Из истории ядерной физики

Битва за элементы

Глава 2. Взятие сто второго

(Окончание. Начало в №47.)

К концу года нам удалось в реакции уран + кислород обнаружить фермий-249 и определить его период полураспада - 150 секунд, как сейчас помню; позже это было подтверждено, и если вы посмотрите в справочнике, то найдете там эти 150 секунд. А вот энергия оказалась завышенной; измерения делались с помощью фотоэмульсий, а точность их далека от желаемой... Тут мне хотелось бы вспомнить Владимира Павловича Перелыгина, Химчинову - к сожалению, я забыл ее имя-отчество... Бориса Николаевича Макова, Анатолия Степановича Пасюка и Василия Максимовича Плотко - всех тех, кто обеспечивал ядерные фотоэмульсии и ионный источник...

Мне было предложено подумать, нельзя ли переделать ионный источник, чтобы получить зарядность 5, а лучше бы 6 - это позволило бы продвинуться по энергии выше и снимать функцию возбуждения, чтобы все было более точно. У меня возникла идея ионной ловушки, и тогда я впервые столкнулся с плазмой...

В это время американцы сообщили, что в ядерной реакции C-12 + кюрий получается 102-й элемент с массой 254 - он испускает альфа-частицу с периодом 3 секунды и дает дочерний продукт фермий-250, который они регистрировали по периоду альфа-распада - 30 минут. Через какое-то время они сообщили, что этот изотоп испытывает спонтанное деление, и появился гнетущий пессимизм: если 102-й обладает такими свойствами, то вряд ли можно будет продвинуться по элементам дальше, их периоды полураспада будут очень малы... Всё это не вызывало АБСОЛЮТНО НИКАКИХ СОМНЕНИЙ.

Когда в Дубне был построен новый циклотрон, Георгий Николаевич с коллегами, учитывая что 102-й открыт, а в Беркли объявили уже и о 103-м, решил переключиться на синтез 104-го. А нам, трем молодым людям, - мне, Виктору Андреевичу Ермакову и Владиславу Александровичу Щёголеву - он предложил подумать, будем ли мы дальше заниматься 102-м элементом, и если нет, то тогда переключиться на другие работы. Мы - по молодости, по глупости - решили, что все-таки попробуем синтезировать ²⁵⁶102, который по предсказаниям должен жить одну-две сотых секунды.

Несколько раньше для этого была создана ионизационная камера, позволявшая мерить альфа-частицы с высокой точностью. Я отвечал за физическую часть.

Часть устройства для синтеза трансурановых элементов, с помощью которого на внутреннем пучке У-300 были получены 102-й и 103-й элементы.

Мы использовали метод идентификации материнского ядра по дочернему продукту. Эта методика известна еще с начала прошлого века. При распаде альфа-частица летит в одну сторону, а ядро отдачи, слегка заряженное, - в другую, и если поставить отрицательно заряженную пластинку, то ядра на ней будут собираться; потом их можно будет взять, химически идентифицировать, определить энергию распада, период полураспада...

Американцам при синтезе 102-го приходилось тащить продукты реакции из плазмы, которая возникает, когда интенсивный пучок проходит через газ, а мы, зная, что плазма - вещь неуправляемая, постарались в своей конструкции этой проблемы избежать. Вот часть устройства, которое, должно быть, есть в этом музее (см. снимок - А.Р.). Этот экспонат долго хранился в Политехническом, а когда в 1990-х все начало разваливаться, Слава Щёголев, спасибо ему, вспомнил об этом, взял его, и теперь его можно посмотреть...

Американцы при работе с кюрием сожгли мишень, и на полтора года эта часть лаборатории выбыла из работы, потому что надо было очищать все от кюрия, а у нас мишень охлаждалась за счет плотного контакта с некоторой сеткой, и все вмятины убирались давлением газа (400 тор), чего нельзя достичь, если сжимать между двумя пластинами... Мы могли работать с одной мишенью практически все время - не только в опытах по 102-му, но и по 103-му.

В.А.Ермаков, третий соавтор открытия 102 и 103-го. Мелекесс, 1971.

Период полураспада этого изотопа фермия - 25 часов с лишним, и мы могли работать долго, обычно облучение длилось 10-15 часов. Можно было накапливать, накапливать... Потом серебряная фольга растворялась в химическом реагенте... - все это знал Виктор Андреевич Ермаков; он растворял, выделял оттуда с помощью ионообменных методов фермий... О нем я еще скажу, он уехал потом в Мелекесс, где создавались тогда редкие изотопы; когда он ушел, мне звонили оттуда и сказали, что это был радиохимик от Бога...

В первом же опыте мы обнаружили 80 атомов фермия-252. В начале 1963-го мы окончательно убедились, что при облучении урана-238 неоном-22 мы получаем 102-й элемент с массой 256, с испарением 4 нейтронов. Проведена была химическая идентификация, определен период полураспада, измерена энергия альфа-частиц фермия-252 и получена функция возбуждения. Период полураспада 102-го оказался, как мы написали, около 8 секунд; дальнейшие опыты (не у нас) показали 3,5 секунды...

Нас смущала маленькая статистика. Мы Георгию Николаевичу об этом сказали, он говорит: да это неважно! Вы с чем воевали? С сотой секунды! А вы будете думать, восемь это или пять, три или десять... Это неважно. Надо думать о чем-то другом.

Г.Сиборг в Дубне. 28 мая 1963 года. Фото Юрия Туманова.

И 20 мая о наших экспериментах объявило Центральное телевидение^*... А через несколько дней, совершенно неожиданно, во всяком случае, для меня, у нас в лаборатории появились Сиборг и Гиорсо - те самые первооткрыватели ²⁵⁴102. Гленн Сиборг в то время был председателем Комиссии по атомной энергии США, третьим или четвертым лицом в правительстве Джона Кеннеди, но как ученый, узнав, что по 102-му получен другой, неожиданный результат^**, решил убедиться в этом сам. Мы показали им наше оборудование, Сиборг зашел даже в ту часть, что была облучена. Они убедились, что у нас все правильно, и уехали.

А мы подумали: раз они ошиблись в своих предсказаниях^**, то надо проверить, а все ли правильно с этим ²⁵⁴102, о котором они говорили? Вместо урана поместили ²⁴³Am и облучали его ¹⁵N. То же самое сделали, облучая уран-238 неоном-22... И что мы обнаружили? Они давали период полураспада 3 секунды, а он оказался НАМНОГО больше - около 50 секунд.

В 1971 году они получили несколько изотопов 102-го, изучили их свойства и признали: да, мы ошиблись - на самом деле то, что мы приняли за 102-й с массой 254, был 102-й с массой 252... Но при этом им пришлось признать, что радиохимия у них была никуда не годная, несмотря на то что Сиборг, автор, лауреат Нобелевской премии - радиохимик. Они сказали, что они ПЕРЕПУТАЛИ фермий с калифорнием... Когда впоследствии решался вопрос о приоритете, комиссию ИЮПАК эти объяснения не убедили, и приоритет был закреплен за Дубной, причем стопроцентно. Но название оставили нобелий, хотя мы предлагали жолиотий.

Вот такая история. Люди несерьезно подошли к своей работе. Старались поскорее открыть - и вот что получилось. А мы готовились фактически с 1959 года по 1962-й включительно, и весь 1963-й год шли эксперименты. Я помню, катался на лыжах, а у меня еще сомнения возникали: вдруг что-то не так? У меня перед глазами был яркий пример - когда было признано, что "шведы" ошиблись, и они даже не стали возражать, я понял, что быть автором или соавтором, это никакие не премии, не награды, не что-либо еще, это прежде всего ГРУЗ ОТВЕТСТВЕННОСТИ...

А теперь коротко о 103-м. В 1961 году они объявили, что открыли 103-й элемент. У них не было никакой химии, никаких ядер отдачи, они просто получили альфа-спектры и сказали: вот альфа-линия, которую мы не можем приписать ничему, кроме 103-го.

Мы решили подойти к этому более серьезно. Пользуясь той же методикой, мы облучали америций-243 кислородом-18 и получили 103-й элемент с массой 256. Регистрировали по тому же фермию-252: 103-й либо испытывает электронный захват и превращается в 102-й с массой 256, либо испытывает альфа-распад и превращается в менделевий-252, о котором точно известно, что он тоже испытывает электронный захват. Был определен период полураспада, замерена функция возбуждения, энергия альфа-частиц - все как и для 102-го. "Пичок", который показали американцы, без каких-либо других доказательств, выглядел не очень убедительно, мы же показали все, но не указали, каков основной тип распада. И комиссия разделила приоритет между Беркли и Дубной. Таким образом, один элемент был открыт стопроцентно у нас, а второй - фифти-фифти.

- А у меня возникла мысль, - продолжал Евгений Денисович, - взять и столкнуть два ядра урана; деление должно привести к трансурановым элементам, и какие-то из них могут оказаться очень тяжелыми. В это время в Лаборатории высоких энергий были ускорены дейтроны^***, и возникла необходимость получать "голые" ядра - неона, аргона, углерода - чтобы их можно было ускорять на дубненском синхрофазотроне. И я решил, что, может быть, надо заняться ионным источником.

К тому времени... Так как все-таки речь и о людях, то должен я с горечью признать, что в Лаборатории ядерных реакций сложилась какая-то странная ситуация, мне до сих пор непонятная. Нашей небольшой группе, которая фактически состояла из четырех человек, вдруг перестали давать время на ускорителе. Почему, я не знаю. Может быть, потому что мы решили попробовать 105-й элемент синтезировать. Нам даже дали возможность сделать два облучения. В первом облучении мы обнаружили два случая, во втором - ноль. И все, больше возможности у нас не было. А это конец 1965 года. Представляете?

Мы поняли, что нам тут больше делать нечего. Мне было хорошо, у меня была эта идея - создать источник, и была Лаборатория высоких энергий, которая нуждалась в таком источнике, то есть я был обеспечен интересной работой. Виктор Ермаков должен был уехать, бросить все эти дела - хотя очень интересные дела были! С большой горечью и Слава Щёголев должен был бросить это дело; он занялся ядерными фильтрами - задача, конечно, хорошая, важная, но... не передний край науки. Группа распалась, и я ушел в Лабораторию высоких энергий^****.

По окончании лекции один из коллег - тех, кому тоже посчастливилось попасть во флеровский призыв 1958 года, задал Евгению Денисовичу вопрос, действительно ли он не знает, почему перестал заниматься трансурановыми элементами? "Может быть, ты знаешь?" - спросил Евгений Денисович. И, выслушав ответ, заметил: "Но это уже не от первого лица".

Александр РАСТОРГУЕВ

Примечания

^*Из воспоминаний В.А.Щёголева: "В прессе поднялся такой шум, мы стали героями... В "Комсомольской правде" журналист Ярослав Голованов написал большую статью "В гнезде жар-птицы". Мы стали очень знамениты. Нас пригласили на телевидение..."

^**Из теоретических соображений и предыдущего опыта с трансуранами в Беркли сделали вывод, что период полураспада ²⁵⁶102 должен быть в несколько раз меньше, чем у ²⁵⁴102.

^***По предложению В.И.Мороза.

^****О том, как Евгений Денисович разрабатывал и совершенствовал ионный источник, как открыл чисто электронную плазму и "полые" атомы, читайте в намеченном цикле "Под небом ЛВЭ".