Чтение онлайн

Докладчики — Нильс Бор из Дании и Энрико Ферми из Италии — были наиболее осведомленными людьми в данном вопросе. Бор являлся основоположником современной концепции строения атома, Ферми провел серию важных экспериментов, которые непосредственно привели к открытию деления урана. Благодаря счастливому совпадению они оба оказались в Соединенных Штатах в одно и то же время.

«Выступления обоих ученых сверх программы,— сообщила в субботнем номере «Нью-Йорк тайме» от 25 февраля 1939 г.,— захватили внимание аудитории, состоящей из 200 выдающихся физиков. Все присутствующие были буквально заворожены докладами о «самом сенсационном открытии в современной физике со времени открытия радиоактивности более сорока лет назад».

Речь идет о том..., что под влиянием бомбардировки урана медленной нейтральной частицей (нейтроном) с энергией всего в одну тридцатую электронвольта атом урана расщепляется на два осколка, каждый из которых является радиоактивным атомным «пушечным ядром» с огромной энергией—100 миллионов электронвольт. Это самое большое количество энергии, когда-либо освобожденной человеком на Земле.

Профессора Бор и Ферми сообщили, что работа над новейшим «фонтаном атомной энергии» лихорадочно проводится во многих лабораториях как у нас, так и в Европе. Эта крупнейшая «охота» в области современной физики является новой вехой в подчинении человеку элементов и самым важным шагом, сделанным наукой в деле превращения одних элементов в другие и использования огромных запасов энергии, заключенной в ядре атома.

Новый метод освобождения атомной энергии и превращения элементов рассматривается как самый короткий путь, который предстоит проделать в поисках современного «философского камня». Обсуждение данного вопроса двумя величайшими авторитетами в этой области явилось полной неожиданностью для физиков, собравшихся на объединенное заседание Американского физического общества и Оптического общества Америки, так как в официальной программе не было даже намека на предстоящее событие.

Профессор Бор заявил, что так как открытие произошло совсем недавно, а исследования проводятся слишком поспешно, то большая часть полученных результатов еще должна быть сопоставлена и объяснена. Все это было настолько неожиданным, что ученые были просто потрясены, но все единодушны в том, что физики находятся накануне новых исторических открытий».

Атмосфера в лекционном зале была напряженной. Нам предоставилась редкая возможность созерцать гений в действии. Это было восхитительное зрелище. Человеческий интеллект требовал от Природы открыть свои тайны, которые были скрыты от него с тех пор, как человек впервые начал изумляться и думать.

Одной из этих тайн и был закон цепной реакции. Он провозглашал, что даже один расщепленный атом урана может служить «космической спичкой», способной разжечь атомный пожар, или стать детонатором атомного взрыва в бомбе.

Второй основной закон уранового распада (открытый Бором совместно с его бывшим учеником, профессором Джоном А. Уилером из Принстона) гласил, что для этого годен лишь очень редкий и трудно выделяемый вид урана, известный как уран-235, или U235.

Математические символы, которые Бор и Ферми писали на доске, в переводе на обычный язык означали, что человек нашел средство разжечь новый огонь, в миллионы раз более мощный, чем любой из огней на Земле, порожденных солнечной энергией. Действительно, это был огонь, порожденный тем же источником космической энергии, которая позволяет Солнцу и мириадам светящихся звезд и сверхсолнц космоса излучать свет и тепло в течение миллиардов лет без каких-либо заметных признаков ослабления.

Знаменитая формула Эйнштейна дала нам ключ к огромной энергии, заключенной даже в незначительном количестве вещества. На основе этой формулы было подсчитано, что одна тридцатая грамма воды, будучи полностью переведенной в чистую энергию, способна дать количество тепла, достаточное для того, чтобы превратить одну тысячу тонн воды в пар. А в грамме воды имеется запас энергии, достаточный, чтобы поднять груз весом в миллион тонн на вершину горы высотой в десять километров. Глоток воздуха может давать энергию мощному самолету в течение года; пригоршня снега способна целый год обогревать большой жилой дом; картонный железнодорожный билетик в состоянии провести тяжелый пассажирский поезд несколько раз вокруг земного шара; стакан воды способен в течение года давать энергию электростанции мощностью 100 тысяч киловатт; в десятицентовой монетке (вес ее 2,5 грамма) заключена энергия, эквивалентная энергии, освобождаемой при взрыве 50 тысяч тонн тротила.

Хотя о существовании этой космической сокровищницы знали в течение десятилетий, считалось, что она всегда будет оставаться за пределами досягаемости человека *. Считалось, что только Солнце и гигантские звезды могут черпать энергию из этого космического фонтана. Лишь звезды обладали ключом к этой сокровищнице, ключом, который казался слишком большим, чтобы уместиться на Земле — крошечной пылинке в глубинах космического пространства.

Всего за несколько месяцев до этого заседания я спросил Эйнштейна, не настало ли время, когда человек сможет найти этот ключ.

«Нет,— ответил он,— мы как плохие стрелки, стреляющие в птиц вслепую там, где их очень мало!». Он имел в виду, что в то время надо было стрелять миллионами миллиардов атомных «пуль» и только ценой громадных затрат энергии можно было заставить несколько атомов выделить ничтожную часть заключенной в них энергии. Целью этих экспериментов было получение новых знаний о строении атома и внутренней структуре материи; они не давали даже намека на то, что человек сможет использовать энергию атома в своих практических целях. Никогда в своих даже самых смелых мечтах ученые не осмеливались надеяться, что можно будет получать огромные количества энергии, освобожденные при расщеплении урана.

Как для обычного огня нужен кислород, так и расщепление урана может быть осуществлено лишь с по

* Это утверждение автора неверно. Замечательный советский ученый академик В. И. Вернадский еще в феврале 1922 г. писал: «Недалеко время, когда человек получит в свои руки атомную энергию, такой источник силы, который даст ему возможность строить свою жизнь, как он захочет. Это может случиться через столетие. Но ясно, что это должно быть» — Прим, научн., ред.

мощью нейтрона — одной из двух основных частиц, из которых построены ядра всех атомов. Беда заключалась в том, что все нейтроны во Вселенной прочно связаны внутри ядер атомов, и на Земле не было известно силы, которая могла бы вышибить их в количествах, достаточных для расщепления атомов большой массы урана. Ученые расщепляли несколько атомов урана, но это было все равно, что чиркнуть атомной спичкой, которая гасла так же быстро, как и обычная в условиях

отсутствия кислорода.

Положение казалось безнадежным. Но в тот вечер в Колумбийском университете я услышал, как Ферми произнес два слова, которым предстояло навсегда изменить судьбу людей: «Цепная реакция!».

Прежде чем смысл этих слов стал мне понятен, прошла как будто вечность. Каждый атом урана при расщеплении, говорили Ферми и Бор, автоматически выделяет по крайней мере два нейтрона, способных расщепить еще два атома. Эти два атома в свою очередь выделяют четыре нейтрона, которые могут расщепить четыре атома, тем самым высвободится еще восемь нейтронов, и так далее в геометрической прогрессии.

Простой подсчет показывает, что число атомов, умножаемое на два на каждой последующей ступени, достигнет тысячи (округленно) в первые десять ступеней и будет продолжать умножаться на тысячу на каждом из последующих десятков ступеней, достигая миллиона на двадцатой ступени, миллиарда — на тридцатой, триллиона— на сороковой и т. д. На восьмидесятой ступени число атомов, которые будут расщеплены цепной реакцией, достигнет астрономической цифры: триллион триллионов— числа, выражаемого единицей с 24 нулями! Это число равно количеству атомов, содержащихся примерно в одном фунте урана *.