 |
Пипетка для комариного носа. Критическая масса
|
|
|
|
ПИПЕТКА ДЛЯ КОМАРИНОГО НОСА
Когда атомные исследования получили значительное развитие и в работу вовлекли десятки институтов и тысячи людей в Москве и в других городах, на циклотроне Радиевого института в Ленинграде было получено небольшое количество плутония. Коллектив ученых института работал над технологией выделения этого плутония, и мы готовились к тому, чтобы начать исследования его свойств. Игорь Васильевич пригласил меня к себе и сказал, что скоро сможет дать небольшое количество плутония, это будет шарик диаметром в полмиллиметра – металлурги такой шарик из металла называют «корольком». Курчатов сказал, что надо будет поставить работу по изучению свойств плутония.
Как известно, в природе плутония нет–‑ при образовании планеты он был, но весь распался. Никто из нас не знал о плутонии почти ничего. Было неизвестно, как он выглядит, при какой температуре плавится, хрупок он или пластичен, ни физических, ни химических свойств мы не знали. О свойствах плутония мы судили, только пользуясь таблицей Менделеева: зная, в какой группе плутоний находится, могли предполагать, какими он должен обладать свойствами.
Курчатов не преминул добавить:
– На первых порах мы не сможем дать вам, металлургам, даже десятка граммов. Придется обходиться только теми крупицами, что получим на циклотроне. Вот когда котлы начнут действовать, тогда дадим килограммы. Готовьтесь к постановке исследований новыми методами.
Надо привлечь кого–то, кто имеет опыт работы с малыми количествами вещества. Мне кажется, лучше всего пригласить тех, кто работал с платиной, – у них есть такой опыт. Я бы рекомендовал вызвать Черняева и посоветоваться. Может, поговорите с ним?
|
|
|
Академик Илья Ильич Черняев, крупнейший наш специалист в области платиновой группы металлов, ныне покойный, был тогда директором Института общей и неорганической химии Академии наук СССР. Когда Черняев пришел к нам, я сказал ему, что следует подготовиться к постановке исследовательских работ по плутонию. Прежде всего нам необходимо знать все его физические свойства: температуру плавления, временное сопротивление, поперечное сжатие, ударную вязкость и все другие характеристики, обычно определяемые для всех металлов и сплавов. По мере того как я говорил, лицо Черняева мрачнело. Он мне ничего не ответил и попросил перенести разговор на завтра.
– Хорошо, Илья Ильич, встретимся завтра. Какое время вас устроит?
– Давайте в десять часов.
На следующий день в десять часов утра Черняев пришел ко мне и вынул из портфеля коробочку. В ней на кусочке черного бархата были закреплены четыре шарика меди разного диаметра: в 1 миллиметр, в 0, 8, в 0, 6 и в 0, 5 миллиметра. Черняев сердито посмотрел на меня и с раздражением произнес:
– Прежде чем давать задание, надо хоть немного соображать. Вот шарик в один миллиметр, а вот в полмиллиметра. И вы хотите, чтобы я на этом количестве металла и температуру плавления определил, и механические свойства, и микроструктуру исследовал, и все аллотропические формы… Я думал раньше, что самая маленькая вещь на свете – комариный нос. А вы хотите получить от меня пипетку, чтобы мистоль комару в ноздри пускать?!
Мы не заметили, что рядом стоит Курчатов. Игорь Васильевич, смеясь, хлопнул Черняева по плечу:
– Правильно, Илья Ильич, вы прекрасно поняли задачу! Вот именно – нам такая пипетка и нужна. А раз вы задачу понимаете, я уверен, что вы ее решите.
У Черняева раздражение мгновенно прошло, он засмеялся и сказал:
– Раз надо, так надо.
Я тоже засмеялся. Курчатов спросил:
|
|
|
– А вы чего смеетесь?
– Анекдот вспомнил.
– Какой?
– Один человек попал на ипподром и заметил, что у него шнурок у ботинка развязался, он нагнулся, чтобы завязать, и вдруг кто–то ему на спину накинул седло.
– Ну и что? – спросил Курчатов.
– Побежал. Что же делать, надо, так надо, первое место не занял, но на второе вышел.
Все рассмеялись, а Черняев повторил:
– Раз надо, так надо. Может, и первое место займем.
С этого дня началась организация работ по изучению свойств плутония.
КРИТИЧЕСКАЯ МАССА
Ну вот наконец мы вступили в решающую стадию работ. Начал действовать завод по разделению изотопов урана – с завода поступили первые баллоны урана‑ 235, легкого изотопа, необходимого для производства ядерного оружия. Уран поступил с завода в форме газа – шестифтористого урана, и его необходимо было вначале превратить из газообразного состояния в одно из твердых соединений, а затем в металл.
Возникли новые вопросы. С каким максимальным количеством урана можно вести работу, не опасаясь того, что начнется цепная реакция и работающие будут облучены? Тогда мы еще не знали точной критической массы для различных соединений урана, при которой начинается цепная реакция. Когда мы в последний раз перед этим говорили с А. П. Завенягиным, он сказал:
– Кому–то из нас надо ехать на завод–мы металлурги. Или тебе, или мне.
Я ответил:
–Поеду я, так как я отвечаю за научно–исследовательские работы, мне сам бог велел ехать.
Перед отъездом я зашел к Курчатову и спросил его, какова величина критической массы плутония в различных соединениях и в различных растворах. Он мне назвал величину для основного соединения, с которым мы должны были работать, и я выехал. На заводе эту операцию переработки мне надо было проводить вместе с одним инженером, Николаем Васильевичем. Мы должны были выпустить газообразное соединение урана – шестифтористый уран–из баллона в большую фарфоровую чашу с кислотой и осадить его в форме твердого вещества. В осадке мог начаться процесс ядерного деления. Не обязательно взрывного характера, но распад ядер мог происходить с большим выделением нейтронов, и мощный нейтронный поток нас бы облучил. Николай Васильевич спросил меня:
|
|
|
– Какова критическая масса для этого соединения?
Я назвал. Тогда он внес предложение:
– Знаете что, давайте эту работу проведем вон в том домике – там никого нет.
«Почему он так обеспокоен? » – подумал я и спросил:
– Что, взрыва боитесь?
Николай Васильевич спокойно взглянул на меня и ответил:
– Нет, не боюсь, я просто вспомнил один случай… Во время войны я жил в небольшом домике. Однажды утром, проснувшись, я пошел на кухню и начал бриться. Только намылился и побрил одну щеку, как объявили воздушную тревогу. Я все оставил в кухне на столике и пошел в убежище, а когда вернулся–домика не было. Он лежал в развалинах, но каким–то чудом кухонный столик с моим бритвенным прибором сохранился. Я подумал: «Если я человек, то добреюсь. А если животное – не смогу». И я добрился и даже не порезался. А теперь давайте займемся ураном.
Получив баллон с шестифтористым ураном, мы приступили к священнодействию, уединившись в этом отдельно стоящем небольшом домике. Закрепили на весах баллон с газом, конец шланга опустили в чашу с раствором, поставленную на весы, и начали выпускать газ. Во время проведения этих манипуляций меня неотступно преследовала мысль: а что же будет, когда мы перейдем от опытов к промышленному производству? Потребуется создать много параллельных линий, большое количество мелкой аппаратуры… А нельзя ли все–таки пустить в переработку большую порцию? Если бы можно было сразу запустить в производство большое количество шестифтористого урана, потребное количество аппаратуры резко сократилось. И я спросил:
– Николай Васильевич, а может быть, мы увеличим количество воды?
Он посмотрел на установленный на весах баллон и фарфоровую чашу, затем перевел взгляд на счетчики и спокойно ответил:
– Давайте.
В следующей партии мы увеличили вдвое количество перерабатываемого вещества, смотрим, нейтронные счетчики не работают: значит, никакой опасности нейтронного облучения нет.
Потом нам принесли второй баллон. Я сказал:
– Может быть, пустим в переработку все? Это как раз в четыре раза больше критической массы, названной нам. Как вы думаете, Николай Васильевич, может быть, все из баллона выпустим?
|
|
|
Мы выпустили из баллона весь газ. Счетчики не работали.
– Ну, хватит экспериментировать, Николай Васильевич, – сказал я.
– Не надо больше искушать судьбу, – подтвердил он.
Мы переработали все доставленные нам баллоны с шестифтористым ураном и через день вернулись в Москву, и я тотчас же направился к Курчатову. Встретил он меня с горящими от нетерпения глазами и сразу же задал вопрос:
– Ну как?
Желая его немного подразнить, я спросил:
– Какая все–таки критическая масса для наших условий, Игорь Васильевич?
Он повторил названную перед моим отъездом на завод величину.
– А может, добавите?
– Ну можно увеличить вдвое… Вы что, пробовали?
– А может, можно еще добавить?
– Вы что, пробовали? – повторил Курчатов.
– Пробовали. Брали в четыре раза больше названного вами количества.
Тогда он как–то по–особенному тепло посмотрел на меня и сказал:
– Рассчитанная критическая масса в десять раз больше, но вдруг мы где–то ошибаемся? Мне вас было жалко – а вдруг попробуете и сразу же увеличите количество против установленного расчетом. Что, разве я не знаю, как у нас к расчетам относятся? Ведь вот попробовали же вы?
Курчатов бережно относился к людям, с которыми работал. Несмотря на то, что расчеты были произведены точно, он на всякий случай назвал меньшую величину критической массы: мало ли что может произойти, потому что люди действительно ведь любят пробовать. А если попробуют, а в расчете критической массы допущена ошибка? Или просто возьмут больше расчетного количества? Тогда катастрофа. Надо помнить, что в то время создавался совершенно новый процесс. У нас иногда не было даже общих теоретических предположений. В ряде случаев теория шла рядом с экспериментом. На основании экспериментальных данных уточнялась теория. Нередко необходимо было и теоретические основы создавать, и эксперименты проводить.
|
|
|
