ФИЗИКА С ГРИФОМ «СОВЕРШЕННО СЕКРЕТНО»

«Лабораторія №1. Ядерна фізика в Україні» — так называется книга доктора физико-математических наук, профессора Юрия Ранюка, посвященная 70-й годовщине расщепления атомного ядра в Харькове. Она выпущена в свет харьковским научным издательством «Акта» в серии «Бібліотека державного фонду фундаментальних досліджень». Несмотря на существенный вклад наших соотечественников в ядерную физику, полная история развития этой науки в Украине до сих пор в сущности не написана.

Почти 600-страничный труд Юрия Ранюка заполняет многие лакуны в изложении этой темы. Здесь впервые публикуются сведения из таких источников, как архивы КПУ, СБУ и российских спецслужб, прежде засекреченные документы УФТИ, Лаборатории № 1, а также письма, воспоминания и фотографии тех лет. Автор прекрасно знает и «чувствует» материал — он сам с 1958 года работает в Харьковском физико-техническом институте, где и происходили описанные им события. Я не буду излагать здесь содержание этой насыщенной именами, фактами и документами книги, хочу лишь обратить внимание на некоторые описанные в ней моменты истории ядерной физики в Украине.

Как молоды они были…

На генеалогическом древе отечественной науки Украинский физико-технический институт — эдакий экзотический побег, привитый директором Ленинградской физико-технической лаборатории Абрамом Йоффе. Именно по его предложению в Харькове был создан такой институт. Здесь причудливо смешались дерзость молодых ленинградских физиков и основательность зарубежных ученых, составивших основное ядро УФТИ в первые годы его существования.

Так, в конце 20-х годов на физмате Ленинградского университета сложилась неформальная группа молодежи, которая называла себя «мушкетерами» или «джаз-бандом». Организатором веселой талантливой команды был полтавчанин Дмитрий Иваненко, который придумал своим друзьям, по казацкому, как он говорил, обычаю, разные прозвища. Сам Дмитрий был Димусом, приехавший из Баку Лев Ландау с легкой руки Иваненко стал Дау, одессит Георгий Гамов получил прозвище Джони, а уроженец Виннитчины Матвей Бронштейн стал Аббатиком. Все они так или иначе внесли свой вклад в развитие УФТИ — Иваненко и Ландау стали первыми руководителями теоретического отдела УФТИ, Гамов генерировал идеи и числился здесь консультантом, а Бронштейн, оставшийся преподавать в Ленинграде, участвовал в институтских теоретических научных конференциях.

Добавлю, хотя только один из четверых «мушкетеров» — Лев Ландау — стал впоследствии Нобелевским лауреатом, все они стали физиками первой величины. Только один из них — Георгий Гамов — не был репрессирован и то потому, что в 1933 году стал «невозвращенцем». (Уже в США он разработал теорию «горячей Вселенной», предсказав существование реликтового излучения, сделал первый расчет генетического кода и получил премию ЮНЕСКО за популяризацию науки.) Только один из них — Дмитрий Иваненко, получивший в 1950 году Сталинскую премию за свои работы в области теории ядра, — дожил до распада СССР. Самая трагическая судьба ожидала Аббатика — на редкость одаренного юношу, в 19 лет публиковавшего статьи по квантовой теории в немецких научных журналах, арестовали и расстреляли, когда ему было чуть больше тридцати лет.

Но это было потом. А к моменту организации УФТИ, еще в отсутствие «железного занавеса», молодые физики успели поработать в зарубежных научных центрах — в Геттингене, Копенгагене, Кембридже. Работали за границей и другие ленинградцы, будущие сотрудники УФТИ — Лев Шубников, Георгий Латышев, Александр Лейпунский, Ольга Трапезникова, Кирилл Синельников. Они свободно владели иностранными языками, жили с ощущением внутренней свободы и самоценности таланта. Как молоды они были! Когда самого старшего из них Ивана Обреимова назначили директором УФТИ, ему было всего… 35 лет! Первый десант из Северной Пальмиры составил чуть более двадцати человек. В конце мая 1930 года на Московском вокзале Ленинграда играл оркестр, пламенели флаги, звучали речи — здесь торжественно провожали отчаянных смельчаков, ехавших в Харьков поднимать научную целину.

Напомним, что в эти годы, в отличие от развитых стран мира, в СССР не было не то что института — даже лаборатории, где бы целеустремленно занимались ядерно-физическими исследованиями. Собственно, поначалу не собирались заниматься этой темой и в УФТИ. Только год спустя в планах так называемой высоковольтной бригады (тогда существовала бригадная форма организации труда. Ландау, например, возглавлял в институте теоретическую бригаду), которая занималась исследованиями передачи энергии на расстояния, изоляционных материалов и прочее, появились строчки о создании установки для расщепления или, как тогда говорили, разрушения атомного ядра. К тому времени западные ученые уже вплотную занялись этой проблемой.

Молодые амбициозные ученые лихорадочно взялись за подготовку необычного эксперимента. Они надеялись опередить всех, но в разгар работ в мае 1932 года пришло известие, что англичанам Джону Кокрофту и Эрнесту Уолтону удалось осуществить реакцию расщепления ядра лития искусственно ускоренными протонами. (Кстати, в основе этого эксперимента была работа Георгия Гамова, сделавшая его знаменитым еще в 1928 году — «квантовая теория альфа-распада».) Харьковчане повторили этот эксперимент вторыми в мире и стали первыми в СССР. В это время в УФТИ был Петр Капица, своими глазами увидевший, как при повышении напряжения в поле зрения микроскопа начинали беззвучно появляться таинственные искры. Атомное ядро, считавшееся неделимым, удалось разрушить. Это было огромным достижением мировой науки.

Однако даже специалисты узнали об успешном эксперименте в Харькове не из научной статьи или доклада на конференции, как обычно, а из публикации в газете «Правда». Факт для истории науки беспрецедентный. Здесь 22 октября 1932 года была опубликована телеграмма из УФТИ с соответствующим текстом на имя Сталина, Молотова, Орджоникидзе с подзаголовком «Крупнейшее достижение советских ученых». Причем, подписана она была директором, секретарем парткома и секретарем месткома УФТИ. Первая научная публикация за подписями непосредственных «авторов» расщепления, членов высоковольтной бригады — Кирилла Синельникова, Александра Лейпунского, Антона Вальтера и Георгия Латышева — появилась позже, в журнале «Совфиз».

Понятно, что после «Правды» остальные газеты тоже не скупились на заголовки: «Снайперы атомного ядра», «Новая эпоха в физике», «Мировая победа советской науки», «Прыжок в будущее». Их общий восторженный тон — советские ученые идут нога в ногу с мировой наукой, началась новая эпоха абсолютно неограниченных перспектив в физике. Актовый зал Промакадемии не мог вместить всех желающих попасть на лекцию о расщеплении ядра, которую читал Антон Вальтер, — люди, обычные харьковчане, стояли даже в коридорах и вестибюле! Реакция же физиков была более сдержанной.

Лев Ландау, например, заявил: «Нужно признать, что у нас нередко приходится слышать относительно той или другой работы, даже посредственной, что она опережает западноевропейскую науку и так далее. Напомню здесь известный пример с телеграммой…, адресованной товарищам Сталину и Молотову по поводу достижений в расщеплении атомного ядра. Повторение опыта Кокрофта и Уолтона, которое в дальнейшем не привело к каким-либо особенным результатам, было в этой телеграмме выдано за какое-то громадное достижение науки, чуть ли не опережение работы Кавендишской лаборатории во главе с Резерфордом». А на институтском вечере самодеятельности Лев Давыдович со сцены с серьезнейшим видом уведомлял зрителей об успехах своих студентов и предлагал послать телеграмму товарищу Сталину такого содержания: «Продифференцировали синус, получили косинус, работы продолжаются».

Можно согласиться, что тот конкретный эксперимент с расщеплением атомного ядра в Харькове не имел особого научного значения. Однако он, безусловно, повлек за собой важнейшие последствия для организации советской ядерной науки и воплощения советского атомного проекта. Да и в целом для истории страны. Что касается Харькова, то благодаря этому событию ядерная физика в УФТИ заняла главенствующие позиции. Наркомат тяжелой промышленности, в ведении которого тогда был институт, выделил средства на строительство нового высоковольтного лабораторного корпуса и сооружение экспериментального электростатического генератора, который несколько лет был единственной установкой в Союзе, пригодной для получения так называемых «ядерных констант», необходимых для разработки атомной бомбы. А директором УФТИ в 1933 году был назначен один из героев события — Александр Лейпунский.

Легендарный корпус довоенного УФТИ, где был проведен эксперимент по расщеплению, сохранился и сейчас. Фактически это здание с мемориальной доской является музеем физики, а нынешний комплекс зданий ННЦ «Харьковский физико-технический институт» располагается в поселке Пятихатки, на окраине Харькова.

Троцкистско-бухаринские шпионы

Казалось, наука Харькова была на подъеме. Как вспоминает будущий изобретатель атомной бомбы Владимир Шпинель, «…молодой теоретик Евгений Лифшиц в первый день моего приезда в Харьков сказал: «До сих пор был Кембриджский период в развитии физики, а теперь настает Харьковский».

Увы, по разным причинам этого не произошло. Исследования атомного ядра с искусственно ускоренными частицами были перенесены в Ленинград, где организовали лабораторию во главе с Игорем Курчатовым. Специалистам УФТИ впервые поручили секретные технические разработки военного характера — генераторы коротких волн для радиолокаторов, кислородные приборы для высотных полетов, авиационный двигатель, работающий на жидком водороде и так далее. К тому же в 1934 году вместо отбывшего в длительную зарубежную командировку Александра Лейпунского директором УФТИ назначили некоего Семена Давидовича, который не имел никаких научных степеней и не опубликовал ни одной научной работы. С его приходом в УФТИ, который к тому времени все еще оставался островком свободы в море большевистской деспотии, пришли другие времена.

Для обеспечения абсолютной секретности работ институту было приказано пересмотреть весь личный состав и ввести ряд ограничений. Другими словами, провести «чистку» и ввести режим. Вольнолюбивые физики УФТИ поначалу пробовали было шутить по этому поводу. Ольга Трапезникова, например, цепляла выданный ей пропуск к ошейнику собачки, с которой ходила на работу. Ландау и Хоутермас прикрепляли пропуска к своим спинам, а то и пониже. Но очень быстро стало не до шуток. Сталинские репрессии дошли и до УФТИ. Сначала НКВД арестовало одного из сотрудников Ландау, правда, после протестов молодого человека по фамилии Корец выпустили, но это был лишь временный успех. Отныне и надолго девизом дня стала «революционная бдительность».

Как ни печально об этом говорить, в своих целях НКВД и партийное руководство Харькова умело разжигали и использовали различные конфликты внутри института: между исследователями, занимавшимися ядерной физикой и физикой низких температур, теорией и экспериментом, экспериментальной и прикладной физикой. И вечную, как мир, борьбу бездарностей с талантами.

В 1937 году НКВД арестовало физика, начальника строительства Исследовательской станции глубокого охлаждения УФТИ Александра Вайсберга и его друга, химика Конрада Вайсельберга — оба прибыли в Харьков из Вены, спасаясь от фашизма. В защиту Вайсберга выступили известные европейские ученые, в том числе Альберт Энштейн и супруги Ирен и Фридерик Жолио-Кюри. Благодаря этим хлопотам Вайсберга в 1940 году прямо из тюрьмы передали в руки… гестапо. Конрад Вайсельберг был расстрелян. Потом арестовали и расстреляли Л.Шубникова, Л.Розенкевича, В.Горского, В.Фомина. Вновь арестован отпущенный было Корец. Депортирован в Германию Ф.Хоутермас. Арестованы, правда, спустя некоторое время выпущены, И.Обреимов, А.Лейпунский, Л.Ландау. Всего расстреляли восемь человек, столько же осудили на разные сроки.

Сооруженный в 1928 году ведомственный дом возле УФТИ, где жил весь цвет украинской физики, дом, где гостили у своих коллег будущие Нобелевские лауреаты Нильс Бор, Джон Кокрофт, Петр Капица, Николай Семенов, Вернер Гейзенберг, Поль Дирак, Игорь Тамм, Ирен и Фридерик Жолио-Кюри, опустел. Счастливый период УФТИ закончился. А в сентябре 1937 года в Москве состоялась II Всесоюзная конференция по физике ядра, участники которой обратились со словами пылкого приветствия к товарищу Сталину и товарищу Молотову. В тексте, в частности, есть и такие строки:

«Успешное развитие советской физики происходит при общем упадке науки в капиталистических странах, где наука фальсифицируется и ставится на службу усилению эксплуатации человека человеком, грабительским войнам и так называемому «научному» обоснованию идеализма и поповщины. Подлые агенты фашизма, троцкистско-бухаринские шпионы и диверсанты… не останавливаются не перед какой мерзостью, чтобы подорвать могущество нашей страны… Враги народа проникли и в среду физиков, выполняя шпионские и вредительские задания в научно-исследовательских институтах… Вместе со всеми трудящимися нашей Социалистической родины советские физики еще теснее объединятся около партии и правительства, около нашего родного и великого вождя товарища Сталина…»

История одного изобретения

Наверное, невозможно сказать, кто именно изобрел атомную бомбу. После открытия реакции деления ядра урана с последующим излучением нескольких вторичных нейтронов, физикам во многих лабораториях мира стало ясно, что в уране возможна цепная реакция с выделением огромного количества энергии. Но факт остается фактом — в СССР в 1940 году харьковские ученые, сотрудники УФТИ, официально подали заявки на изобретение этой бомбы и получили авторские свидетельства. Следовательно, формально они и являются изобретателями.

Очень долго их имена были спрятаны в спецхранилищах, но сейчас они стали известны. Это руководитель лаборатории ударных напряжений Украинского физико-технического института 37-летний Фридрих Ланге и научные сотрудники этого же института 28-летний Владимир Шпинель и 26-летний Виктор Маслов.

Летом 1940 года В. Маслов в своей статье утверждал, что использование внутриядерной энергии «…в значительной степени становится технической проблемой». Вернее, с его точки зрения, проблем было несколько, а главные из них две: как наработать необходимое количество изотопа урана-235, из которого можно сделать бомбу, и как собрать критическую массу этого изотопа. Был еще финансовый вопрос — как получить деньги на дорогие исследования? (Кстати сказать, о плутониевой бомбе первым в мире заговорил тоже сотрудник УФТИ Фриц Хоутерманс, правда, уже после депортации из Союза, а первый проект по созданию водородной бомбы был предложен в 1950 году сержантом Советской Армии Олегом Лаврентьевым, который и по сию пору работает в ХФТИ.)

Харьковчане начали писать письма в высокие инстанции с надеждой «выбить деньги». Но ни одно письмо не достигло цели, поскольку в первую очередь финансировались работы, защищенные авторскими свидетельствами. И физики без особого желания в 1940 году садятся писать заявки на изобретения. В.Маслов и В.Шпинель — «Об использовании урана как взрывчатого и ядовитого вещества». Ф.Ланге, В.Маслов, В.Шпинель — «Способ приготовления урановой смеси, обогащенной ураном с массовым числом 235. Многомерная центрифуга». Ф.Ланге, В. Маслов «Термоциркуляционная центрифуга».

Таким образом в отдел изобретательства Народного комиссариата обороны пришли заявки сотрудников института на конструкцию атомной бомбы и методы наработки урана-235. Нужно заметить, что в предложениях харьковчан были свои недостатки, однако они первыми предложили использовать обычную взрывчатку как запал для создания критической массы и инициирования цепной реакции. В дальнейшем все ядерные бомбы подрывались именно таким образом. А предложенный ими центробежный способ разделения изотопов и сейчас является основой промышленного разделения изотопов урана.

Однако их предложение пошло гулять по инстанциям — из отдела изобретательства в Управление военно-химической защиты НКО, в Научно-исследовательский химический институт Рабоче-крестьянской Красной Армии, потом опять в управление, а затем в Радиевый институт Академии наук СССР. Его директор академик В. Хлопин и сделал заключение, которое стало решающим: «…она (заявка) не имеет под собой реального основания. Кроме этого, в ней и по сути много фантастического… Даже если бы и удалось реализовать цепную реакцию, то энергию, которая выделится, лучше использовать для приведения в действие двигателей, например, самолетов». Харьковчане не могли примириться с негативными отзывами: Маслов в феврале 1941 года обратился с личным письмом тогдашнему наркому обороны СССР, Герою и Маршалу Советского Союза С.Тимошенко — тоже безрезультатно.

А потом началась Великая Отечественная война. Виктор Маслов, несмотря на бронь, ушел на фронт добровольцем и погиб. Владимир Шпинель эвакуировался с институтом в Алма-Ату, где, как и Фридрих Ланге, занялся другими работами. О заявках 40-го года вспомнили только после бомбежек Хиросимы и Нагасаки. В 1946 году отдел изобретательства Красной Армии зарегистрировал не подлежащее опубликованию авторское свидетельство под названием «Атомная бомба или другие боеприпасы» за №6358с, а также два других предложения харьковчан.

— Если бы ваши предложения сразу, в 1939—40 годах были по достоинству оценены на правительственном уровне и вам дали бы поддержку, когда бы СССР мог иметь атомное оружие? — спросили журналисты в 1990 году единственного оставшегося изобретателя бомбы Владимира Шпинеля.

— Думаю, при таких возможностях, которые позднее имел Игорь Курчатов, мы получили бы ее в 1945 году, — ответил В.Шпинель.

Однако история, как известно, не признает сослагательного наклонения.

Лаборатория №1

В 1943 году в СССР в рамках реализации советского атомного проекта было решено создать цепочку из нескольких секретных организаций, названных лабораториями. Лабораторию №2 возглавил Игорь Курчатов. Лабораторию №4 в Москве — получивший советское гражданство Фридрих Ланге. Лаборатория №1 была создана в 1946 году на базе довоенного УФТИ во главе с Кириллом Синельниковым.

Первоочередным заданием Лаборатории №1 было измерение так называемых ядерных констант, изучение взаимодействия нейтронов с атомным ядром урана, плутония и тория, а также других характеристик ядерных реакций, необходимых для расчетов критических масс и других характеристик реакторов и бомб. Заказы на измерения ядерных констант приходили из многих институтов и Лаборатория работала с большим напряжением. Естественно, полученные данные считались секретными и не публиковались.

А в 1947 году в Радиационной лаборатории в Беркли (США) разработали и соорудили первый в мире линейный ускоритель заряженных частиц. Эта идея была мгновенно использована в СССР при формировании советских оборонных программ. Будущий Нобелевский лауреат Николай Семенов предложил облучать несущие атомный заряд самолеты и ракеты с Земли мощным пучком ускоренных частиц — протонов или дейтронов.

«Сердцем» ЗУ (зенитной установки) должен был быть мощный ускоритель протонов, разработку которого поручили харьковским физикам во главе с Кириллом Синельниковым. Программа ЗУ стала главной в институте, она хорошо финансировалась, к ней было привлечено внимание руководства. Институтские теоретики быстро разобрались в сущности проблемы, провели необходимые расчеты и выдали их проектировщикам. Уже в 1949 году в Лаборатории №1 был готов эскизный проект зенитного ускорителя, а в 1951-м — запущен модуль установки в виде протонного ускорителя на энергию 20 МеВ. Правда, как оказалось, протонный пучок не мог преодолеть слой воздуха, он просто не был способен достичь самолетов или ракет и тем более нанести им вред. Идея могла бы сработать разве что в случае базирования ускорителя в космосе, в безвоздушном пространстве. Программу свернули.

А созданный в Харькове ускоритель на протяжении еще многих лет использовался для исследований в области элементарных частиц и ядерной физики. После «двадцатки» в институте соорудили другие ускорители различной мощности. Нужно заметить, что в 1940—50 годах СССР не жалел средств на достижение и сохранение приоритета в ядерно-физических исследованиях. Соответствующие структуры внимательно следили за развитием американской науки и все, что делалось за океаном, сооружалось и в Союзе, в том числе в Харькове. Забегая вперед, напомню, что апофеозом этой деятельности был запуск в 1965 году в поселке Пятихатки под Харьковом линейного электронного ускорителя на рекордную в то время в мире энергию — 2 ГеВ. Его сооружением руководил Антон Вальтер.

Лаборатория №1 официально перестала существовать в конце 50-х годов. По инициативе Кирилла Синельникова в институте открыли два новых направления: материалы для реакторостроения и физика плазмы и управляемого термоядерного синтеза. Они вытеснили ядерную физику на задний план, и инициатива перешла к Объединенному институту ядерных исследований в Дубне и Институту физики высоких энергий в Серпухове.

Памятник, которого не было

В 1971 году в Харькове в честь первого в СССР расщепления атомного ядра, согласно постановлению ЦК Компартии Украины и Совета Министров УССР, было решено соорудить масштабный монумент Науки.

В конкурсе победил проект, авторами которого был известный скульптор Борис Довгань, архитектор Г.Хорхот и инженер И.Шпара. Три пилона из облицованного бетона свыше 30 метров держали огромный позолоченный шар из металла, который символизировал ядро атома. Внизу располагалась гранитная скульптурная группа из четырех харьковских физиков, расщепивших атом. Их фигуры достигали четырехметровой высоты. Проект одобрили и согласовали со всеми инстанциями, было уже определено, кто будет готовить проектно-сметную документацию, обозначена ориентировочная стоимость самого монумента (300 тысяч рублей) и размер авторского гонорара за переходную модель скульптурной композиции. Авторам предложили начать реализацию проекта и для уточнения размеров памятника установить фанерный силуэт на месте его предполагаемого сооружения в центре города, на стрелке рек Лопань и Харьков.

Однако наступили смутные времена — смены генсеков, перестройка… Дело все затягивалось и затягивалось, пока в 1986 году произошла чернобыльская авария. После этого о грандиозном монументе Науки никто и не вспоминал. И все-таки харьковчане восстановили историческую справедливость — в честь 70-летия расщепления ядра перед входом в главное здание Национального научного центра «ХФТИ» в Пятихатках был открыт памятный знак.

Книга Юрия Ранюка тоже является своего рода памятником ядерной физике.