф. К.).

Резерфорд задолго до открытия искусственной радиоактивности сам пытался обнаружить подобные эффекты. После того как он открыл в 1919 году возможность осуществлять ядерные реакции и показал, что ядра азота при бомбардировке альфа-частицами испускают протоны, он решил выяснить, не испускаются ли протоны после прекращения бомбардировки. Резерфорд убирал источник альфа-частиц и измерял электропроводность азота. Эти опыты он проделывал неоднократно, но каждый раз убеждался в отсутствии «вторичной» протонной радиоактивности. Действительно, такого эффекта не существовало.

Фредерик Жолио-Кюри впоследствии объяснял неудачу Резерфорда тем, что в своих опытах он использовал в качестве мишени азот. Если бы Резерфорд применял другой газ, в котором при бомбардировке альфа-частицами возникают не протоны, а положительные или отрицательные электроны, то он несомненно обнаружил бы явление искусственной радиоактивности.

Тут сказалось глубоко принципиальное заблуждение Резерфорда относительно того, какой тип радиоактивного распада наиболее распространен. Об этом впоследствии писали Ирен и Фредерик Жолио-Кюри: «В продолжение всей своей деятельности Резерфорд стремился доказать существование искусственной радиоактивности, но ему как и другим пионерам в этой области науки, истинной радиоактивностью казалась та, которая сопровождается испусканием тяжелых частиц, а не электронов. В действительности же, как мы теперь знаем, именно излучение электронов наиболее характерно для радиоактивного распада».

Если в опытах Резерфорда искусственная радиоактивность отсутствовала, то в опытах американского физика Эрнеста Лоуренса, проводившихся в 1931 году на сконструированном им циклотроне – ускорителе заряженных частиц, она несомненно возникла. Но исследователь и его сотрудники не заметили ее. Они изучали на циклотроне другие явления. А может быть, им не хватило проницательности.

Ирен и Фредерик Жолио-Кюри, облучая нейтронами легкие элементы, не ставили перед собой задачу обнаружить искусственную радиоактивность, так как тогда никто еще не выдвигал предположения о возможности ее существования, но они оказались готовыми к восприятию даже самого непредвиденного. То, что существование искусственной радиоактивности было трудно себе представить, доказывало отношение многих физиков к сообщению Жолио-Кюри на Сольвеевском конгрессе.

По возвращении в Париж с Сольвеевского конгресса супруги Жолио-Кюри продолжали работу по искусственной радиоактивности. У Фредерика созрел план опыта, который мог бы снять все сомнения и подтвердить окончательно уже ранее полученные результаты. Вот что он писал о результатах этого решающего опыта: «Мы с удивлением констатировали, что когда энергия альфа-частиц последовательно уменьшается, эмиссия нейтронов на определенной стадии прекращается, в то время как излучение положительных электронов продолжается с прежней интенсивностью и даже растет, так же как при излучении электронов естественными радиоактивными элементами. Тогда мы повторили опыт, упростив его: в течение некоторого времени бомбардировали алюминий альфа-частицами с максимальной скоростью, а затем постепенно удаляли источник альфа-частиц. И что же? Алюминиевый листок продолжал излучать положительные электроны в течение нескольких минут. Тогда все стало ясно!»

Но надо было проверить, правильно ли работают счетчики Гейгера – Мюллера и вызывается ли пощелкивание новым излучением. Молодой немецкий физик В. Гентнер, работавший у Жолио-Кюри, проверил правильность действия счетчиков и сообщил, что они работают безотказно.

Итак, Ирен и Фредерик Жолио-Кюри облучали альфа-частицами различные мишени: алюминий, бор, магний (в которых наблюдался новый эффект), водород, литий, углерод, бериллий, азот, кислород, фосфор, калий, натрий, никель и серебро (в них новый эффект не наблюдался).

Этим новым эффектом оказалась позитронная радиоактивность. Когда источник альфа-частиц – диск с нанесенным на него полонием – удалялся, исследователи наблюдали, что облученный алюминий продолжал испускать позитроны. Опыты были тщательно повторены. Оказалось, что бор и магний также продолжают испускать позитроны после удаления радиоактивного источника, хотя время испускания позитронов для разных элементов различно.

Элементы «второго списка», от водорода до серебра, при облучении не испускали позитронов. Наблюдаемая же позитронная радиоактивность первых трех элементов свидетельствовала о происходящих под действием бомбардировки ядерных реакциях. То, что это именно позитроны, а не другие частицы, подобные тем, что испускаются природными радиоактивными элементами, Ирен и Фредерик Жолио-Кюри показывали с помощью камеры Вильсона, помещенной в магнитном поле напряженностью 400 эрстед.

Ирен и Фредерик Жолио-Кюри искусственно получили нестабильные бета-радиоактивные изотопы.

Новый научный термин «искусственная радиоактивность» родился в Париже, где почти за 40 лет до этого Мари и Пьер Кюри впервые произнесли слово «радиоактивность». Термин «искусственная радиоактивность» подчеркивал то обстоятельство, что в природе существует естественная радиоактивность, когда ядра тяжелых элементов (тяжелее свинца) самопроизвольно испускают альфа-частицы – ядра атомов гелия (Не), гамма-излучение – кванты света и бета-частицы – электроны и позитроны.

Но, как указывали Жолио-Кюри, термин «искусственная радиоактивность» не точно передает смысл их открытия: «В самом деле мы не делаем искусственно ядро радиоактивным, а превращаем это ядро в другое, которое является естественно неустойчивым. Вплоть до настоящего времени все попытки, делавшиеся с целью изменения устойчивости атомов либо у стабильных, либо у радиоактивных веществ, кончались неудачей».

Искусственные радиоактивные изотопы излучают не альфа-частицы и не гамма-кванты, а положительные электроны – позитроны. К. Андерсон, П. Блэкетт и Дж. Оккиалини обнаружили позитроны в космических лучах; это были первые известные ученым античастицы. Впоследствии к ним прибавились антипротоны, антинейтроны, антигипероны и многие другие антиподы частиц. До открытия искусственной радиоактивности позитроны в лабораторных экспериментах себя не обнаруживали.

С современной точки зрения методы идентификации продуктов ядерных реакций, использовавшиеся Ирен и Фредериком Жолио-Кюри, были довольно примитивными, хотя в свое время они поражали своей быстротой и наглядностью.

Ирен и Фредерик Жолио-Кюри смогли выделить первый искусственный радиоактивный изотоп в химически чистом виде. Они, конечно, немедленно продемонстрировали его Мари Кюри. Фредерик, описывая эту сцену, не скрывает своего восхищения перед великой исследовательницей радия: «Мари Кюри была свидетельницей наших поисков. Я никогда не забуду выражение радости на ее лице, появившееся, когда Ирен и я показали ей первый искусственный радиоактивный элемент в маленькой стеклянной трубочке. Я и сейчас вижу, как она берет пальцами, обожженными радием, маленькую трубочку, в которой находится искусственно созданный элемент, правда, с еще очень слабой радиоактивностью. Чтобы проверить правильность того, что мы сообщили ей, она подходит к счетчику Гейгера – Мюллера и слышит частые щелчки. Без сомнения, это было последнее большое удовлетворение, которое она испытала в своей жизни. Через несколько месяцев Мари Кюри скончалась от лейкемии».

После открытия искусственной радиоактивности к исследованию ее было привлечено внимание физиков многих стран, главным образом в Европе и Америке. Одним из важнейших результатов стало открытие плутония-239, которое позволило развить атомную энергетику и создать военную ядерную мощь современных государств.

Поразительным примером развития идей и опытов Жолио-Кюри было создание обширной области синтеза и практического применения радиоактивных изотопов. Это можно оценить как подлинный переворот в современной науке, технике и промышленности.

В своем докладе в Стокгольме в связи с получением Нобелевской премии по химии в 1935 году Ирен и Фредерик Жолио-Кюри уверенно предсказывали перспективы применения искусственных радиоактивных изотопов для лечения некоторых болезней, что позднее было подтверждено на практике. Они говорили также об использовании радиоактивных изотопов для точного определения мест скопления тех или иных химических элементов и соединений в организме человека, т.е. об их применении в целях диагностики. Не более чем через 20 лет после открытия искусственной радиоактивности применение искусственно получаемых на ускорителях и в ядерных реакторах самых различных радиоактивных изотопов стало одной из важнейших и массовых областей мирного применения атомной энергии. Для биологов и медиков радиоактивные изотопы открыли новые перспективы.

Ирен и Фредерик Жолио-Кюри с помощью разработанных ими методов получили большое количество бета-радиоактивных изотопов. Именно тогда они пришли к выводу, что природные радиоактивные элементы – радий, полоний, уран и другие – составляют теперь семью редких представителей радиоактивных элементов (с альфа-распадом), существовавших на Земле в большом количестве миллионы и миллиарды лет назад.

В 1935 году Фредерик Жолио-Кюри в своем Нобелевском докладе говорил: «Мы видим, что несколько сот различного рода атомов, составляющих нашу планету, не являются раз и навсегда созданными и существуют не вечные времена. Мы воспринимаем это именно так потому, что они существуют еще сейчас. Другие же, менее устойчивые атомы уже исчезли. Из этих последних некоторые, вероятно, будут вновь получены в лабораториях. До настоящего времени удалось получить лишь элементы с короткой продолжительностью жизни, от доли секунды до нескольких месяцев. Чтобы образовать достойные упоминания количества элемента со значительно большей продолжительностью жизни, необходимо располагать очень мощным источником излучений».

В то время ускоритель заряженных частиц имелся только в распоряжении Эрнеста Лоуренса в США. Однако дальнейшее развитие ускорительной техники за сравнительно короткий период времени достигло выдающихся успехов. Например, в Серпухове построен гигантский ускоритель на 70 миллиардов электрон-вольт; существуют проекты еще более крупных ускорителей на сотни и даже тысячу миллиардов электрон-вольт. Все это как раз и дает в руки исследователей тот «очень мощный источник излучений», о котором говорил Фредерик Жолио-Кюри.

Радиоактивный бета-распад открыл перед учеными новые возможности получить информацию о ядрах многих элементов периодической системы, у которых до этого были известны только стабильные изотопы. Стабильные изотопы не могли дать этой информации. Развитие работ по получению и идентификации новых радиоактивных изотопов потребовало создания принципиально новых методов экспериментальной физики, которые позволяют получать информацию о новом элементе, даже если он присутствует в количестве всего нескольких атомов. Мы уже видели, что искусственные радиоактивные изотопы успешно применялись для идентификации незначительных количеств трансурановых элементов.

Особо следует подчеркнуть выдающееся значение открытия искусственной радиоактивности для развития идей и методов, которые очень быстро привели к овладению атомной энергией и, в частности, к созданию высокоэффективного ядерного топлива. В Нобелевском докладе Фредерик Жолио-Кюри говорил: «Если, обратившись к прошлому, мы бросим взгляд на успехи, которые были достигнуты наукой во все убыстряющемся темпе, то мы вправе думать, что исследователи, конструируя или разрушая элементы по своему желанию, смогут осуществить ядерные превращения взрывного характера, настоящие химические цепные реакции». Дело в том, что в то время уже были известны цепные химические реакции, открытые академиком Н.Н. Семеновым, но, разумеется, не было цепных ядерных реакций: прилагательное «цепные» было добавлено к ядерным реакциям после открытия деления урана и теоретического расчета возможности выделения вторичных нейтронов. Говоря о ядерных реакциях взрывного характера, Жолио-Кюри, конечно, имели в виду не детонацию, а именно саморазвивающийся «цепной процесс» деления ядер. Именно так можно думать, исходя из последующих слов: «Если окажется, что такие превращения распространяются в веществе, то можно составить себе представления о том громадном освобождении энергии, которое будет иметь место».

Еще в начале века выдающийся английский химик Фредерик Содди, работавший вместе с Резерфордом в Мак-Гиллском университете Монреаля (Канада), выпустил небольшой труд под заглавием «Интерпретация радия». В нем Содди изложил свою гипотезу о существовании еще неизвестных изотопов химических элементов. Многие ученые того времени не приняли эту идею и называли ее фантастической. Но предвидения Содди произвели глубокое впечатление на английского писателя-фантаста Герберта Уэллса. На основе гипотезы Содди Уэллс в 1912 году написал фантастический роман «Освобожденный мир».

Герой романа ученый Холстен в 1933 году, т.е. через 20 лет после выхода в свет романа, открывает явление, подобное тому, которое было названо супругами Жолио-Кюри искусственной радиоактивностью. Любопытно, что предсказание Уэллса совпало с датой действительного открытия искусственной радиоактивности. Холстен произвел «атомную дезинтеграцию» мельчайшей частицы висмута (термин «дезинтеграция» заимствован у Содди). При этом частица висмута взорвалась, превратившись в газ с исключительно «сильной радиоактивностью», который распался в течение семи дней. В противоположность Жолио-Кюри Уэллс не выразил никаких предположений о возможностях мирного применения «атомной дезинтеграции» и весь роман построил на военном применении открытого Холстеном процесса. Уже тогда писатель высказал мысль о том, что среди искусственно созданных человеком радиоактивных изотопов некоторые будут обладать огромной взрывной силой. В романе Уэллса это вещество названо «каролиний», что несколько напоминает название «плутоний» – трансурановый элемент, примененный в атомных бомбах.

Осенью 1935 года Фредерик Жолио-Кюри решил приступить к некоторым экспериментам по применению бета-радиоактивных изотопов для биологических исследований и медицинской диагностики. Раньше он никогда не ставил таких опытов и вообще был далек от биологии и медицины. Можно напомнить, что многие замечательные открытия в физике побуждали их авторов использовать свои открытия в гуманных целях, в частности в медицине. Так было, например, с Вильгельмом Рентгеном, который, несмотря на то, что никогда не был связан с медициной, первый предложил использовать открытые им лучи для медицинских исследований. Мари Кюри создала целую область медицины, известную в ее время под названием кюри-терапии; она сделала первые, но весьма важные шаги в использовании радия для лечения рака.

Опыты Фредерика Жолио-Кюри в области биологии и медицины, как подтвердилось в дальнейшем, были чрезвычайно важными и плодотворными; они положили начало широчайшему применению радиоактивных изотопов для распознавания многих болезней и для лечения больных.

В наше время участие физиков в решении проблем биологии и медицины помогает продвижению вперед этих областей науки, когда-то казавшихся весьма далекими от физики и математики. Известно много случаев, когда крупные физики интересовались проблемами биологии (например Нильс Бор, И.Е. Тамм). Фредерик Жолио-Кюри был, пожалуй, первым известным физиком, непосредственно заинтересовавшимся проблемами медицинской диагностики с применением ядерной энергии. Теперь физики часто принимают участие в решении медицинских проблем как теоретических, так и практических.

Фредерик Жолио-Кюри написал несколько статей по вопросу практического применения искусственных радиоактивных изотопов. В одной из них, напечатанной в 1954 году под названием «Будущее ядерной физики во Франции», он высказал мысль о широком развитии радиоизотопных методов исследований в науке и технике и указывал на возможности конкретного использования изотопов в промышленности, например для просвечивания литья в целях обнаружения дефектов, для измерения толщины металлических изделий в процессе их производства, для устранения электростатического электричества, образующегося при изготовлении текстиля, для измерения расхода жидкостей, исследования механизма фотосинтеза и т.д. Он также подчеркивал возможность применения радиоактивных изотопов в энергетике.

Открытие искусственной радиоактивности Луи де Бройль с полным основанием назвал великим; история науки и техники, так же как и достижения сегодняшнего дня, подтвердили правильность этой оценки. На торжественном заседании Парижской академии наук в октябре 1959 года Луи де Бройль, один из двух самых выдающихся учеников Поля Ланжевена (вторым был Фредерик Жолио), сказал: «Оба они (Ирен и Фредерик Жолио-Кюри. – Ф.К.) стали физиками с мировой известностью. Однако им не хватало великого открытия, которое было бы их вкладом в науку. И они сняли его с древа своих трудов, как снимают созревший плод. Этим великим открытием были искусственные радиоактивные элементы».

Вскоре после получения Нобелевской премии Фредерик Жолио-Кюри стал заведующим кафедрой ядерной химии в Сорбонне и руководителем работ группы французских и иностранных исследователей. К его обширным педагогическим обязанностям прибавилось много научно-организационной работы. Прекрасно понимая важность исследований в области ядерной физики, Фредерик намерен был прежде всего создать условия для развертывания ядерных исследований во Франции. В течение нескольких лет он строит ускоритель Ван де Граафа на 1 миллион электрон-вольт в строительном институте в Аркей-Кашан, заново оборудует Лабораторию Ампера, преобразуя ее в Лабораторию атомного синтеза; строит циклотрон на 7 миллионов электрон-вольт в Коллеж де Франс.

В то же самое время Ирен Жолио-Кюри проводит исследования трансурановых элементов и в этой работе у нее оказывается талантливый сотрудник – югославский физик Павле Савич, впоследствии руководитель крупнейшего в Югославии Института ядерных исследований «Борис Кидрич».

Можно полагать, что к этому времени Ирен и Фредерик Жолио-Кюри понимают, что их работы, как сотни и тысячи других работ по ядерной физике, проводимых во многих странах, приведут в конце концов к возможности практического использования атомной энергии главным образом в качестве энергетического источника. В своем сообщении об открытии искусственной радиоактивности ученые, говоря о возможности «внешней причиной» вызвать радиоактивность некоторых ядер, которая существует непродолжительное время и после удаления источника облучения, высказывали также предположение о существовании более «продолжительной радиоактивности», если облучать элементы другими частицами. Какими?