Текст книги "Цепная реакция идей"

Автор книги: Федор Кедров

сообщить о нарушении

Текущая страница: 12 (всего у книги 14 страниц)

Вечером 19 июня 1940 года «Брумпарк» с грузом тяжелой воды вышел в море и 21 июня прибыл в английский порт Саутгемптон. Почти в одно время с «Брумпарком» из порта Бордо вышло другое грузовое судно, которое скоро подорвалось на фашистских минах. Этим воспользовался Ф. Жолио-Кюри. Во время допроса в гитлеровской военной разведке он сказал, что тяжелая вода находится на потопленном судне. Фашисты не поверили ученому, но почему-то предположили, что тяжелая вода тайно переправлена в Северную Африку; они даже хотели отправить туда специальную экспедицию с целью найти ценный груз.

С отъездом Хальбана и Коварского группа Фредерика Жолио-Кюри перестала существовать, и до самого окончания второй мировой войны выдающийся ученый оставался без лаборатории, ограничиваясь ролью университетского профессора.

В годы войны началась активная деятельность Фредерика Жолио-Кюри в рядах борцов за освобождение Франции от фашистских оккупантов. Фашизм во всех его формах и проявлениях вызывал у него острую ненависть. Он активно боролся с гитлеровцами. Во время парижского восстания, продолжавшегося с 19 по 25 августа 1944 года, Фредерик Жолио-Кюри организовал в лаборатории физики и атомной химии Коллеж де Франс изготовление взрывчатых веществ и зажигательных снарядов. Их применяли патриоты Парижа в борьбе с вражескими танками. В результате многодневных уличных боев парижанам удалось освободить почти всю столицу Франции. К этому времени в Париж вошла регулярная французская армия и гитлеровские войска капитулировали. Фредерик Жолио-Кюри внес свой вклад в освобождение Парижа и всей Франции.

Прямой контакт между Фредериком Жолио-Кюри, Хальбаном и Коварским восстановился лишь в 1946 году.

После переезда в Англию Хальбан и Коварскнй приступили к исследовательской работе в Кевендишской лаборатории Кембриджского университета, которой до 1937 года руководил Эрнест Резерфорд. Так, в лаборатории, где Резерфорд впервые осуществил ядерную реакцию на легких элементах, а его ученики Джон Кокрофт и Эрнест Уолтон построили первый высоковольтный ускоритель заряженных частиц (электронов), Хальбан и Коварский экспериментально доказали возможность создания ядерного реактора на основе идей Фредерика Жолио-Кюри. В то время еще не существовало термина «ядерный реактор», и ученые называли его «устройство для получения ядерной энергии».

В документе, опубликованном британским правительством в 1945 году, подтверждена официально работа Хальбана и Коварского в Кембридже над проблемами создания ядерного реактора. В документе говорится, что доктора Коварский и Хальбан получили от профессора Жолио точные инструкции сделать все возможное в Англии, чтобы добиться в сотрудничестве с британским правительством на общее благо союзников решительного опыта, план которого был разработан еще в Париже и для осуществления которого была приобретена тяжелая вода. В их распоряжение было предоставлено необходимое лабораторное оборудование в Кембридже. В декабре 1940 года они доказали, что система, состоящая из определенным образом используемой двуокиси урана (или металлического урана) с тяжелой водой в качестве замедлителя нейтронов, может, если она имеет достаточные размеры, стать местом цепной реакции, вызванной замедленными нейтронами.

В 1941 году проблемами использования ядерной энергии заинтересовались в США в результате инициативы ученых-эмигрантов из Европы. Это произошло через два года после того, как Альберт Эйнштейн направил президенту Франклину Делано Рузвельту знаменитое письмо, датированное 2 августа 1939 года. В письме, составленном несколькими европейскими физиками и обсужденном с Эйнштейном, подчеркивалась чрезвычайная важность развития работ по созданию ядерного реактора. В письме говорилось, что в течение последних четырех месяцев благодаря работам Жолио во Франции, а также Ферми и Сциларда в Америке стала вероятной возможность осуществить ядерную реакцию в большой массе урана, вследствие чего может быть освобождена значительная энергия и получены большие количества радиоактивных элементов (изотопов). Это может быть достигнуто в ближайшем будущем. Упоминание имени Фредерика Жолио-Кюри в этом документе свидетельствовало о его высоком авторитете как ученого-физика, который он уже завоевал к тому времени (наряду с Ферми и Сцилардом).

В 1942 году в глубочайшем секрете в Чикаго под трибунами стадиона был создан и введен в действие экспериментальный ядерный реактор. Руководил его проектированием и строительством Энрико Ферми. В это время Фредерик Жолио-Кюри не имел никакой связи с американскими учеными и ничего не знал о работах Ферми в Чикаго. Ему не было известно также о том, что 25 декабря 1946 года в Москве был пущен первый в Европе и Азии ядерный реактор, построенный группой ученых под руководством академика И.В. Курчатова.

В 1945 году после победы над фашистской Германией Фредерик Жолио-Кюри направил письмо председателю Временного правительства Франции генералу Шарлю де Голлю. В письме он указывал на необходимость немедленно приступить к работам по получению и использованию атомной энергии. Состоялись также личные встречи ученого с де Голлем, во время которых Жолио-Кюри предложил организовать во Франции комиссариат по атомной энергии для руководства всеми работами в этой области и их координации.

По решению французского правительства комиссариат был создан, и Фредерик Жолио-Кюри стал первым верховным комиссаром Франции по атомной энергии. В руководство вошли еще три комиссара: Ирен Жолио-Кюри, Пьер Оже и Франциск Перрен (Оже и Перрен в годы войны работали в США и Канаде). К этому времени из-за границы уже вернулись прежние сотрудники Ф. Жолио-Кюри: Лев Коварский, Бертран Гольдшмидт и Жюль Герон. Все они, а позднее и некоторые другие видные французские физики вошли в научный комитет комиссариата и немедленно приступили к разработке планов и необходимых координационных мер для развития работ по проблеме атомной энергии.

В июле 1946 года в бывшем военном форте Шатийон близ Парижа под руководством Фредерика Жолио-Кюри началось строительство первого французского тяжеловодного ядерного реактора. В качестве горючего была избрана двуокись урана. Жолио-Кюри назвал реактор ЗОЭ (от слов energie Zero a Oxide d'uraniume et Eau laurde)[3]3
  В переводе: реактор с нулевой энергией на двуокиси урана и тяжелой воде.


[Закрыть].

Еще до начала строительства реактора в форте Шатийон по предложению верховного комиссара французские геологи приступили к разведке урана и тория на территории Франции и в ее заморских владениях. В короткий срок был сооружен завод для выработки урана из руды. В Норвегии заказали 5 тонн тяжелой воды.

В планах комиссариата предусматривалась постройка и второго более мощного реактора в Сакле, близ Парижа.

В Шатийоне прежде всего оборудовали механическую и радиотехническую мастерские. В бывшей казарме разместились химическая и минералогическая лаборатории. Специалисты приступили к предварительным работам, связанным с осуществлением проекта реактора.

Строительство реактора велось около двух с половиной лет под личным наблюдением Фредерика Жолио-Кюри. Пуск состоялся 15 декабря 1948 года. Все участники строительства с нетерпением ждали этого волнующего дня, когда наконец практически осуществятся идеи и разработки Ф. Жолио-Кюри.

В 6 часов 30 минут 15 декабря 1948 года все сотрудники форта Шатийон находились на своих местах. Первый пуск тяжелой воды в реактор был произведен в 7 часов 10 минут.

Менее чем через два часа, начиная с этого момента, по расчетам реактор должен был достигнуть критического уровня – отметки 150 сантиметров. Иначе говоря, тяжелая вода, достигнув этого уровня, должна была привести к началу цепной реакции. Однако приборы не отметили начала цепной реакции при достижении расчетного уровня и это вызвало волнение у всех, кто находился у реактора. Но это длилось недолго.

Вот что записал Ф. Жолио-Кюри: «Тогда (после того, как уровень тяжелой воды достиг отметки 210 сантиметров. – Ф. К.) на одном из циферблатов стрелка внезапно дрогнула, потом остановилась. Момент наивысшего волнения. Мы знали, что событие свершилось. Когда четыре пятых предусмотренного объема были заполнены тяжелой водой, движение стрелки стало замедляться, эта тенденция причинила мне тогда несколько тревожных минут...

По мере того как в ангаре (помещение, где был собран реактор. – Ф. К.) начинали приходить в движение наименее чувствительные приборы, присутствовавшие группами собирались вокруг них. В течение 25 минут мы наращивали мощность реактора. Последний раз я качнул насос в 12 часов 12 минут: стрелка помчалась вверх.

Нужный режим был достигнут. Пощелкивание счетчиков превратилось в постоянное журчание».

Первый французский ядерный реактор заработал. Когда Фредерик Жолио-Кюри вышел из здания реактора и объявил о достигнутом успехе, толпа сотрудников устроила ему бурную овацию. Фредерику и Ирен в этот день преподнесли бронзовый барельеф с их изображением, вычеканенный в память о пуске реактора.

Когда в Шатийоне полным ходом шли работы по сооружению реактора, была опубликована статья Ф. Жолио-Кюри, отмечающая мирные перспективы применения атомной энергии в противовес варварскому использованию ее в качестве разрушительного оружия. «До настоящего времени, – писал он, – возможностям применения атомной энергии в мирных целях почти не уделялось внимания и о них лишь едва упоминалось в газетных статьях и брошюрах, посвященных атомной энергии. Поэтому в глазах широких кругов общественности слова „атомная энергия“ тесно связаны с атомной бомбой и с представлением о Хиросиме. Однако ученые знают, что для мирного применения эта область науки обещает очень многое: создание мощных электростанций, применение в биологии, медицине и промышленности искусственных радиоактивных изотопов, приготовленных с помощью ядерных реакторов.

В данное время наши знания уже позволяют предвидеть эти важные виды применения атомной энергии и можно думать, что со временем несомненно откроются другие, еще более многообещающие возможности».

Создавая экспериментальный реактор, Ф. Жолио-Кюри ставил перед собой две важные задачи: изучить возможности использования атомной энергии в качестве энергетического источника и одновременно получить значительное количество радиоактивных изотопов. Для решения второй задачи он предложил устроить в графитовом отражателе каналы, проходящие в различных направлениях. В них помещали мишени, которые после облучения нейтронами, образующимися в активной зоне реактора, превращались в изотопы. Такие каналы устраивают теперь во всех реакторах, где предусмотрено получение изотопов.

Вот некоторые технические данные реактора ЗОЭ, которые дают представление о состоянии реакторостроения того времени. Тепловая мощность реактора Жолио-Кюри составляла всего лишь 5 киловатт. В качестве замедлителя нейтронов была применена тяжелая вода (более 5 тонн), находящаяся в цилиндрическом баке высотой более 2 метров. Тепловыделяющими элементами (твэлами) служили вертикальные стержни из двуокиси урана в алюминиевых оболочках. Твэлы были погружены в тяжелую воду. Вес их – около 3 тонн. Активную зону окружал графитовый отражатель. Управление реактором производилось с помощью двух пар кадмиевых стержней, которые опускались или поднимались дистанционным устройством. Вся установка находилась за толстой защитной стенкой из бетона.

Через пять лет после пуска реактора ЗОЭ завершилось строительство второго, более мощного французского реактора. В Сакле – в первом во Франции крупном научно-исследовательском центре ядерных исследований в 1953 году вступил в строй реактор на металлическом уране и тяжелой воде, созданный также под руководством Фредерика Жолио-Кюри. В настоящее время в Сакле имеется несколько тяжеловодных экспериментальных реакторов. Реакторы, которые были построены уже после смерти Ф. Жолио-Кюри, также отражают его идеи и предложения.

Задолго до того, как в форте Шатийон вступил в действие реактор ЗОЭ, Фредерик Жолио-Кюри предвидел возможность создания мощной ядерной энергетики. Об этом писал Поль Ланжевен в своей известной книге «Эра ядерных превращений», опубликованной в 1954 году. По свидетельству Ланжевена, передвойной Жолио-Кюри высказывался о возможности построить теплоцентрали, работающие на ядерном горючем, т.е. атомные электростанции, мощностью по 300 тысяч киловатт каждая. Такая станция будет потреблять всего 1 тонну урана в год вместо 3 миллионов тонн каменного угля или нефти, сжигаемых на тепловых электростанциях, оборудованных современными паровыми турбинами.

Представляя себе перспективы использования цепной реакции деления урана для создания крупных промышленных источников электроэнергии, Фредерик Жолио-Кюри тем не менее считал, что ученые найдут еще более важные энергетические ресурсы, способные преобразить современную технику. Он говорил: «Хотя я верю в будущее атомной энергии и убежден в важности этого изобретения, однако я считаю, что настоящий переворот в энергетике наступит только тогда, когда мы сможем осуществлять массовый синтез молекул, аналогичных хлорофиллу или даже более высокого качества».

Ирен и Фредерик Жолио-Кюри были активными борцами против применения опустошительного ядерного оружия, убежденными сторонниками мира между всеми народами.

Фредерик Жолио-Кюри в течение многих лет возглавлял Всемирный Совет Мира. Ирен была избрана членом Всемирного Совета Мира. Выдающийся физик стал лидером движения народов всех континентов, поставивших перед собой трудную задачу: ликвидировать угрозу войн.

Фредерик Жолио-Кюри был убежден, что те, кто занимается научными и техническими проблемами атомной энергии, должны быть в первую очередь борцами против ее военного применения.

Однажды он сказал о себе: «У меня был соблазн замкнуться в лаборатории, но я задал себе вопрос: а кто воспользуется моим открытием?»

А в своей знаменитой статье «Размышления о гуманизме науки» Жолио-Кюри писал, что «...было бы безумием стремиться снова заковать Прометея». Но тут же призывал ученых в первую очередь заботиться о том, какое применение получат их открытия, перейдя в руки реакционных политиков и военных. Он подчеркивал, что освобождение атомной энергии и создание в результате этого ужасного оружия властно призывают ученых к действию, ибо ставка в подобной игре таит угрозу для будущего всего человечества.

Фредерик Жолио-Кюри много размышлял об обмене научной информацией между странами и о роли такого обмена в борьбе ученых за мир. В докладе, прочитанном на Венском конгрессе сторонников мира в 1952 году, Ф. Жолио-Кюри говорил, что развитие науки и, следовательно, развитие цивилизации требует свободного распространения научной информации. Он говорил в декабре 1954 года, что из всех областей человеческой деятельности наука дает самые яркие примеры тех огромных преимуществ, которыми может пользоваться мир при условии свободного передвижения людей и обмена научными идеями; что нельзя привести ни одного случая, когда научное открытие, сделанное в одном определенном месте, не явилось бы завершением целого ряда работ, проводимых в разных местах, и без знания которых оно не было бы возможно.

Фредерик Жолио-Кюри всегда участвовал в различных международных конференциях, встречах, симпозиумах. Незадолго до смерти, летом 1958 года, он открыл созванную по его инициативе Международную конференцию по ядерной физике в Париже, на которой присутствовала большая группа советских ученых.

Фредерик Жолио-Кюри на протяжении многих лет способствовал развитию связей между французскими и советскими учеными. Он считал их крайне полезными. По его инициативе в послевоенные годы многие французские физики посещали советские научно-исследовательские институты и участвовали в обсуждении работ; в то же время советские ученые знакомились с научными учреждениями Франции. И в настоящее время происходит обмен студентами, преподавателями, научными сотрудниками. Это сотрудничество, разумеется, далеко выходит за рамки ядерной физики и распространяется на другие научные области.

В этих контактах активное участие принимали Ирен и Фредерик Жолио-Кюри, их сотрудники и ученики. Сразу после окончания второй мировой войны Ирен и Фредерик Жолио-Кюри вместе со своими сотрудниками посетили Советский Союз, знакомились с научно-исследовательскими институтами и встречались со многими советскими учеными. Повсюду они находили теплый, радушный прием и могли свободно обсуждать различные проблемы физики, которые представляли обоюдный интерес. Так, в июне 1945 года они побывали в Институте физических проблем АН СССР, руководимом учеником Резерфорда академиком П.Л. Капицей. Об этом визите напоминают сейчас две записи французских ученых в гостевой книге института.

«Мы сохраним самые теплые воспоминания о нашем посещении лаборатории и превосходных опытах, которые мы видели, а также о прекрасном приеме, весьма приятном для нас.

И. Жолио-Кюри. 20 июня 1945».

За ней следует запись, сделанная почерком Фредерика Жолио-Кюри:

«Этот визит был для нас хорошей школой. И мы надеемся в дальнейшем все больше и больше укреплять хорошие деловые взаимоотношения между советскими учеными и французскими исследователями.

Ф. Жолио-Кюри. 20 июня 1945».

В 1958 году, уже после смерти Ирен, Фредерик Жолио-Кюри в последний раз побывал в Москве.

Дни его были заполнены посещениями институтов и дискуссиями с советскими исследователями. В Физическом институте имени П.Н. Лебедева АН СССР Фредерик Жолио-Кюри обсуждал с директором академиком Д.В. Скобельцыным и научными сотрудниками перспективы дальнейших работ в области ядерной физики. Здесь же обсуждались результаты некоторых исследований, выполненных в институте.

Жолио-Кюри уделил много времени осмотру лабораторий Объединенного института ядерных исследований в Дубне. Он считал этот институт не только первоклассным научным учреждением, обладавшим крупнейшим в то время синхрофазотроном на 10 миллиардов электрон-вольт, но и важным центром сотрудничества физиков из разных стран, полностью отвечавшим его идеалам международного сотрудничества ученых. Впоследствии одна из улиц города Дубны была названа именем Фредерика Жолио-Кюри.

В последние годы жизни Фредерик Жолио-Кюри проявлял большой интерес к работам по термоядерному синтезу. Он впервые увидел установки для экспериментального исследования горячей плазмы в Институте атомной энергии АН СССР, ныне имени И.В. Курчатова. Здесь незадолго до этого были предложены оригинальные принципы удержания плазмы в магнитном поле и на этой основе созданы проекты и затем построены первые экспериментальные установки. Установки показывал своему французскому другу директор института академик Игорь Васильевич Курчатов. После осмотра лабораторий Фредерик Жолио-Кюри, И.В. Курчатов и научные сотрудники института обсудили результаты опытов по термоядерному синтезу, а также перспективы развития работ института.

Ирен и Фредерик Жолио-Кюри своими выдающимися открытиями в области физики и химии оставили глубокий след в истории науки XX века. Они представляли собой новый тип ученых, которых опыт научной работы неизбежно приводит к выработке прогрессивных взглядов на социальное и политическое развитие общества и к активным действиям, направленным на улучшение жизни людей и ликвидацию угрозы их уничтожения.

Многим, вероятно, памятны слова ученого: «Наш долг осудить применение атомной энергии в военных целях, заклеймить это извращение науки и присоединиться к тем, кто предлагает в порядке разоружения наций объявить атомное оружие вне закона». Фредерик Жолио-Кюри нашел в себе решимость произнести во всеуслышание эти слова тогда, когда военные конфликты разгорались во многих пунктах земного шара. В то же время правительства различных стран Запада использовали мощные ресурсы и умы своих наиболее выдающихся ученых для еще большего повышения мощи атомного оружия. Именно тогда решительные выступления ученых-атомников против гонки атомных вооружений были особенно впечатляющими.

Фредерик Жолио-Кюри писал: «Чисто научные знания приносят мир в наши души и вместе с тем твердую веру в будущее человечества, изгоняя пережитки и страх перед невидимыми силами. Они дают нам веру в светлое завтра и, помимо этого, научные знания представляют основной элемент единства мышления всех людей, рассеянных на поверхности нашей планеты».

Эти оптимистические слова останутся в памяти поколений как прекрасное выражение идеи служения науки и знаний целям укрепления мира и прогресса человечества.