"Курчатов" - читать интересную книгу автора (Асташенков Петр Тимофеевич)

Циклотрон за циклотроном

Первые пучки

Чем мощнее, чем разнообразнее орудия для «стрельбы» по ядрам, тем большие результаты сулит их применение. Уже в 30-е годы начались поиски самых эффективных средств бомбардировки ядер. Первые такие орудия в СССР создавал Игорь Васильевич.

В статье «Ядерные исследования на Украине» Курчатов указал, что им совместно с К. Д. Синельниковым был разработан линейный ускоритель. Ученые применили длинную цилиндрическую вакуумную трубку, внутри которой поместили источник частиц — катод. Частицы через ряд трубчатых электродов направлялись к мишени. Напряжение на электродах менялось так, чтобы оно «толкало» частицы в такт их движению. И те разгонялись до высоких скоростей, сжимались в тонкий пучок.

Занимался Игорь Васильевич и циклотроном. В нем частицы разгонялись в круглой вакуумной камере. Там же находилось и ускоряющее устройство, сделанное в форме плоской круглой коробки, разрезанной по диаметру на две половины (дуанты). Когда частицы проходили в щели между дуантами, высокочастотное поле их «подталкивало». И так цикл за циклом частицы набирали скорость. Отсюда и название — циклотрон.

Первый циклотрон в радиевом институте был заложен еще в 1932 году, но его долго не удавалось довести до рабочего состояния. Игорь Васильевич взял его под свое попечение в конце 1936 года. Один из ученых вспоминает, что когда «...Курчатов включился в работу над циклотроном радиевого института, темп жизни этой лаборатории сразу изменился — он стал более напряженным».

Игорь Васильевич приходил домой в непривычном для Марины Дмитриевны виде — испачканный в масле, с натруженными руками: он ведь теперь имел дело с машиной, да еще с какой капризной!

И хотя пучок был получен уже в 1937 году, работа Игоря Васильевича над циклотроном радиевого института продолжалась и в 1938-м и позже. Когда в начале 1939 года Марина Дмитриевна на время уехала в Харьков, Игорь Васильевич, сообщая ей о своих делах, о работе над совершенствованием циклотрона и опытах на нем, писал 3 марта 1939 года:

Через пять дней он отправил еще одну весточку: «Пока здоров в основном и много сейчас работаю в радиевом, попросту говоря в 10 начинаю, в 11 кончаю. Дела идут с циклотроном, прямо можно сказать, на большой палец. За время с 1 по 8 марта нам удалось удлинить время работы с 5 минут до

5 часов. Хотел в день XVIII партсъезда включить циклотрон на краткосрочную работу, но сегодня случилась авария. В результате все дело остановилось по крайней мере на шестидневку.

Впечатление от нашей работы начала марта в радиевом было настолько большим, что сегодня четыре мастера из механической остались работать на ночь и без перерыва на завтрашний день, чтобы выполнить все заказы, связанные с аварией».

И тут же неожиданная приписка:

И другая: «Я что-то немного устал, постарел. Прежние темпы выдерживать уже трудно».

Что скрывалось за фразой об усталости, помог установить Д. Г. Алхазов, ныне заведующий циклотронной лабораторией ЛФТИ, а тогда верный помощник Игоря Васильевича по радиевому институту.

Однажды Игорь Васильевич вдруг почувствовал слабость, присел у столика для записи отсчетов. Товарищи заметили необыкновенную бледность его лица, бессильно опустившиеся руки.

— Друзья, — тревожно оповестил Алхазов, — да с ним обморок!

Все взволнованно забегали, кто-то отправился в аптеку. Но через минуту Игорь Васильевич пришел в себя.

— Вот к чему приводит недооценка защиты, — поднимаясь со стула и потирая ладонью лоб, проговорил он, И тут же распорядился носить в комнату дрова, пояснив с улыбкой: — Поленница послужит нам защитой. Я знаю, вы ждете, когда вам на блюдечке приподнесут баки с водой. А чем хуже сырые дрова?

Так с тех пор и управляли циклотроном из-за поленницы. Впрочем, не только наши ученые, но и американские в то время применяли «поленную» защиту. Тогда же решено было ввести в лаборатории радиевого института контроль за излучением работающего циклотрона с помощью ионизационных камер.

Но обморок Игоря Васильевича был вызван не только неаккуратным обращением с излучениями, но и переутомлением. Он же сам сообщал жене: «работаю с 10 до 11». А иногда сутками не отходил от циклотрона. Дело дошло до того, что общее собрание сотрудников лаборатории постановило: в обязательном порядке удалять Курчатова из лаборатории наотдых. Видимо, в день, когда Игорь Васильевич написал в Харьков, что пришел домой рано и решил погулять, постановление было выполнено твердо.

Получив пучок, сотрудники циклотронной лаборатории смогли начать целеустремленные физические исследования. Основные опыты проводились с дуантами длиной 34 сантиметра и шириной 2 сантиметра. Щель между ними, в которой и происходило ускорение частиц, составляла 2 сантиметра. В эту щель и вводили мишень.

— Эврика! — раздался однажды возглас при пуске циклотрона.

— Что за эврика? — спросил вошедший в лабораторию Игорь Васильевич.

Оказалось, что Алхазов и Рукавишников осуществили пуск без источника ионов. Циклотрон работал как обычно, только давление газа было повышенное.

С помощью Игоря Васильевича, хорошо знавшего физику разрядов в газах, удалось установить, что между дуантами возникает тлеющий разряд, создающий ионизацию без специального источника.

Полгода работы было посвящено выяснению особенностей счастливо обнаруженного режима. Прежде всего ученые установили, что пучок дейтонов, падающий на мишень, обладает энергией 1,8 миллиона электрон-вольт и силой тока 1,5 микроампер. Дальше решено было определить вторичный поток нейтронов, которые дейтоны способны «выбить» из лития, если взять его в качестве мишени. Оказалось, что из лития вылетает столько нейтронов, сколько могли бы дать 40 граммов радия с бериллием. Вспомним, что еще в 1932 году в распоряжении наших ученых для изготовления «ампул» был лишь один грамм радия.

Игорь Васильевич сделал важный вывод: «Когда установка ориентирована на получение мощного нейтронного излучения, работа на тлеющем разряде, таким образом, оказывается выгодной и технически целесообразной».

Но и такое заключение не охладило его пыл. Игорь Васильевич предложил «подзаряжать» дуанты — подводить к ним постоянное напряжение в 10—20 тысяч вольт. Он предположил, что это сделает разряд более устойчивым и, значит, увеличит выход нейтронов. Предположения подтвердились. «При работе с мишенью из лития, помещенной внутри камеры, — писал потом И. В. Курчатов, — выход нейтронов, по нашим оценкам, эквивалентен не меньше чем 35 килограммам радия и бериллия». Цифра для того времени внушительная, если учесть, что американские ученые, работая с такой же камерой и применяя наиболее тогда совершенный источник ионов, получали нейтронное излучение, эквивалентное всего 1 килограмму радия и бериллия. Игорь Васильевич заключил, что в применении к данной реакции тлеющий разряд дает лучшие результаты. И делал окончательный вывод: «Можно утверждать, что в ряде специальных случаев следует предпочесть более простой режим работы камеры на тлеющем разряде обычному режиму с посторонним источником ионов».

Даже беглое знакомство с деятельностью И. В. Курчатова в радиевом институте подтверждает высказанную академиком И. К. Кикоиным мысль о том, что «в течение очень короткого времени работы этой лаборатории, выполнявшиеся фактически под руководством И. В. Курчатова, вышли на уровень работ мировых лабораторий, имевших давнишний опыт».

Начало 1939 года характеризуется новым увлечением Игоря Васильевича, правда, не научным. Он давно уже мечтал о собственном автомобиле, начал копить деньги и поступил в школу водителей.

Марина Дмитриевна понимала, как трудно будет ему выкроить время для новых занятий, но охлаждать его не хотела. И вот, находясь в Харькове, она получила от Игоря Васильевича известие, изрядно развеселившее и ее и семью брата, у которого она тогда гостила:

«Сегодня первый раз ездил на автомобиле, — сообщил начинающий автомобилист-любитель, — пока получается неважно. Ездил во дворе, смял бочку из-под бензина. Несколько раз был близко от деревьев. Хорошо, что ездили на первой скорости».

Времени для сна у него стало оставаться еще меньше. Он с трудом по утрам отрывал голову от подушки, иной раз не помогал даже звон будильника.

«Один день, — сообщал он в Харьков, — тут я чуть-чуть не опоздал. Прозвонил будильник, а я встал через час после этого. Спустя семь минут после пробуждения я был на остановке и приехал вовремя».

Рассказав обо всех этих случаях — с автомобилем, с будильником, — он не без юмора заключил: «Это основные новости, наиболее яркие, если не считать науки».

Во многих документах института тех лет отмечается решающая роль Игоря Васильевича в организации практикума по новейшей физике:

Сохранился рукописный экземпляр «Руководства по специальному физическому практикуму» под редакцией И. В. Курчатова. Он полностью подготовлен к печати, выйти в свет помешала ему война. Государственное учебно-педагогическое издательство всячески торопило Игоря Васильевича со сдачей рукописи. У А. В. Морозова хранится письмо Курчатову из издательства: «Редакция убедительно просит Вас возвратить рукопись не позднее срока...» Рукопись, безусловно, представляла большую ценность, так как была единственным в своем роде систематизированным собранием основных лабораторных работ по экспериментальной физике.

Интересно и другое. Рукопись была на рецензии у человека задиристого и недостаточно осведомленного. Сохранились его отзыв и сокрушительные комментарии к нему Игоря Васильевича на полях: «Вздор!», «Первый раз слышу», «Это ни к чему», «Не верно», «Не согласен». Но даже в явно недоброжелательной и малокомпетентной критике Игорь Васильевич отмечает все сколько-нибудь ценное. Поэтому можно встретить такие сочетания: «Не согласен. Может быть, стоило бы ввести метод Буша?»; «Рецензент путает. Но в работе надо сделать несколько изменений»; «Тут какое-то недоразумение со стороны рецензента. Может быть, и надо дать несколько пояснений».

— Раз человек споткнулся, посмотрите еще раз, может, и удастся улучшить изложение, — требовал он от авторов, учил их становиться выше недобросовестной критики.

В документах педагогического института содержатся конкретные данные о результатах научно-исследовательской работы кафедры, которой руководил Игорь Васильевич:

«Профессору Курчатову удалось из членов руководимой им кафедры создать актив, интенсивно занимающийся наукой. За последний год сданы в печать четыре работы, а подготовлены к печати шесть».

Несколько позже в другой характеристике говорилось:

«Под его руководством научные сотрудники института и студенты-физики смогли закончить ряд работ, напечатанных в журнале „Экспериментальная и теоретическая физика“. Разработка научных проблем в области ядерной физики продолжается интенсивно и до настоящего времени лишь благодаря энергичному руководству Игоря Васильевича Курчатова.

Его внимательное и любовное отношение к педагогическому вузу имеет своим результатом подготовку им молодых, растущих педагогических кадров».

Активная натура Курчатова не позволяла ему ограничиваться лишь преподавательской и научной работой.

В характеристике, данной ему педагогическим институтом, отмечалось:

«В общественной жизни института профессор Курчатов принимал деятельное участие. Он читал доклады для учителей Ленинграда, оканчивающих вузы студентов и т. п. От общественных поручений профессор Курчатов никогда не отказывался, выполнял их всегда добросовестно, точно и охотно».

В 1939 году коллектив педагогического института выдвинул И. В. Курчатова кандидатом в депутаты Ленинградского городского Совета. Сохранилась личная карточка депутата Ленсовета Игоря Васильевича Курчатова, избранного по 158-му избирательному округу.

С гордостью получил он мандат депутата Совета города Ленина. С честью нес обязанности народного избранника.

«Я имел счастливую возможность, — вспоминает научный сотрудник ЛФТИ М. М. Бредов, — познакомиться с этой стороной деятельности Игоря Васильевича... Я состоял в его депутатском активе и часто выполнял его поручения по расследованию различных вопросов, поднимавшихся избирателями. Я помню до сих пор то впечатление, которое произвела на меня эта деятельность Игоря Васильевича. Терпение, внимание, доброжелательность к людям и чувство ответственности уже в те годы выделяли его как большого общественного деятеля. Высокое общественное и научное положение Игоря Васильевича в последние годы его жизни не ослабили, а усилили эти прекрасные свойства его характера».