Онлайн
Один из основоположников ядерной физики в СССР. Один из создателей первой советской атомной бомбы. Основатель Института теоретической и экспериментальной физики…
Когда разгорелся вошедший в советские культурологические анналы спор о рациональности мира и ненужности искусства, в народе известный как спор о физиках и лириках, о несостоятельности и даже откровенной глупости такой классификации первым в печати заявил именно академик Алиханов. Он любил повторять слова академика Амбарцумяна о том, что человек отличается от свиньи, в частности, тем, что иногда смотрит на звезды.
«Ты принадлежишь к тому единственному поколению физиков, которому посчастливилось видеть величайшую и неповторимую эпоху ломки и создания новых основ нашей науки» (Лев Арцимович – Абраму Алиханову).
Абрам Алиханов родился 20 февраля 1904 года в Тифлисе, в армянской семье машиниста Закавказской железной дороги. По Платонову мы помним, что машинисты – это была рабочая аристократия.
Все четверо детей в семье получили высшее образование, а один из братьев, Артем Алиханян, тоже стал академиком, основал физико-технический институт в Армении.
Абрам Алиханов был тонким ценителем искусств. Его жена Слава Рошаль стала лауреатом международного конкурса скрипачей. Он близко дружил с Обориным, Юдиной (она брала у ученого книги по физике, чтобы не отстать от времени), с Кабалевским, Хачатуряном, Сарьяном, написавшим портрет ученого.
Дом Алиханова в Черемушках был одним из немногих мест, где отличавшийся нервозностью Дмитрий Шостакович мог проводить целые вечера. Шостакович говорил: «Абрам Исаакович, конечно, у вас прекрасный дом, но как вы можете жить так далеко от консерватории?» Тогда казалось, что московская деревня Черемушки, где был построен Институт теоретической и экспериментальной физики, – это край земли. Кстати, когда разгорелся вошедший в советские культурологические анналы спор о физиках и лириках, о несостоятельности и даже откровенной глупости такой классификации первым в печати, еще до Эренбурга, сказал академик Алиханов.
В 1921 г. отец тяжело заболел. Абраму Исааковичу пришлось помогать семье. Он работал в разных местах. Тем не менее, в 1923 г., Абраму Исааковичу удалось поступить (вновь на первый курс) Ленинградского политехнического института. Но и здесь, в Ленинграде, ему пришлось зарабатывать на жизнь.
В 1927 г., ещё будучи студентом, Абрам Исаакович был принят на работу в Ленинградский физико-технический институт (ЛФТИ). С этого момента Абрам Исаакович стал физиком-экспериментатором.
В те годы основой научной тематики ЛФТИ являлись исследования в области физики рентгеновских лучей, физики твердого тела и рентгенографии. Первая опубликованная работа Абрама Исааковича была посвящена применению рентгеновского анализа к исследованию кристаллической структуры некоторых сплавов.
В исследовательской тематике ЛФТИ доминировала физика твердого тела. Весьма актуальной в то время была проблема старения металлов и сплавов. Абрам Исаакович исследовал структуру и фазовые переходы в кристаллических образцах методами рентгеновской спектроскопии.
Однако вскоре его стали больше интересовать физические свойства самих рентгеновых лучей, и он занялся рентгенооптическими исследованиями.
Вместе с Л.А. Арцимовичем выполнил большую серию опытов по изучению явлений преломления и полного отражения жестких рентгеновских лучей. Само явление полного отражения, а также глубина проникновения излучения в вещество в процессе полного отражения не были еще детально изучены. Имевшиеся экспериментальные данные не согласовывались друг с другом, не существовало и однозначной теоретической интерпретации явления.
Алиханов и Арцимович изучали отражение рентгеновских лучей тонкими слоями, как прозлачных, так и сильно поглощающих материалов. В отличие от своих предшественников, они использовали монохроматическое излучение. Исследуемое вещество наносили на подложку методом испарения в вакуумной камере, расположенной на пути пучка частиц. Толщина слоя достаточно точно определялась по количеству испарённого вещества. Интенсивность отражённого пучка регистрировалась с помощью ионизационной камеры. Исследователи отказались от фотографического метода регистрации, которым пользовались предшественники (к тому же без фотометрии). Вначале изучали полное отражение от материала подложки, затем - интенсивность отраженного пучка в зависимости от толщины нанесенного слоя вплоть до исчезновения влияния подложки. Так определяли глубину проникновения излучения в вещество в процессе полного отражения.
На основе этих экспериментов Алиханов и Арцимович разработали теорию преломления и полного отражения рентгеновых лучей [1,2], базирующуюся на представлениях классической оптики (Дж. Максвелл, О. Френель). Было показано, что классическая оптика адекватно описывает оптические свойства жестких рентгеновских лучей. Итоги исследований Алиханов изложил в своей монографии. Книга вышла в 1933 г. и была приурочена к 15-летнему юбилею ЛФТИ.
После завершения этих исследований научные интересы Алиханова вновь изменяются, но уже окончательно: Абрам Исаакович обращается к ядерной физике. Благодаря проницательности Иоффе в ЛФТИ в те годы возникла первая в стране школа ядерной физики, сыгравшая впоследствии ключевую роль в разработке и создании атомного оружия в СССР. Интерес Алиханова к ядерно-физической тематике можно связать с обнаружением К. Андерсоном (декабрь 1932 г.) положительно заряженных электронов, то есть позитронов, в космических лучах. Это было довольно смелое заявление, если учесть, что свое открытие Андерсон сделал с помощью камеры Вильсона. Чтобы понять, почему Алиханов отказался от использования камеры Вильсона для поиска "земных" источников позитронов, нужно сказать два слова о том, как она работает.
Камера Вильсона представляет собой полый стеклянный цилиндр, одно из оснований которого служит в качестве поршня.
Камеру наполняют каким-либо газом и добавляют небольшое количество жидкости (вода, спирт) для создания внутри нее насыщенного пара этой жидкости. При резком движении поршня в сторону расширения объема в камере на короткое время создается пересыщенный пар. Если в этот временной промежуток через камеру пролетает заряженная частица (электрон, позитрон), то вдоль ее пути на образованных частицей ионах конденсируются капли жидкости и возникает визуально наблюдаемый трек, который можно сфотографировать. Когда камеру помещают в однородное магнитное поле, треки заряженных частиц превращаются в винтовые линии, осью которых служит направление поля. Плоское сечение винтовой линии, нормальное к направлению поля, представляет собою окружность, радиус которой определяется импульсом (скоростью) частицы.
Важно отметить, что электроны и позитроны, обладающие одинаковыми скоростями, но движущиеся в противоположных направлениях, создают треки с одинаковой кривизной и отличить их друг от друга невозможно. Вот почему Д.В. Скобельцын, который увидел в своей камере треки электронов с "неправильной" (обратной) кривизной, решил, что это не позитроны, а электроны, движущиеся не сверху вниз, а снизу-вверх. Над Скобельцыным физики долго посмеивались, а на самом деле он был совершенно прав. Он не мог исключить возможности, о которой было сказано, а, следовательно, не считал себя вправе утверждать, что видит новые, ранее неизвестные частицы. Тем не менее сообщение Андерсона о регистрации позитронов в космических лучах было очень быстро подтверждено другими экспериментаторами. В 1936 г. Андерсон был удостоен Нобелевской премии.
Сразу после этого открытия были предприняты попытки найти позитроны при распаде естественных радиоактивных источников. Супруги Кюри, кстати, тоже работавшие с камерой Вильсона, обнаружили, что позитронная активность возникает при облучении некоторых ядер ос-лучами. Теперь можно сказать, что это были (а, п) и (а, р)-ядерные реакции, в ходе которых образовывались радиоактивные продукты. Так супруги Кюри открыли искусственную радиоактивность, за что были удостоены Нобелевской премии.
Для исследований энергетического спектра частиц камера Вильсона крайне неудобна.
Во-первых, прецизионные измерения импульсов частиц по кривизне треков - задача не из легких, тем более, что нужно учитывать многократное рассеяние частиц в газе камеры.
Во-вторых, невозможно использовать сильные радиоактивные источники, так как в камере возникает сплошной "туман". Абрам Исаакович решил применить для этой цели магнитный спектрометр типа Даниша.
Прибор был модернизирован, чтобы улучшить разрешающую способность и снизить фон от гама¬ма-квантов и рассеянных электронов, что позволило бы работать с интенсивными источниками излучений. Для регистрации частиц использовался телескоп из двух счетчиков Гейгера-Мюллера, работавших на совпадение. Схема совпадений Росси впервые была собрана на электронных лампах - тетродах с большим коэффициентом усиления. Так было положено начало ядерной электронике. (Электроникой в лаборатории Алиханова занимался его ученик М.С. Козодаев.)
На модернизированном спектрометре Даниша Алиханов вместе с братом, Артемом Исааковичем Алиханьяном, провел систематические исследования энергетических спектров электронов и позитронов, испускаемых как естественными, так и искусственными радиоактивными источниками.
Искусственные радиоактивные продукты исследователи получали в (а, п) и (а, р)-ядерных реакциях. Искусственную радиоактивность тогда называли "новым видом радиоактивности". Братья Алихановы работали независимо от супругов Кюри и направили свое сообщение о "новом виде радиоактивности” в журнал "Nature" на несколько месяцев позже них.
В 1942-1943 гг. Абрам Исаакович начал интересоваться физикой космических лучей.
Проанализировав мировые данные о составе космических лучей, он пришел к выводу, что, кроме двух известных компонентов - "мягкого" (электроны и фотоны) и "жесткого" (мюоны, тогда - "мезоны"), в космических лучах есть третий компонент -протонный. Это предсказание было подтверждено двумя независимыми группами экспериментаторов, работавших в горах Памира (специалисты из ФИАНа) и Армении (А.И. Алиханов и А.И. Алиханьян).
Здесь следует сделать одно принципиальное замечание. Ученый должен иметь право на ошибку, ибо в противном случае он лишается свободы, без которой творчество невозможно. Достаточно сказать, что и А. Эйнштейн ошибался. Ф. Райнес был удостоен Нобелевской премии в 1995 г., несмотря на то, что в 1980 г. грубо ошибся, утверждая, что обнаружил нейтринные осцилляции. Ошибки не могут заслонить очевидных достижений. Однако Алиханову и Алиханяну до сих пор не прощается их методическая ошибка, приведшая к "открытию" так называемых варитронов.
В 1943 г. в СССР развернулись работы по созданию атомного оружия.
Абрам Исаакович был привлечен к этому проекту с самого начала. Возглавил проект друг Абрама Исааковича - академик И.В. Курчатов. Он создал научный центр, ныне носящий его имя, а тогда - лабораторию № 2 АН СССР.
В этой лаборатории велись работы по созданию атомных реакторов, в которых в качестве замедлителя нейтронов использовался графит. Абрам Исаакович создал научный центр, который в то время назывался лабораторией
№ 3, а теперь известен как Институт теоретической и экспериментальной физики (ИТЭФ) им. А.И. Алиханова. В лаборатории № 3 разрабатывали тяжеловодные реакторы. Абрам Исаакович до конца своих дней оставался главой и горячим сторонником этого направления в реакторостроении. Однако предпочтение было отдано более дешевым графитовым реакторам.
Можно ли предположить, что если бы был сделан выбор в пользу тяжеловодных реакторов, то не случилось бы чернобыльской катастрофы? Сразу скажем, нарушая правила эксплуатации, можно вызвать аварию на любом реакторе.
Тяжеловодные реакторы имеют ряд достоинств, на которых здесь не будем останавливаться.
Однако отметим, что эти реакторы могут работать на естественном уране, то есть не требуют обогащения топлива. Но сегодня более ценным считается другое их качество: тяжеловодные реакторы обладают высоким отрицательным температурным коэффициентом мощности, поэтому бесконтрольный разгон реактора, оканчивающийся взрывом, весьма затруднен.
В докладе, представленном Алихановым и его коллегами на Международную конференцию по мирному использованию атомной энергии в 1955 г., на основании опыта эксплуатации тяжеловодного реактора ИТЭФ было подчеркнуто: "Значительный отрицательный температурный коэффициент делает реактор вполне устойчивым в управлении. После прогрева и установления концентрации отравляющего ксенона-135 реактор может неограниченно долго работать в стационарном режиме при выключенных или полностью вынутых из аппарата регуляторах. Саморегулирование мощности за счет отрицательного температурного коэффициента исключает возможность аварий при порче регуляторов. Если вынуть все регуляторы на остановленном аппарате, мощность быстро возрастает... затем снижается и постепенно устанавливается около значения, определяемого теплосъемом" [5, с. 275]. Этого свойства явно не хватало чернобыльскому аппарату.
В ИТЭФ был предложен метод, практически полностью снимающий "пустотный" эффект. Был создан тяжеловодный реактор с газовым охлаждением тепловыделяющих элементов.
Коллектив лаборатории № 3 был очень небольшим, но Абраму Исааковичу удалось собрать вокруг себя удивительно талантливых людей. В результате проект тяжеловодного реактора был готов в 1947 г., реактор был построен в 1948 г., а в апреле 1949 г. был осуществлен его физический пуск. Подчеркнем, что в то время никакой информации из-за рубежа не поступало. Сотрудники лаборатории все сделали сами: и теорию реакторов разработали, и серию необходимых экспериментов выполнили. Физический пуск реактора (критический эксперимент - выход на "нулевую" мощность) осуществили ночью, тайно, без присутствия начальства. Когда утром приехали руководители ведомства, им доложили, что реактор уже работает. Хотя победителей не судят, начальство было недовольно.
Судьба Абрама Исааковича сложилась так, что недовольство им только возрастало. Особенно люто ненавидели беспартийного директора ИТЭФ в оборонном отделе ЦК КПСС. За что? Абрам Исаакович не умел скрывать своего отношения к людям. Он терпеть не мог чиновников, которые, не разбираясь в деле, давали "указания". Это относилось не только к чиновникам ведомства. В качестве примера приведем один забавный случай.
В кабинет Абрама Исааковича пришел начальник пожарной охраны института и, указывая на паркетный пол, заявил, что пол придется заменить на несгораемый. Ответ директора был краток: "Мне проще вас заменить", что и было сделано.
В Министерстве среднего машиностроения (теперь Минатоме) у Абрама Исааковича сложились дружеские отношения с министром Е.П. Славским и его заместителем B.C. Емельяновым.
В кабинет начальника главка Абрам Исаакович вообще не входил, он шел прямо к министру. Это вызывало естественное раздражение чиновников.
После пуска на реакторе под руководством Алиханова была проведена серия опытов по измерению параметров, необходимых для более точного расчета промышленного аппарата. Были испытаны и сверены с расчетами различные конфигурации ("решетки") активной зоны, при помощи "котельного осциллятора" исследована реактивность реактора в разных условиях, определены сечения делящихся нуклидов и т.д. Промышленный вариант тяжеловодного реактора был вскоре реализован. Затем построили исследовательские реакторы в КНР и Югославии. Под руководством Алиханова был создан энергетический ядерный реактор с газовым теплоносителем.
Пуск промышленного тяжеловодного реактора завершил выполнение правительственного задания. В 1954 г. Абраму Исааковичу Алиханову присвоили звание Героя Социалистического Труда. Поскольку тяжеловодным реакторам не суждено было стать опорой ядерной энергетики в СССР, ИТЭФ сместил центр тяжести своих исследований в область ядерной физики. Заметим, что вскоре после пуска реактора в институте вошел в строй циклотрон, на котором методом времени пролета были измерены нейтронные эффективные сечения не только делящихся, но и других элементов с высокой для тех лет точностью. Уже в начале 50-х годов Абрам Исаакович и его заместитель В.В. Владимирский запланировали строительство первого в стране ускорителя протонов.
Абрам Исаакович до конца являлся убежденным сторонником тяжеловодного направления в реакторостроении. Ему были ясны и его не пугали стоящие на пути этого направления технические трудности, для преодоления которых он, как блестящий физик-экспериментатор, всегда находил остроумные решения.
Он был одним из организаторов Отделения ядерной физики. Он создал большую школу физиков, многие из которых давно стали крупными учеными. А.А. Алиханов руководил группой выдающихся физиков Л.Д. Ландау, Ю.Б. Харитон, А.Б. Мигдал, С.А. Рейнберг, М.А. Садовский, С.С. Васильев и А.П. Закощиков.
Деятельность Абрама Исааковича в области физики и реакторостроения была отмечена высокими правительственными наградами: он был награжден тремя орденами Ленина, орденом Трудового Красного Знамени и медалям Союза ССР.
Абрам Исаакович был крайне простым и доброжелательным в общении с людьми, независимо от того, касалось ли это научных или сугубо личных вопросов. Его широкий научный кругозор и живой интерес к новым вопросам не только физики, но и науки вообще, всегда делали беседу с ним творчески интересной.
В 1955 году после первого полноценного испытания советской водородной бомбы руководители атомного проекта академики Курчатов, Алиханов, Александров и Виноградов направили в партийное руководство письмо, где говорилось, что после создания супероружия мировая война становится невозможной, она приведет к уничтожению человечества и потому необходима новая международная политика.
Маленков — это пацифистское письмо поддержал, а Хрущев использовал политическую недальновидность товарища по партии для его свержения.
Через несколько лет Алиханов сделал все возможное, чтобы самоустраниться от работы над еще более сильной бомбой, которую в Арзамасе рассчитывала группа Зельдовича. Лишь когда стало ясно, что затея с бомбой не удалась, он подписал отрицательный отчет об этом проекте.
Абрам Алиханов вышел из знаменитой школы папы Иоффе, из питерского физтеха. Это было поколение ученых, которые создали славу нашей науки. Необъяснимый взрыв дарований – бывает, что в каком-то маленьком городке, вроде античных Афин, вдруг один за другим появляются гении. Уже постарев, заслуженными академиками, они часто собирались на даче Алиханова. Капица в ответ на жалобы Алиханова, что домашние не подпускают его к электроприборам, смеялся: «Не расстраивайтесь. Резерфорду жена тоже не разрешала чинить даже дверные звонки». Ландау дразнил Алиханова своим неприятием музыки: зачем петь, если можно говорить?
Незадолго до трагической автокатастрофы Ландау говорил Алиханову:
«Я так боюсь физической боли, что, если меня станут оперировать, я буду кричать на всю Москву». Когда с Ландау случилась беда, Алиханов не находил себе места, бегал за помощью во все инстанции, из больницы приезжал с красными глазами. Пережил Ландау он ненадолго. Выдающиеся физики похоронены рядом на Новодевичьем кладбище.
Материал подготовила: Марина Галоян
