Семинар

Сохраняя память

15 января на семинаре Отделения ядерной физики ЛНФ с лекцией "Нейтронно-ядерные данные для РДС" выступил Иван Русков (Институт ядерных исследований и ядерной энергетики Болгарской АН, ОИЯИ). Эту лекцию он посвятил 104-й годовщине со дня рождения одного из выдающихся физиков-экспериментаторов, доктора физико-математических наук Ю.С.Замятнина (1.01.1921 г. - 24.03.2008 г.), в группе которого он работал десять лет.

Юрий Сергеевич Замятнин - лауреат Сталинской премии (1953 г.) за исследования в области ядерной физики, связанные с разработкой и испытанием изделия РДС-6с, и Ленинской премии (1962 г.). За научную работу и организацию ряда научных направлений по решению проблем в ходе реализации Атомного проекта СССР он награжден четырьмя орденами Трудового Красного Знамени. В ОИЯИ работал с 1976 года - сначала в ЛЯР, затем с 1984-го - в ЛНФ.

В начале своего выступления И.Русков предложил организовать информационно-дискуссионный семинар, посвященный современным задачам, проблемам, исследованиям в области нейтронной ядерной физики. Учитывая мнение Ю.С.Замятнина о значимости подобных семинаров для научно-исследовательских работ и их вклада в науку, назвать их "Замятнинками".

Рассказ об истории Атомного проекта докладчик начал с упоминания основных его исполнителей - академиков АН СССР Г.Н.Флёрова и И.М.Франка, члена-корреспондента М.Г.Мещерякова и, конечно же, хорошо всем известных центральных фигур проекта.

Ю.С.Замятнин поступил на физфак МГУ в 1938 г., его курс был очень сильным - с ним учились А.Д.Сахаров, Е.И.Забабахин, Ф.Л.Шапиро, М.И.Подгорецкий, Б.Г.Ерозолимский. В годы войны, прервав обучение, Юрий Сергеевич в эвакуации работал чертежником-конструктором на военном заводе. Вернувшись в Москву в 1944 году, он экстерном сдал экзамены за четвертый и пятый курсы университета и стал слушателем спецкурса, готовившего в 1945-м первую группу физиков-ядерщиков. Еще учась, он начал работать в Лаборатории №2 АН СССР (позже ЛИПАН, НИЦ "Курчатовский институт").

Первый поворот в его судьбе произошел в 1948 году, когда руководство лаборатории предложило Юрию Сергеевичу в составе группы Г.Н.Флёрова выехать в Арзамас-16. Предстояло работать в КБ-11 (позже ВНИИЭФ, Саров), научным руководителем которого был Ю.Б.Харитон. Командировка затянулась на 18 лет. Приехав в Арзамас младшим научным сотрудником, через три года Ю.С.Замятнин уже руководил отделом. А в последние годы работы в Арзамасе он был научным руководителем коллектива в 500 человек. C 1948 по 1966 годы он под руководством Ю.Б.Харитона занимался проблемами, связанными с реализацией советского Атомного проекта; участвовал в определении критической массы металлического плутония в зарядах атомной и водородной бомб.

Д.В.Ширков, Ю.С.Замятнин и Е.К.Бонюшкин (РФЯЦ, Арзамас-16). 1995 год. Фото Юрия Туманова

Юрий Сергеевич инициировал разработки и внедрение в практику физических исследований высокочастотных линейных ускорителей. Импульсный режим работы ускорителя позволил проводить измерения нейтронных сечений методом времени пролета, получать многочисленные ядерно-физические данные. Он руководил первыми в КБ-11 работами по измерению сечений деления урана-235 и плутония-239 тепловыми нейтронами. В 1954-1955 годах вместе с сотрудниками провел достаточно тонкие эксперименты по измерению спектров и угловых распределений нейтронов деления урана-235 нейтронами с энергией 14 МэВ под разными углами к направлению разлета осколков деления.

Одним из важных направлений в КБ-11 в середине 1950-х были работы по газодинамическому термоядерному синтезу (ГДТС). Выяснилось, что требуется новая измерительная аппаратура, обладающая высокой эффективностью для регистрации сравнительно небольших выходов нейтронов. В первом взрывном опыте по ГДТС впервые был применен новый метод регистрации малых выходов нейтронов, предложенный Ю.С.Замятниным и В.М.Горбачевым - метод затянутой регистрации. Он основывался на использовании эффекта замедления быстрых термоядерных нейтронов в водородосодержащем замедлителе и регистрации гамма-квантов, возникающих при захвате замедлившихся нейтронов ядрами водорода. С помощью этого метода впервые были получены количественные результаты и принципиальная возможность возбуждения термоядерной реакции за счет химической энергии взрывных веществ.

Юрий Сергеевич принимал самое активное участие в подготовительных работах по обоснованию схемы заряда и непосредственно в измерениях на полигоне. Термоядерный заряд РДС-6с был испытан 12 августа 1953 года. Было важно подтвердить, что шла именно термоядерная реакция. Ю.С.Замятнин с группой сотрудников предложил методику, основанную на зависимости формы распределения осколков деления по массе от энергии нейтронов, вызывающих деление. Вместе с радиохимиками были проанализированы выходы осколков и установлено, что основная масса делений происходила за счет термоядерных нейтронов, то есть взрыв был термоядерным. Этот вывод означал, что СССР первым в мире создал водородную бомбу, которую можно было транспортировать самолетом.

В конце 1950-х возник повышенный интерес к трансурановым элементам, вызванный дискуссией о возможности их использования в ядерных зарядах. При непосредственном участии Юрия Сергеевича в 1958-1960 годах были измерены сечения деления изотопов ряда тяжелых элементов: тория-230, плутония-240, плутония-241, америция-241 нейтронами с энергией 2,5 и 14 МэВ.

На протяжении всей своей научной деятельности Юрий Сергеевич много сил отдавал систематизации экспериментальных данных о ядерных характеристиках изотопов тяжелых ядер, которые играли большую роль в Атомном проекте. Уже в 1959-м группа сотрудников при научной поддержке Замятнина подготовила и издала справочник по элементарным ядерным константам. Это была первая попытка создания во ВНИИЭФ банка ядерных данных, и систематизация данных практически сразу же принесла свои плоды. Юрий Сергеевич, применив несложную аппроксимационную модель, получил информацию о константах некоторых ядер, которые еще не были получены экспериментально.

С 1966 по 1976 годы он работал в НИИАР (Димитровград, до 1972 года - Мелекесс), где сыграл ключевую роль в организации и развитии ядерных исследований, особенно в области накопления трансурановых элементов и нейтронной спектрометрии, оказав влияние как на фундаментальные исследования, так и на практическое применение ядерной физики. В 1972 году под его руководством был создан отдел, сосредоточенный на нейтронной спектрометрии и фундаментальных исследованиях в ядерной физике. Юрий Сергеевич совершенствовал методы нейтронной спектрометрии, используя горизонтальные каналы реактора для детальных исследований взаимодействий нейтронов. Под его руководством проводились эксперименты по изучению тройного деления, углубившие понимание процессов деления и поведения осколков деления.

Иван Русков продемонстрировал слайды нескольких публикаций Юрия Сергеевича в журнале "Атомная энергия" и работы В.М.Маслова (ОИЭиЯИ, Минск) 2023 года, в которой использовались результаты, полученные Ю.С.Замятниным с коллегами в 1960 году. Рассказал он и о развитии исследовательских установок ВНИИЭФ и о проекте ЛНФ ЭНГРИН по исследованию эмиссии мгновенных нейтронов в делении ядер.

Память о Юрии Сергеевиче живет не только в сердцах знавших его коллег, но и в опубликованных ядерных данных и созданных трудами Замятнина, его сотрудников и учеников экспериментальных установок.

Ольга ТАРАНТИНА