По мере того как Померанчук излагал соображения Перрена, в Зельдовиче пробуждался интерес. Померанчук закончил:
— Я вспомнил о вас, Яша, когда читал Перрена, потому что вы же специалист по цепным реакциям. Ваша докторская диссертация — это же сплошная химическая кинетика! У вас в институте все занимаются цепными реакциями — разве не так? Я даже скажу, Яша, у вас появился такой научный снобизм: ценятся только те работы, где упор делается на кинетику процесса, а не на окончательные результаты реакции. Или не так? А что такое урановая цепная реакция? Разновидность того же кинетического процесса, что и ваши горение и взрывы! Нет, Яша, не говорите, вам эти понятия ближе, чем Френсису Перрену.
Зельдович не мог не согласиться, что друг во многом прав. В их институте, точно, значение работ оценивалось по тому, насколько глубоко разработана химическая кинетика, — это можно было назвать и своеобразным научным снобизмом. Дух увлечения химической кинетикой привил своим сотрудникам Николай Николаевич Семенов, именно таким направлением работ сам он обязан своей нынешней всемирной научной известностью. Кстати, Юлий Борисович Харитон, один из крупнейших их специалистов по кинетике горения и взрывов, интересуется и ядерными проблемами, это старое его увлечение.
— Правильно, он! — обрадовался Померанчук. — Я так скажу, Яша. Идите к Юлию Борисовичу. Если вы с Ю-Бе займетесь ураном, плохого не получится, будет только хорошее. Больше не надо убеждать, Яша?
Зельдович уже был убежден, что стоит заняться проблемой ядерных цепных реакций. «Урановая лихорадка», трепавшая физиков мира, докатилась наконец и до него. Померанчук улыбался: он привил другу хорошую болезнь.
Они вместе вышли из автобуса. Померанчука вдруг охватили угрызения совести. Они давно не виделись, а он не поинтересовался, как у друга дома. Зельдович был не только молодой доктор наук, но и молодой муж и еще более молодой отец. Два года назад он женился на Варваре Павловне Константиновой, физике, как и он, в прошлом году у них родилась дочь Оля. Смущаясь от того, что разговор пошел не о науке, а о «жизни». Померанчук спросил, как жена и ребенок. С женой и ребенком было все хорошо. Померанчук успокоенно кивнул головой и пошел по своим делам.
В институте Зельдович не мешкая направился к Харитону. Они не были близкими друзьями: мешала разница опыта и возраста — Харитон, на десять лет старше, руководил большой лабораторией, редактировал на правах заместителя Вавилова физический журнал. Но они часто встречались в институте и на семинарах, беседовали и спорили.
Юлий Борисович Харитон начинал с физики: стажировался в Англии у Резерфорда, изучал ядерные реакции, был удостоен степени доктора Кембриджского университета. Казалось тогда, все его научные поиски связаны с ядром. Курчатов в это время работал с карборундовыми выпрямителями. Они почти одновременно сделали крутой поворот: Курчатов углубился в ядро, Харитон отошел от ядра. С приходом Гитлера в мире зловеще запахло порохом. Харитон раньше своих друзей понял, что изменившаяся обстановка накладывает отпечаток на науку. Война неотвратимо надвигалась, надо было к ней готовиться.
Харитон углубился в быстро протекающие химические реакции. Горение, пламя, взрыв стали в его лаборатории темой научных исследований. Но старый интерес к ядерным проблемам сохранился — на него и рассчитывал молодой доктор физико-математических наук, торопясь к старшему товарищу.
Оба склонились над статьей Перрена. Французский физик задался целью вычислить ту минимальную массу, при которой возможна цепная реакция распада урана. В малом куске урана много вторичных нейтронов вылетает наружу, это не позволит цепной реакции развиться. Нужен такой объем, чтобы вторичные нейтроны, почти полностью поглощаясь внутри, тратились только на разжигание «цепи». Физиков до сих пор интересовали константы отдельной ядерной реакции — сколько вторичных нейтронов возникает на один извне, какова скорость вторичных нейтронов? Перрен от единичной ядерной реакции переходил и к суммарным процессам. Это было исследование кинетики деления ядер в большой массе урана — процесс, порождающий ядерный взрыв. Микрофизика ядра становилась макрофизикой больших масс и объемов.
Перрен наполнил свою статью математическими расчетами, математика у него была убедительная. Но оба физика сразу увидели, что о кинетике цепных процессов он имел представление туманное. Перрен затронул интересную тему, решение ее было недоказательно.
— Мне кажется, Перрен плохо учитывает, сколько нейтронов поглощается, не вызывая деления, — сказал Харитон. — Начнем с того, что выпишем константы, без которых не произвести вычисления.
Все известные константы были сведены в таблицу. Расчет показал, что цифры Перрена не реальны. В шаре окиси урана весом в 42 тонны деление гасло, едва начавшись. Если легкий изотоп урана и распадался, выбрасывая около трех нейтронов, то тяжелый поглощал их, не допуская нового деления. Правда, при делении выбрасывались очень быстрые нейтроны, они делили и тяжелый изотоп. Но энергия четырех из пяти таких нейтронов быстро опускалась ниже порога деления, не вызывая распада, а замедленные активно поглощались тяжелым изотопом. Цепная реакция могла бы еще пойти, если бы при делении выделилось больше пяти нейтронов. Но их было меньше трех. Последние эксперименты говорили о 2,5–2,7 нейтрона в среднем.
Оба физика долго рассматривали цифры, убивавшие лихорадившую научный мир «урановую сенсацию». Проекты быстрого приручения гигантской энергии распада ядра были не больше, чем мечтами.
— Мы взяли сравнительно небольшой объем урана, — попытался раскритиковать результаты Харитон. — Часть нейтронов вылетает наружу, это усложняет ситуацию.
— Возьмем бесконечный объем, Юлий Борисович! Учтем все нейтроны. Сомневаюсь, чтобы это изменило ситуацию.
Новое вычисление показало, что цепная реакция в натуральном металлическом уране — тем более в окиси — могла возникнуть лишь при средней энергии вторичных нейтронов около трех миллионов электрон-вольт.
— Пойдемте к Курчатову, — предложил Харитон.
Курчатов сразу оценил важность короткого вычисления.
Флеров с Петржаком, чуть начав совместные работы, установили, что нейтроны с энергией ниже одного миллиона электрон-вольт, не делят тяжелый изотоп. Американцы считали порогом деления полтора миллиона. И эксперименты показывали, что средняя энергия вторичных нейтронов колеблется около двух миллионов. Цепная реакция на быстрых нейтронах в натуральном уране была невозможна.
В крупнейших лабораториях мира в эти минуты вновь и вновь с лихорадочной поспешностью, с неослабевающей настойчивостью ставились опыты, чтобы практически обнаружить цепное деление урана. Все эти без конца повторяющиеся опыты были неизбежно обречены на неудачу.
Радостно блестя глазами, Курчатов напомнил о недавнем споре:
— Ваш расчет гарантирует и от того, что кусок урана в лаборатории вдруг взорвется, превратив в радиоактивную пыль все окружающее!
Его и огорчало, что легкое высвобождение энергии урана нереально, и радовало, что отпадала и вторая возможность: где-то агрессоры воспользуются открытиями физиков для разработки истребительного оружия. Курчатов посоветовал проделать такие же вычисления для медленных нейтронов. Если в смеси урана и замедлителя нейтронов быстро уменьшать энергии вторичных нейтронов ниже резонансной области, то они будут делить только легкий изотоп, а тяжелый останется пассивной массой. Не пойдет ли тогда цепная реакция? Уран и на одном легком изотопе будет топливом, потенциально в 100 тысяч раз более эффективным, чем уголь. Замедлители нейтронов — вода, тяжелая вода, гелий, углерод, бериллий.
— Можно сделать и такой расчет, — согласились оба физика.
В этот день Курчатов казался рассеянным. Он непрестанно возвращался к разговору с обоими физиками, мысленно оценивал их. Харитон — прекрасный экспериментатор, незаурядный теоретик. Очень скромный, он не любит выделяться, не терпит шумихи, но вряд ли есть другой с таким точным пониманием возможностей научной проблемы, за которую он берется. В институте Семенова, отнюдь не скудном талантами, выделяется своим дарованием Зельдович. В двадцать пять лет — доктор! Этот парень обладает поразительным чутьем — находит неожиданные пути в запутанных проблемах. Содружество этих двух людей не могло не дать эффекта. Оба начали работу, которая станет этапом в исследовании урана. В страшной сумятице сегодняшних экспериментов, в путаном лесу разных мнений и слишком поспешно публикуемых наблюдений они прорубали широкую просеку — единственный верный путь к истине.
И с удовольствием Курчатов думал, что есть научная справедливость в том, что эта этапная работа начата в нашей стране и ведется именно в Институте химической физики. Даже в его лаборатории, целиком занятой урановыми исследованиями, даже в РИАНе, в харьковском УФТИ, в московском ФИАНе такая работа была бы чужеродней, чем у тех, кто именовал себя химфизиками.
Хоть наука в мире и едина, говорил себе Курчатов, но есть открытия, какие легче совершить в этой, а не в другой стране. В каждой свой особый дух, свой особый стиль исследования. Жолио, можно сказать, держал в руках нейтроны, но открыл их Чадвик — Кембриджу нейтрон был по духу ближе. И что тот же Жолио открыл искусственную радиоактивность, было естественно: духом радиоактивности все полно в институте Радия в Париже. А у нас в Ленинграде, в Институте химической физики, глубже всех в мире познали тайны цепных реакций. Процессы окисления, горение и взрыв, — где еще их изучали детальней? И естественно, говорил себе Курчатов, что два талантливейших ученика Семенова сразу же, раньше всех за рубежом, в этом можно не сомневаться, нашли путеводную нить в хаосе противоречащих одна другой гипотез.
Когда физики позвонили, что кое-какие новые результаты получены, Курчатов бросил все дела и поспешил к ним. Он слушал объяснения, спрашивал и переспрашивал. На доске нагромождались и стирались формулы.
— Итак, легкого пути нет, — сказал Курчатов. — Но трудный путь не закрыт!
Что высвобождение ядерной энергии урана при помощи вырывающихся из ядер быстрых нейтронов невозможно, было доказано уже в первом вычислении. Но и реакции на замедленных нейтронах не радовали легкостью. В любом сочетании натурального урана с водой разветвляющаяся цепь быстро обрывалась. Лишь замедлитель, обеспечивающий быстрое падение скорости вторичных нейтронов ниже опасного резонансного уровня, сулил удачу. Полной уверенности быть не могло, но вероятность успеха была большой. Таким замедлителем могла служить тяжелая вода. Зато неожиданно и грозно складывались выводы в том случае, если натуральный уран немного обогатить легким изотопом. Достаточно увеличить содержание урана-235 вдвое, то есть до 1,4 %, как делалась возможной быстро протекающая реакция. И вероятность такой реакции становилась равной уверенности: она просто не могла не произойти!
Курчатов задумчиво сказал:
— Итак, при обогащении урана в два раза — взрыв, если взять бесконечный объем материала. Случай чисто теоретический. А скажем, обогащение в пять, в десять раз? Какой тогда понадобится объем?
— Можно подсчитать, — разом сказали оба физика.
— Можно не сомневаться, что он будет не так уж велик. А если чистый уран-235? Сколько его понадобится, чтобы произошел взрыв?
— Вероятно, несколько килограммов будет достаточно.
— И тогда эти несколько страшных килограммов станут урановой бомбой! — воскликнул Курчатов. — И каждый килограмм такой взрывчатки будет мощней десяти тысяч тонн динамита! Счастье для человечества, что еще нет технических средств разделять изотопы урана!
Справясь с волнением, он продолжал:
— Оставим взрывы в стороне. Было бы бесчеловечно разрабатывать урановую взрывчатку! Нет, в эту сторону мы не направимся. Меня интересует контролируемое выделение энергии. Вы доказываете, что полтонны урана и 15 тонн тяжелой воды обеспечат плавную цепную реакцию. Это тоже вне наших сегодняшних возможностей, но поработать над этим стоит!
Расчеты двух физико-химиков, столь успешно примкнувших к отряду ядерщиков, поразили своей фундаментальностью не одного Курчатова. В Москве в августе 1939 года в университетское общежитие на Спиридоньевской пришел профессор Тамм. В общежитии на вечеринку собрались аспиранты и студенты. Тамм объявил собравшимся:
— Новость знаете? Харитон с Зельдовичем рассчитали, что в принципе возможна урановая бомба.
Один из участников этой встречи Игорь Николаевич Головин, тогда аспирант Тамма, вспоминал впоследствии, что сообщение профессора вызвало не ужас, а ликование. Это было восхищение перед могуществом науки. Ни у кого и мысли не могло появиться, что кто-то вознамерится реально изготовить такое адское оружие.
Возбуждение, охватившее физиков мира, проникло и в широкую публику. В газетах и журналах печатались репортажи, знакомившие читателей с последними открытиями в науке об атомном ядре. Англичане узнали из статьи писателя Чарльза Сноу, что на смену энергии из угля и нефти идет энергия из недр атома — начало золотого атомного века не за горами.
Еще сильней поразила опубликованная в июньском номере «Натурвиссеншафтен» статья немецкого физика Зигфрида Флюгге. В ней намекалось на военное значение атомных исследований. Все в статье подводило к мысли об атомной взрывчатке.
Европа доживала последние мирные дни. Грозное предупреждение шло из Германии, та уже готовилась ринуться на своих соседей. Курчатов усмехнулся, пробежав глазами творение берлинского физика. Не шантажируют ли немцы своих противников угрозой атомного нападения?
— Ты думаешь, угроза? — задумчиво сказал Борис Васильевич, прочитав статью Флюгге. — А может быть, взволнованное предупреждение? Извещение для всех — вот над чем нас всех скоро заставят работать! Нацист ли Флюгге?
— Что бы ни таилось за статьей Флюгге, — энергично ответил Курчатов, — вывод один: лихорадка экспериментов во всех лабораториях мира усиливается. И не исключено, что вмешаются военные. Мы не имеем права отставать!
Он-то знал, что в целом не отстает, а кое в чем, возможно, и обгоняет зарубежных ученых. С тем большей энергией он подтягивал отстающие участки. Он умел сидеть сразу на трех стульях, умел руководить исследовательскими работами в разных городах одновременно. Но каждый раз среди множества дел выделялось главное дело, какая-то главная тема становилась из служебного задания страстью души. Такой страстью стало осенью строительство циклотрона. Сейчас это был самый важный и самый отстающий участок. Он взял его теперь полностью в свои руки — и все переменилось. «Нас трясет циклотронная лихорадка!» — с восторгом говорил Неменов, он был счастлив, эта лихорадка была болезнью благородной.
Для Курчатова «циклотронная горячка» имела свои последствия. То, что он давно уже вынашивал и на что все не мог решиться, казалось теперь уже не таким тяжелым. Он положил на стол Хлопину заявление об уходе. Хлопин, побледнев, молча рассматривал несколько небрежно набросанных строк. Курчатов с удивлением увидел, что рука Хлопина непроизвольно подрагивает — он опустил ее на заявление, не взяв пера. Курчатов не раз рассматривал руки Хлопина, даже любовался ими — они были красивы, с длинными, холеными пальцами, казались руками пианиста, когда он клал их ладонями вниз. А если поворачивал, взгляду открывались лишенные подушечек пальцы, как бы стесанные изнутри, со шрамами заживших изъязвлении, с темными пятнами радиоактивных ожогов — следы работы с радием и радиоактивными концентратами. Но пожимал ли Курчатов своей рукой эту руку, покоившуюся сейчас на бумажке, или наблюдал в лаборатории, как она неторопливо брала реактивы или посуду, рука была всегда спокойна, так же строга, так же холодно-сдержанна, как ее хозяин. Подрагивающей Курчатов видел ее впервые. Он сказал:
— Вы сами понимаете, Виталий Григорьевич, этот шаг стал неизбежен.
— Может быть, погодим? — Хлопин колебался — взял перо и положил его обратно. — Кто останется, если вы уйдете? К тому же Лев Владимирович вторично тяжело заболел, неизвестно, вернется ли в институт. Да и не заменит он вас, если бы случилось невозможное и он захотел опять возглавить отдел.
Курчатов молча пожал плечами. Хлопин, больше не сказав ни слова, наложил резолюцию на заявление. С работой в РИАНе для Курчатова было покончено.
28 августа 1939 года, на 52-м году жизни, Мысовский скончался: обширный инфаркт миокарда сделал напрасными все усилия врачей. Курчатов пошел на торжественную панихиду. Приглушенно звучала траурная музыка, по залу ходили притихшие, печальные физики и радиохимики, один за другим на трибуну поднимались официальные лица и товарищи покойного. И Курчатов, стоящий в общей массе, вдруг с острой болью ощутил, до чего латинская заповедь справедливо предписывает об умерших говорить только хорошее или не говорить ничего. Жизнь Мысовского шла неровно, он знал и успехи, и неудачи, и здесь, в зале, много было таких, кто еще недавно запальчиво критиковал его поступки, его руководство, считал себя прямым ему недоброжелателем, — у них в глазах сейчас блестели слезы, а выходя на трибуну, все горячо вспоминали научные заслуги покойного, добрые свойства его характера. Мелкое, спорное, неудачное отсеивалось, оно было второстепенно, малозначаще, оставалось коренное, первостепенное — крупные научные достижения этого человека, то, что он многих зеленых юношей первый привлек в науку и они, теперь серьезные ученые, не могут не быть от души ему за то благодарны…