3. Золотой ключик к заветной двери

В автобус в утренний час набивалось столько пассажиров, что лишь счастливцам доставались сиденья. Зельдович уцепился рукой за ремень, свисавший с перекладины, и ритмично покачивался. Покачивание располагало к размышлению. В голове возник отчетливый, как на бумаге, расчет скорости и пределов распространения пламени; как раз вчера появились новые соображения по этому поводу, надо было их продумать.

Сзади до него донесся знакомый тенорок:

— Яша, идите ко мне! Яша, вы слышите?

Зельдович оглянулся. У задней двери, сдавленный прихлынувшей толпой, обеими руками цеплялся за ремень Померанчук. Зельдович хотел крикнуть приятелю, чтобы тот пробирался к нему, но вместо этого, энергично отпихивая напиравших к выходу, стал проталкиваться назад.

— Здравствуйте, Яша, — сказал Померанчук. У него от толчков сползали очки, он поправлял их левой рукой и снова хватался за ремень обеими руками. — Вы читали статью Перрена?

Зельдович не сомневался, что разговор пойдет о науке. У Померанчука не бывало иных разговоров, кроме научных. В последнее время стали модными занятия, отвлекавшие от основных забот, — спорт, пикники, составление коллекций, живопись, резьба по дереву и камню. Померанчук знал лишь одну страсть — к науке. Тех, кто ею не увлекался, он избегал.

— Яша, надо прочесть статью Перрена, — продолжал Померанчук. — Она написана специально для вас. Я хочу, чтобы вы прочли Перрена, Яша.

Дорога пошла хуже, автобус все резче потряхивало на колдобинах. Зельдович легко амортизировал удары, он умел ловко пружинить и расслаблять мускулы. Померанчук, если бы не спасительный ремень, падал бы при каждом сильном толчке. Зельдович удивился. Зачем ему статья Перрена? Он знает о нем только то, что этот французский теоретик работает с Жолио. Область его интересов далека от всего, что занимает Зельдовича. В недавно защищенной докторской диссертации Зельдович развил теорию окисления азота при горении и взрывах, он и дальше продолжает эту тему. Взрыв, процесс, начинающийся с единичной молекулярной реакции и стремительно разветвляющийся, — что может быть увлекательней? Нет, труды Перрена не могут заинтересовать его!

Померанчук кивал так, словно приятель подтверждал какую-то очень важную для него мысль и он с ним согласен. А сказал он совсем иное:

— Они вас заинтересуют, Яша. Это Перрен, я слышал его, когда он приезжал на ленинградскую ядерную конференцию, он же интереснейший физик, Френсис Перрен. Спросите Исая Гуревича, Исай тоже был на конференции. Перрен только что опубликовал статью о вулканизме. Он считает, что происхождение вулканической деятельности надо искать в цепной реакции деления урана, самопроизвольно возникающей в недрах земли.

Зельдович вспомнил, что такую же идею о причинах вулканизма как-то высказал на нейтронном семинаре Георгий Флеров. Ну и что? Все сочли идею фантастической! Померанчук как бы не услышал возражений. Он продолжал говорить о статье Перрена. У Перрена не одна идея, но и математический расчет. Он вводит новые понятия — критический объем и критическую массу реагирующего вещества. Он показывает, что если масса урана меньше критической, то цепная реакция в нем не разовьется. Он вычислил, что если взять порошкообразную окись урана и спрессовать ее, то в шаре из такой массы с радиусом всего в 130 сантиметров и весом всего в 42 тонны любой влетевший нейтрон непременно вызовет цепную реакцию распада ядер. В природе возможны условия, когда при рудообразовании потоки урановых минералов сливаются в какой-нибудь расщелине в объем, допускающий цепную реакцию. Если поискать около вулканов, то, может быть, найдут продукты распада урана — это было бы доказательством уранового происхождения вулканизма.

— Я вспомнил о вас, Яша, когда читал Перрена, потому что вы же специалист по цепным реакциям. Ваша докторская диссертация — это же сплошная химическая кинетика. У вас в институте все занимаются цепными реакциями, разве не так? У вас появился там даже научный снобизм: ценятся только те работы, где упор делается на кинетику процесса, а не на окончательные результаты. Или не так? А что такое урановая цепная реакция? Разновидность того же кинетического процесса, что и ваши горения и взрывы! Нет, Яша, вам эти понятия ближе, чем Перрену.

Зельдович должен был согласиться, что друг во многом прав. Проблемы химической кинетики, точно, были главными в их институте, и важность работ оценивалась по тому, насколько в них глубоко разрабатывалась кинетика, — это можно было назвать и научным снобизмом.

Самый крупный специалист по цепным реакциям после Семенова — Харитон, — сказал Зельдович. — Юлий Борисович, кстати, интересуется и ядерными проблемами, это старое его увлечение.

— Правильно, он! — обрадовался Померанчук. — Идите к Юлию Борисовичу. Если вы с Ю-Бе займетесь ураном, плохого не получится, будет только хорошее. Вас больше не надо убеждать, Яша?

Зельдович уже был убежден, что стоит заняться проблемой цепных ядерных реакций. «Урановая лихорадка», охватившая физиков мира, докатилась наконец и до него.

Они вместе вышли из автобуса. Померанчук, поправляя непрерывно сползавшие очки, улыбался — он привил другу хорошую болезнь.

Вдруг его охватили угрызения совести. Они давно не виделись, а он и не поинтересовался, как у Зельдовича домашние дела. Зельдович был не только молодой доктор наук, но и молодой муж и еще более молодой отец. Два года назад он женился на Варе Константиновой, физике, как и он. В прошлом году у них родилась дочь Оля. Смущаясь оттого, что разговор пошел не о науке, а о «жизни», Померанчук осведомился, как жена и ребенок. С Варей и Олей все было хорошо. Померанчук успокоенно закивал головой и пошел по своим делам.

В институте Зельдович не мешкая направился к Харитону. Они не были близкими друзьями: мешала разница опыта и возраста — Харитон, на десять лет старше, руководил большой лабораторией, редактировал на правах заместителя Вавилова физический журнал. Но они часто встречались в институте и на семинарах, беседовали и спорили.

Юлий Борисович Харитон начинал с физики: стажировался в Англии у Резерфорда, получил степень доктора Кембриджского университета. Казалось тогда, все его научные поиски связаны с ядром. Курчатов в это время работал с карборундовыми выпрямителями. Оба почти одновременно сделали крутой поворот: Курчатов углубился в ядро, Харитон отошел от ядра. С приходом Гитлера в мире зловеще запахло порохом. Харитон раньше своих друзей понял, что изменившаяся обстановка накладывает отпечаток на науку. Война неотвратимо надвигалась, надо было к ней готовиться. Харитон углубился в быстро протекающие химические реакции. Горение, пламя, взрыв стали в его лаборатории темой научных исследований. Но интерес к ядерным проблемам сохранился — на него и рассчитывал молодой доктор физико-математических наук, торопясь к товарищу.

Оба склонились над взятой из библиотеки статьей Перрена. Французский физик задался целью вычислить ту массу урана, при которой возможна цепная реакция его распада. В малом куске урана много вторичных нейтронов вылетает наружу, это не позволит цепной реакции развиться. Нужен такой объем, чтобы вторичные нейтроны, почти полностью поглощаясь внутри, тратились только на разжигание «цепи». Физиков до сих пор интересовали константы отдельной ядерной реакции. Перрен шел дальше, от единичной ядерной реакции переходил к суммарным процессам: описывал процесс, порождающий ядерный взрыв в большой массе урана. Микрофизика ядра становилась макрофизикой больших масс и объемов.

Перрен наполнил свою статью математическими расчетами, математика была убедительная. Но оба физика сразу увидели, что о кинетике цепных процессов он имел представление туманное.

— Мне кажется, Перрен плохо учитывает, сколько нейтронов поглощается, не вызывая деления, — сказал Харитон. — Начнем с того, что выпишем константы, без которых не произвести вычисления.

Все известные константы были сведены в таблицу. Расчет показал, что цифры Перрена нереальны. В шаре урана весом в 42 тонны деление гасло, едва начавшись. Если легкий изотоп и распадался, выбрасывая около трех нейтронов, то тяжелый поглощал их, не допуская нового деления. Правда, при делении выбрасывались и очень быстрые нейтроны, они делили и тяжелый изотоп. Но энергия четырех из пяти таких нейтронов быстро опускалась ниже одного миллиона электрон-вольт: Флеров и Петржак, чуть начав совместную работу, установили, что нейтроны с энергией ниже этого предела делить тяжелый изотоп не могут. Цепная реакция могла бы еще пойти, если бы при делений выделялось больше пяти нейтронов. Но последние эксперименты говорили о 2,5–2,7 нейтрона в среднем.

Оба физика долго рассматривали цифры, убивавшие лихорадившую научный мир «урановую сенсацию». Проекты быстрого приручения гигантской энергии распада ядра были не больше чем мечтания.

— Мы взяли сравнительно небольшой объем урана, — попытался раскритиковать выводы Харитон. — Часть нейтронов вылетает наружу, это осложняет ситуацию.

— Ну что ж, возьмем бесконечный объем, Юлий Борисович! Учтем все нейтроны, освобождающиеся при делении.

Новое вычисление показало, что цепная реакция могла возникнуть лишь при средней энергии вторичных нейтронов около трех миллионов электрон-вольт.

— Пойдемте к Курчатову, — предложил Харитон.

Курчатов сразу оценил важность короткого вычисления. Эксперименты показывали, что средняя энергия вторичных нейтронов колеблется около двух миллионов. Цепная реакция на быстрых нейтронах в натуральном уране была невозможна.