История атомной бомбы
Шрифт:
Восемнадцатого июля 1898 года Академия наук в Париже получает статью супружеской пары Кюри под заголовком «О новом радиоактивном веществе, содержащемся в смоляной обманке». В тридцать один год Мария Кюри считает новый химический элемент самым значительным открытием своей жизни и называет его в честь своей родины «полонием». Но смоляная обманка припасла для нее еще больший сюрприз, чреватый далеко идущими последствиями. После выделения полония у нее осталось небольшое количество легкого металла бария. И он тоже проявляет значительное радиоактивное излучение. Значит, в тускло-сером веществе должна быть скрыта еще одна неведомая радиоактивная субстанция.
А супруги Кюри что-то стали необъяснимо быстро уставать, работая с лучистыми веществами, и им приходится бороться со странной летаргией. Кроме того, Пьер жалуется с некоторых пор на боли в конечностях. Эти боли он принимает за ревматизм,
И таким образом удачливое трио двадцать шестого декабря представляет академии очередную работу. В ней они называют новый радиоактивный элемент «радием». Он излучает в девятьсот раз сильнее, чем уран, но, кажется, обладает еще гораздо большим потенциалом радиоактивности. Правда, дальнейшая очистка и рафинирование радия невозможна, поскольку Кюри без остатка израсходовали весь свой запас смоляной обманки. Благодаря хорошим отношениям с венским геологом профессором Эдуардом Зюсом им перепадает сто килограммов смоляной обманки, которую предоставляет государственная урановая фабрика в богемском Санкт-Йоахимстале, щедро не выставив за нее счета.
Лучший из чуланов, в котором до сих пор работала исследовательская пара, новым требованиям отвечать уже не может. Им нужно больше места, и они получают разрешение использовать бывший анатомический зал школы. Мария Кюри так описывает свой сарай: «Стеклянная крыша протекала во время дождя. Летом часто бывало жарко и душно; зимой раскаленная печь приносила одно разочарование. У самой печи было нестерпимо жарко, а в нескольких шагах от нее можно было замерзнуть». Дочь Ева рассказывает о собственноручно помеченных местах на рабочем столе и на полу, куда сквозь худую крышу попадал дождь. На эти места нельзя было ставить аппаратуру. Из-за «вредных газов», которые из чулана невозможно было выветрить, большая часть работ и без того проводилась в маленьком внутреннем дворике. Знаменитый химик Вильгельм Оствальд, однажды посетив лабораторию, принял все это за дурную шутку — «помесь хлева с картофельным подвалом».
Вот мадам Кюри стоит перед своим чугунным чаном и стоически перемешивает дымящуюся жидкость железной палкой, длиной с ее собственный рост. В продолжительной череде всегда одних и тех же действий она измельчает материал, растворяет его в теплой соляной кислоте и сероводороде, тщетно пытаясь уклониться от ядовитых паров, фильтрует, очищает и кристаллизует лучистый бульон. Это еще и борьба с угольной и железной пылью, постоянно задувающей со двора, которая все равно то и дело загрязняет тщательно оберегаемые на столах сосуды для кристаллизации, губя тем самым работу многих часов, а то и дней. К этому времени Мария и Пьер Кюри уже знают, что и ста килограммов смоляной обманки в качестве исходного материала слишком мало, чтобы выделить достаточное количество радия для определения его атомного веса. Приходится мыслить в промышленных масштабах. В процесс кристаллизации надо ввести самое меньшее тонну. Они находят промышленного партнера — Научный центр химической продукции, который готов взять на себя тяжелую работу сепарации. В качестве ответной услуги парижская химическая фабрика просит во временное пользование лишь капельку радия, чтобы представить его на Всемирной выставке 1900 года в Париже.
Некогда славный своим изобилием серебра богемский горняцкий город Санкт-Йоахимсталь теперь принадлежит к двуглаво-орлиной Австро-Венгерской монархии. Урановая фабрика вот уже пятьдесят лет обогащает смоляную обманку, которая до открытия Клапрота шла в отвал. Теперь из измельченной руды здесь выделяют все соединения урана и перерабатывают в красители для местных стекольных фабрик и фарфоровых мануфактур. Лишенные урана отходы, считающиеся пустыми, в свою очередь, десятилетиями сбрасываются в протекающую мимо фабрики речку.
Времена своей первопроходческой работы по очистке радия в неприглядной и пронизанной сквозняками лаборатории Мария Кюри воспринимает как счастливую пору. Иногда, не желая прерывать важный опыт, она даже варит обед в своей облученной кухне. А радий в составе твердых солей излучает в пять миллионов раз сильнее, чем уран. И уж разумеется, супруги Кюри совсем не принимали во внимание то, что все лабораторные предметы, с которыми соприкасался высокоактивный радий, тоже становились радиоактивными и оставляли на фотопластинках, свои тени сквозь черную бумагу. «Пыль, комнатный воздух, одежда — всё радиоактивно. ...Бедствие настолько обострилось, что мы больше не можем держать в изолированном состоянии ни один прибор». Когда лаборатория облучена до такой степени, измерения становятся недостоверными и их приходится проводить где-то в другом месте.
Но оба умеют извлечь из этого эффекта и нечто позитивное. Ведь чем больше радий приближается к своей чистой форме, тем сильнее становится его спонтанное свечение. И вскоре это становится любимым «развлечением» пары, по выражению Марии. Поздним вечером еще раз заглянуть в лабораторию, чтобы побаловать себя фантастическим зрелищем: «Повсюду виднелись слабо светящиеся очертания пробирок и мешочков, в которых находились наши препараты. Вид и впрямь был великолепный, всякий раз он казался нам новым. Тлеющие трубки походили на волшебные огоньки».
Научный мир Германии почти не принял к сведению работу Кюри даже по прошествии года с открытия радия. Лишь некоторые одиночки — такие, как Юлиус Эльстер и Ганс Гейтель, — идут по следам Кюри. Они принимают участие и в рассуждениях о причинах излучения. Так, Мария Кюри летом 1898 года подозревает, что радиоактивные элементы единственные в периодической системе могут абсорбировать космические лучи из Вселенной и превращать их в наблюдаемое излучение. Для проверки этой теории так называемого вторичного излучения Эльстер и Гейтель спускаются в шахту под Клаусталем в Гарце на глубину 850 метров, имея при себе урановый препарат. Они исходят из того, что слои земли и горных пород должны абсорбировать космическое излучение, так что на такой глубине оно уже не будет поддаваться измерению. Однако они обнаруживают, что и там уран излучает с такой же силой, как у входа в шахту. Так они приходят к заключению, что космические лучи в качестве причины радиоактивности «в высшей степени неправдоподобны». Сама Мария Кюри тоже принимает во внимание эксперимент немцев и оценивает его как опровержение теории вторичного космического излучения.
В начале 1899 года истинное решение уже носится в воздухе. На одном заседании Брауншвейгского общества естественных наук 19 января 1899 года Эльстер и Гейтель докладывают о своих исследованиях в области радиоактивности и становятся на следующую — удивительную — точку зрения: «...приходится делать вывод, что источник энергии заключен скорее в самих атомах этих элементов. Мысль близка к тому, что атом радиоактивного элемента переходит из нестабильной связи в стабильное состояние путем отдачи энергии». При этом они впервые указывают не только на атомарный источник излучения, но и на возможность распада атома в качестве объяснения излучения. Эта теза вскоре будет точно разработана Эрнестом Резерфордом и Фредериком Содди в Монреале. К кругу исследователей в земле Брауншвейг принадлежит и зубной врач Отто Валькхофф, который уже через две недели после новаторской публикации Рёнтгена сделал снимки своих челюстей при помощи X-лучей, тем самым впервые продемонстрировав терапевтическое использование новооткрытого излучения в стоматологии. Однако в центре внимания, без сомнения, оказывается профессор Фридрих Гизель, ведущий химик Брауншвейгской хининовой фабрики Бухлера. Он разрабатывает хитрый метод отделения радия, который ведет к успеху гораздо быстрее, чем метод очистки Марии Кюри. Гизель оживленно переписывается с супружеской парой парижских ученых. Они посылают друг другу по почте препараты высокой радиоактивности и обмениваются результатами исследований. Для своей фирмы он специализируется на коммерческом производстве препаратов радия, чтобы удовлетворить спрос, постепенно растущий в лабораториях.