Прометей раскованный

Он с жаром излагал свои новые мысли. Сперва поражённая, потом восхищённая, Ирен узнавала и отзвуки старых предположений, полумечтаний, полупророчеств, то, о чём они когда-то спорили и что вошло в его нобелевскую лекцию, а наряду с ними и совершенно новые идеи, пока ещё прозрения, а не формулы... Она схватывала его мысли на лету, продолжала, подтверждала, с каждой фразой они становились доказательней. Нет, Фредерик не просто возвращался после длительной отлучки к лабораторному столу, чтобы продолжить прерванные работы,— он возвращался вдохновлённый, он намеревался совершить ещё одну революцию в науке.

А он, понемногу обретая в своих рассуждениях почти вещественную выпуклость мысли, шаг за шагом формулировал теорию атомного распада. Он не знал, что за две недели до него старая соперница Ирен Лиза Мейтнер и её племянник Отто Фриш уже разработали теорию деления ядра и именно в этот день, 16 января, отсылают свою заметку в «Нейчур». Он независимо приходил к той же истине: ядро урана раскалывается, осколки разлетаются с исполинской энергией, величина её, быстро вычислял он в уме, что-то около 200 миллионов электрон-вольт на атом. И он шёл дальше Фриша и Мейтнер — он задавал себе тот великий вопрос, который так и не пришёл в голову тётке и племяннику: исчерпывается ли распад ядра урана двумя новыми ядрами более лёгких элементов? И он отвечал себе: нет, не исчерпывается, не может исчерпаться! В ядре урана 92 протона и 146 нейтронов, на один протон в уране приходится 1,59 нейтрона; нейтрон в ядре вроде цемента, скрепляющего отталкивающие друг дружку протоны, и нужно много цемента, чтобы сделать прочным это самое тяжёлое из ядер. А у средних элементов цемента поменьше: у бария 81 нейтрон на 56 протонов — отношение 1,45, а у лантана 82 нейтрона на 57 протонов — отношение 1,44. Значит, при распаде ядра урана появляются лишние нейтроны. Куда же они деваются? Никуда не деваются — вылетают наружу. Поглощается один нейтрон, и, распадаясь, ядро урана одновременно испускает несколько новых нейтронов. А те разбивают следующие ядра, и наружу вырывается ещё больше нейтронов. Цепная реакция распада охватывает массу урана. Начинается атомный пожар — исполинское высвобождение внутренней энергии. А если процесс не поддастся контролю,— атомный взрыв. Катастрофа, какую он предсказывал в нобелевской лекции!

—   Всё это надо проверить,— сказал он.— Выделяются ли нейтроны, сколько их выделяется, с какой энергией? И прежде всего — найти осколки распада ядра. Если они разлетаются с той огромной энергией, какую мы только что подсчитали, то их свободный пробег в воздухе составит примерно три сантиметра. И тогда мы их обнаружим легко.

И он быстро набросал схему удивительной установки, позволяющей обнаружить разлетающиеся осколки уранового ядра.

—   Как видишь, мы не будем повторять химические операции Гана,— с торжеством закончил Жолио.— Мы пойдём своим путём.

Ровно через тридцать лет после этого дня помощник Фредерика Ганс Халбан с восторгом напишет о подсчёте длины пробега осколков урана, лежащего в основе задуманного Жолио эксперимента:

«Мало кто из физиков мог точно сделать подобное предсказание, но для Фредерика Жолио это было сравнительно легко...»

Опыт, задуманный и осуществлённый Фредериком Жолио, так поразительно прост и так мастерски изящен, что находится в той области, где наука становится искусством. Он давно превзойдён как факт науки и вечно сохраняется как творение экспериментального искусства.

Жолио взял латунный цилиндрик высотой 50 миллиметров и диаметром 20 миллиметров и покрыл его наружную поверхность окисью урана. Латунный цилиндрик помещался внутри бакелитового той  же высоты, но большего диаметра. Жолио подбирал бакелитовые цилиндрики так, чтобы наименьшее расстояние между стенками цилиндров изменялось от 3 до 20 миллиметров. Внутрь латунного цилиндрика вставлялся источник нейтронов, уран распадался, и осколки его ядер, пролетая воздушную прослойку, оседали на внутренней бакелитовой поверхности. Химический анализ осадка легко показывал, какова природа осколков и много ли их. А варьируя расстояние между цилиндрами, можно было определить длину пробега осколков в воздухе, то есть их энергию.

В результате удалось установить, что среди осколков имеются: барий, лантан и другие элементы и что все они и вправду разлетаются с гигантской энергией, равной 200 миллионам электрон-вольт на каждый акт деления ядра, и что, вне сомнения, освобождаются вторичные нейтроны и, стало быть, цепная реакция распада урана вполне возможна.

Первый опыт, проведённый 26 января, занял не больше получаса. А когда он был закончен, Фредерик взволнованно сказал помогавшему ему Льву Коварски:

— Я глубоко уверен, что в этот час многие физики сделали то же самое.