Атомный век Игоря Курчатова

Участие в конференции приняли пятьдесят учёных. Очень представительным составом. Среди приехавших в Россию были такие признанные в мире авторитеты, как нобелевский лауреат 1933 года по физике Поль Дирак (Paul Adrien Maurice Dirac) и будущий (через два года) нобелевский лауреат по химии Фредерик Жолио-Кюри. А также менее известные тогда, но ставшие выдающимися физиками в будущем Франсис Перрен (Francis Perrin), Виктор Фредерик Вайскопф (Victor Frederick Weisskopf), Франко Дино Разетти (Franco Dino Rasetti), Луис Харольд Грей (Louis Harold Gray). И это только те, что читали свои доклады.

Российская сторона тоже была представлена блестящими именами: Д.Д. Иваненко, Г.А. Гамов, Я.И. Френкель, В.А. Фок, И.Е. Тамм, М.П. Бронштейн, Д.В. Скобельцын, А.И. Лейпунский, К.Д. Синельников, Б.Н. Финкельштейн и другие.

Это было представительно. Это было интересно. Наконец, это было признание молодой советской науки. Именно молодой и именно советской – те школы, что и сохранились в России после смуты 1917–1924 годов, в ядерной физике слова своего точно не сказали.

Президиум 1‐й Всесоюзной конференции по изучению атомного ядра: А.П. Карпинский, А.Ф. Иоффе. С.И. Вавилов, зам. директора ФТИ С.Ф. Васильев, И.В. Курчатов. 1933 г. [Из открытых источников]

Так что как событие науки конференция понравилась всем. Послушали доклады, подискутировали в кулуарах, составили в целом оптимистичную картину продвижения, посмотрели, куда и как двигаться дальше. Но на том пока всё и закончилось: на уровне научных событий после 1933 года на таком же представительном собрании рассказать, общем, было нечего.

ЛФТИ в ядерной области пока ещё осваивался. Не хватало технической базы, она только строилась. А на той, что имелась – в виде, например, переходящего из рук в руки грамма радия, – далеко заходящих в неизведанное открытий не сделаешь.

Радиевому институту тоже нечем было не то чтобы похвастаться, но даже доложиться. Разве что о получении в 1934 году кристаллического RaBr₂ – конечного продукта завода по переработке радиевых концентратов, построенного возле открытого месторождения радиоактивных вод в районе города Ухты. Но это больше промышленная, нежели научная заслуга.

УФТИ – аналогично: революционных открытий нет, обычная повседневная работа, создание инструментального фундамента для экспериментов.

Вот новых конференций покуда и не созывали. Но… желание таковое было.

А там подоспели и результаты. И как раз у Курчатова.

Вместе с братом Борисом, а также с Л.В. Мысовским и Л.И. Русиновым они занимались облучением изотопа брома-79 медленными нейтронами. И выяснили, что при таком опыте у брома возникает третий период полураспада: на 36 часов. Притом что дотоле известные изотопы – бром-80 и бром-82 – показывали 18 минут и 4,5 часа соответственно.

Сразу возникло предположение об открытии нового изотопа. Но… не он. Ибо изотоп есть разновидность одного и того же элемента, с одним и тем же атомным номером, но с другим массовым числом. Проще говоря, с одним числом протонов, но разным количеством нейтронов. А в данном случае выяснили точно: всё одинаково. Ядра с одинаковыми атомными номерами, одинаковыми атомными весами и одинаковыми зарядами. Но – с разными свойствами. Необъяснимо!

Это чудо назвали пока «изомером». И стали искать объяснений феномену.

Но пока с надеждой отметили: группа русских учёных под руководством И.В. Курчатова сказала своё первое важное слово в мировой ядерной физике. И разумеется, не последнее. В это верили все.

Лишь в конце 1936 года Нильс Бор и Карл Фридрих фон Вайцзеккер (Karl Friedrich von Weizsaecker) теоретически обосновали это странное явление, при котором два одинаковых ядра, с одинаковыми атомными номерами, атомными весами и одинаковыми зарядами имеют разные сроки полураспада. По их заключению, изомеры – это ядра, которые обладают одинаковым составом протонов и нейтронов, но находятся в двух различных энергетических состояниях. Причём ядро, обладающее большим запасом энергии из-за большой разности угловых моментов, не может испускать γ-кванты, чтобы перейти из возбуждённого состояния в менее «энергичное», в стабильное.

То есть, грубо говоря, ядерная изомерия – это сравнительно долгоживущее возбуждённое состояние ядра.

Из Радиевого института подоспела публикация о наблюдениях большой проникающей способности космических лучей на высоте 16 километров из кабины стратостата, в котором находился с аппаратурой сотрудник этого института Александр Вериго. Позднее там же были получены первые протонные пучки на запущенном в 1937 году циклотроне. Правда, к этому также оказался причастен физтеховец Курчатов.

В УФТИ заработал гигантский электростатический ускоритель типа Ван-де-Грааф.