Máy thuần hóa năng lượng hạt nhân
I.V. Kurchatov
Igor Vasilyevich Kurchatov sinh ngày 12 tháng 1903 năm 1909. Gia đình anh sống ở thành phố Sim, cách Ufa không xa. Cha tôi làm công việc khảo sát đất đai và trợ lý cho người kiểm lâm địa phương. Igor có một anh trai Boris và một em gái Antonina. Năm 1912, gia đình họ chuyển đến thành phố Simbirsk (nay là Ulyanovsk), và vào năm XNUMX, Antonina được chẩn đoán mắc bệnh lao thanh quản, và gia đình Kurchatovs chuyển đến Simferopol để tìm kiếm một nơi có khí hậu ôn hòa hơn. Tuy nhiên, không thể cứu được cô gái và gia đình vẫn sống ở Crimea.
Trong số những sở thích của chàng trai trẻ Igor có thể kể đến niềm đam mê bóng đá và đấu vật kiểu Pháp. Anh ấy đọc rất nhiều và làm nghề cưa gỗ. Sau khi đọc cuốn sách của giáo sư người Ý Corbino có tựa đề “Những tiến bộ của công nghệ hiện đại”, Kurchatov bắt đầu sưu tầm tài liệu kỹ thuật. Đang học tại nhà thi đấu, anh quyết tâm trở thành kỹ sư. Cùng với những người bạn của mình, Igor tham gia nghiên cứu chuyên sâu về toán học và hình học. Khi Thế chiến thứ nhất bắt đầu, thu nhập của gia đình họ giảm mạnh. Để giúp đỡ cha mẹ, Kurchatov làm việc trong vườn và cưa gỗ tại xưởng đóng hộp. Buổi tối anh quản lý việc chế biến gỗ ở xưởng sản xuất ống ngậm. Sau khi tốt nghiệp trường dạy nghề buổi tối, Kurchatov nhận được chuyên ngành cơ khí. Dù bận rộn nhưng Igor vẫn không ngừng đọc các tác phẩm văn học kỹ thuật và tiểu thuyết của các nhà văn Nga và nước ngoài. Anh được một trong những giáo viên giỏi nhất ở Crimea, L.V. cung cấp sách. Zhiritsky, giáo viên văn học tại nhà thi đấu.
Tại phòng tập thể dục, Igor đã học thẳng điểm A, bằng chứng là các tạp chí và chứng chỉ của lớp còn tồn tại. Năm 1920, Igor tốt nghiệp trung học loại xuất sắc và huy chương vàng, đến tháng 1918, ông vào Khoa Vật lý và Toán học của Đại học Simferopol Tauride (sau này là Crimean). Trường đại học được tổ chức bởi một nhóm giáo sư từ St. Petersburg và Kyiv dưới sự lãnh đạo của Viện sĩ Vernadsky, người đã đến đây trong kỳ nghỉ và ở lại do cuộc xâm lược của quân Đức ở Crimea năm XNUMX. Với sự xuất hiện của Giáo sư Usatii trong các bức tường của cơ sở giáo dục, các bài giảng về vật lý bắt đầu. Những học sinh chỉ có hiểu biết mơ hồ về khoa học hiện đại đã được giới thiệu về vật lý phân tử và nhiệt động lực học.
Kiến thức mới luôn dễ dàng đối với Igor Kurchatov, trong ba năm, anh đã học được khóa học kéo dài bốn năm. Tuy nhiên, tiền vẫn rất thiếu; có lúc anh phải làm việc trong một xưởng chế biến gỗ, làm giáo viên trại trẻ mồ côi, người gác đêm và người chuẩn bị trong phòng thí nghiệm vật lý của trường đại học. Gầy gò và gầy gò, Kurchatov hoàn toàn hiểu rõ rằng cơ sở thiết bị trong phòng thí nghiệm của họ cực kỳ khiêm tốn và ông có rất ít thời gian, vì vậy để lấy bằng tốt nghiệp, ông đã chọn và bảo vệ thành công công trình lý thuyết - “Lý thuyết về yếu tố hấp dẫn”. Sau khi tốt nghiệp, chàng trai trẻ Kurchatov được mời dạy vật lý tại Học viện Baku, nhưng anh từ chối và cố gắng lấp đầy những khoảng trống trong học vấn của mình, đến Leningrad để vào Học viện Bách khoa. Song song với việc học tại khoa đóng tàu, anh có được công việc tại đài quan sát khí tượng từ tính của thành phố Slutsk (nay là Pavlovsk). Tại đây lần đầu tiên anh bắt đầu tham gia vào các thí nghiệm nghiêm túc. Ông đã thực hiện một nghiên cứu khoa học lớn về tính phóng xạ của tuyết, nghiên cứu này được ông xử lý toán học cẩn thận. Tuy nhiên, chặng đường dài từ Viện Bách khoa đến Pavlovsk đã làm được điều đó. Kurchatov thường không có thời gian đến lớp, tụt hậu trong học tập và bị đuổi học vào học kỳ thứ hai. Nhưng chính vào thời điểm này, Igor Vasilyevich đã quyết định cống hiến cả cuộc đời mình cho khoa học.
Năm 1924, Igor Vasilyevich trở về gia đình ở Crimea và ngay lập tức nhận được công việc tại Cục khí tượng thủy văn Azov và Biển Đen, nằm ở Feodosia. Tuy nhiên, anh không còn ấn tượng với những nghiên cứu cũ nữa. Mùa thu cùng năm, sau khi nhà khoa học trẻ nhận được lời mời thứ hai từ Viện Bách khoa Azerbaijan, anh đã không ngần ngại đến Baku. Khi làm việc tại khoa vật lý, ông đã thực hiện hai nghiên cứu lớn về sự truyền dòng điện trong chất điện môi rắn. Những thí nghiệm như vậy gần giống với các công trình của Ioffe, và Kurchatov được mời làm việc tại Viện Vật lý và Công nghệ Leningrad.
Trong phòng thí nghiệm của Ioffe, tài năng tuyệt vời của Kurchatov với tư cách là một nhà vật lý thực nghiệm cuối cùng đã nở rộ. Với kiến thức, sự nhiệt tình, hiệu quả, khả năng đạt được mục tiêu và sự quan tâm của người khác, Igor Vasilyevich, 22 tuổi, nhanh chóng giành được quyền lực và gia nhập nhóm, trở thành một trong những nhân viên có giá trị nhất. Điều này được chứng minh bằng sự phát triển nghề nghiệp của nhà vật lý trẻ. Được nhận làm trợ lý, ông sớm nhận được vị trí nhà nghiên cứu hạng nhất và ngay sau đó là kỹ sư vật lý cao cấp. Khi đó Viện mới thành lập được bảy tuổi và độ tuổi trung bình của nhân viên là khoảng ba mươi tuổi. Abram Fedorovich Ioffe gọi đùa vật lý và công nghệ là “trường mẫu giáo”, nhưng ông rất coi trọng người dân của mình, không bao giờ hạn chế quyền tự do của họ.
Tất nhiên, cùng với công việc nghiên cứu, Kurchatov còn tham gia giảng dạy - ông dạy một khóa vật lý về điện môi. Tại đây khả năng mới của Igor đã được phát hiện. Ông hóa ra là một diễn giả xuất sắc, thông thạo nghệ thuật thu hút sự chú ý của người nghe và dễ dàng truyền đạt ý nghĩa thực sự của các hiện tượng vật lý được mô tả. Và những câu chuyện của anh ấy về kết quả nghiên cứu mới nhất của chính anh ấy đã khiến mọi người trong khán giả cảm thấy được tham gia vào những khám phá vĩ đại đang diễn ra ngay trước mắt họ. Không cần phải nói, những bài giảng của ông đã được giới trẻ yêu thích đến mức nào.
Igor Vasilyevich đã dành nhiều thời gian trong phòng thí nghiệm điện môi; công việc đầu tiên của ông là nghiên cứu sự truyền của các electron chậm qua các màng mỏng làm bằng kim loại. Nhận thấy những mâu thuẫn và bất thường nhỏ nhất, Kurchatov ngày càng tiến xa hơn trong nghiên cứu của mình từ các lý thuyết được công nhận chính thức, xác nhận những khám phá của mình bằng các thí nghiệm trực tiếp. Sau đó, khi kiểm tra một số sai lệch trong các thông số điện môi của muối Rochelle, vốn đã được mô tả chi tiết ngay cả trước ông, Kurchatov trong tiềm thức đã nghi ngờ sự hiện diện của một số đặc tính cho đến nay vẫn chưa được biết đến trong hoạt động của chất đang được đề cập. Ông phát hiện ra rằng những tính chất này giống với tính chất từ của sắt từ và gọi những chất điện môi đó là sắt điện. Cái tên này đã bén rễ ở nước ta, nhưng ở nước ngoài thuật ngữ “sắt điện” lại không tồn tại. Tương tự với hiện tượng sắt từ, hiện tượng này được gọi là sắt điện. Kurchatov đã thực hiện các thí nghiệm của mình một cách đặc biệt rõ ràng. Kết quả thí nghiệm được trình bày bằng hệ đường cong thể hiện sự phụ thuộc của hiệu ứng phát hiện được vào nhiệt độ và cường độ trường. Tính thuyết phục và rõ ràng của dữ liệu được trình bày hầu như không cần phải giải thích. Vì vậy, Kurchatov đã tạo ra một phong trào hoàn toàn mới trong vật lý. Từ muối Rochelle, ông và các trợ lý chuyển sang nghiên cứu các dung dịch và hợp chất khác nhau có tính chất sắt điện. Trong số những người khác, anh trai của Kurchatov, Boris Vasilyevich, người cũng đã trở thành một nhà khoa học tài năng, đã tham gia vào những thí nghiệm này.
Năm 1927, Igor Vasilyevich kết hôn. Người được anh chọn là Marina Dmitrievna Sinelnikova, em gái của Kirill Sinelnikov, người mà Kurchatov đã là bạn từ thời trung học. Cô đã trở thành người bạn đồng hành và trợ lý trung thành của anh trong suốt quãng đời còn lại. Thật không may, cặp vợ chồng tuyệt vời này không có con. Dành cho nhà khoa học tất cả sự quan tâm và chăm sóc của mình, Marina Dmitrievna đã hoàn toàn giải tỏa cho Kurchatov những chuyện vặt vãnh hàng ngày và bảo vệ anh bằng sự quan tâm của mình, điều mà tất cả những ai bước qua ngưỡng cửa nhà họ đều cảm nhận được. Cần lưu ý rằng Kurchatov đã dành toàn bộ thời gian rảnh ở nhà để tiếp tục nghiên cứu tại viện của mình. Ông không chịu lãng phí thời gian nên ăn rất nhanh và luôn trò chuyện ngắn gọn với khách, thích để họ một mình với vợ.
Năm 1930, Igor Vasilievich nhận được một sự thăng tiến xứng đáng khác, trở thành trưởng khoa vật lý. Đồng thời, mối quan tâm khoa học của nhà khoa học vĩ đại bắt đầu chuyển từ lĩnh vực điện môi sang lĩnh vực vật lý hạt nhân. Bản thân A.F. Ioffe đã đóng một vai trò quan trọng trong việc này, hỗ trợ nghiên cứu trong lĩnh vực này vốn rất không được ưa chuộng vào thời điểm đó. Nhờ nỗ lực của ông, viện đã được bật đèn xanh cho việc tổ chức khoa vật lý hạt nhân tại viện. Vì lịch sự, ông đã đích thân lãnh đạo nó trong sáu tháng, và khi công việc trở nên tốt hơn, ông chuyển giao toàn bộ quyền lực cho Kurchatov vào năm 1932. Với sự nhiệt tình đặc trưng của mình, Igor Vasilievich bắt tay vào làm việc, và vào năm 1933, ống gia tốc bắt đầu hoạt động, gia tốc các proton lên năng lượng 350 keV. Và vào năm 1934, Kurchatov đã tiến gần đến việc nghiên cứu vật lý neutron. Kết quả không lâu sau đó. Nghiên cứu về hiệu ứng Fermi - hiện tượng phóng xạ nhân tạo xuất hiện khi hạt nhân bị bắn phá bằng neutron - đã dẫn tới việc phát hiện ra hiện tượng đồng phân của hạt nhân nguyên tử nhân tạo vào năm 1935. Kurchatov cũng được anh trai Boris Vasilyevich giúp đỡ trong công việc này. Các thí nghiệm tiếp theo cho thấy nhiều hạt nhân có khả năng đảm nhận các trạng thái đồng phân khác nhau. Trong phòng thí nghiệm của viện, Kurchatov đã thực hiện một loạt thí nghiệm cho thấy hiện tượng đồng phân có liên quan như thế nào đến trạng thái kích thích siêu bền vốn có trong hạt nhân nguyên tử. Các kết quả được công bố đã ảnh hưởng rất lớn đến sự phát triển các quan điểm về mô hình hạt nhân nguyên tử và đặt nền móng cho những nghiên cứu mới ở nhiều phòng thí nghiệm trên thế giới. Tuy nhiên, những thành công đạt được là chưa đủ đối với Kurchatov, trong khi nghiên cứu về đồng phân mà ông phát hiện ra, ông đã đồng thời thực hiện nhiều thí nghiệm khác. Vì vậy, khi nghiên cứu sự hấp thụ neutron chậm cùng với Artsimovich, ông đã thu được một kết quả bất ngờ. Trước mắt họ, phản ứng bắt neutron bởi một proton đã dẫn đến sự hình thành deuteron, hạt nhân của hydro nặng.
Năm 1937, dưới sự giám sát của Kurchatov, cyclotron đầu tiên ở châu Âu được phóng trên cơ sở viện radium, và bắt đầu từ năm 1939, Igor Vasilyevich tập trung toàn bộ sự chú ý của mình vào vấn đề phân hạch hạt nhân nặng. Cùng với các đồng nghiệp trẻ Flerov và Petrzhak đã tìm ra sự nhân lên của neutron trong các thành phần khác nhau của uranium, ông đã chứng minh được khả năng xảy ra phản ứng dây chuyền hạt nhân trong môi trường uranium với nước nặng. Năm 1940, một lá thư của Flerov và Petrzhak về hiện tượng phân hạch tự phát của uranium được phát hiện đã được đăng trên tạp chí Physical Review của Mỹ, trong đó có đề cập đến các vấn đề của nghiên cứu đó. Tuy nhiên, không có một phản hồi nào đến từ Hoa Kỳ, vào thời điểm đó, mọi nghiên cứu về hạt nhân nguyên tử đều đã được coi là mật. Và chẳng bao lâu Liên Xô bị lôi kéo vào Thế chiến thứ hai.
Chương trình nghiên cứu khoa học mà Kurchatov lên kế hoạch trong nhiều năm tới đã bị gián đoạn một cách bất ngờ nhất, và bản thân ông buộc phải rời bỏ vật lý hạt nhân và tập trung toàn bộ sự chú ý vào việc phát triển hệ thống khử từ cho tàu chiến. Đó không phải là một nhiệm vụ khó khăn nhưng lúc đó nhiều phòng thí nghiệm trống rỗng, tất cả nhân viên đều tình nguyện ra tiền tuyến, các trang thiết bị, sách vở, dụng cụ, hồ sơ quan sát khoa học có giá trị đều được vận chuyển về hậu phương. Tuy nhiên, việc lắp đặt đã được thực hiện trong thời gian ngắn nhất và sớm bảo vệ các tàu trong nước hạm đội từ các mỏ từ tính của phát xít. Kurchatov và một nhóm nhà khoa học đã đi khắp các cảng biển lớn nhất nước ta, lắp đặt và đồng thời đào tạo các thủy thủ vận hành thiết bị của mình. Và vào cuối năm 1941, sau khi tránh được bệnh sốt phát ban một cách kỳ diệu, Igor Vasilyevich bị viêm phổi nặng. Vừa khỏi bệnh, Kurchatov được bổ nhiệm làm trưởng phòng thí nghiệm xe tăng áo giáp. Tuy nhiên, vào năm 1942, sau một lá thư thuyết phục của đích thân học giả tương lai Flerov gửi cho Joseph Vissarionovich, nghiên cứu trong lĩnh vực năng lượng nguyên tử vẫn được tiếp tục. Mục tiêu chính của công việc được lãnh đạo đảng đặt ra là vượt qua ưu thế nguyên tử của Hoa Kỳ. Và Igor Kurchatov được giao đứng đầu cuộc nghiên cứu. Áo giáp và mìn đã biến mất.
Công việc bắt đầu trong sự bí mật nghiêm ngặt nhất trên cơ sở phòng thí nghiệm của Viện Năng lượng nguyên tử (LIPAN) trong tương lai, và vào năm 1946, cách Arzamas không xa, toàn bộ trung tâm khoa học KB-11 đã được xây dựng, ngày nay được gọi là Arzamas-16 hoặc Viện nghiên cứu vật lý thực nghiệm toàn Nga. Các nhà khoa học xuất sắc như Yu.B. đã nỗ lực tạo ra các loại vũ khí mới. Khariton, L.B. Zeldovich, A.D. Sakharov, D.A. Frank-Kamenetsky, I.V. Tâm và nhiều người khác.
Phạm vi nghiên cứu mở rộng nhanh chóng, số lượng người và vật liệu tham gia vào dự án ngày càng tăng. Để tiến hành các thí nghiệm về việc tạo ra nồi hơi uranium-graphite và tách các đồng vị, các tòa nhà mới đã được thiết kế và xây dựng gần như ngay lập tức, và một máy cyclotron mới, được chế tạo chỉ trong một năm, đã bắt đầu hoạt động. Kurchatov, người phụ trách tất cả những việc này, không hề thua kém, ông đảm nhận một cách hoàn hảo vai trò tổ chức một dự án lớn, chưa từng có trong thời kỳ trước chiến tranh.
Năng lượng của anh ấy dường như không cạn kiệt, anh ấy không bao giờ có dấu hiệu mệt mỏi, mặc dù những người xung quanh thường xuyên rời đi, không thể chịu được nhịp độ làm việc “Kurchatov”. Sở hữu sức hấp dẫn đặc biệt, Igor Vasilyevich nhanh chóng tìm được bạn bè trong giới lãnh đạo ngành và trong quân đội. Ở mỗi hướng mới, Kurchatov đều bổ nhiệm một nhà vật lý xuất sắc. Ví dụ, Alikhanov xử lý “nước nặng” và Leypunsky xử lý “lò phản ứng nhanh”.
• quy mô của các vấn đề khoa học mà anh ấy đảm nhận;
• một kế hoạch làm việc rõ ràng, cực kỳ rõ ràng;
• trách nhiệm cá nhân cực kỳ cao ở mọi giai đoạn;
• yêu cầu lớn đối với cấp dưới, sự kiểm soát chặt chẽ của họ, thường xuyên nhận thức được tình hình thực tế của công việc;
• lạc quan trong mọi nỗ lực;
• khả năng tiếp cận mọi người;
• thái độ tôn trọng và thân thiện với nhân viên, có khả năng khen ngợi kịp thời và xử lý nghiêm khắc những sơ suất.”
Nhiều vấn đề khác nhau đã được xem xét ở các viện trong cả nước, nhưng Kurchatov luôn chịu trách nhiệm đưa ra quyết định về những vấn đề quan trọng nhất trong số đó. Điều đáng chú ý là, khi tìm thấy mình trong số các nhà quản lý, Kurchatov chưa bao giờ ngừng trở thành một nhà vật lý thực nghiệm đơn giản. Cùng với anh trai mình, ông đã tham gia trực tiếp vào việc xây dựng lò phản ứng uranium-graphit và thu được những phần plutonium đầu tiên, đồng thời phát triển độc lập các phương pháp tách điện từ và khuếch tán các đồng vị uranium. Kurchatov đã thành lập ngành công nghiệp hạt nhân, không phải về mặt lý thuyết, không phải suy đoán mà bằng chính đôi tay của mình. Ông giữ than chì, uranium và các khối có plutonium trong đó và độc lập thực hiện phản ứng dây chuyền. Đồng thời, anh chỉ biết rằng Fermi đã làm một thí nghiệm tương tự và không chết.
Khi lò phản ứng đầu tiên của Liên Xô được khởi động ở LIPAN vào năm 1946, mục tiêu cuối cùng - sản xuất một loại vũ khí hoàn toàn mới - chỉ là vấn đề thời gian. Chẳng bao lâu sau, các lò phản ứng hạt nhân mạnh hơn bắt đầu hoạt động và cuối cùng, vào năm 1949, các cuộc thử nghiệm bom nguyên tử trong nước đã diễn ra. Thí nghiệm được lên kế hoạch vào sáng ngày 29 tháng XNUMX. Khi những người sáng tạo nhìn thấy ánh sáng chói lóa và đám mây hình nấm ở phía chân trời, họ nhận ra rằng mình đã hoàn thành nhiệm vụ của mình.
Bốn năm sau, vào ngày 12 tháng 1953 năm 1949, quả bom hydro đầu tiên trên thế giới phát nổ tại địa điểm thử nghiệm. Sự độc quyền nguyên tử của Hoa Kỳ, cũng như huyền thoại về tính ưu việt của khoa học Mỹ so với khoa học trong nước, đã bị phá hủy. Các nhà khoa học Liên Xô đã hoàn thành nghĩa vụ của mình đối với sự lãnh đạo đất nước, nhưng, với niềm tin sâu sắc của Igor Vasilyevich, đây chỉ là một phần nhỏ trong việc sử dụng năng lượng nguyên tử. Trở lại năm 27, ông bắt đầu độc lập thực hiện dự án nhà máy điện hạt nhân trong tương lai - điềm báo về việc sử dụng năng lượng hủy diệt một cách hòa bình. Không có thời gian giải quyết vấn đề này trong khoảng thời gian cần thiết, Kurchatov đã chuyển dự án cho Viện Obninsk D.I. Blokhintsev. Igor Vasilyevich luôn theo dõi chặt chẽ việc thực hiện ước mơ ấp ủ của mình và việc xây dựng nhà máy điện, kiểm tra và giúp đỡ nếu cần thiết. Ngày 1954/XNUMX/XNUMX, nhiệm vụ hoàn thành xuất sắc, Kurchatov vui mừng.
Những năm cuối đời, Igor Vasilyevich đã cống hiến rất nhiều tâm huyết cho việc phát triển chương trình sử dụng tiềm năng hạt nhân của Liên Xô cho mục đích hòa bình. Ông thường đi du lịch nước ngoài để tham dự các hội nghị quốc tế. Màn trình diễn của anh ấy không có gì là giật gân. Năm 1957, tàu phá băng hạt nhân đầu tiên "Lenin" được chế tạo. Và Kurchatov dồn toàn bộ sức lực đang cạn kiệt của mình vào việc xây dựng một nhà máy điện dựa trên phản ứng nhiệt hạch có kiểm soát. Vào thời điểm này, anh ấy đã bị hai cơn đau tim và như thể đoán trước được điều gì đó, trong số bạn bè của mình, anh ấy gọi dự án mới là “doud three” (cho đến lần tấn công thứ ba). Theo kế hoạch của Kurchatov, việc lắp đặt nhiệt hạch Ogra đã được tạo ra, trở thành nguyên mẫu xa xôi của các cỗ máy năng lượng hiện đại. Tuy nhiên, Kurchatov không có thời gian để thực hiện đầy đủ kế hoạch mới nhất của mình.
Vào ngày 7 tháng 1960 năm XNUMX, sau cuộc gặp với Kapitsa và Topchiev, Igor Vasilyevich đã đến viện điều dưỡng Barvikha gần Moscow để thăm Viện sĩ Khariton, người đang điều trị. Họ đi bộ một lúc lâu qua khu vườn phủ đầy tuyết và cuối cùng ngồi xuống một chiếc ghế dài để nghỉ ngơi. Trong cuộc trò chuyện, nhà khoa học xuất sắc bị đột quỵ lần thứ ba. Khi Khariton hoảng hốt vì sự im lặng kéo dài, quay sang anh ta, anh ta phát hiện ra rằng Kurchatov, không gây ra tiếng động nào, đã chết. Như vậy đã kết thúc cuộc đời của nhà khoa học vĩ đại nhất nước ta.
Tuy nhiên, các nhà khoa học trưởng thành cũng nên tiếp xúc chặt chẽ với nhau. Chỉ có sự hợp tác như vậy mới có thể nảy sinh ra những ý tưởng đổi mới. Chúng, những ý tưởng, không bao giờ được sinh ra từ một người. Chúng bay trên không trung, và vào giây phút cuối cùng sẽ có người tài năng hoặc can đảm nhất vượt qua bước cuối cùng, xây dựng nên một luật mới. Ví dụ như với thuyết tương đối. Trên thực tế, Poincaré đã tiến rất gần đến nó, và Einstein đã thực hiện bước cuối cùng, đưa ra nguyên lý bất biến của tốc độ ánh sáng. Và điều này đã thay đổi mọi thứ ngay lập tức…”
tin tức