В. Курчатовым возможностей применения систем с тяжелой водой в качестве замедлителя.
В докладе отмечалось, что, используя обычную воду, можно получить цепь лишь на обогащенном уране, в котором сверх естественного содержания увеличен процент урана-235. Это значило, что надо сначала разделить изотопы, потом обогатить природный уран.
Тяжелая вода открывала иную перспективу.
Игорь Васильевич акцентировал внимание на том, что сечение захвата нейтронов дейтонами (ядра дейтерия, входящие в состав тяжелой воды) оказывается гораздо ниже, чем «критическое, которое было бы достаточно для развития цепей». Иными словами, замедляя нейтроны, тяжелая вода поглощает лишь незначительную их часть. Отсюда Курчатов делал вывод:
«Осуществление цепного распада урана-235 в необогащенной системе уран – тяжелый водород, следовательно, возможно».
Впрочем, тут же Курчатов говорит об огромных трудностях, стоящих на пути осуществления цепной реакции в системе с тяжелой водой в качестве замедлителя.
«В этой системе удается избежать разделения изотопов урана, но вместо этого возникает необходимость разделения изотопов водорода в больших количествах, так что реализация опыта и в этом случае сопряжена с большими практическими трудностями».
В докладе Курчатов разбирает также возможности цепной реакции на быстрых нейтронах в чистом уране. И это тоже говорит о его большой прозорливости. Ведь заряд будущих атомных бомб – это чистое ядерное горючее, которое делится под действием быстрых нейтронов,
Не случайно академик А. П. Александров впоследствии писал в «Правде»:
«Накануне Великой Отечественной войны измерения И. В. Курчатова показали, что на чистом уране-235 цепная реакция должна происходить без замедлителя – именно этот принцип позже был использован в ядерном оружии».
В заключение своего доклада Игорь Васильевич привел таблицу материалов, которые нужны для практического осуществления ядерной реакции, и наличие их во всех лабораториях мира. По расчетам советских ученых, для системы обогащенный уран – вода требуется 0,5 тонны урана, а его в лабораториях земного шара имелось... две тысячных миллиграмма. Для системы обычный уран – тяжелая вода предполагаемая потребность составляла 15 тонн тяжелой воды, а ее было во всех странах 0,5 тонны.
Это-то и заставило Игоря Васильевича в конце доклада заявить: «В заключение я еще раз хотел бы подчеркнуть, что хотя принципиально вопрос об осуществлении цепного ядерного распада и решен в положительном смысле, но на пути его практической реализации в исследованных сейчас системах возникают громаднейшие трудности... Быть может, ближайшие годы принесут нам другие пути решения задачи, но если этого не случится, то только новые, очень эффективные методы разделения изотопов урана или водорода обеспечат осуществление цепной ядерной реакции».
В этом заключении все – правда. И то, что ближайшие годы могут принести новое, – они принесут уран-графитовые системы, которые сам же Курчатов блестяще претворит в жизнь.
Справедлив и вывод о важности процессов эффективного разделения изотопов урана и водорода – эти процессы нашли сейчас широкое применение в атомной промышленности.
Первый план
В Ленинград Игорь Васильевич возвращался не один. С ним были Русинов, Флеров, Петржак, Хургин, Щепкин, Панасюк. У всех – приподнятое настроение, несмотря на холодную сырую погоду и целый день «мотания» по Москве в поисках «подарочков» и для циклотрона, и для педагогического, и для радиевого институтов.
Они и не предполагали, что это их последняя совместная поездка, что близка война. Они оживленно делились впечатлениями.
– Ну, теперь дела развернутся. Вы видели, как реагировал президиум? На все пойдет академия, лишь бы двинуть цепные реакции, – говорил Георгий Николаевич Флеров, рассовывая многочисленные свертки по полкам.
– Мне тоже так показалось, – согласился Игорь Васильевич, по привычке устраиваясь у столика. – Только бы нам самим не подкачать. Нужно разработать конкретнейший план действийи немедля представить его в президиум Академии наук.
– Лед тронулся, господа присяжные заседатели, – вставил Щепкин популярную в их среде фразу из «Золотого теленка».
Игорь Васильевич лучше, чем кто-либо, понимал решительность момента, который переживала наша ядерная наука. Время накопления данных в небольших лабораториях кончилось. Нужен иной размах, иной масштаб. Тонны урана, тонны тяжелой воды. Значит, нужны специальные заводы, крупные средства. А все ли ясно? Может быть, рано категорически ставить вопрос? Нет, время пришло, отвечал Курчатов.
Вскоре И. В. Курчатов совместно с другими учеными составил докладную записку в президиум АН СССР, представляют дую собой план работ по овладению атомной энергией.
– Если бы не война, не прекращение в связи с нею исследований, – говорит К.А. Петржак, – ни в чем бы мы не отстали от США, а, вполне вероятно, имели бы цепную реакцию и раньше 1942 года. Ведь уже в 1939 году мы в Ленинграде обсуждали все то, что Э. Ферми делал в 1942 году в США.
В лабораториях ЛФТИ, радиевого и педагогического институтов уточнялись все стороны реакций деления тяжелых ядер. В коллективы вливались свежие силы из выпускников ленинградских вузов.
Одним из новичков был Игорь Панасюк. Он начал работать в лаборатории Игоря Васильевича, еще будучи студентом политехнического института. Потом он ушел на советско-финскую войну. После войны окончил институт и стал научным сотрудником. По воспоминаниям Г. Н. Флерова, Панасюк был заядлым спорщиком, высказывал самые разные сомнения по поводу самопроизвольного распада ядер. Игорь Васильевич придумал тогда удачный маневр: он поручил Панасюку в качестве дипломного проекта тему именно о самопроизвольном делении урана и тория.
– Так ведь вопрос уже изучается, – удивился Панасюк.
– А вы примените новую методику, и это будет успех, – заметил Курчатов.
И действительно, в отзыве на дипломный проект И. С. Панасюка он писал:
«Опыты по самопроизвольному делению урана хотя и не принесли новых данных, но представляют ценность. Постановка опыта даже в немного измененной форме имеет существенное значение при исследовании этого очень интересного, но крайне редкого и трудно наблюдаемого явления.
Из опыта И. С. Панасюка с камерой, работающей при разных давлениях газа, прямо следует, что ионизация, приписываемая самопроизвольному делению урана, не может быть вызвана действием нейтронов при облучении газа альфа-частицами урана. Этот вывод делался и ранее на основе ряда соображений, теперь он обоснован непосредственным опытом...
В вопрос о самопроизвольном делении ядер тория внесена теперь большая определенность; показано, что длительность жизни ядра тория по отношению к делению не меньше 2*10^19 лет».
Исследования самопроизвольного деления урана и тория продолжались. Под руководством И. В. Курчатова выяснялся период их полураспада. Для урана его измерили довольно быстро. Он оказался около 10^16 лет. (По современным оценкам его величина составляет 0,8*10^16 лет.) Можно представить себе, как трудно наблюдать за явлением, имеющим такую продолжительность.
Еще труднее было определить период полураспада тория: Г. Н. Флерову и его сотрудникам потребовалось на это 16 лет.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58
В докладе отмечалось, что, используя обычную воду, можно получить цепь лишь на обогащенном уране, в котором сверх естественного содержания увеличен процент урана-235. Это значило, что надо сначала разделить изотопы, потом обогатить природный уран.
Тяжелая вода открывала иную перспективу.
Игорь Васильевич акцентировал внимание на том, что сечение захвата нейтронов дейтонами (ядра дейтерия, входящие в состав тяжелой воды) оказывается гораздо ниже, чем «критическое, которое было бы достаточно для развития цепей». Иными словами, замедляя нейтроны, тяжелая вода поглощает лишь незначительную их часть. Отсюда Курчатов делал вывод:
«Осуществление цепного распада урана-235 в необогащенной системе уран – тяжелый водород, следовательно, возможно».
Впрочем, тут же Курчатов говорит об огромных трудностях, стоящих на пути осуществления цепной реакции в системе с тяжелой водой в качестве замедлителя.
«В этой системе удается избежать разделения изотопов урана, но вместо этого возникает необходимость разделения изотопов водорода в больших количествах, так что реализация опыта и в этом случае сопряжена с большими практическими трудностями».
В докладе Курчатов разбирает также возможности цепной реакции на быстрых нейтронах в чистом уране. И это тоже говорит о его большой прозорливости. Ведь заряд будущих атомных бомб – это чистое ядерное горючее, которое делится под действием быстрых нейтронов,
Не случайно академик А. П. Александров впоследствии писал в «Правде»:
«Накануне Великой Отечественной войны измерения И. В. Курчатова показали, что на чистом уране-235 цепная реакция должна происходить без замедлителя – именно этот принцип позже был использован в ядерном оружии».
В заключение своего доклада Игорь Васильевич привел таблицу материалов, которые нужны для практического осуществления ядерной реакции, и наличие их во всех лабораториях мира. По расчетам советских ученых, для системы обогащенный уран – вода требуется 0,5 тонны урана, а его в лабораториях земного шара имелось... две тысячных миллиграмма. Для системы обычный уран – тяжелая вода предполагаемая потребность составляла 15 тонн тяжелой воды, а ее было во всех странах 0,5 тонны.
Это-то и заставило Игоря Васильевича в конце доклада заявить: «В заключение я еще раз хотел бы подчеркнуть, что хотя принципиально вопрос об осуществлении цепного ядерного распада и решен в положительном смысле, но на пути его практической реализации в исследованных сейчас системах возникают громаднейшие трудности... Быть может, ближайшие годы принесут нам другие пути решения задачи, но если этого не случится, то только новые, очень эффективные методы разделения изотопов урана или водорода обеспечат осуществление цепной ядерной реакции».
В этом заключении все – правда. И то, что ближайшие годы могут принести новое, – они принесут уран-графитовые системы, которые сам же Курчатов блестяще претворит в жизнь.
Справедлив и вывод о важности процессов эффективного разделения изотопов урана и водорода – эти процессы нашли сейчас широкое применение в атомной промышленности.
Первый план
В Ленинград Игорь Васильевич возвращался не один. С ним были Русинов, Флеров, Петржак, Хургин, Щепкин, Панасюк. У всех – приподнятое настроение, несмотря на холодную сырую погоду и целый день «мотания» по Москве в поисках «подарочков» и для циклотрона, и для педагогического, и для радиевого институтов.
Они и не предполагали, что это их последняя совместная поездка, что близка война. Они оживленно делились впечатлениями.
– Ну, теперь дела развернутся. Вы видели, как реагировал президиум? На все пойдет академия, лишь бы двинуть цепные реакции, – говорил Георгий Николаевич Флеров, рассовывая многочисленные свертки по полкам.
– Мне тоже так показалось, – согласился Игорь Васильевич, по привычке устраиваясь у столика. – Только бы нам самим не подкачать. Нужно разработать конкретнейший план действийи немедля представить его в президиум Академии наук.
– Лед тронулся, господа присяжные заседатели, – вставил Щепкин популярную в их среде фразу из «Золотого теленка».
Игорь Васильевич лучше, чем кто-либо, понимал решительность момента, который переживала наша ядерная наука. Время накопления данных в небольших лабораториях кончилось. Нужен иной размах, иной масштаб. Тонны урана, тонны тяжелой воды. Значит, нужны специальные заводы, крупные средства. А все ли ясно? Может быть, рано категорически ставить вопрос? Нет, время пришло, отвечал Курчатов.
Вскоре И. В. Курчатов совместно с другими учеными составил докладную записку в президиум АН СССР, представляют дую собой план работ по овладению атомной энергией.
– Если бы не война, не прекращение в связи с нею исследований, – говорит К.А. Петржак, – ни в чем бы мы не отстали от США, а, вполне вероятно, имели бы цепную реакцию и раньше 1942 года. Ведь уже в 1939 году мы в Ленинграде обсуждали все то, что Э. Ферми делал в 1942 году в США.
В лабораториях ЛФТИ, радиевого и педагогического институтов уточнялись все стороны реакций деления тяжелых ядер. В коллективы вливались свежие силы из выпускников ленинградских вузов.
Одним из новичков был Игорь Панасюк. Он начал работать в лаборатории Игоря Васильевича, еще будучи студентом политехнического института. Потом он ушел на советско-финскую войну. После войны окончил институт и стал научным сотрудником. По воспоминаниям Г. Н. Флерова, Панасюк был заядлым спорщиком, высказывал самые разные сомнения по поводу самопроизвольного распада ядер. Игорь Васильевич придумал тогда удачный маневр: он поручил Панасюку в качестве дипломного проекта тему именно о самопроизвольном делении урана и тория.
– Так ведь вопрос уже изучается, – удивился Панасюк.
– А вы примените новую методику, и это будет успех, – заметил Курчатов.
И действительно, в отзыве на дипломный проект И. С. Панасюка он писал:
«Опыты по самопроизвольному делению урана хотя и не принесли новых данных, но представляют ценность. Постановка опыта даже в немного измененной форме имеет существенное значение при исследовании этого очень интересного, но крайне редкого и трудно наблюдаемого явления.
Из опыта И. С. Панасюка с камерой, работающей при разных давлениях газа, прямо следует, что ионизация, приписываемая самопроизвольному делению урана, не может быть вызвана действием нейтронов при облучении газа альфа-частицами урана. Этот вывод делался и ранее на основе ряда соображений, теперь он обоснован непосредственным опытом...
В вопрос о самопроизвольном делении ядер тория внесена теперь большая определенность; показано, что длительность жизни ядра тория по отношению к делению не меньше 2*10^19 лет».
Исследования самопроизвольного деления урана и тория продолжались. Под руководством И. В. Курчатова выяснялся период их полураспада. Для урана его измерили довольно быстро. Он оказался около 10^16 лет. (По современным оценкам его величина составляет 0,8*10^16 лет.) Можно представить себе, как трудно наблюдать за явлением, имеющим такую продолжительность.
Еще труднее было определить период полураспада тория: Г. Н. Флерову и его сотрудникам потребовалось на это 16 лет.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58