|
|
|
Жолио-Кюри Фредерик |
1897-1956 |
БИОГРАФИЧЕСКИЙ УКАЗАТЕЛЬ |
XPOHOCВВЕДЕНИЕ В ПРОЕКТФОРУМ ХРОНОСАНОВОСТИ ХРОНОСАБИБЛИОТЕКА ХРОНОСАИСТОРИЧЕСКИЕ ИСТОЧНИКИБИОГРАФИЧЕСКИЙ УКАЗАТЕЛЬПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬГЕНЕАЛОГИЧЕСКИЕ ТАБЛИЦЫСТРАНЫ И ГОСУДАРСТВАЭТНОНИМЫРЕЛИГИИ МИРАСТАТЬИ НА ИСТОРИЧЕСКИЕ ТЕМЫМЕТОДИКА ПРЕПОДАВАНИЯКАРТА САЙТААВТОРЫ ХРОНОСАРодственные проекты:РУМЯНЦЕВСКИЙ МУЗЕЙДОКУМЕНТЫ XX ВЕКАИСТОРИЧЕСКАЯ ГЕОГРАФИЯПРАВИТЕЛИ МИРАВОЙНА 1812 ГОДАПЕРВАЯ МИРОВАЯСЛАВЯНСТВОЭТНОЦИКЛОПЕДИЯАПСУАРАРУССКОЕ ПОЛЕ |
Фредерик Жолио-Кюри
Фредерик Жолио-Кюри. Жолио-Кюри Фредерик (1900— 1958) — французский физик, коммунист, председатель Всемирного Совета Мира (1951 — 1958), член Парижской академии наук, иностранный член АН СССР (1947). С именем Жолио-Кюри связаны важнейшие экспериментальные исследования в новой области физических явлений — микромире. Жолио-Кюри открыл (совместно с И. Кюри) явление искусственной радиоактивности, исследовал превращения электронно-позитронных пар, в связи с открытием нейтрона одним из первых указал на возможность деления ядер атомов и практического использования атомной энергии. Был сторонником диалектического материализма. Жизнь и деятельность Жолио-Кюри подтверждают важность овладения передовой философской методологией, которая способствует научным достижениям и осознанию социальной ответственности ученого. Философский словарь. Под ред. И.Т. Фролова. М., 1991, с. 140.
Жолио-Кюри (Joliot-Curie) Ирен и Фредерик, супруги, французские физики и прогрессивные обществ, деятели. Ж. - К. Ирен (12.9.1897, Париж,- 17.3. 1956, там же), дочь известных учёных-физиков П. Кюри и М. Склодовской-Кюри. Окончила Парижский ун-т (1920), защитила докторскую диссертацию (1925), работала в лаборатории Ин-та радия, с 1934 возглавляла кафедру физики Парижского ун-та. В 1936 помощник статс-секретаря по научно-исследоват. делам во франц. пр-ве. Автор ряда научных работ по естеств. и искусств, радиоактивности и расщеплению атомов тяжёлых элементов. Осн. научные работы - открытие искусственной радиоактивности и исследование процессов аннигиляции и рождения пар и др. - Ирен Ж.-К. выполняла совместно с мужем - Ф. Жолио-Кюри. В 1939 совместно с югосл. физиком П. Савичем установила, что одним из продуктов, получаемых в результате облучения урана нейтронами, является лантан - элемент с порядковым номером 57, а не трансурановый элемент, как полагали учёные-физики раньше. В годы оккупации Франции нем.-фаш. войсками Ирен Ж.-К. активно участвовала в движении Сопротивления. С 1946 вела большую работу во франц. Комиссариате по атомной энергии, из к-рого была уволена в 1950 за прогрессивные политич. взгляды. Активный деятель Всемирного движения сторонников мира и Междунар. женского движения. Чл.-кор. АН СССР (1947). Ж. - К. Фредерик (19.3.1900, Париж,- 14.8.1958, там же). После окончания школы физики и прикладной химии (1923) работал под руководством М. Склодовской-Кюри в лаборатории Ин-та радия. В 1930 защитил докторскую диссертацию по проблемам электрохимии полония. Вместе с Ирен Ж.-К. открыл искусств, радиоактивность, возникающую у мн. элементов при бомбардировке атомов альфа-частицами. За это открытие супруги Ж.-К. были удостоены Нобелевской пр. (1935). С 1937 по 1958 возглавлял кафедру ядерной физики и химии в Коллеж де Франс. Здесь Ж.-К. организовал лабораторию ядерной физики и химии. С 1937 возглавлял лабораторию атомного синтеза в Нац. центре научных исследований. Ж.-К. опубликовал ряд работ, явившихся одними из первых исследований по делению тяжёлых ядер и образованию заурановых элементов. Совместно с франц. учёными Г. Альбаном и Л. Коварским Ж.-К. первым определил в нач. 1939 среднее число вторичных нейтронов, вылетающих при делении ядра атома урана, показал принципиальную возможность цепной ядерной реакции с освобождением атомной энергии. Но его работы были прерваны начавшейся второй мировой войной. После её окончания был руководителем строительства первого в Зап. Европе циклотрона (1948). В годы оккупации Франции принимал активное участие в движении Сопротивления, был избран президентом «Национального фронта борьбы за освобождение и независимость Франции». В 1942 вступил в ряды Франц. коммунистич. партии. Участвовал в Парижском восстании в авг. 1944. После освобождения Франции становится директором Нац. центра науч. исследований и Верх, комиссаром по атомной энергии. Под его руководством франц. учёные начали осуществление широкой программы ядерных исследований. С 1946 президент Всемирной федерации научных работников. В 1950 смещён с поста Верх, комиссара по атомной энергии за принадлежность к компартии. До конца жизни вёл большую научную работу, возглавляя лаборатории в Ин-те радия и в Ин-те ядерной физики. Был избран чл. 2 франц. и 7 иностр. академий, в т. ч. АН СССР (1949). Активный деятель Всемирного движения сторонников мира, был президентом Всемирного Совета Мира. Лауреат Междунар. Ленинской пр. «За укрепление мира между народами» (1951). С 1947 возглавлял общество «Франция - СССР», в 1956 избирался членом ЦК Франц. компартии. Использованы материалы Советской военной энциклопедии в 8-ми томах, том 3: Гражданская война в США, 1861-65 – Йокота. 672 с., 1977.
Бикар П.Первые шаги в наукеЕдва обосновавшись в Институте радия, Фредерик Жолио с головой уходит в работу. Его работоспособность и азартность сначала даже немного испугали Марию и Ирэн Кюри, но об этом он узнал позднее. До 1927 года Жолио продолжал подготовку к сдаче экзаменов на диплом бакалавра 1 и знакомился одновременно с практикой постановки опытов в лаборатории. С другой стороны, чтобы восполнить недостаточность полагавшегося ему жалованья (пятьсот сорок франков в месяц), он в том же 1927 году согласился вести курс электрических измерений в Школе промышленной электротехники в Шарлиа. Как он признавался позднее, эти занятия стоили ему вначале большого волнения: Впервые я оказался у классной доски перед многочисленными учениками. Через некоторое время это волнение исчезло, между учениками и новым преподавателем установилась взаимная симпатия. Наконец, став дипломированным инженером и преподавателем, Жолио начал путешествие в мире научных изысканий. Темой первой работы он выбрал изучение насыщенных растворов солей радиоактивных элементов. Последние оса- ____ 1. Бакалавр — звание, присваиваемое окончившим высшее учебное заведение и защитившим диплом. — Прим перев. [24] ждались на электроде, представлявшем собой тонкую слюдяную пластинку, покрытую тончайшей пленкой золота. Расположенная с противоположной стороны электрода ионизационная камера позволяла следить за скоростью осаждения по зарегистрированному излучению. В 1927 году имя Фредерика Жолио впервые появилось на страницах «Отчетов Академии наук» 1. Естественно, любопытство молодого ученого привлек тончайший слой золота (использовавшийся им в первой работе), который был достаточен для того, чтобы служить электродом, но в то же время не представлял препятствия на пути альфа-частиц полония. Поэтому Жолио предпринял систематическое исследование условий изготовления и физических свойств тончайших металлических слоев. Он научился наносить металл на подложку, которую затем растворял в ацетоне и получал таким образом тончайшие металлические пластинки без подложки, толщиной в несколько стотысячных миллиметра! В дальнейшем этот метод был использован английским физиком Дж. П. Томсоном для изучения дифракции электронов. Жолио не стал продолжать исследования в этом направлении, но справедливости ради следует отметить, что он был настоящим пионером в области, которая сейчас получила большое научное и промышленное применение. Он вернулся к исследованиям радиоактивности, и в 1928 году впервые в отчетах Академии наук опубликована совместная работа двух ученых: Фредерика Жолио и Ирэн Кюри 2. В 1930 году Жолио защищает докторскую диссертацию «Электрохимическое изучение радиоактивных элементов». Примерно в это время один из его старых друзей наполовину серьезно, наполовину шутя сказал ему: «Вы опоздали заниматься радиоактивностью. Группы и изменения этих веществ хорошо изучены, и теперь остается только уточнять третьи или четвертые знаки после запятой в величинах различных характеристик этих элементов». Защита диссертации должна была опровергнуть это пессимистическое мнение. Во многих странах внимание физиков привлекали явления, связанные с прохождением альфа-частиц через различ- ____ 1. На стр. 214—219 помещена библиография научных работ Фредерика Жолио-Кюри. [Здесь не воспроизводится] 2. Ирэн Кюри вышла замуж за Фредерика в 1926 году. [25] ные вещества. Подобные явления наблюдались крайне редко. Поэтому ученые были заинтересованы в том, чтобы получить в свое распоряжение более мощный источник альфа-частиц. Наиболее ценным с этой точки зрения является полоний 1. Существовавшие тогда в Институте радия источники альфа-частиц имели недостаточную мощность, но в тех полутора граммах радия, которыми располагала Мария Кюри, накопилось большое количество полония, и молодые ученые начали работу по его выделению. Эксперимент был очень тонок и весьма опасен из-за сильного излучения. Вот как Фредерик Жолио описывает предпринятую работу: Обращение с этим ценным продуктом в таких количествах весьма деликатно и требует ряда серьезных мер по обеспечению безопасности из-за весьма интенсивного радиоактивного излучения. Эти опыты позволили в четыре раза увеличить количество радия D, находившегося в распоряжении лаборатории. Вместе с мадам Жолио-Кюри я разработал способы приготовления источников полония весьма большой активности при помощи электролиза или термического выпаривания. Значительные усилия, затраченные на подготовку источника радиоактивности в 200 милликюри, в скором времени были щедро вознаграждены. Исследования нейтронаТеперь перенесемся в 1932 год. Маленькой Элен Жолио уже пять лет. В начале года Ирэн Жолио-Кюри активно участвует в совместных опытах, хотя скоро, в марте, должен родиться сын Пьер. Два года назад немецкие ученые Бете и Беккер сделали весьма любопытное наблюдение: при бомбардировке альфачастицами легких элементов, вроде бора или бериллия, возникало новое излучение и притом такое сильное, что свинцовая пластинка толщиной в десять сантиметров едва его ослабляла. Велико было смятение физиков-атомщиков. Имело ли это излучение ту же природу, что и гамма-лучи, испускаемые радием? Оба немецких физика придерживались именно такой точки зрения. В каких условиях может ____ 1. Радиоактивный элемент, открытый в 1898 году Пьером и Maрией Кюри. Название дано в честь родины Марии Кюри — Польши. [26] возникать это излучение? Является ли оно конечным процессом или представляет собой лишь ряд промежуточных процессов, возникающих при взаимодействии между атомными ядрами? Фредерик и Ирэн Жолио имеют в своем распоряжении мощный источник альфа-частиц, полученный после долгих усилий, и они немедленно решают повторить опыт двух немецких физиков. Исследование неизвестного излучения можно было предпринять двумя способами: методом фотографии и измерением интенсивности излучения. Оба метода сыграли такую важную роль в опытах Жолио, что здесь небесполезно кратко изложить их принципы. В замкнутый сосуд, наполненный газом, помещают две параллельные металлические пластинки, на которые подают напряжение. Разность потенциалов между пластинками должна быть большой. Как правило, в этих условиях наблюдается электрический ток весьма незначительной плотности. Но если пространство между двумя пластинками подвергнуть радиоактивному облучению, то последнее начинает воздействовать на тяжелые атомы и порождает заряженные частицы. Электрическое поле приводит заряженные частицы в движение. Они притягиваются металлическими пластинами. Таким образом, сила электрического тока увеличивается и тем больше, чем выше интенсивность излучения. Описанный выше прибор получил название ионизационной камеры. Прибор, позволяющий видеть и фотографировать следы пролетевших частиц, получил название «камеры Вильсона» по имени шотландского физика С. Т. Р. Вильсона, который разработал соответствующую аппаратуру в 1912 году. Вертикальный цилиндр закрывают сверху прозрачным стеклом, а снизу — подвижным поршнем. Цилиндр заполняют пересыщенным водяным паром. Если внезапно опустить поршень, то в результате падения давления наступает охлаждение газа и, как правило, образуется туман. Однако, если пар перед опытом очищен от малейших примесей пыли, то туман не возникает, ибо конденсация паров может осуществляться только вокруг инородных частичек, в данном случае пылинок. Когда же излучение радиоактивного элемента проникает в камеру Вильсона во время падения давления или же само автоматически вызывает это падение, то каждая частица излучения становится ядром конденсации, а траек- [27]
Фотоснимок процесса в камере Вильсона (1933).
тория ее движения материализуется в виде мельчайших капелек тумана. Жолио сумел создать камеру Вильсона с малым давлением, которая позволяла увеличивать наблюдаемый отрезок траекторий частиц в 76 раз по сравнению с существовавшими ранее камерами. Представим себе Фредерика в один из дней тридцатых годов. Вот он стоит в белом халате перед громоздким сооружением из цилиндров, помп и насосов. Над стеклянной крышкой вертикально расположенных цилиндров закреплены два фотоаппарата, наклоненные под углом в 45° [28] к горизонтальной плоскости. Около Жолио — один или несколько посетителей, и он поясняет им сущность своей камеры. Устройство научного прибора можно описывать различными способами. Прежде всего можно прочесть вслух «Инструкцию по применению», составленную конструктором. Занятие это, как правило, скучное, да и польза от него сомнительна. Можно также вкратце описать общие принципы прибора, остановившись подробнее на полученных результатах. Описания Жолио-Кюри были в какой-то мере синтезом описаний, даваемых и поэтом, и инженером. В течение нескольких минут Жолио показывает присутствующим разнообразные возможности, кроющиеся в методе знаменитого шотландского физика. С гордостью, подобной той, которую испытывает хороший рабочий при взгляде на законченный им труд, Жолио рассказывает о том, какие улучшения внесены им в прибор, и показывает эскизы и чертежи, сделанные им самим здесь же в лаборатории. Попутно его рука задерживается на задвижке, на окошке, на шарнире. Его жесты не менее выразительны, чем слова, и можно сказать, что мысли Жолио воплощаются в его руках. Как знаток, он спрашивает: Ну разве это не величайший эксперимент в мире? Бесконечно малая частичка, выброшенная в полость камеры, сама отмечает свой путь мельчайшими частичками тумана. Если в это время к группе приближается Ирэн, она не упускает случая ответить: Да, мой дорогой, это был бы самый великий эксперимент в мире, если бы не существовало материнства... Жолио проявлял огромный интерес к камере Вильсона, и это производило настолько сильное впечатление на всех его сотрудников, что один из них, Халбан, специально говорил об этом в своем выступлении во Французском физическом обществе: Камера Вильсона продолжала оставаться излюбленным инструментом Жолио. У него всегда под рукой было несколько камер в отличном состоянии. Жолио проводил долгие часы у смотрового окна этих приборов. Для него это было основное время раздумий. Временами один из нас, его сотрудников, получал привилегию провести вторую половину дня вдвоем с Жолио [29] в темной комнате, наблюдая за полетом частиц. В эти часы Жолио давал волю воображению, и такие встречи для большинства из нас были основным источником вдохновения 1. Итак, в конце 1931 года Фредерик и Ирэн Жолио-Кюри имели в своем распоряжении мощный источник альфа-частиц, подготовленный ценою длительной и кропотливой работы. Для того чтобы изучить влияние открытого Бете и Беккером таинственного излучения на другие вещества и установить особенности этого излучения, Ирэн и Фредерик решили прежде всего использовать ионизационную камеру. Чтобы быть уверенным в том, что в данном случае имеет место исключительно сверхпроникающее излучение, они составили такую схему прибора, где излучение, перед тем как попасть в камеру, должно пройти сквозь слой свинца толщиной в пятнадцать миллиметров. С первого взгляда казалось, что выбор толщины такого экрана не представляет затруднений, потому что дополнительные сантиметры не явились бы трудно преодолимым препятствием для излучения. Однако оба физика решили прикрыть ионизационную камеру только едва ощутимым листком алюминия толщиной всего в пять тысячных миллиметра! Таким образом, если таинственное излучение, проходя сквозь различные вещества, порождает новое, даже слабое излучение, последнее также должно было бы проникнуть в ионизационную камеру, где его можно обнаружить. Именно этот принцип, давая широкие возможности для наблюдения, лег в основу научного открытия. Жолио подводит итоги работы в статье, написанной им в 1954 году: Я всегда придавал очень большое значение тому, как был задуман и поставлен опыт. Конечно, надо исходить из определенной, заранее продуманной идеи; но каждый раз, когда это только возможно, опыт должен оставлять максимальное число открытых окон для того, чтобы можно было наблюдать непредусмотренные явления. Фредерик и Ирэн произвели первые измерения при помощи ионизационной камеры. Впоследствии они помещали экран на пути потока частиц. Казалось бы, поток должен был уменьшиться. А он или оставался постоянным, ____ 1. «Журналь де физик», октябрь 1959 г., стр. 40 и cл. [30] или даже увеличивался (когда применяли экраны из целлофана или парафина). Следовательно, происходило какое-то иное явление. И это «иное явление» не могло бы проникнуть в ионизационную камеру, если бы входной экран был более толстый (хотя бы уже в несколько десятых миллиметра). Подобный экран замаскировал бы новое явление. Сразу после того, как Фредерик и Ирэн открыли новое явление, они прибегли к помощи камеры Вильсона. Благодаря ей они смогли определить, что «излучение Бете и Беккера» способно выбивать ядра водорода, гелия и азота и придавать им значительную энергию. Одновременно они обнаружили, что в пространство излучаются электроны, обладающие высокой энергией. Опубликовав результаты своих опытов, Фредерик и Ирэн попытались дать объяснение новому явлению, хотя и не были полностью уверены в обоснованности своих выводов. Это произошло 18 января 1932 года. А месяц спустя, 17 февраля, по другую сторону Ла-Манша, британский физик Джеймс Чедвик дал в лаборатории Кавендиша в Кембридже правильное объяснение результатов наблюдений. Располагая электронным оборудованием — пропорциональным усилителем, которого в Париже тогда еще не было,— он смог измерить поодиночке импульсы летящих ядер и отделить их от импульсов электронов. Он доказал, что ни одна из выдвинутых Жолио гипотез не может быть приемлемой, но все можно объяснить, если, наоборот, принять, что «излучение Бете и Беккера» состоит из электрически нейтральных частиц, масса которых равна примерно массе ядра водорода. Чедвик назвал новую частицу «нейтроном». Роль этой элементарной частицы стала так велика и ее название столь широко известно, что сейчас трудно представить себе, сколь огромны были усилия по наблюдению и обсуждению результатов, которые понадобились, чтобы открыть ее существование (да и кто удивится сегодня тому, что Земля кругла и вращается вокруг Солнца!). История этого открытия представляет собой прекрасный пример международного научного сотрудничества: 1930 — Бете и Беккер (Германия), 1932 — Фредерик и Ирэн Жолио-Кюри (Франция), 1932 — Д. Чедвик (Великобритания). Если описать историю открытия и показать его значение сравнительно легко, особенно после того как совершен ре- [31] шающий шаг, то зато значительно сложнее наглядно показать те колебания, спешку, энтузиазм и разочарования, которые предшествовали успеху. Приводимые ниже отрывки писем, написанных Фредериком Жолио своему другу Дмитрию Скобельцыну в Москву, дают нам приблизительное представление об этом: ...В то же время (работа в лаборатории идет довольно медленно) мадам Жолио и я заняты опытами по определению природы открытого Бете и Беккером явления проникающего излучения гамма-частиц, вызванного бомбардировкой легких ядер альфа-частицами. Мы пришли к новым и интересным результатам. 2 апреля 1932 года он снова пишет из дома Марии Кюри в Аркуэсте, в Бретани: Я воспользовался кратким отдыхом в Бретани, чтобы написать Вам. Прежде всего сообщаю, что с 12 марта наша семья пополнилась сыном. Мадам Жолио чувствует себя хорошо, но все еще отдыхает в Париже. Последние месяцы мы много работали, и перед отъездом в Бретань я очень устал. Пришлось ускорить постановку опытов, потому что чувствовать, как тебя опережают другие, которые немедленно повторяют твои опыты, довольно неприятно. В Париже Морис де Бройль вместе с Тибо и двумя другими сотрудниками немедленно взялся за осуществление подобной идеи. В Кембридже Чедвик также ждал недолго. К тому же он высказал соблазнительную мысль о том, что проникающее излучение полоний+бериллий состоит из нейтронов. Я говорю Вам об этом потому, что полагаю, что Вы в курсе опытов по ядерному излучению благодаря опубликованным в «Отчетах Академии» 1 и «Природе» 2 материалам. Недавно мы поставили новые опыты по изучению излучения полоний+бериллий, опубликованы в и результаты их в понедельник будут «Отчетах». Вот краткое резюме: излучение полоний+бериллий состоит по меньшей мере из двух частей. Часть лучей — гамма-лучи — поглощается вследствие эффекта Комптона при энергии порядка (11—5) -106 электронвольт ____ 1. «Еженедельные отчеты Академии наук Франции» — основной теоретический журнал Академии наук Франции. 2. «Природа» — «Нейчур» — британский научный еженедельник. Ученые очень ценят его за быстроту научных публикаций в разделе «Письма редактору» [32] [ФОТО] Факсимиле страницы отчета об опыте. Верх страницы написан Фредериком Жолио-Кюри, конец страницы — Ирэн Жолио-Кюри (1933). [33] Вторая часть представляет собой проникающее излучение огромной 1 силы (ослабленное примерно только наполовину после прохождения сквозь слой свинца толщиной 16 сантиметров), которое при поглощении выталкивает другие ядра. Вероятнее всего, это излучение состоит из нейтронов 2. Открытие искусственной радиоактивностиОдна из странностей истории науки состоит в том, что искусственная радиоактивность не была открыта до 1933 года. Это открытие, безусловно, было бы сделано раньше, если бы исследования проводились систематически при помощи радиоактивных источников (которыми уже давно располагали ученые) и чувствительной электронно-измерительной аппаратуры. Действительно, сделанное Жолио-Кюри открытие вторичной радиоактивности основано на двух не зависевших друг от друга открытиях: нейтрона и позитрона. Так, П. М. С. Блэккетт писал в биографическом очерке о Жолио для «Лондонского Королевского общества» 3. Что касается первого открытия, то выше мы показали, какую роль сыграли в нем Фредерик и Ирэн Жолио-Кюри. Второе открытие — открытие позитрона или положительного электрона — было сделано в 1932 году американским физиком С. Андерсоном. Блэккетт и Оккиалини в Великобритании развили его опыты, в то время как во Франции Фредерик и Ирэн Жолио-Кюри получили в камере Вильсона первые фотографии одновременного появления положительного и отрицательного электронов. Именно в это время супруги Жолио предприняли исследования, которые послужили основанием для того, чтобы включить обоих в список великих первооткрывателей. * * * Мне никогда не забыть послеполуденное время одного из первых дней января 1934 года, когда по телефонному ____ 1. Подчеркнуто в письме. 2. Здесь мы считаем уместным выразить особенную признательность академику Д. В. Скобельцыну, приславшему нам фотокопии писем Фредерика Жолио-Кюри. Почти все его письма написаны от руки. 3. «Биографический справочник членов Королевского общества», том VI, стр. 87—101. [34] звонку я покинул свою лабораторию на улице Воклэн и быстро направился на улицу Пьера Кюри, где в полуподвальной лаборатории Института радия меня ждал Фредерик Жолио. Опытная установка, которую он спешил показать мне, состояла из многочисленных аппаратов, расположенных на нескольких столах. Было видно, что она только что наспех смонтирована специально для того, чтобы показать открытие, сделанное Фредериком и Ирэн несколько часов тому назад. Позднее демонстрационная установка потеряла временный характер и приняла более нормальный, более продуманный вид. Жолио вкратце рассказал мне сущность предварительно поставленных опытов, каждый раз подчеркивая, как делал всегда, роль каждого из них. Наконец, он подошел к своему последнему опыту: Я облучаю мишень при помощи вот этого источника излучения альфа-частиц, и ты слышишь треск счетчика Гейгера. Я убираю источник излучения... треск должен бы прекратиться, но он продолжается... В этот момент позади экспериментатора, вновь переживающего радость открытия, появляются Мария Кюри и Поль Ланжевен. Демонстрация опыта повторяется с той же простотой и точностью. Описанная выше сцена продолжалась не более тридцати минут. Присутствовавшие обменялись всего лишь несколькими словами: короткие вопросы и точные ответы на них. Но не у меня одного осталось в памяти неизгладимое впечатление об этих минутах. Потом Жолио часто напоминал мне об этой встрече. Он рассказывал, какую испытал тогда гордость и радость, что может показать двум знаменитым ученым, с которыми его столько связывало, новое проявление вечно живого и вечно обновляющегося существа природы. Вскоре после этого Фредерик и Ирэн Жолио-Кюри пережили другой исторический момент — они вручили Марии Кюри первый искусственный радиоактивный элемент, выделенный в химически чистом виде. В 1957 году Фредерик Жолио-Кюри должен был выступить по французскому радио и телевидению, но выступление было запрещено правительством, и поэтому был опубликован только его [35] текст в журнале «НЕФ». В нем Фредерик так описывает этот исторический момент: Мария Кюри была свидетельницей наших поисков. Я никогда не забуду выражение радости на ее лице, появившееся тогда, когда Ирэн и я показали ей первый искусственный радиоактивный элемент в маленькой стеклянной трубке. Я и сейчас вижу, как она берет обожженными радием пальцами маленькую трубочку, в которой находится искусственно созданный элемент, правда, с еще очень слабой радиоактивностью. Чтобы проверить правильность того, что мы сообщили ей, она подходит к счетчику Гейгера — Мюллера и слышит многочисленные щелчки. Без сомнения, это было последнее большое удовлетворение, которое она испытала в своей жизни. Через несколько месяцев Мария Кюри скончалась от лейкемии. Последствия открытия искусственной радиоактивности стали для большинства столь очевидны, что его место в общем ряду научных открытий оценивается неправильно. Поэтому нам не кажется лишним вернуться хотя бы кратко к истории этого вопроса. К концу XIX столетия физические и химические свойства большинства известных элементов были изучены. Гениальная идея великого русского ученого Менделеева позволила классифицировать по группам известные элементы при помощи периодического закона. Считалось, что каждый элемент имеет строго установившиеся свойства, которые всегда остаются неизменными. В каких бы соединениях мы ни встретили железо или кальций, предполагалось, это всегда будет одно и то же железо, один и тот же кальций. Несмотря на неисчислимые попытки алхимиков, каждый элемент упорно сохранял свои свойства и отличительные характеристики. В 1898 году положение изменилось. Благодаря работам Беккереля, Пьера и Марии Кюри, которым помогал Гюстав Бемон, в земной коре были обнаружены новые вещества — радиоактивные элементы. Наиболее известным из них до открытия атомного распада был радий, который сам, без какого бы то ни было внешнего воздействия, распадается и более или менее быстро превращается в другие химические элементы (в конце концов в свинец) причем человек никак не мог повлиять ни на характер, ни на скорость этого превращения. Человек мог только констатировать факт превращения да еще измерить его скорость. Он мог использовать этот процесс, но не прекратить, [36] не замедлить, не ускорить его. Ни физики, ни химики ничем не могли помочь: мечта алхимиков по-прежнему оставалась мечтой. И все же эта мечта начинает становиться реальностью. В 1919 году— в том самом году, когда молодой студент Фредерик Жолио поступает в Школу физики и химии, — великий английский физик Эрнест Резерфорд добивается искусственного превращения одного элемента в другой. Это фундаментальное открытие, относящееся к числу таких, которые коренным образом меняют не только направление развития физики, но и судьбы человечества, было следующим образом прокомментировано Ирэн Жолио-Кюри в ее лекции после вручения Нобелевской премии 12 декабря 1935 года: После того как было открыто явление стихийных превращений радиоактивных элементов, лорд Резерфорд впервые осуществил искусственное превращение одного элемента в другой. Примерно пятнадцать лет тому назад, бомбардируя альфа-частицами некоторые легкие атомы, например атомы азота или алюминия, он обнаружил выделение протонов, то есть заряженных положительно ядер водорода. Протоны получались из атомов подвергавшихся бомбардировке элементов и, следовательно, появлялись в результате превращения одного элемента в другой. На основании этого можно было с достоверностью установить сущность атомного превращения: например, атом алюминия, присоединив альфа-частицу и выделив протон, превращается в атом кремния. Количество вещества, полученное в результате превращения, было очень незначительным, и подобные выводы были построены только на основании исследования излучений. Как и всегда, работа первооткрывателя послужила импульсом для новых поисков и исследований. Самые разнообразные ядра подвергались бомбардировке при помощи всех известных источников излучения, состоявших на вооружении физиков того времени. Теперь надлежало добавить к хорошо изученным «химическим реакциям» «ядерные реакции». Если в первых атомы различных элементов вступают в разные связи друг с другом и образуют разнообразные молекулы неорганических и органических соединений, то при вторых — в результате бомбардировки подвергаются изменениям сами атомы. [37] Однако изучение ядерных реакций незамедлительно вызвало к жизни сложные и деликатные проблемы. Для каждой реакции надо было подсчитать баланс масс и энергий, установить химические свойства получающихся элементов и сравнить их с наблюдаемым во время реакции излучением. История науки богата подобными периодами быстрого развития. Открытие какого-нибудь нового явления и создание теории, которая удовлетворительно его объясняет, сразу же вызывает у ученых разных стран желание повторять эти опыты и предпринимать новые. Одним сопутствует успех, другим — тяготы сомнений и неудачи. Некоторые упорно отказываются признавать новые теории. Как раз в таких условиях ярче всего проявляется гениальность тех, кто может найти объяснение, которое рассеет туман, или поставить опыт, который снимет пелену неизвестности. И в истории науки нет более характерного примера этому, нежели открытие искусственной радиоактивности. Чтобы должным образом оценить это открытие, обратимся к протоколам Конгресса «Сольвей», заседавшего в Брюсселе в октябре 1933 года. Проводимые ежегодно фондом «Сольвей» научные конгрессы относятся к числу наиболее важных: ученые разных стран собираются здесь вместе, чтобы сравнить результаты своих исследований и теоретических обоснований по наиболее актуальным вопросам. В том году на этот конгресс собрались наиболее выдающиеся физики XX столетия: Мария Кюри, лорд Резерфорд, П. А. М. Дирак, П. М. С. Блэккетт, Нильс Бор, Энрико Ферми, Луи де Бройль, А. Иоффе, В. Паули и другие. Председательствовал Поль Ланжевен. Ирэн и Фредерик Жолио-Кюри представили доклад, озаглавленный «Проникающее излучение атомов под воздействием альфа-лучей». Бомбардируя альфа-частицами различные элементы они наблюдали излучение протонов. Однако, когда они бомбардировали легкие элементы, вроде алюминия, то последние излучали одновременно и нейтроны, и положительные электроны. Отчет супругов Жолио вызвал весьма оживленную дискуссию. Известный немецкий физик Лиза Мейтнер сообщила, что, повторяя опыт двух французских физиков, она никогда не могла обнаружить ничего, кроме повторной эмиссии протонов. [38] Неужели в опытах была допущена ошибка? Или супруги Жолио-Кюри дали ошибочные толкования своих наблюдений? Несмотря на то что Фредерик и Ирэн Жолио-Кюри были глубоко уверены в тщательности и точности проделанной ими работы, они были разочарованы оказанной им встречей. К счастью, двое других ученых почувствовали, что супруги Жолио стоят на пороге капитального открытия. Позднее Фредерик Жолио-Кюри писал: Большинство из присутствовавших физиков не поверило в точность наших опытов. Заседание достаточно огорчило и разочаровало нас. Но после заседания профессор Нильс Бор отвел нас, мою жену и меня, в сторону и сказал, что считает полученные нами результаты очень важными. Спустя некоторое время Паули тоже подошел подбодрить нас. По возвращении в Париж Фредерик и Ирэн снова включились в работу. Конгресс «Сольвей» побудил их предпринять серию элементарных опытов для проверки теории Дирака. Одновременно они не прекращали начатые ранее опыты. В Институте радия и даже дома — в меру того, как это позволяла им маленькая Элен,— они продолжали обсуждать результаты дискуссии. Наутро они возвращались в лабораторию с готовой программой на день. Так шли долгие недели. Ведь научное открытие, в противоположность широко распространенному мнению, не является результатом случая и нескольких озаряющих мгновений. Великое открытие, — пишет Мария Кюри,— не рождается в законченном виде в мозгу ученого, наподобие полностью экипированной Минервы, появившейся из головы Юпитера. Открытие — это плод предварительно проделанного большого труда. Среди плодотворных дней встречается много других, когда ничего не получается, когда все валится из рук, когда кажется, что даже сама материя относится к тебе враждебно. Вот именно тогда нужно победить разочарованность 1. Именно в эти «враждебные дни» лучше всего проявлялась гениальность Фредерика Жолио и его умение форсировать успех. Разочарование никогда не овладевало им. ___ 1. Mapия Кюри. «Пьер Кюри». Издательство Деноэль, 955, стр. 95. [39] После Конгресса «Сольвей» у Жолио постепенно созрела идея поставить такой опыт, который снял бы последние сомнения. Как только программа опыта была разработана им совместно с Ирэн, он приступил к его осуществлению с быстротой и четкостью, которые всегда характеризовали работу Фредерика. Зависит ли излучение нейтронов и сопутствующих им положительных электронов от скорости частиц, которые бомбардируют ядро? I-I главное, можно ли согласиться с тем, что в опытах Резерфорда речь идет о мгновенной ядерной реакции?.. Но предоставим слово самому ученому: Мы с удивлением констатировали, что когда энергия альфа-частиц последовательно уменьшается, эмиссия нейтронов на определенной стадии прекращается, в то время как излучение положительных электронов продолжается с прежней интенсивностью и даже растет, так же как при излучении электронов естественными радиоактивными элементами. Тогда мы повторили опыт, упростив его: мы в течение некоторого периода бомбардировали алюминий альфа-лучами с максимальной скоростью, а затем постепенно удаляли источник альфа-частиц. И что же? Алюминиевый листок продолжал излучать положительные электроны в течение нескольких минут. Тогда все стало ясно! Все стало ясным... При условии, что пощелкивание счетчиков Гейгера действительно вызвано новым излучением, а не недостатком их конструкции. Этот вопрос Жолио задал себе в шесть часов вечера. Но на этот вечер Ирэн и он приняли приглашение в гости и уже не могли отказаться. К счастью, с января 1933 года в лаборатории работал молодой немецкий физик В. Гентнер, специалист по счетчикам Гейгера. Жолио позвал его, рассказал ему, что его заботило, попутно объяснив существо явления, которое он предполагал, и попросил проверить правильность действия счетчиков. Весьма вероятно, что хозяева дома в этот вечер были поражены рассеянностью гостей. На следующее утро Фредерик и Ирэн нашли на своем столе записку Гентнера, в которой он удостоверял, что все счетчики Гейгера действовали безотказно. Наконец, все стало ясным. Во всяком случае для физиков. Уверенность в существовании нового радиоактивного элемента была полной. Ну, а что скажут химики? Для хи- [40] мика новый элемент начинает существовать только тогда, когда его можно выделить и поместить в пробирку для анализа. А в данном опыте получались лишь бесконечно малые количества нового элемента. Более того, последний сразу начинал стихийно распадаться, так что у химика оставалось всего несколько минут, чтобы увидеть его. Появившийся в результате бомбардировки алюминия альфа-частицами новый искусственный радиоактивный элемент — радиоактивный фосфор — исчезал через три минуты пятнадцать секунд. За три минуты Жолио успел провести химический анализ и доказательство открытия стало полным. Заметка в «Отчетах Академии наук», опубликованная 15 января 1934 года, явилась своего рода официальным «свидетельством о рождении» искусственной радиоактивности. Эту заметку можно считать образцом подобных публикаций (текст ее воспроизводится на стр. 177—180). Через две недели, 1 февраля 1934 года, Жолио сообщал об этом открытии в письме своему коллеге и другу Д. Скобельцыну. Рассказывая об этом на страницах журнала «Пансэ»1, Скобельцын подчеркивал сдержанность тона письма, «которая не только свидетельствует о скромности автора, но и стремлении не выпячивать ценность достигнутого результата». Вот характерный отрывок из письма: Мы не ошиблись с положительными электронами при превращениях элементов. Совсем недавно мы открыли следующий факт. Эмиссия позитронов пластинками алюминия, бора или магния, облученных альфа-частицами полония, сохраняется и после устранения полония и продолжается в течение более или менее долгого времени. Создана настоящая радиоактивность с продолжительностью 14 мин для бора, 3 мин 15 сек для алюминия и 2 мин 30 сек для магния. Мы химически выделили и определили элементы, получающиеся в результате облучения бора и алюминия, — это азот и фосфор. В перспективе огромная работа, потому что эти и другие элементы можно получить, подвергая вещества бомбардировке протонами или, скорее, дейтронами от иного источника. К сегодняшнему дню человеком созданы уже не два или три искусственных радиоактивных элемента, а около тыся- ___ 1. «Пансэ», № 87, 1959 г., стр. 45. [41] чи, причем период их существования колеблется в пределах от бесконечно малой доли секунды до тысяч лет. Последствия этого открытия носят капитальный характер как для дальнейшего развития науки, так и для практического применения в промышленности, медицине и т. п. Открытие супругов Жолио показало, что человек в состоянии создавать искусственные радиоактивные вещества. До сих пор полагали, что распад естественных радиоактивных веществ сопровождается тремя видами излучений: альфа-лучами (ядра гелия); бета-лучами (отрицательные электроны); гамма-лучами (электромагнитное излучение). Супруги Жолио установили, что при распаде искусственных радиоактивных элементов возможен еще один, четвертый, вид излучения — разновидность бета-лучей (положительные электроны—позитроны). Как мы уже указывали, физики Андерсон, Блэккетт и Оккиалини уже наблюдали позитроны при изучении космических лучей. В этот период почта супругов Жолио была особенно богатой. 30 января 1934 года их внимание привлекло письмо, отправленное из Кембриджа (Англия). Оно было подписано Эрнестом Резерфордом, который давно уже размышлял над явлениями, аналогичными только что открытому. И он сразу написал своим молодым французским коллегам. Вот это письмо: Кембридж, 29 января 1934 года Лаборатория Кавендиш Дорогие коллеги! Я в восторге от отчета о проделанных Вами опытах, в результате которых получено новое радиоактивное вещество как продукт бомбардировки альфа-частицами. Поздравляю Вас обоих с проделанной работой, которая позднее приобретет огромное значение. Лично я очень заинтересовался результатами Ваших опытов, потому что уже давно полагал, что вскоре при соответствующих условиях мы сможем наблюдать нечто подобное. Я еще пытался поставить несколько опытов, применив для обнаружения этих явлений чувствительный электроскоп, но не добился успеха. В прошлом году мы ставили опыты по бомбардировке тяжелых ядер протонами, но получили отрицательный результат, [42] Шлю Вам мои самые искренние пожелания новых успехов в Ваших исследованиях. Искренне Ваш Резерфорд Постскриптум. Мы попытаемся определить, произойдут ли сходные явления при бомбардировке протонами или диплонами 1. Как мало слов и как просто, как искренне, с каким пониманием и уважением! Атомный распадОткрытие искусственной радиоактивности и присуждение Нобелевской премии привлекли к Фредерику Жолио всеобщее внимание. Но Франция, надо быть справедливым, открыла его после иностранцев. Лишь в 1934 году Фредерик был избран заведующим кафедрой в Сорбонне. Через три года перед ним раскрывает свои двери Коллеж де Франс. К педагогическим занятиям надо добавить большие и сложные обязанности по руководству научно-исследовательской работой группы французских и иностранных ученых, среди которых были Халбан, Коварски, Понтекорво и Савель. Тем не менее Жолио с радостью занимается некоторое время работой, в которой проявились скорее его качества инженера, нежели физика. Мария Кюри всегда подчеркивала, что для того, чтобы расширить поле научных изысканий, чтобы можно было надеяться на новые плодотворные результаты, необходимо создать мощные источники радиоактивного излучения. Несколько таких источников она приготовила сама. Фредерик и Ирэн пошли по тому же пути, и мы знаем, какие прекрасные результаты это дало. А в 1930 году атомная артиллерия обогатилась новым видом оружия — циклотроном, изобретенным американским физиком Э. О. Лоуренсом. Именно такие ускорители частиц позволяют теперь физикам осуществлять исследования, используя источники излучения в сотни раз более мощные, чем естественная радиоактивность. Жолио не хочет, чтобы его родина отставала в этой области, и прилагает максимум усилий, чтобы дать Франции соответствующее оборудование. Вместе с М. Фельденкрэ и А. Лазаром он создает в Строительном институте ____ 1. Так Резерфорд называл дейтроны. [43] в Аркей-Кашане ускоритель Ван де Граафа с напряжением в миллион вольт. Ускоритель состоял из двух колонн, увенчанных металлическими шарами, достаточно большими для того, чтобы в них могли разместиться лаборатории и исследователи. Именно этими колоннами встречал посетителей Дворец открытий на Всемирной выставке 1937 года. В Иври он переделывает и заново оборудует лабораторию Ампера, принадлежавшую фирме «Генеральная компания электрокерамики». С помощью Лазара и Савеля он строит там генератор, дающий импульсы в три миллиона вольт. Национальный центр научных изысканий приобретает эту лабораторию и называет ее Лабораторией атомного синтеза. Жолио будет руководить этой лабораторией до конца своих дней. Здесь по его указанию будут построены новые корпуса для химических и биологических исследований. Наконец, в Коллеж де Франс он строит циклотрон. Напряжение, соответствующее энергии ускоренных частиц (7 миллионов вольт), кажется сегодня очень скромным рядом с синхрофазотронами, мощность которых превышает мощность этого циклотрона в тысячи раз (Женевский в Швейцарии, Дубненский в СССР и Брукхейвенский в США). Но ведь это был первый циклотрон в Европе (если не считать СССР) 1. В течение всего этого периода Ирэн Жолио-Кюри уделяет особенно много времени исследованиям трансурановых элементов, не оставляя другие занятия. Скоро развитие событий заставило и Жолио вернуться к профессии физика. В 1935 году в различных странах были поставлены опыты и сделаны открытия, последствия которых оказались неисчислимы. Энрико Ферми подверг бомбардировке нейтронами самые сложные, самые тяжелые атомы из существующих на земле — атомы урана. Он обнаружил, что при этом получается новый радиоактивный элемент. Ферми предположил, что новый элемент, который он назвал «трансурановым», образовался в результате присоединения нейтрона к ядру урана. Эти опыты были повторены Лизой Мейтнер сначала в Берлине, а потом интерпретированы ею в Швеции (куда она бежала из-за преследований евреев в фашистской Германии), ____ 1. Первый в Европе циклотрон был пущен в СССР в 1937 г. — Прим. ред. [44] Отто Ганом и Ф. Штрассманом в Германии, Ирэн Жолио-Кюри и югославским физиком П. Савичем в Париже. Последние в 1938 году сообщили о том, что ими получен совершенно неожиданный результат. Во время атомных реакций, вызванных бомбардировкой ядер урана, получаются вещества, которые по своим химическим свойствам напоминают редкоземельные элементы. А эти элементы не только не тяжелее, но значительно легче урана. Этим ставилось под сомнение существование трансурановых элементов Ферми. Специалисты не поверили. Через некоторое время после публикации результатов опытов Ирэн Жолио-Кюри и П. Савича Фредерик Жолио направился в Рим на Международный конгресс химиков. Там он познакомился с немецким ученым Отто Ганом, который недавно так вспоминал об этой встрече: «Мы давно знали друг друга по нашим трудам о радии, но никогда не встречались лично. При встрече между нами быстро возник личный и дружественный контакт». Во время обсуждения поразительных выводов из опытов Ирэн Жолио-Кюри и П. Савича Отто Ган сказал Жолио примерно следующее: «Я очень восхищен Вашей женой и очень дружелюбно отношусь к ней. И все же я решил повторить ее опыты и надеюсь в скором времени показать, что она ошиблась». Отто Ган сдержал свое слово. С помощью Фрица Штрассмана он повторил эти опыты, расширил их, и в декабре 1938 года еще двое ученых смогли подтвердить, на этот раз окончательно, что уран, подвергнутый бомбардировке, порождал более легкие элементы. После больших колебаний Ган и Штрассман высказали предположение, что, возможно, происходит раскол ядер урана под воздействием нейтронов. Опубликованная Ганом и Штрассманом статья поступила в лабораторию Жолио 16 января 1939 года и, естественно, вызвала здесь сенсацию: результаты, опубликованные Ирэн Жолио и Савичем, оказались подтвержденными. Сразу после этого Фредерик Жолио обсудил с женой результаты опытов. Он тут же сформулировал основы теории атомного распада, в частности он предположил, что число нейтронов, выброшенных при распаде ядер урана, подвергнутых бомбардировке, должно превышать число первичных нейтронов. Теперь надо было дать непосредственное экспериментальное подтверждение теории атомного распада. [45] Прежде всего Фредерик Жолио обратил внимание на то, чтобы уловить нейтроны, которые, возможно, будут выбрасываться в пространство массой урана, подвергнувшейся бомбардировке нейтронами со стороны. Но ему не хватало оборудования: как и во времена опытов над излучением Бете и Беккера, у него не было пропорционального усилителя. Тогда он решил исследовать не нейтроны, а отдельные частицы, получающиеся в результате распада ядер урана. С какой же скоростью будут выбрасываться в пространство эти частицы? Расчет энергетического баланса атомной реакции привел Жолио к выводу, что в результате атомного распада будет высвобождаться энергия порядка 200 миллионов электронвольт. Осколки ядра, если они действительно будут обладать подобной энергией, должны пролетать в воздухе расстояние примерно в три сантиметра. Мало кто из физиков мог точно сделать подобное предсказание, но для Фредерика Жолио это было сравнительно легко, потому что в свое время он специально изучал полет ядер в камере Вильсона 1. Установка, придуманная Жолио для подтверждения этой гипотезы, была чрезвычайно проста и даже изящна: уран, подвергающийся бомбардировке, располагали на внешней поверхности маленького латунного цилиндра диаметром в 20 миллиметров и высотой в 50 миллиметров (практически внешняя поверхность цилиндра была покрыта окисью урана). Внутри цилиндра помещали источник нейтронов (радий+бериллий). Если под воздействием нейтронов уран «взрывался», то выброшенные обломки ядер должны попасть на второй бакелитовый цилиндр, вмещающий в себя первый. Внутренний диаметр бакелитового цилиндра не меньше 26 миллиметров. Прежде всего Жолио на двух контрольных опытах убедился в том, что: а) в отсутствие цилиндра, покрытого ураном, источник нейтронов не вызывает признаков радиоактивности на бакелитовом цилиндре; ____ 1. Г. Халбан в статье о научной деятельности Фредерика Жолио-Кюри. «Журналь де Физик», октябрь 1959, стр. 38 и сл. [46] б) радиоактивность не появляется также тогда, когда внутри бакелитового цилиндра помещен урановый, но предварительно удален источник нейтронов. Наконец, был поставлен полный опыт, и он сразу дал положительный результат: когда уран подвергся бомбардировке нейтронами, на бакелитовом цилиндре сразу появилась смесь радиоактивных атомов. Увеличивая внутренний диаметр бакелитового цилиндра, Жолио добился, чтобы ни одна радиоактивная частичка не попадала на бакелитовый цилиндр. В этом случае расстояние между внешней поверхностью уранового цилиндра и внутренней — бакелитового соответствовало расстоянию, которое пролетали в воздухе обломки ядер урана. Описанный опыт был поставлен Жолио 26 января 1939 года и занял не более получаса. Едва опыт был закончен, Фредерик с вполне понятным волнением сказал Льву Koварски: Я глубоко уверен, что в этот час многие физики сделали то же самое. Такая реакция вполне естественна — истина представлялась столь очевидной, что она должна была, казалось бы, прийти в голову и другим. Однако это было не так. Только один физик — О. Р. Фриш в Копенгагене — за несколько дней до этого опыта показал распад урана другим путем. Добившись положительного результата, Фриш написал об этом Нильсу Бору, который в то время находился в Нью-Йорке. И вот 26 января Бор докладывает в Американском физическом обществе подробности и результаты опытов в Копенгагене. По свидетельству очевидцев, многие физики поспешно покинули зал заседаний и направились в лаборатории... 30 января в Париже в Академии наук Французского института была подана «ученая записка». Жолио Ф. Опытное доказательство взрывного распада урана и тория под воздействием нейтронов. Несколько позднее, в марте 1939 года, Жолио опубликовал в «Журналь де физик» статью, в которой он уточнял: Кинетическая энергия выброшенных атомов достаточна для того, чтобы они пронизали тонкий слой окиси урана и могли быть собраны в приемнике. Присутствие собранных атомов [47] можно обнаружить благодаря их радиоактивности. Таким методом я смог дать опытное подтверждение распада урана под воздействием нейтронов. Помимо этого, Жолио возобновил свои опыты при помощи камеры Вильсона и был первым, кто смог сфотографировать траекторию осколков атомного распада. Но все это вовсе не заключительный этап исследований. Жолио еще стоит на пороге приключений, в которых на его долю выпала роль предсказателя. В вышеупомянутой статье из «Журналь де физик» говорилось: Тем не менее, если энергия, полученная обломками ядра, достаточно велика, возможно, что некоторые нейтроны испарятся. Это самый важный вывод, и для проверки его мы предприняли ряд опытов. Вот основной вопрос. Когда один нейтрон приводит к распаду одного атома урана, освобождается огромная энергия. Но если одновременно освобождаются другие нейтроны, то они, в свою очередь, также могут вызвать распад других атомов урана и так далее. Следовательно, появилась возможность добиться «превращения одного элемента в другой путем настоящих химических цепных реакций». Так осуществлялось предвидение Жолио, высказанное им в заключительном выступлении после вручения ему Нобелевской премии в 1935 году. Новая трудность состояла в том, как отличить посторонние нейтроны от нейтронов, полученных в результате атомного распада. В начале февраля 1939 года Ганс Халбан предложил «количественный» метод, при помощи которого можно было подсчитать число нейтронов. Лев Коварски рекомендовал «качественный» метод, который позволял определить различные группы нейтронов в зависимости от их скоростей. Оба опыта были поставлены. Во время их подготовки и осуществления образовалась та группа, которая впоследствии станет работать в Коллеж де Франс, потом в Иври, потом в Клермон-Ферране. В начале апреля состоялась демонстрация опытов: во время распада ядер урана число выброшенных нейтронов превосходило число нейтронов, затраченных на распад. Цепная реакция наконец стала доступной для практического осуществления. [48] Бригада французских ученых впервые определила это число, которое в течение ряда лет представляло один из лучше всего сохранявшихся военных секретов. Оно оказалось порядка 3,5 (сейчас общепринята величина 2,5). Когда этот этап был преодолен, надо было создать аппаратуру, позволяющую начать цепную реакцию и контролировать ее ход. Уже первые приспособления, разработанные бригадой, во главе которой стоял Жолио, дали обнадеживающие результаты. Затухающая цепная реакция была осуществлена, но нарастающая пока еще не была достигнута. Эти знаменательные опыты открывали не только широкие научные перспективы, но и новые возможности в промышленности и военном деле, что не ускользнуло от осведомленных и заинтересованных лиц. Все более и более обостряющееся международное положение поставило в повестку дня серьезные проблемы перед всеми, кто стоял у истоков развития науки об атомной энергии. Некоторые ученые, осознав грядущую опасность, стояли перед необходимостью, если не остановить исследовательскую работу, то по крайней мере временно прекратить всякую публикацию достигнутых результатов. Уже 2 февраля 1939 года Лео Сциллард написал из НьюЙорка Фредерику Жолио письмо, в котором просил его прекратить опубликование достижений в области распада ядер урана. Два месяца спустя тоже из Нью-Йорка Г. Халбану пришла телеграмма в сто сорок слов аналогичного содержания, на этот раз от В. Вайскопфа. В принципе, каждый ученый против какого бы то ни было засекречивания в области теоретических научных исследований. Международное научное сотрудничество — главное условие прогресса науки и ему чуждо любое засекречивание. Поэтому Жолио, не согласившись со Сциллардом, продолжал публиковать свои работы вплоть до объявления войны в сентябре 1939 года. Но одновременно с проблемой секретности возникала другая проблема: как возможно использовать результаты этих открытий в промышленности. Фредерик Жолио довольно часто обсуждал это с Марией Кюри, которая представила в Лигу Наций проект хартии «Права ученых». Пьер Кюри и Мария Кюри рассматривали вопрос, следует ли брать патент на открытие радиоактивности; принятое ими решение изложено в книге Марии Кюри. [49] В связи с этим Пьер Кюри занял наиболее либеральную, незаинтересованную позицию. В согласии со мной он отказался от извлечения материальной прибыли из нашего открытия: вследствие этого у нас нет ни одного патента, и мы опубликовали без каких-либо оговорок все результаты наших исследований, равно как и методику выделения радия. Более того, мы давали всем заинтересованным лицам любые пояснения, за которыми они обращались к нам. Это было великое благодеяние для радиевой промышленности, которая получила возможность развиваться в условиях полной свободы сначала во Франции, потом и за границей, поставляя ученым и медикам препараты, в которых они нуждались. В вопросе об искусственных радиоактивных элементах Фредерик и Ирэн Жолио-Кюри заняли аналогичную позицию. Но теперь приходилось считаться с новыми соображениями. Кто мог гарантировать, что Франция сохранит в этой новой области — области атомной энергии (тогда лиц, которые употребляли столь привычный теперь нам термин, можно было перечесть по пальцам) — то значительное превосходство, которое существовало в 1939 году? Эти соображения взяли верх, и по соглашению с Франсисом Перрэном, Львом Коварски и Гансом Халбаном было подано пять заявок на патенты относительно строительства и использования атомных реакторов. Три патента были выданы совместно: Жолио, Халбану, Коварски и Перрену, а остальные два — Жолио, Халбану и Коварски. Право собственности на эти патенты заявители немедленно передали Национальному центру научных изысканий (который впоследствии передал его Комиссариату по атомной энергии). С другой стороны, 30 октября 1939 года Парижской Академии наук был вручен запечатанный конверт. Он был вскрыт в 1949 году: за подписями Жолио, Халбана и Коварски излагалась «возможность создания в урановой среде практически бесконечных цепных реакций». 8 марта 1948 года эти факты были признаны в официальном документе. Председатель Совета Министров Франции Робер Шуман писал Фредерику Жолио-Кюри: Ваше решение представляет известное самопожертвование. Оно лишний раз самым наглядным образом свидетельствует о Вашей личной незаинтересованности и глубине Вашего патриотизма. Мне выпала на долю приятная обязанность поблагодарить Вас от имени Франции. [50] Итак, в 1939 году Франция была впереди остальных государств в вопросе высвобождения и возможного использования атомной энергии. Это, в частности, признает П. М. С. Блэккетт: В это время, т. е. в конце 1939 года, вероятнее всего именно Жолио и его коллеги более, нежели любая другая группа ученых, реально думали о возможности практически извлечь из урана энергию, годную для использования 1. К несчастью, Франция вскоре погрузилась на четыре года во тьму оккупации, обскурантизма и измены. Разгром разлучил членов бригады Коллеж де Франс, но Халбан и Коварски в течение еще двух лет продолжали работать в Англии над тем, что они начали вместе с Жолио во исполнение его прямых указаний. Мы еще расскажем о продолжении этих работ. * * * Длинный список научных публикаций Фредерика Жолио сам по себе показывает, что здесь описаны только основные работы ученого, расположенные в хронологическом порядке. В этом списке можно встретить труды по биологическим проблемам. Сразу после открытия искусственной радиоактивности Жолио понял, какую огромную услугу биологии могут оказать атомы веществ, приобретающих радиоактивность, следовательно, поддающихся определению даже в малых дозах. В 1939 году Жолио вместе с сотрудниками использовал радиоактивный йод для того, чтобы определить концентрацию йода в щитовидной железе крыс, у которых предварительно был удален гипофиз. В 1940 году он создал в Лаборатории атомного синтеза биологическое отделение и намеревался целиком посвятить себя исследованиям именно в этой области. Работы по атомному распаду урана помешали ему. Вот что пишет он о мыслях, родившихся после первых работ в новой для него отрасли: Применяя общие фразы, можно сказать, что наши исследования в области биологии показали, как необходимо сотрудничество ученых различных отраслей науки, как одни дополняют других. Речь идет не о том, чтобы физики давали советы отно- ____ 1. Блэккетт П. М. С. «Очерк биографии Ф. Жолио», 1960, стр. 94. [51] сительно того или иного метода физических измерений, но чтобы они действительно начали работать над конкретной биологической темой, не претендуя на компетентность в этом вопросе, но стремясь привнести иную форму мышления, добавить ее к основной форме мышления биолога. Во время и после войны Жолио вместе с А. Лакассанем, Р. Курье и Opo предпринял и довел до успешного конца ряд биологических исследований. Эти исследования касались метаболизма йода и первых случаев рака, вызванного у кроликов действием нейтронов. Одна из его последних опытных работ была посвящена заключительной экспертизе, за которой к нему обратилось правосудие в связи со знаменитым процессом по делу об отравлении мышьяком. Он так живо заинтересовался всеми этими проблемами, что во время длительного пребывания в больнице Сент-Антуан в 1955 году тщательно изучал методы измерений, применявшихся врачами, а по выходе из больницы вручил им памятную записку относительно коренного усовершенствования этих методов. Чисто научная строгость, с которой он в течение почти трех лет следил за развитием своего заболевания, за действием лекарств и т. п., значительно способствовала его частичному излечению (надо сказать, что состояние его здоровья не давало никаких оснований предполагать столь быстрый и жестокий конец в августе 1958 года). [52] Цитируется по изд.: Бикар П. Фредерик Жолио-Кюри и атомная энергия. М., 1962, с. 24-52.
Далее читайте:Франция в XX веке (хронологическая таблица) Исторические лица Франции (биографический спрвочник). Ученые с мировым именем (биографический указатель). Сочинения:Избранные труды. М., 1957; Пять лет борьбы за мир. Пер. с франц. М., 1955. Литература:Кедров Ф. Ирен и Фредерик Жолио-Кюри. Изд. 2-е. М., 1975; Шаскольская М. П. Жолио-Кюри М., 1966; Кузнецов Б. Г. Фреде- рик Жолио-Кюри - ученый и борец за мир. M , 1952; Бикар П. Фредерик Жолио-Кюри и атомная энергия. Пер. с франц. М.,1962, Дейхман Н.Г., Павловская И. И. Фредерик Жолио-Кюри - борец за мир и передовую науку. Библиогр. М., 1951.
|
|
ХРОНОС: ВСЕМИРНАЯ ИСТОРИЯ В ИНТЕРНЕТЕ |
|
ХРОНОС существует с 20 января 2000 года,Редактор Вячеслав РумянцевПри цитировании давайте ссылку на ХРОНОС |
