Хорошо оборудованные по тому времени лаборатории и лекционные залы, отлаженный механизм учебного процесса приятно поразили Игоря. Но жить было не на что. Попытка найти работу поближе к институту не удалась: кругом царила безработица. Борису Ляхницкому повезло больше: его приняли на временную работу в гидромелиоративный институт.

Один из профессоров политехнического порекомендовал Игорю съездить в Павловск в магнитно-метеорологическую обсерваторию. Игорь прикинул: туда и обратно проехать — и почти день долой! Но делать нечего, где-то надо устраиваться. Тем более что ему обещали разрешить самостоятельно вести наблюдения.

Заведующий обсерваторией профессор В. Н. Оболенский вскоре действительно поручил новому сотруднику самостоятельное исследование. И тема его по поразительному совпадению оказалась близкой к тому, с чем в дальнейшем связал свою жизнь Курчатов. Ему поручили исследовать радиоактивность снега.

Нельзя без волнения смотреть на пожелтевшие страницы отчета об этой работе: «К вопросу о радиоактивности снега». Он был опубликован в 1924 году. И до и особенно после этой работы радиоактивности снега посвящалось немало трудов. Но вот эту всего в семь листиков историки науки берут в руки с особым чувством. С нее начинался путь Курчатова-ученого.

Каким образом снег становится радиоактивным? «Падающие капли и хлопья, — пишет Курчатов, — захватывают и увлекают с собой вниз подвешенные в атмосфере радиоактивные частицы». Для подтверждения этого объяснения он ссылается на опыт одного американского ученого, который измерил содержание активных веществ в воздухе около Ниагары и в находящемся в стороне от реки городке. В последнем содержание активных частиц оказалось в пять раз выше, чем у водопада, где они увлекались брызгами.

Краткая работа Курчатова обращает внимание обстоятельным обзором мировой литературы по интересующему его вопросу.

Много позже он удивит одного из сотрудников своим замечанием о его работе:

— Нет, вам это непростительно. Ученых многих стран перечислили, а японских забыли. И совершенно незаслуженно.

Оказывается, с первых самостоятельных шагов в науке Курчатов берет за правило: прежде чем двигаться вперед, надо оценить все, сделанное до тебя другими. Но к работам предшественников Курчатов обращается именно для того, чтобы самому продвинуться вперед. Он рассматривает научные сообщения критически, стремится проверить их экспериментом.

По методике, разработанной вместе с профессором В. Н. Оболенским, он проводит 25 наблюдений со 2 по 29 января 1924 года. В течение 10 минут он собирает в чашку свежевыпавший снег, помещает его в ионизационную камеру. В ней электрически нейтральные частицы воздуха под действием радиоактивного излучения превращаются в заряженные частицы — ионы. Электрометр фиксирует степень ионизации, а по ней уже можно судить о степени радиоактивности снега.

Полученные результаты хорошо согласуются с данными других исследователей. Кажется, можно успокоиться... Но нет. Ведь радиоактивное излучение неоднородно. Оно состоит из альфа-, бета-частиц и гамма-лучей. Предшественники измеряли активность снега по гамма-излучению, и они по-своему были правы — это самое проникающее излучение. Но у него есть и минус — оно слабее альфа— и бета-частиц ионизует молекулы воздуха. Значит, его действие труднее обнаружить и измерить. А если взять альфа-частицы? Они оставляют в камере самый сильный след. Наблюдать за ними легче.

Курчатов уменьшил размеры камеры, настроил ее на наибольшую чувствительность к альфа-частицам. Попробовал измерить активность снега по-новому. Чашка со снегом в камере, все внимание на электрометр. Отсчет сделан. Вечером произвел расчет, убедился: первая «прибавка» точности есть.

Этот успех раззадорил Игоря.

...Чашка с только что собранным снегом принесена в комнату. Ее надо поместить в камеру. А снег постепенно тает, его становится все меньше и меньше. Так ведь радиоактивный материал переходит в воду. Какая разница? Но ведь вода сильно поглощает радиоактивное излучение. А снег? Тоже. Выходит, альфа-лучи поглощаются и снегом и талой водой. Так явилась догадка об еще одной «прибавке» точности.

Потом он с удовлетворением запишет в отчете, что поглощение альфа-лучей водой «упускалось из виду всеми предыдущими исследователями... Поправка имеет очень большую величину». Игорь Васильевич вывел формулу вычисления этой поправки, годную для других аналогичных исследований. До Курчатова порядок радиоактивности снега в среднем был определен в 10^-12 кюри на грамм, а Игорь дал новую цифру — 5,51*10^-11.

Это в среднем. Но Игорь определил и, так сказать, мгновенное значение радиоактивности снега. «Этот результат дан, — пишет он, — со всеми поправками, то есть определяет радиоактивность снега (в количестве одного грамма) в момент его выпадения на почву». Он изучил и описал также изменение радиоактивности снега через час после его выпадения.

Заканчивается отчет такими словами: «В заключение должен сказать, что все результаты, полученные на основании 25 наблюдений, ни в какой степени не могут быть высказаны категорически и должны считаться лишь предварительным решением вопроса, исследование которого будет продолжено в дальнейшем».

Значит, свои результаты он также рассматривал критически.

Исследование Игорь выполнял в труднейших условиях. По воспоминаниям И. В. Поройкова, он жил в Павловске в неотапливаемой комнате. Морозы стояли сильные. Когда Поройков приехал к нему, Игорь уступил гостю из Симферополя свою кровать, а сам спал на столе, накрывшись старым полушубком.

Немало трудностей было и с учебой. Не тем, что надо было что-то осваивать и сдавать, а поездками, требовавшими много времени. И тем не менее Игорь успешно сдавал зачеты. В справке, полученной им позже, говорится, что он сдал высшую математику, начертательную геометрию, теоретическую механику, физику, химию, сопротивление материалов, термодинамику и уже чисто морской предмет — торговые порты.

Но с весны 1924 года учеба в политехническом неожиданно обрывается. По-видимому, одна из комиссий высказала мнение: Игорю Курчатову, имеющему университетский диплом, нет необходимости получать еще одну специальность. Мест в институте мало, а кандидатов, мол, много. И он был отчислен из института.

Как ни тяжело было Игорю отказаться от заветной мечты — стать кораблестроителем, он недолго предавался унынию. Он стал задумываться о том, что исследования в области физики, начатые в Пайловске, могли бы стать целью его жизни. Научные руководители его, видя одаренность юноши и трудное положение, в котором он оказался, помогали как могли.

Профессор Н. Н. Калитин, старший физик обсерватории, узнав об отчислении Игоря из института, предложил ему поработать с ним в Феодосии, куда собирался в командировку. Летом Игорь выехал в Симферополь, чтобы оттуда направиться в Феодосию.

Дома его встретили с нежностью и теплотой, которые утроились, когда родные узнали о его неприятности. Брат подрос и возмужал, радовал своими успехами в том же университете, который окончил Игорь. Владимир Луценко сдавал экзамены, но это не помешало старым друзьям проговорить много часов подряд.

Оказалось, что очередной зачет Владимиру надо было сдавать профессору Усатому, с которым Игорь хотел посоветоваться о своем будущем. В университете они узнали, что профессор уехал в Баталиман на дачу. Друзья решили ехать следом. До Севастополя добрались «зайцами» на товарном поезде, на платформе с корпусами донных мин. В пустых корпусах мин они и прятались. В Севастополе ночевали на братском кладбище под зданием панорамы. А с рассветом тронулись в путь, прошли Байдарские ворота и к вечеру добрались до утопающего в зелени тихого Баталимана.

Семен Николаевич Усатый усадил Луценко готовиться к ответу, а сам с Курчатовым вышел в сад.

— Ну что ж, будем считать, что физика выиграла, — сказал Усатый, выслушав Игоря. — В Феодосии задерживаться долго нет смысла. Осенью я переезжаю в Баку, в Азербайджанский политехнический институт. Милости прошу ко мне ассистентом.