История атомной бомбы
Шрифт:
Эрнест Резерфорд в войну разработал методы акустической разведки немецких подводных лодок. Описывая собственные эксперименты, Резерфорд придерживается военного жаргона. Да и в его институте в Манчестере постоянно говорят о рафинированной тактике нападения. Поскольку он готовит не что иное, как прямые атаки на атомное ядро. Ведь до сих пор существуют лишь умозрительные рассуждения о составных частях ядра да сдержанные абстракции вроде атомной модели Бора. Но тот, кто действительно хочет заглянуть в самую суть материи, должен по-настоящему взломать ядро. Резерфорд обстреливает азот быстрыми альфа-частицами. Как и при исторических опытах с золотой фольгой, в ходе которых он открыл атомное ядро, Резерфорд и на сей раз наблюдает привычные вспышки на сернистоцинковом экране. Правда, помимо сцинтилляций, вызванных альфа-частицами, на экране дополнительно возникают и куда более слабые мерцания.
По мере того как
Резерфорду посчастливилось отколоть от существенно более тяжелого атома азота кусочек ядра при столкновении с альфа-частицей. Это совершенно неожиданный и настолько же невероятный эффект, как если бы воробей налетел на особняк и снес с него трубу. Так Резерфорду было суждено впервые заглянуть на самый глубокий уровень материи, на ее матрицу. И она явно составлена из одних лишь ядерных частиц водорода. При столкновении с альфа-частицами из атома азота выбивается один такой ядерный кирпичик, при этом азот превращается в кислород. И это значит: Эрнесту Резерфорду удалось осуществить первое в истории искусственное ядерное превращение.
Превращение элементов в радиоактивном распаде — естественный процесс, который человек хоть и мог наблюдать, но не мог постичь. Отныне, однако, любому исследователю доступно превратить азот в кислород при помощи описанной Резерфордом аппаратуры и соответствующих препаратов. Этот процесс становится предсказуем и доказуем. Когда Нильс Бор в июле 1919 года посещает своего ментора и друга в Манчестере, он узнает от него и другие подробности о «контролируемых или так называемых искусственных ядерных превращениях, которыми он вызвал к жизни то, что он пристрастно назвал новейшей алхимией, открытие, которому со временем суждено приобрести столь огромное значение для господства человека над силами природы».
В 1920 году Резерфорд наконец предлагает рассматривать ядро водорода в качестве элементарной частицы и дать ему — как ядерному первокирпичику любого химического элемента — название «протон». Положительный заряд атомного ядра — все равно, железа ли, золота, кадмия или марганца — всегда есть целое число, кратное ядру атома водорода. Необычайно элегантная теория. Итак, к началу 1920-х годов была видимость, что природе достаточно просто сунуть руку в коробку с кубиками-протонами, чтобы последовательно собрать все ее девяносто два химических элемента. Если она добавит к ядру водорода второй протон, получится гелий. Еще четыре дополнительных «кубика» — и готов углерод, пока в конце концов дело не дойдет до максимальных 92 «кубиков» самого тяжелого элемента урана. Этой картине атомной структуры, правда, еще недостает резкости деталей, однако открытие протона — самый значительный шаг вперед на пути к пониманию мельчайших составных частиц материи. Все формы явлений этого мира обязаны своим существованием сочетаниям этих девяноста двух элементов. Из соединения элементов водорода и кислорода бьет ключом вода. Натрий и хлор связываются в соль, тогда как картошка, кошки и люди обязаны своим существованием преимущественно многообразным соединениям углерода.
Ослепительная красота — это и в 1920-е годы известно всякой светской элегантной даме — исходит не только изнутри. Поэтому она должна ухаживать за своей природной красотой продуктами новой линии «Tho-Radia». Молочко для лица и крем для кожи, обогащенные радием, обещают разгладить морщины и обесцветить дефекты. Лучистое туалетное мыло, губная помада и очистительные лосьоны довершают это инновационное предложение французской косметической промышленности. Радийная эйфория стойко продолжалась и после войны, тем более что радиоактивный элемент якобы оказывает терапевтическое действие при лечении рака. Уж если даже невесомые количества этого вещества отдают так много энергии, что ему стоит оживить усталый, обессиленный организм и поддержать в нем здоровье. Даже в серьезном American Journal of Clinical Medicineодин медик пишет: «Радиоактивность предотвращает психические
Британский хирург и директор Лондонского института радия сэр Фредерик Тревс усматривает в распаде радия и вовсе нечто мистически-величественное и проводит смелую параллель между самосветящейся субстанцией и богоявлением из Второй книги Моисея. Он сравнивает радий, дарующий радон и по человеческим меркам никогда не иссякающий, с кустом терновника, который вечно горит, не опаляясь, и из которого Бог говорил с Моисеем. В распоряжении Тревса находится огромное количество радия — восемьсот шестьдесят миллиграммов, и он разослал отводки этой неопалимой купины в тринадцать английских больниц. Сто пятьдесят миллиграммов зарезервировано для постоянного производства радийной воды, которую разливают по бутылкам и продают по всей стране. Она светится в темноте и в 5000 раз сильнее, чем радиоактивные источники в Бад-Гаштайне и Санкт-Йоахимстале. Через 1620 лет половина неопалимой купины все еще будет в наличии, продолжая непрерывно испускать радон. Руководитель института радия уверяет, что его «сжиженный солнечный свет» в порционных бутылочках устраняет своим излучением ревматизм у сорока процентов его больных.
Правда, годится ли радий в качестве средства против рака, активно оспаривается. В октябре 1921 года президент Американского союза хирургов скептически высказывается о будущем применении радия в терапии рака. По его словам, до сих пор польза лечения, поданного как сенсация, была чрезвычайно мала. Лишь при наружно доступных и менее злокачественных опухолях можно достигнуть при помощи радия некоторого лечебного действия. При карциномах внутренних органов — таких, как желудок и кишечник, — радий, напротив, совершенно неприменим. Спор между сторонниками и скептиками в США уже несколько лет кипит на медленном огне, но полгода назад обострился. Поскольку в мае 1921 года в Нью-Йорк прибывает — в качестве гостя одного американского женского союза — Мария Кюри. Леди собрали 100 000 долларов, чтобы подарить почитаемой двукратной нобелевской лауреатке один грамм радия, который их президент Гардинг лично должен вручить ей в Белом доме. Уже по ее прибытии в порт Нью-Йорка репортерам бросилось в глаза изможденное состояние здоровья мадам Кюри. Они не могли прийти к единому мнению, то ли гостья из Парижа одета в черный сюртук, похожий на рясу, то ли вообще в лабораторный халат. Черные перчатки скрывали ее воспаленные руки, а старая история про черное свадебное платье универсального назначения опять была пущена по кругу. Она намерена, заявляет Кюри прессе, использовать подаренный радий в очередных экспериментах и найти лучшие методы лечения рака: «Радий — действенное средство. Он уже излечивал все возможные виды рака, в том числе и самые тяжелые случаи». Скептиков среди врачей она ставит на место словами: «Если применять радий правильно, будет и успех исцеления. Кто потерпел неудачу, тот просто не знает свое ремесло».
В это время на одной фабрике в Нью-Джерси происходит трагедия. Она несколько убавляет радийную эйфорию и ведет к пониманию, что рак может не только лечиться радием, но и вызываться им. Применение светящейся массы для ружейных мушек в конце мировой войны хоть и оказалось промашкой, но военные все-таки применяли ее для надписей, светящихся в темноте. Все большее значение она приобретает и в других областях жизни. Так растущей популярностью пользуются иллюминированные выключатели света, телефоны и огнетушители, равно как и самосветящиеся спидометры и указатели уровня топлива в автомобилях. Морской флот пристрастился к светящимся стрелкам компасов и к видимым очертаниям навигационных приборов в темноте. Фирма «US Radium» покрывает светящейся краской на своей фабрике в Ист-Оранже километрах в двадцати от Манхэттена кнопки дверных звонков, номера театральных сидений, наживку для удочек и глаза кукол. Эта самосветящаяся краска называется Undark. Но главный продукт фабрики — светящиеся циферблаты наручных часов и будильников.
Undark— это специальная смесь из радия, воды, клея и сернистого цинка. Тут на новом уровне применения снова возникает принцип сцинтилляции. Ибо если рассматривать светящуюся краску под микроскопом, то можно наблюдать то же явление, которое позволило физикам Эльстеру и Гейтелю, Резерфорду и Гейгеру, Гану и Мейтнер заглянуть в глубину структуры атома: когда стремительные альфа-частицы вылетают из распадающихся атомов радия и попадают на кристаллы сернистого цинка, в последних вспыхивают крохотные огоньки. Инертный человеческий глаз видит на приборной панели в автомобиле или на наручных часах не 200 000 крохотных взрывов в секунду, а лишь равномерное матовое зелено-белое свечение.