Текст книги "Курчатов"

Автор книги: Раиса Кузнецова

сообщить о нарушении

Текущая страница: 22 (всего у книги 33 страниц)

От военной службы Борис Васильевич по состоянию здоровья был освобожден. Сырой ленинградский климат неблагоприятно повлиял на легкие – дважды пришлось лечиться в специальном санатории. В начале августа 1941 года он эвакуировался вместе с институтом в Казань, уезжал в состоянии «апатии и бессилия». В переполненном приезжими городе жить и работать приходилось в тяжелых условиях, часто голодая. «Борис такой хороший, но удивительно не приспособленный к жизни человек», – писала Курчатову в Севастополь Марина Дмитриевна в 1941 году. Зима наступила рано – студеная, морозная. Дров едва хватало, чтобы обогреть застывшие от холода помещения – и те, где жили, и те, где трудились. Работали по 16–18 часов в сутки, часто спали в лабораториях. Не хватало оборудования, электричества, воды. Домой Борис Васильевич возвращался глубокой ночью.

Осенью 1941-го и весной 1942-го братья получили печальные известия о смерти родителей. Борис Васильевич до конца своих дней скорбел и сокрушался, винил себя за то, что у него «не хватило настойчивости и решимости остаться с отцом и матерью в Ленинграде». Тогда же он помогал Марине Дмитриевне выхаживать Игоря Васильевича, боровшегося с тяжелой болезнью. Он и сам часто болел. Жил вначале в здании Казанского университета на улице Чернышевского, где для сотрудников ЛФТИ отвели несколько комнат под лаборатории, мастерские и склады. Тридцать пять ученых вместе с семьями разместили в одной комнате площадью 60 квадратных метров. Но трудности организации на новом месте, по выражению Бориса Васильевича, «не слишком тормозили научную работу». Вскоре он получил отдельную комнату «недалеко от трамвая и базара» по улице Чехова в доме 43/2. Комната была холодная и сырая, и у Бориса Васильевича снова появилась реальная опасность заболеть туберкулезом или ревматизмом. В октябре – декабре он перенес грипп и дважды бронхит, перебравшись на время болезни к Марине Дмитриевне.

Миновала страшная зима. Позади остались скорби и болезни. Вся жизнь Курчатова-младшего, как и всех физтеховцев, сконцентрировалась на работе для фронта, для победы. То, что делалось в мирное время за несколько лет, теперь решалось в несколько месяцев. Вспоминая работу в Казани (об этом периоде известно мало), Б. В. Курчатов говорил: «Занимался оборонной тематикой, проблемой „темновидения“ – созданием веществ для приборов ночного видения». В 1942 году ему и его товарищам удалось создать состав, чрезвычайно чувствительный к инфракрасному излучению. Состав фиксировал источник инфракрасных лучей мощностью порядка 1 ватта на расстоянии 300 метров. На его основе был предложен целый ряд оптических приборов, которые обеспечивали ориентацию наших бойцов в условиях ночных танковых атак, делали возможным распознавание вражеских объектов. А. Ф. Иоффе называл эти исследования «темновидением». Известно, что эта работа выдвигалась на соискание Сталинской премии, но Борис Васильевич получил только премию Академии наук – три тысячи рублей. Исключительно напряженная работа Б. В. Курчатова по выполнению оборонных заданий в 1941–1943 годах оказалась успешной и необходимой фронту. Он не раз премировался в ряду особо отличившихся ученых Казанской группы ЛФТИ.

В мае 1943 года И. В. Курчатов отозвал брата в Москву, где в недавно созданной Лаборатории № 2 начали разворачиваться работы по урановому проекту. Объявив, что задачей лаборатории является развитие работ по цепной реакции урана, Игорь Васильевич сначала поручил брату изучить всю литературу по элементу 93 (нептунию), а потом доверил решение одной из ключевых задач – постановку в лабораторных условиях экспериментов по получению элементов 93 и 94 и изучению их физико-химических свойств. Это было архиважно для решения последующего наиважнейшего этапа атомного проекта – создания в стране промышленного способа извлечения из урановых руд плутония.

Первые опыты Б. В. Курчатов начал ставить в Пыжевском переулке, в здании Сейсмологического института. Проводя эксперименты с громадными трудностями, практически без лабораторного оборудования, в совершенно не приспособленном для экспериментальных работ (тем более химических) помещении, уже в 1944 году он развернул исследования по физическим и радиохимическим проблемам образования и выделения плутония из облученного урана. Работали и днем и ночью, и вскоре пришла удача. Ожидалось, что изотоп элемента 94 с атомным весом 239 так же, как и уран-235, способен делиться под действием и быстрых, и тепловых нейтронов. По аналогии с ураном-235 предполагалось, что плутоний-239 должен быть ядерным горючим, пригодным для осуществления как взрывного цепного процесса, так и управляемой ядерной реакции. Но в то время о свойствах плутония почти ничего не было известно. Их нужно было изучить.

Опыты Б. В. Курчатов начал с получения «индикаторных» количеств нептуния и изучения его химических свойств. Нептуний был выделен из слабо облученных соединений урана. Борис Васильевич подтвердил сходство этого элемента (низшей валентности) с цериевой группой редких земель. Для выделения плутония он значительно увеличил дозу нейтронного облучения. Располагая лишь радий-бериллиевым источником, он около трех месяцев непрерывно облучал колбу с гидратом окиси-закиси урана, поместив ее и источник в бочку с водой. После химической переработки материала в октябре 1944 года был выделен препарат, который оказался альфа-активным. Измерения показали, что он содержит десять атомов плутония. Это были первые «атомные» количества плутония, полученные в СССР, – важнейшее достижение отечественной радиохимии.

К этому времени в литературе был известен только элемент 93. Его достоверно идентифицировали Мак-Миллан и Абельсон в 1940 году. Из него должен был получаться элемент 94, предположительно α-излучатель с очень большим периодом полураспада – больше миллиона лет. Обнаружить его американским ученым тогда не удалось, несмотря на использование мишени элемента 93 с большой исходной активностью. К этой загадке Борис Васильевич возвращался не раз.

Мак-Милланом и Абельсоном были охарактеризованы химические свойства элемента 93. Уже тогда было сделано предположение, что с урана начинается новая группа элементов, аналогичная редкоземельной группе. В 1942 году была опубликована вторая и последняя работа по химии элемента 93. Авторы ее, Ган и Штрассман, показали в журнале «Натурвиссеншафтен» ряд результатов, подтверждающих выводы американцев. Однако в отношении свойств элемента 93 в восстановленном состоянии был получен странный результат, противоречащий американским данным. Других публикаций в открытой печати не было, и это свидетельствовало с большой вероятностью о засекречивании за рубежом всех работ по трансурановым элементам.

Работа Б. В. Курчатова по получению элемента 93 и изучению его химических свойств была закончена вскоре после переезда курчатовцев в 1945 году в Покровское-Стрешнево, в достроенное главное здание на Октябрьском Поле. Накопление элемента 93 велось 83 дня и закончилось 17 октября 1944 года. По средней пробе была определена скорость накопления 93, а следовательно, и 94. Полное количество накопленного 94 выражалось величиной 3,310¹² атомов. Эксперименты продолжили, сконцентрировавшись на получении элемента 94. Облучения урана Борис Васильевич с сотрудниками вел с помощью радий-бериллиевого источника нейтронов, содержащего около 200 тс Ra. Физическая аппаратура для изучения β-активности, вывезенная из Ленинграда и Казани, была несовершенна, капризничала и часто ломалась. Уже в первых опытах был опровергнут аномальный результат Гана и Штрассмана и подтверждено сходство свойств элемента 93 в низшей валентности с цериевой группой редких земель. Этот результат позволил Б. В. Курчатову разработать так называемый сульфатный метод очистки элемента 93 – простой и надежный в отличие от «классической» схемы фторидного осаждения. Для начального этапа, когда надо было выделить его из довольно больших количеств облученного урана, Борис Васильевич отработал купферонный метод выделения элемента 93 четырехвалентным ураном, добавлявшимся в небольшом количестве к основному раствору шестивалентного урана, и доложил об этом на семинаре.

Опыты по выделению 94 велись на пяти отдельных порциях (от 0,5 до 2 килограммов урана). Схема переработки варьировалась. И вот из последней, пятой порции весом 2 килограмма урана 15 апреля 1944 года был выделен препарат (KLA(SO₄)₂ α-активностью 21 ι/m. Необходимо было убедиться еще раз в химической природе нового излучателя. Переменная валентность и аналогия с цериевой группой редких земель были подтверждены. Сделана оценка периода полураспада элемента 94–30 тысяч лет.

Вскоре на одном из заседаний Научно-технического совета по атомной проблеме Б. В. Курчатов доложил о своих результатах. Присутствовавший академик В. Г. Хлопин отнесся к сульфатному способу выделения плутония настороженно: «Вот у Гана и Штрассмана не получилось». Но при проверке в Радиевом институте результаты подтвердились и сульфатный метод получил со стороны Виталия Григорьевича высокую оценку. Позже, в 1956 году, о сульфатном методе выделения нептуния и плутония был представлен совместный доклад Б. В. Курчатовым и сотрудницы Радиевого института В. И. Гребенщиковой на Первую Женевскую конференцию.

Выделение плутония по разработанной схеме стало рутинной задачей и выполнялось лаборантами после ввода в эксплуатацию первого циклотрона Лаборатории № 2, дававшего потоки нейтронов на порядки большие. Появившиеся новые сотрудники продолжали изучать химию плутония и осколков деления уже по проторенному пути, с большим или меньшим успехом добавляя новые схемы. Оглядываясь назад, Борис Васильевич отмечал, что «не все было доведено до конца, но в итоге можно быть довольными результатами работы».

С пуском первого реактора в 1946 году получение первых видимых хотя бы под микроскопом количеств плутония стало реальным. Из облученных килограммовых количеств окислов урана были выделены по новой схеме осадки двойных сульфатов, содержащие от 6,1–17,3 мкг плутония. Г. Н. Яковлев провел на них пять окислительно-восстановительных циклов. Вся работа велась под микроскопом методами ультрамикрохимии.

Одновременно Б. В. Курчатов провел и еще одну важную работу, связанную с созданием графита, чистота которого должна была соответствовать 100 процентам. Возможность создания ядерного реактора из урана и графита предъявляла высокие требования к чистоте этого, пригодного для реактора материала. Борис Васильевич тщательно химически анализировал поступавший в Лабораторию № 2 с электродного завода в Электростали графит с целью обнаружения в нем примесей, поглощавших нейтроны. Он впервые составил технические условия для создания в Советском Союзе промышленного производства чистейшего реакторного графита. Аналогичную задачу – определение примесей в урановых блоках – решал и академик Александр Павлович Виноградов.

Полгода Б. В. Курчатов с супругой работали в Центральной лаборатории завода «Маяк», представлявшей в то время настоящий ареопаг химиков Советского Союза, участвовавших в получении материалов для первой отечественной атомной бомбы. В предпусковой период промышленного плутониевого производства в 1948 году на Урале сотрудники аттестовывались в его секторе и получали допуск на проведение определенной операции.

В 1953 году по инициативе И. В. Курчатова и других ученых в стране развернулись исследования радиоактивных продуктов ядерных взрывов. В этот период гонки вооружений 1950-х годов Б. В. Курчатов вместе с другими впервые создавал системы расшифровки ядерных изделий. В решении этой проблемы активно участвовали в числе сотрудников Института атомной энергии и ученые из сектора Б. В. Курчатова. Сам он руководил работами по радиохимическому и радиометрическому анализам состава продуктов ядерных взрывов, созданию первых методик средств сбора радиоактивных продуктов взрывов, приборов для анализов собранной активности. Совместно с Главным управлением гидрометеослужбы была организована сеть наблюдений за выпадением радиоактивных продуктов. В течение нескольких лет велись измерения концентраций радиоактивных продуктов в воздухе и их выпадений на почву, изучались закономерности глобальных выпадений. На научных судах АН СССР и Главного управления гидрометеослужбы исследовались обширные акватории Тихого, Индийского и Атлантического океанов.

Б. В. Курчатов с сотрудниками разработал радиохимический метод выделения осколков деления урана, трансуранов и других элементов из продуктов ядерных взрывов, позволявший определить материал изделия, код, мощность, потоки и спектр нейтронов и отдельные особенности взорванных изделий. В кооперации с учеными института, также и с радиохимиками из ГЕОХИ, РИАНа сотрудники Б. В. Курчатова работали в многочисленных экспедициях на Бикини, Маршалловых островах, в других точках Мирового океана. Эта была новая, очень напряженная работа. Непосредственно в группе Б. В. Курчатова метод выделения бериллия-7 создавал его ученик Б. Ф. Мясоедов (впоследствии академик). Почти 15 лет его метод использовался в Курчатовском институте, в РИАНе, Арзамасе, Загорске и т. д.

Когда после испытаний оружия вездесущий атом проник во все сферы жизнедеятельности – воздух, воды, почвы, растительный покров, продукты питания и организм человека, – по настоянию И. В. Курчатова в Советском Союзе была создана Служба наблюдения (около пятидесяти станций) за выпадением радиоактивных осадков, особенно стронция-90 и цезия-137, образующихся при делении урана и плутония с большим выходом долгоживущих и наиболее опасных в биологическом отношении элементов. Началась эра ядерной экологии. Б. В. Курчатов немедленно организовал и провел в Курчатовском институте для руководителей станций наблюдения своеобразные курсы на манер военных. На занятиях его ученики P. М. Полевой и В. А. Пчелин читали основы радиохимии и ядерной физики, В. М. Шубко вел мини-практикум. «Ядерной» экологией занимались сотрудники РИАН (Шведов и Гедеонов), ГЕОХИ (Павлоцкая) и др. Полученные вскоре многочисленные данные по содержанию радионуклидов в почвах, продуктах питания, организме человека, сведенные в отчеты, представлялись в подкомитет ООН по разоружению и на Женевскую конференцию по мирному использованию ядерной энергии.

Работы Б. В. Курчатова в этой области стали ценным вкладом в решение проблемы исследования радиоактивных продуктов ядерных взрывов и убедительным доказательством опасности ядерных испытаний для человечества, необходимости их запрещения полностью и навсегда. Проанализировав по просьбе Игоря Васильевича книгу Э. Теллера и А. Леттера «Наше ядерное будущее», Борис Васильевич опубликовал совместно с Е. И. Лейпунским и другими учеными рецензии, в которых наглядно продемонстрировал неприемлемость взглядов авторов на дальнейшее испытание ядерного оружия в мире, подчеркивая их пагубное влияние на природу и человечество. Такой подход в немалой степени содействовал принятию в 1961 году моратория на испытания ядерного оружия в трех средах.

Большое место в жизни Б. В. Курчатова занимала радиохимическая лаборатория в Институте ядерной физики (в то время НИФИ-2 при МГУ), которой он по совместительству заведовал с 1946 по 1951 год. Ее организации, подготовке специалистов-радиохимиков он отдал много сил и здоровья. Но за эту работу он (по рассказам сотрудников) жалованье получать отказывался.

В начале 1950-х годов Б. В. Курчатов переключился на изучение радиохимических методов превращений сложных ядер под действием частиц высокой энергии. С пуском синхроциклотрона в городе Дубна Московской области Борис Васильевич выполнил новаторские работы по изучению радиохимических методов расщепления серебра и делению вольфрама протонами, дейтронами и частицами высоких энергий. Открыл ряд новых явлений, характерных для химии ядерных превращений при высоких энергиях возбуждения: вылет легких ядер из серебра, деление с возбужденного уровня. Им были изучены закономерности выхода разнообразных продуктов расщепления серебра и вольфрама при взаимодействии с быстрыми частицами, найден и идентифицирован ряд новых изотопов. В этих, как и во многих других исследованиях ему помогала его супруга. По результатам этих работ были написаны и опубликованы вместе с ней и с сотрудниками лаборатории десятки статей.

По свидетельству И. Н. Головина, Игорь Васильевич Курчатов, раздумывая в последние годы жизни о судьбе института, о его будущей тематике, говорил о «мыслителях». К ним он относил Л. В. Грошева, М. И. Певзнера, П. Е. Спивака и «моего брата Бориса», которые «сделают ценный вклад в физику классического атомного ядра». И он не ошибся.

Наряду с фундаментальными исследованиями Б. В. Курчатовым выполнено большое число прикладных работ, имевших крайне важное значение для задач, возникших в процессе создания атомной промышленности. Он разработал метод определения кислорода в полупроводниковых материалах (кремний, германий); метод пропитки графитовых блоков ураном высокого обогащения для создания импульсного графитового реактора (ИГР) – самого мощного в мире импульсного реактора.

В 1962 году, после заключения международного соглашения о запрещении испытаний ядерного оружия, возникла необходимость в установках, радиоактивное излучение которых по своим характеристикам близко к излучению ядерных взрывов. Использование таких установок позволяло продолжить и расширить изучение воздействия радиации взрыва на аппаратуру, биологические и другие объекты. Институту было поручено срочно создать несколько импульсных реакторов для этих целей и обеспечить ими головные институты и предприятия для проведения необходимых научных исследований и контроля производственной продукции. Под руководством Б. В. Курчатова группой радиохимиков были приготовлены водные растворы уранил-сульфата (высокого обогащения) для первых двух реакторов ИИН. Для остальных реакторов растворы по разработанной технической документации изготовлялись на химкомбинате «Маяк» в Челябинске-40 и на Усть-Каменогорском комбинате.

Большой цикл работ, посвященный получению изотопов без носителя для медицины, был выполнен Борисом Васильевичем совместно с женой Людмилой Никифоровной Курчатовой. Все они были высоко оценены на международных конференциях по производству радиоизотопов для медицины. Медикам и биологам в их исследованиях Б. В. Курчатов всегда охотно помогал. Так, для академика Л. А. Зильбера он разработал радиоактивационный метод определения некоторых микроэлементов в организме человека, недостаток которых Зильбер связывал с возникновением раковых заболеваний. Р. В. Хесину-Лурье в Институте молекулярной генетики он помогал в разработке методов измерения кальция в биологических объектах.

Б. В. Курчатов провел очень много так называемых поисковых работ. Иногда доходило до курьезов. Когда известный писатель-фантаст А. П. Казанцев и исследователь А. Золотой из Томского государственного университета обнаружили в районе падения Тунгусского метеорита сильно «фонивший» пень, а в околопневой почве – аномальное отношение калия-40 к калию-39, они просто «затравили» И. В. Курчатова и С. П. Королева идеей падения корабля инопланетян с ядерным реактором на борту. Большой сгнивший пень с землей был доставлен в лабораторию Б. В. Курчатова. Оказалось, что пень-ионообменник содержит осколки деления Sr⁹⁰ + иттрий⁹⁰ от мощных ядерных взрывов на Новой Земле, проведенных четырьмя годами ранее.

До 1948 года Борис Васильевич жил в доме брата – «Хижине лесника», где сейчас открыт мемориальный музей, занимающий комнату на первом этаже. Просыпался рано, спешил в свой сектор, расположенный в главном здании, в пяти минутах ходьбы, и возвращался за полночь. По воскресеньям, если позволяла работа, любил посидеть на берегу Москвы-реки с увлекательной книгой или с удочкой. Занимался спортом. Играл в бильярд, шахматы, бадминтон или настольный теннис. В 1947 году он женился на Людмиле Никифоровне Мухиной, выпускнице химического факультета Московского педагогического института, поступившей в его сектор на должность радиохимика – младшего научного сотрудника. В 1949 году молодая семья переехала в свою квартиру, в дом, построенный для ведущих ученых Лаборатории № 2. Но «Хижина лесника» осталась для них родной. Супруги часто бывали здесь, по-семейному проводили вечера, встречались с друзьями, слушали музыку. Братья играли на рояле в четыре руки, вспоминали, как мальчишками исполняли «Турецкий марш». Борис Васильевич любил слушать произведения Чайковского, Бетховена, Моцарта, Сибелиуса, фортепианные и скрипичные концерты. Вообще интересы его были разносторонние. Он собирал книги по химии, физике, математике. С удовольствием читал произведения классиков и современных писателей, мемуарную и детективную литературу. Очень любил поэзию, многие стихи знал наизусть. Интересовался живописью и скульптурой, посещал выставки, покупал картины. Умел, как и Игорь Васильевич, хорошо фотографировать (это было семейное хобби с юных лет, перешедшее от отца). Немало фотографий, выполненных братьями, сохранилось в музейном собрании.

В 1949 году после испытания первой советской атомной бомбы у ее создателей впервые появилось свободное время. Борис Васильевич увлекался грибной и спиннинговой охотой. Правда, в рыбной ловле ему редко везло, и домашние, подтрунивая, называли его «рыбаком-теоретиком». Отпуска он проводил в Крыму, наполняя их увлекательными экспериментами. Например, определял процентное содержание урана в Черном море: вымачивал в прибое шерстяные платки, высушивал их, а затем сжигал и по остаткам золы вел подсчет по собственной же методике. Или выращивал на подоконнике в особых растворах морские водоросли, изучая возможность увеличения кормовой базы для животноводства. Ему нравилось совершать прогулки на катере по штормовому морю.

Несмотря на частые болезни, Борис Васильевич отличался удивительной работоспособностью. Никогда не отменял назначенной встречи, требовавшей его участия в обсуждении предложений по работе. Он обязательно находил решения, делился интересными мыслями, новыми идеями. Помогал людям бескорыстно. Двери его кабинета не закрывались. К нему шли за консультацией, помощью, советом. Шли потому, что видели в нем не только настоящего ученого, но и человека прекрасной души и доброго сердца. Его называли «экспериментатором от Бога». Проводя тонкие аналитические исследования, Борис Васильевич умел и любил работать руками. Владел всеми инструментами. Сам устранял неисправности в приборах. Специфику его работы выдавали подушечки пальцев, пораженные рубцами от радиационных ожогов.

Последние годы Борис Васильевич исследовал деление тяжелых ядер. Научная работа была для него той стихией, которой он отдавал все свое время и силы, считая, что наука не знает отдыха, а отдых для ученого лишь перемена работы, что наука не совместима с погоней за материальными выгодами. И сам он не гнался за славой, не пользовался положением, не выдвигал себя вперед. Он не заботился о получении научных званий, так же как и о защите приоритета своих работ. А ведь им было выполнено свыше ста научных исследований в области радиохимии, большинство которых относятся к фундаментальным и носят пионерский характер. И все-таки его научные заслуги были отмечены Ленинской и двумя Государственными премиями. И произошло это гораздо раньше присвоения ему званий доктора наук и профессора. Борис Васильевич был также награжден орденом Ленина и пятью орденами Трудового Красного Знамени, медалью «За доблестный труд в Великой Отечественной войне».

После смерти Игоря Васильевича Борис Васильевич и его жена опекали Марину Дмитриевну, вместе создавали первые мемориальные экспозиции будущего музея. Борис Васильевич разыскал многих друзей по гимназии и университету, переписывался с ними, составил первую библиографию научных трудов брата, сотрудничал со школами и музеями, увековечивая его память. Сохранил письма, документы и вещи родителей.

13 апреля 1972 года его не стало. Рано закончилась жизнь этого замечательного, прекрасной души и величайшей скромности, человека. До последнего часа она была наполнена трудом, творчеством, любовью и служением науке и людям. Похоронен Борис Васильевич Курчатов на Новодевичьем кладбище в Москве.

Настоящие ученые не уходят бесследно. После них остаются их научные труды, ученики и память…