Циклотрон, остановленный войной

22 июня 1941 года главная советская газета «Правда» вышла с материалом о завершении в Ленинграде строительства самого крупного в Европе циклотрона — установки для циклического ускорения заряженных частиц в магнитном поле. Но в этот день началась война, новость тут же потеряла свое значение, а работы советских ученых по изучению атомной энергии существенно затормозились
Циклотрон, остановленный войной
Физико-технический институт имени А. Ф. Иоффе РАН
wikiwand.com

В глубине территории Физтеха им. А. Ф. Иоффе на севере Петербурга есть здание с куполом. С улицы его не разглядеть. В Музее истории Физтеха хранятся материалы, связанные с созданием уникальной научной установки: фотографии, документы и пожелтевшая вырезка из «Правды» с репортажем о циклотроне от 22 июня 1941 года. В музей этот попасть непросто, строгий пропускной режим распространяется и на экспозицию. Но тем, кто оказался в числе счастливчиков, создатель и директор музея Рената Федоровна Витман рассказывает полную и веселых, и трагических поворотов историю создания циклотрона.


ВИТМАН.jpg
Директор музея истории Физтеха Рената Федоровна Витман
Наталия Михальченко

Предыстория

Ядерная группа была создана в Физтехе в 1932 году. В институте регулярно проходили семинары ядерщиков и крупные международные конференции. Однако, как только ученые всего мира подошли к пониманию, какую мощную энергию таит в себе расщепление атомного ядра, международное общение было моментально свернуто, публикационная активность по этой теме упала до нуля — наработки в области исследования атомной энергии были засекречены. Исследования продолжили три изолированные друг от друга группы — американо-британская, немецкая и советская (о японском атомном проекте, остановившемся в самом начале дистанции, мы расскажем отдельно). Академик Георгий Флеров, бывший физтеховец, впоследствии не раз обращал внимание советского правительства на свертывание международного общения по проблеме изучения атомной энергии.

Циклотрон начали строить в 1937 году. Седьмого июля этого года заведующие ядерными лабораториями Физтеха Игорь Курчатов и Абрам Алиханов написали письмо начальнику главного управления наркомата оборонной промышленности Николаю Синявскому, в котором подчеркнули, что «за последние четыре-пять лет проблема атомного ядра заняла центральное место в современной физике. Почти все наиболее крупные научно-исследовательские институты Европы и Америки включили в программы своих работ исследовании по атомному ядру, а некоторые из них целиком посвятили свою деятельность этой проблеме».

magnifier.png В письме Курчатова и Алиханова в наркомат оборонной промышленности 1937 года ученые сообщали о достигнутых в Физтехе результатах и своих потребностях для продолжения исследований

В письме Курчатова и Алиханова в наркомат оборонной промышленности 1937 года ученые сообщали о достигнутых в Физтехе результатах и своих потребностях для продолжения исследований: «ЛФТИ в 1932 году Наркомтяжпромом было выделено 100 000 рублей на создание первоначальной небольшой материальной базы для этих работ. За истекшее пятилетие ядерная группа ЛФТИ по ряду вопросов выдвинулась на передовые места в мировой науке. Сюда следует отнести в первую очередь работы по образованию позитронов в процессах внутренней конверсии и исследования бета-спектров радиоактивных элементов. Однако уже в 1934 году сказалась на работе весьма примитивная техническая база, которой располагала ядерная группа ЛФТИ. Эта база должна быть расширена». С этого обращения началась история строительства циклотрона. Пятого марта 1938 года в правительство, к Вячеславу Молотову, обращаются уже академики Абрам Иоффе и Яков Френкель с просьбой «выделись 2 грамма радия во временное пользование и создать все условия для окончания строительства циклотрона к 1 января 1939 года».


ЦИКЛОТРОН ЛАБ.jpg
Циклотронная лаборатория ФТИ
wikimapia.org

«Почти» растянулось на пятилетку

Вот как увидел корреспондент «Правды» грандиозный научный объект: «На территории Физико-технического института Академии наук СССР недавно построено здание, похожее на планетарий. Продолговатый корпус здания увенчан куполом. Это — первая в Советском Союзе мощная циклотронная лаборатория для расщепления атомного ядра».

Здесь с коллегой можно поспорить. В расположенном по соседству Радиевом институте им. В. Г. Хлопина циклотрон был пущен в 1937 году. Он стал первым подобным сооружением в Европе, но масштаб был действительно скромнее. А самый первый циклотрон был создан в 1930 году американскими физиками Эрнестом Лоуренсом, обладателем Нобелевской премии по физике 1939 года как раз за создание циклотрона, и участником проекта по созданию атомной бомбы и его коллегой Милтоном Ливингстоном. Созданный ими первый ускоритель был миниатюрным, диаметром всего десять сантиметров и энергией 80 кэВ. Затем размеры и мощности циклотронов росли.

magnifier.png Магнит так не был установлен, и циклотрон не был запущен ни в июне, ни в июле. Это произошло только в ноябре 1946 года. Война приостановила фундаментальные исследования, для которых создавался циклотрон, и переориентировала научные умы на решение задач обороны

Возвращаясь к публикации «Правды», мы видим, что заведующий лабораторией Леонид Неменов рассказал репортеру о назначении циклотрона. «Изучение строения атомного ядра представляет собой одну из наиболее интересных задач современной физики. При исследовании атомного ядра в течение последних лет был сделан ряд крупных открытий, которые пролили свет на строение матери… изучение атомного ядра требует применения частиц с очень большой скоростью, достигающей нескольких десятков тысяч километров в секунду. Наиболее эффективным прибором, позволяющим получать частицы с очень большой скоростью, является циклотрон. Кроме чисто научного значения, излучения циклотрона могут быть использованы в области физиологии и медицины».

Далее репортер «Правды» описывает происходящее на научной стройплощадке: «Сейчас в новом здании устанавливаются электрические агрегаты, монтируется оборудование. В машинном зале уже стоит генератор мощностью 120 киловатт. Через люк в потолке на бетонный фундамент спускаются детали второго генератора. В соседнем помещении смонтирован огромный распределительный щит, внушительное впечатление производит круглый зал, построенный целиком из железа и стекла. Он покоится на восьми массивных колоннах. В ближайшее время здесь будет установлен 75-тонный электромагнит высотой около 4 метров, диаметр его полюсов 1200 миллиметров. Под куполом зала две мощные подкрановые балки. Скоро на них лягут рельсы и придут в движение крановые тележки грузоподъемностью в 25 тонн. В глубокой нише смонтирован коротковолновый высокочастотный генератор».

Магнит так и не был установлен, и циклотрон не был запущен ни в июне, ни в июле. Это произошло только в ноябре 1946 года. Война приостановила фундаментальные исследования, для которых создавался циклотрон, и переориентировала научные умы на решение задач обороны.


КУРЧАТОВ.jpg
Игорь Васильевич Курчатов в Ленинграде
mipt-museum.ru

Блокадные будни Курчатова

Часть института во главе с Иоффе эвакуировалась в Казань. Будущий научный руководитель советского атомного проекта Игорь Курчатов остался в блокадном городе, как и многие другие физтеховцы, и сосредоточил свои усилия на текущих задачах обороны. В институте была создана технология размагничивания кораблей, что делало их невидимыми для вражеских мин; созданные в Физтехе радары сделали неэффективными авианалеты на город. «Радары стояли в районе Токсово, они улавливали за 150 километров подлет вражеских самолетов. И немцы сильно удивлялись, почему их встречают наши самолеты, летящие навстречу, рассказывает Рената Федоровна, сама ребенком пережившая блокаду. — Фашисты поняли: бомбежками нас не сломать. Благодаря радарам город был разрушен только со стороны Пулковских высот, откуда била артиллерия».

magnifier.png Работа на физтеховском циклотроне ведется и сейчас. В 2015 году, после очередной модернизации, циклотрону был присвоен статус «Уникальная научная установка». Его загрузка достигает 1400 часов в год

Здание института и циклотрон в блокаду не пострадали. Установка была законсервирована. Ее охраняла специальная военная часть.

Но несмотря на всю тяжесть начального этапа войны, об атомном проекте не забыли. Двадцать восьмого сентября вышло постановление Государственного комитета обороны об организации работ по урану. А как только 19 января 1943 года блокада Ленинграда была прорвана, Игоря Курчатова немедленно вывезли в Москву, где он создал и возглавил Лабораторию номер 2 — именно там были осуществлены важнейшие разработки по созданию советской атомной бомбы.

Одновременно в 1943 году 11 сотрудников Физтеха были переведены из Казани в Москву под руководство Курчатова. В столицу были также переправлены детали ленинградского циклотрона, для чего по льду Ладоги была проложена железная дорога.

Физик-экспериментатор Леонид Неменов и инженер-электрик Петр Глазунов были премированы одной тысячей рублей за перевозку из блокадного Ленинграда в Москву основных узлов физтеховского циклотрона, так как это значительно ускорило работы в Москве: в условиях войны не было возможности заново изготовить детали циклотрона для развертывания экспериментов в столице.


ЦИКЛТРН В НАШЕ ВРЕМЯ.jpg
«Циклотрон ФТИ им. А.Ф. Иоффе» запущен в 1946 г. и после неоднократных серьезных модернизаций в 2015 г. получил статус Уникальной Научной Установки (УНУ)
ioffe.ru

Атомный проект и наши дни

Циклотрон в Физтехе начал работать в 1946 году, его заново оснастили, здесь велась «наработка оружейного плутония, необходимого для создания бомбы, разрабатывались методы разделения изотопов урана и создавались счетчики нейтронов для испытаний атомной бомбы», как сообщается в издании по истории Физтеха.

Двадцать девятого августа на полигоне в Семипалатинске была испытана первая советская атомная бомба. В печати об этом не сообщалось, но американцы узнали об испытаниях к середине сентября по радиоактивным продуктам, попавшим в атмосферу.

Ленинградский Физтех сыграл существенную роль в атомном проекте, создав для него кадровую основу и внеся свой вклад в общее дело наряду с заводом «Электросталь» в подмосковном Ногинске, где производился уран, Ленинабадским горно-химическим комбинатом в Таджикской ССР, атомным центром Челябинск-40, включавшим в себя первый промышленный реактор и радиохимический завод «Маяк» возле города Кыштым, атомградами Свердловск-44 и Свердловск-45, в которых проводилось промышленное разделение изотопов урана, Арзамасом-16 в Горьковской (ныне Нижегородской) области, возле Саровского монастыря, где изготавливали плутониевые и урановые бомбы.

Работа на физтеховском циклотроне ведется и сейчас. В 2015 году, после очередной модернизации, циклотрону был присвоен статус «Уникальная научная установка». Его загрузка достигает 1400 часов в год. Преимущество циклотрона Физтеха — возможность ускорения ионов в широком диапазоне масс. Он многофункционален, с его помощью можно проводить междисциплинарные исследования. Это и изучение взаимодействия ускоренных ионов с твердым телом, и исследования в области физики полупроводников, силовой полупроводниковой электроники, а также аналитические исследования твердого тела, разработка технологий трековых мембран и мембранных материалов для медицины, биотехнологии, экологии.

Еще по теме:
18.06.2021
Независимое исследование подтвердило, что в подавляющем большинстве случаев после прививки вакциной «Спутник V» формируе...
04.06.2021
В нынешнем году международная премия в области энергетики - «Глобальная энергия» будет вручена дважды: на Петербургском ...
02.06.2021
Исследователи Томского политехнического университета разработали аппаратно-программный комплекс на основе наносенсоров. ...
31.05.2021
В 1970-е годы медики праздновали победу над туберкулезом, но оказалось, что преждевременно: туберкулез вернулся и уходит...
Наверх