К 90-летию расщепления ядра лития советскими учёными
Наверное, ни один из современников, даже самый прозорливый, не предполагал, что, перешагнув рубеж XIX и XX столетий, мир начал отсчёт не просто нового века, а новой эры.
Сам факт вступления человечества в новую эру, когда ядерная энергетика стала реальным элементом его жизни, источником как новых достижений, так и новых колоссальных трудностей (включая вопрос выживания), учёные — историки науки датируют по-разному. Так всё-таки, когда же эта эра наступила? Каскад блестящих фундаментальных открытий уже на рубеже двух веков и в первое десятилетие ХХ столетия обеспечил прорыв в новое миросуществование. В этот период теоретическая физика заняла лидирующие позиции в естественнонаучном знании.
Многие открытия начального этапа развития физики ХХ века носили по-настоящему эпохальный характер. Вот только некоторые из них: открытие Рентгеном Х-лучей, названных его именем (первая среди физиков Нобелевская премия в 1901 году), открытие полония и радия и естественной радиоактивности урана Беккерелем, Кюри, Склодовской-Кюри (Нобелевская премия в 1903 году), открытие первой элементарной частицы, входящей в состав атома — электрона, — Томпсоном (Нобелевская премия в 1906 году), открытие Гессом космических лучей (Нобелевская премия в 1936 году), создание общей и специальной теории относительности и формулировка закона взаимосвязи массы и энергии А. Эйнштейном, что легло в основу всей ядерной физики (Нобелевская премия в 1921 году), создание квантовой модели атома Нильсом Бором, открывшим новый этап в развитии атомной теории (Нобелевская премия в 1900 году).
Не проходило года без новых физических «откровений», и физика очень быстро стала одной из увлекательнейших областей научного поиска. Она как магнит притягивала учёных-исследователей.
Да, есть все основания утверждать, что никогда за ХХ век физика не шагала вперёд столь быстро, как во время его первой трети. В эти три «золотых» для ядерной физики десятилетия 1930-е годы занимают особое место.
В науку вошло понятие «деление ядра». Главный вывод заключался в том, что ядра элементов под воздействием ускоренных частиц, например протонов, способны распадаться, выделяя огромное количество энергии. Подобные опыты проводились во многих лабораториях как за рубежом, так и в нашей стране — СССР.
Наиболее важным событием периода преодоления последствий социальных катаклизмов явилось создание по решению Народного комиссариата просвещения в 1918 году при поддержке В.И. Ленина государственного Рентгенологического и радиологического института. Он стал центром, куда постепенно начали стекаться лучшие силы физической науки страны.
Следующий шаг был сделан в 1921 году, когда наметилась специализация научных направлений, а соответственно, и научных школ. Из Ленинградского государственного рентгенологического и радиологического института выделился Физико-технический институт под руководством А.Ф. Иоффе. Под руководством Иоффе начала складываться одна из ведущих в будущем научных школ страны.
1920-е годы характеризовались бурным процессом формирования нового поколения советских физиков. Школа, группировавшаяся вокруг А.Ф. Иоффе, в первом своём составе включала П.Л. Капицу, П.И. Лукирского, Н.Н. Семёнова, Я.И. Френкеля, И.В. Обреимова, А.А. Чернышёва, В.А. Бурсиана, К.Ф. Нейтруха. Немного позже к ним присоединились Д.В. Скобельцын, И.В. Курчатов, И.К. Кикоин, А.Ф. Вальтер, Г.В. Курдюмов, П.П. Кобеко, Б.П. Константинов, И.М. Франк, А.И. Лейпунский, А.П. Александров, А.И. Алиханов, А.И. Шальников, Ю.Б. Харитон. Каждый из них впоследствии стал или самостоятельным лидером в своей области знаний, или родоначальником принципиально новых направлений в науке.
В разных регионах страны образовались новые научные центры — в Томске, Свердловске и Харькове, который в то время был столицей Украины.
Одним из таких центров стал Харьковский физико-технический институт. Он был основан по инициативе академика Абрама Фёдоровича Иоффе в 1928 году. Первоочередные задачи, поставленные перед ХФТИ, заключались в проведении исследований в ядерной физике и физике твёрдого тела. Работа здесь шла активно, проводились конференции с участием зарубежных коллег.
На протяжении 1930-х годов институт добился значительных успехов как в теоретическом плане, так и в плане экспериментальных исследований. С 1932 по 1937 год теоретический отдел института возглавлял Л.Д. Ландау, будущий нобелевский лауреат (1962 год).
Работали в институте и другие учёные, увлечённые ядерной физикой, решением её актуальных проблем, включая стоявшего в повестке дня изучения поведения ядер элементов под воздействием тяжёлых элементарных частиц типа протонов, альфа-частиц и других.
В апреле 1932 года в научной печати появилась информация о том, что в лаборатории Резерфорда (Кембридж), являвшейся в течение тридцати лет ведущей организацией в изучении строения атомного ядра, двум английским учёным, Кокрофту и Уолтону, удалось разрушить ядро лития, бомбардируя его протонами.
Подобные исследования велись и в ХФТИ. Осуществлялись работы по расщеплению ядра лития интенсивными темпами. 10 октября 1932 года в ХФТИ впервые в СССР и вторыми в мире, отстав от британцев всего на полгода, расщепили ядро атома лития советские физики Антон Вальтер, Георгий Латышев, Александр Лейпунский и Кирилл Синельников.
Сама логика развития ядерной физики породила своеобразную тенденцию в исследовательской практике. Естественной нормой стал параллелизм. Учёные разных стран с незначительным разрывом во времени или даже одновременно получали одинаковые результаты, приходили к одним и тем же выводам. Так произошло и в данном случае, когда параллельно с опытами Кокрофта и Уолтона советские физики успешно повторили их результат.
После расщепления ядра лития в ХФТИ в октябре 1932 года в Музее революции в Москве была устроена выставка, посвящённая этому достижению харьковских физиков.
Этот успех института открыл громадные возможности в исследовании строения ядер атомов, стал началом пути к освоению ядерной энергии.
Надо отметить, что количество ядерной энергии, освобождающейся на грамм-атом (то есть 7 г) лития при этой реакции, сравнимо с количеством теплоты, выделяющейся при сгорании 50 т лучшего угля (калорийность 8000 ккал/кг). Таков порядок энергии, которая может освобождаться при ядерных реакциях. Однако в данном случае это не является экономически оправданным. Дело в том, что вероятность данной ядерной реакции составляет примерно 1:1020. Следовательно, для реакции, которую вызовет одна частица, необходимо затратить энергию на ускорение 1020 протонов. Таким образом, придётся затратить гораздо больше энергии на ускорение протонов, чем будет выделено ядерной энергии. Использование ядерной энергии получило практическое значение только после открытия реакции деления ядер урана под действием нейтронов.
И всё же полученный советскими физиками 10 октября 1932 года результат был выдающимся достижением науки в СССР, доказавшим высочайший, мировой её уровень. Это был один из первых шагов в разрешении задачи использования ядерной энергии.
Пользуясь случаем, от имени всех учёных России, объединённых в Общественной организации РУСО, поздравляем с этим выдающимся событием в истории нашей советской науки российских учёных и желаем им быть востребованными своей страной и добиваться новых научных свершений на благо нашей Родины — России.
