Без ретуши. Портреты физиков на фоне эпохи
Шрифт:
Остановлюсь ещё на одной истории, связанной с атомной энергетикой. Она интересна тем, что проливает свет на закулисные механизмы, действовавшие в этой сфере, в частности, в её международном аспекте.
В Чехословакии, как известно, очень плохо с энергетическими ресурсами. Все гидроресурсы — весьма незначительные — давно задействованы, есть лишь небольшие запасы бурого угля. Но имеются урановые рудники. (Сразу после войны эти рудники взяла под контроль Советская Армия, и вся добыча урана направлялась в СССР.) Поэтому чехословацкое правительство решило развивать в стране атомную энергетику и обратилось за помощью к Советскому Союзу. В 1957 году в Москву приехала чехословацкая правительственная делегация, чтобы заключить договоры о сооружении в ЧССР атомных электростанций с нашей помощью. С советской стороны на стол переговоров легли несколько проектов атомных электростанций: предложенные Институтом Атомной Энергии, которые работали на обогащенном уране, и проект ИТЭФ с тяжеловодным реактором на естественном уране. Напомню, что в 1957 году, при Курчатове, монополизм ещё не был столь силен, конкуренция допускалась, так что проект нашего Института фигурировал на этом конкурсе более или менее на равных с проектами ИАЭ.
Чехи выбрали проект ИТЭФ. Соображения у них были следующие. У них есть свой уран, но диффузионных заводов для его обогащения нет. Поэтому, сооружая у себя атомные станции, работающие на обогащенном уране, они энергетически оказываются в полной зависимости от Советского Союза. Имея же АЭС на естественном уране, они рассчитывали, если не
Научное руководство проектом осуществлял ИТЭФ, научным руководителем был А. И. Алиханов. Я руководил физическим расчётом реактора. (В те времена в ИТЭФ слово «руководить» не имело того смысла, которое оно обычно имеет сейчас. Руководить физическим расчётом означало, что человек должен был сам просчитать всё, что относилось к физике реактора или, по крайней мере, детально проверить то, что сосчитали другие.)
Первоначально пуск станции предполагался в 1965-1966 годах, но работа шла медленно, сроки переносились, и вот наконец решено было окончательно сформировать программу пуска в начале 1968 года, для чего предстояло послать в Чехословакию советскую делегацию. Но тут произошли события Пражской весны, и советское руководство посчитало необходимым выждать. Ждали до тех пор, пока в Чехословакию не ввели наши войска и к власти не пришло новое, просоветское правительство Штроугала. Тогда точка зрения резко изменилась: было решено форсировать пуск станции как доказательство советско-чехословацкой дружбы и того, что Старший брат помогает младшему, вернувшемуся на правильную стезю. Советская делегация должна была выехать в Чехословакию в ноябре 1968 года для переговоров и подписания окончательной программы пуска, и было жёстко сказано, что провала в работе быть не должно. Это помогло мне впервые выехать за рубеж — до того меня за границу не пускали. Руководитель пуска Н. А. Бургов заявил, что без меня, ответственного за физический расчёт реактора, он не гарантирует успеха. Перед отъездом нашей делегации предстоял инструктаж в Комитете по Атомной Энергии — таково было общее правило — сначала в отделе атомных электростанций, затем в режимном отделе. Инструктаж в режимном отделе оказался совершенно необычным. Заместитель начальника отдела сказал: «Мы не можем дать вам никаких инструкций, мы сами не понимаем, что происходит и как вам себя вести. Мы надеемся на вас. Действуйте сообразно обстоятельствам».
Переговоры происходили на заводе «Шкода» в городе Пльзень. Обстановка, в которой шло формирование программы, надо прямо сказать, доставляла мало радости. Те же люди, с которыми мы много и успешно работали до этого и поддерживали дружеские отношения, когда они приезжали в Москву и когда некоторые из нас ездили в Чехословакию, теперь сидели с каменными лицами на противоположной стороне стола, все с чехословацкими флажками в петлицах пиджаков. Даже кофе во время заседаний подавался только чехам. Как объяснили мне потом, частично такое поведение наших партнеров связано было с тем, что они боялись, боялись партийной и профсоюзной организаций, которые были очень сильны на «Шкоде» и занимали в то время резкую позицию против всех русских. Тем более, что обстановка в стране создалась очень тяжёлая: на улицах, на мостовой виднелись гигантские надписи «Иван, домой»; на Вацлавской площади в Праге, где наши танки стреляли по парламенту и по толпе, стояли в почётном карауле молодые люди со свечами; на заводах проходили забастовки протеста. И хотя я не только не одобрял вторжения в Чехословакию, но для меня это было тяжелейшим шоком и я не скрывал того, что думаю по этому поводу, я остро ощущал чувство и своей вины.
Тем не менее, с деловой стороны переговоры прошли вполне успешно. Программа пуска была сформулирована и подписана. Но дальше произошло следующее. Большинство чехословацких специалистов, принимавших участие в работе — инженеров и даже среднего технического персонала — были люди либеральных взглядов, сторонники Дубчека. Поэтому после прихода к власти ортодоксальных коммунистов все они, так или иначе, были репрессированы: кто снят с работы, кто переведён на низшую должность, кто исключён из партии и т. д. Был снят целый слой наиболее квалифицированных специалистов. Но и этого показалось мало. Новые, которые пришли на их место, в большинстве случаев тоже представлялись недостаточно политически выдержанными, и слой сняли ещё раз. В результате квалификация сотрудников резко упала.
ЦК КПСС и правительство Чехословакии приняли решения, подчеркивающие особую важность пуска станции: она должна была явиться демонстрацией помощи СССР Чехословакии. На строящуюся станцию зачастили высокопоставленные визитёры обеих стран: министры, зампред Совмина и даже сам Штроугал. Непосредственный контроль за ходом работ с советской стороны был поручен Петросьянцу — председателю Госкомитета по Атомной Энергии. Пуск назначили на конец 1972 года, и с осени 1972 года на станции уже работало свыше ста советских специалистов. Приехавший туда Петросьянц установил точную дату начала пуска. По-видимому, момент пуска был связан с какой-то датой или каким-то событием в Москве, к которому ему следовало рапортовать. Работа шла, но было ясно, что в указанный Петросьянцем срок реактор запущен не будет. Пришлось пойти на трюки. Один такой трюк проделали, когда станцию посетил важный член чехословацкого правительства. Он знал, что при пуске в реактор заливается тяжёлая вода. Вот ему и показали, как в воронку трубы, ведущей в реактор, рабочий заливает тяжёлую воду. (У меня даже есть фотография этого события.) Но на самом деле заливать воду в реактор было ещё нельзя. Поэтому кран, ведущий в реактор, был перекрыт, и вода по трубе стекала этажом ниже, где другой рабочий собирал её в ведро.
Наконец все подготовительные работы были окончены. Но в силу технологии реактор оказался нагрет. Физический пуск реактора и вся большая, рассчитанная на месяц, программа экспериментов, которая была запланирована, должны проводиться на холодном реакторе, только тогда можно проверить все заложенные в расчёт параметры. Знание их, в свою очередь, необходимо для расчёта режима работы реактора на мощности. Поэтому до начала физического пуска предстояло ждать, пока реактор остынет. Реактор — это махина в 150 тонн, и на это понадобилось бы три дня. А срок Петросьянца подходил, ждать он не мог и требовал пускать реактор немедленно, кричал, угрожал. Два дня руководитель пуска и ведущий инженер держались, понимая, что пуск при нагретом реакторе сорвёт всю программу экспериментов и вся дальнейшая эксплуатация атомной станции будет идти вслепую. В конце второго дня под угрозами Петросьянца они сдались и назначили пуск на следующий день при ещё не остывшем до конца реакторе. Утром (работа начиналась в 6 утра) я приезжаю на станцию, сажусь за стол в пультовой и прошу инженеров измерить, где можно, температуру в реакторе с тем, чтобы внести поправки в мои расчёты, сделанные для холодного реактора. Подходит Петросьянц и спрашивает: «Каково ваше предсказание для критического уровня?» Я говорю: «Сейчас ничего не могу сказать, реактор нагрет и нагрет неравномерно. Я запросил данные о температурах с тем, чтобы внести поправки в свои расчёты». — «Я так и думал, что вы ничего не сможете сказать», — бросает Петросьянц и отходит. Через некоторое
Реактор был запущен, Петросьянц отрапортовал в Москву, последовали победные реляции в прессе, атомная станция была выведена на мощность и успешно проработала несколько лет. Однако такая ситуация не устраивала наше руководство. Ему хотелось ключ от чехословацкой энергетики держать в своём кармане. Поэтому оно стало давить на чехословацкое правительство с тем, чтобы все последующие АЭС были на обогащенном уране типа ВВЭР. И чехословацкая сторона уступила. Одновременно, использовав в качестве предлога два не очень существенных обстоятельства, станцию А-1 решили закрыть и демонтировать. И до сих пор вся атомная энергетика Чехии и Словакии — это АЭС типа ВВЭР. Сейчас атомные электростанции с тяжеловодными реакторами строятся в Румынии и Южной Корее, но уже по канадским проектам — Россия из этого дела выпала. Заканчивая обсуждение вопроса об атомных электростанциях, хочу остановиться на проблеме их безопасности — теме номер один при обсуждении АЭС после Чернобыля. По моему мнению, главный и неизлечимый порок станций с реакторами типа РБМК («чернобыльских») — положительные и большие температурный и паровой коэффициенты реактивности. Это означает, что реактор как физическая система реагирует увеличением мощности на возрастание температуры или объёма пара. И наоборот: уменьшением мощности на понижение температуры и сокращение объёма пара, то есть он принципиально нестабилен. Это кардинальный порок реактора, и связан он с тем, что замедление нейтронов происходит в графите, а охлаждается реактор водой. Избавиться от этого порока нельзя, именно по этой причине нигде в мире больше нет энергетических реакторов подобного типа. Положительные паровой и температурный коэффициенты и стали причиной чернобыльской катастрофы. Это непосредственно видно из имеющейся записи временного хода процесса, приведшего к взрыву. Операторам следовало выйти на заданный уровень мощности, снижая её. Но в силу нестабильности реактора они проскочили требуемое значение, выходить на него снова пришлось, уже повышая мощность. Тут-то и произошёл взрыв. Конечно, были и другие побочные обстоятельства, наложившиеся на это, с моей точки зрения, главное. Устранением таких обстоятельств и занимаются сторонники реакторов типа РБМК. По моему мнению, любой безопасный ядерный реактор АЭС в первую очередь должен быть стабилен как физическая система, то есть иметь отрицательный (и желательно достаточно большой) температурный коэффициент (и паровой коэффициент, если реактор охлаждается водой или она может вскипеть). Именно таким свойством обладают тяжеловодные реакторы на естественном или слабообогащённом уране типа того, о котором речь шла выше. К сожалению, все попытки построить АЭС подобного типа в нашей стране или хотя бы провести серьёзное сравнение их с ВВЭР и РБМК до сих пор наталкивались на глухую стену того же монополизма. В 1974 году, после пуска АЭС А-1 в ЧССР, я написал статью, в которой дал описание параметров и результатов пуска АЭС А-1 в Чехословакии, а в конце была небольшая глава, где сравнивались тяжеловодные АЭС на естественном уране с газовым охлаждением с ВВЭР и РБМК по расходу урана на единицу производимой электроэнергии (не по проблеме безопасности, тогда статью уж наверняка запретили бы). Сравнение оказалось не в пользу ВВЭР и РБМК, несмотря на то, что для последних я взял проектные данные, не оправдавшиеся при эксплуатации. Комитет по Атомной Энергии в лице начальника отдела АЭС запретил мне публиковать статью. В официальном заключении говорилось, что статья может быть напечатана только при условии, если глава со сравнением различных реакторов будет выброшена. Все попытки преодолеть этот запрет кончались неудачей. В конце концов мне удалось выйти на А. П. Александрова (он был тогда президентом Академии Наук, директором ИАЭ и председателем Научно-Технического Совета при Министерстве Среднего Машиностроения, то есть главой атомной проблемы), который на титульном листе статьи написал: «Всё, что сказано в статье, правильно, а то, что мы строим ВВЭР и РБМК, так это по совсем другим причинам». Причины, которые имел в виду Александров, как я понимаю, состояли в том, что технологически реакторы РБМК близки к военным и для их сооружения нужна минимальная перестройка промышленности. После этой резолюции статью опубликовали целиком. До Чернобыля это была единственная в русской специальной литературе статья, где ставился под сомнение факт, что РБМК и ВВЭР — лучшие АЭС.
Сегодня времена «просвещённого монополизма» в нашей науке вызывают лишь ностальгические чувства.
Кончится ли физика?
Немного фантазии
Когда я говорю «кончится ли физика?», я имею в виду, закончатся ли исследования новых, неизученных областей этой науки, как это произошло, например, с географией. География «закончилась» в том смысле, что новых, неоткрытых материков, гор, рек, островов на Земном шаре не осталось. Конечно, есть ещё места на Земле, где не ступала нога человека, карты некоторых участков Земли, возможно, ещё недостаточно точны (хотя вряд ли — со спутников можно сделать карты с точностью порядка метра, и если это не сделано, то просто потому, что не было нужно или было запрещено). Наконец, человек меняет земную поверхность: строит плотины, проводит каналы, устраивает водохранилища, сооружает дороги и мосты, возводит города. Так что в смысле уточнения и внесения изменений в описание земной поверхности наука география существует и будет существовать. Но география закончилась в том смысле, что не будет уже никаких открытий такого масштаба, как это было в «эпоху великих открытий».
Я хочу обсудить такой же вопрос применительно к физике, т. е. закончится ли в физике эпоха великих открытий? Я буду главным образом говорить о физике микромира, как потому что я могу считать себя специалистом именно в этой области, так и потому, что основным направлением развития физики обычно считается изучение всё более мелких структур материи (хотя это последнее утверждение спорно — см. ниже).
Вопрос о том, закончится ли (или даже уже закончилась) физика, обсуждался ещё в конце XIX века. Некоторые, в том числе и весьма именитые физики, говорили тогда, что все законы физики уже открыты, и то, что остаётся, — это уточнение различных физических постоянных. С тех пор была открыта теория относительности, квантовая механика и многое, многое другое, и вопрос на время отпал. Подобные обсуждения, в которых участвовал и я, были и в 70-х годах, когда казалось, что вот-вот будет построена теория Великого Объединения, включающая в себя все взаимодействия, кроме гравитационного, затем удастся включить в неё гравитацию, и на этом физика закончится. Оказалось, что проблема значительно сложнее. Сейчас обсуждается много вариантов, как устроен мир на самых малых расстояниях: суперсимметричные теории, супергравитация, разные типы теорий суперструн, теории бран и т. д. Большинство из этих теорий предполагает, что физическое пространство на малых расстояниях многомерно: помимо обычного трёхмерного пространства существуют ещё другие пространства, замкнутые на малых расстояниях. В большинстве теорий все эти структуры проявляются только на чрезвычайно малых расстояниях, порядка планковской длины ~10–33 см, в то время как сейчас исследованы расстояния до 5 x 10–17 см или, в энергетической шкале, до ~500 ГэВ. Таким образом, возникает впечатление, что вопрос о том, что физика закончится, в настоящее время не актуален: перед нами ещё длинный, длинный путь.