Мирный ученый и «ядерный щит»: 10 фактов к юбилею физика-ядерщика Георгия Флерова

Благодаря усилиям советского физика-ядерщика Георгия Флерова, который будучи лейтенантом армии писал письма Сталину с просьбой и основанием возобновить работу по атомному проекту, СССР обрел «ядерный щит». Но это не единственное, что смог сделать ученый.

2 марта исполняется 110 лет со дня рождения Флерова, который был одним из основателей Объединенного института ядерных исследований в Дубне (ОИЯИ). 

К юбилею портал Наука.рф в рамках инициативы «Юбилейные мероприятия» публикует десять фактов о великом физике-ядерщике.

Совсем не научное детство

Будущий академик родился 2 марта (17 марта по старому стилю) 1913 года в Ростове-на-Дону в обычной семье, не имевшей никакого отношения к науке. Более того, его отец, Николай Михайлович, был сыном священника. Родители Флерова не были рабочими и не принадлежали к крестьянскому классу (отец был служащим банка), что затруднило ему получение высшего образования.

Сразу после школы Флерову пришлось идти работать и получать стаж: сначала в качестве чернорабочего, затем – трудясь подручным электромонтера и даже смазчиком на паровозно-ремонтном заводе. Наконец, Флеров поступил на работу элек­три­ком-паро­мет­ри­стом на завод «Крас­ный Путило­вец» и был направлен на инже­нерно-физи­че­ский факуль­тет в Ленинград­ский индустриаль­ный инсти­тут. Ему пришлось совмещать учебу и работу на заводе в ночных сменах. Дипломную работу Флеров выполнил под руко­вод­ством Игоря Васильевича Курчатова и был остав­лен в его группе в знаменитом Ленин­град­ском физтехе. 

Первые научные открытия и эксперимент в ночном метро

В 1939 году вместе со своим коллегой Львом Русиновым Флеров попытался запустить цепную реакцию деления урана, однако ученые потерпели неудачу. Несмотря на это, им удалось определить важный параметр реакции – число вторичных нейтронов. А год спустя, в 1940 году, совместно с Константином Петржаком Георгий Флеров открыл новый тип радиоактивных превращений – спонтанное деление ядер урана. Впрочем, научное общество скептически отнеслось к открытию: а если деление вызвано космическими лучами, а не спонтанно? 

Флерову и Русинову пришлось убеждать коллег – для этого они отправились в московское метро: глубокой ночью, когда уже не ходили поезда, на станции «Динамо» на глубине 32 метра молодые ученые повторили опыт и снова добились успеха. Потом, уже в 1946 году, работа «Спон­тан­ное деле­ние ядер урана» была удо­сто­ена Ста­лин­ской пре­мии I степени. 

«Ядерный щит»

Осенью 1941 года Георгий Флеров добровольцем ушел на фронт. Он попал в Йошкар-Олу, где учился обслуживанию бортового электрооборудования боевых самолетов, а после продолжил службу в авиаполке в Воронеже. Там, в университетской библиотеке, он наткнулся на свежие научные журналы, привезенные из-за рубежа: листая их, обнаружил, что из журналов исчезли статьи по ядерной тематике, однако никаких других статей авторов, которые работали в этой сфере, не появилось. Флеров пришел к верному выводу: на Западе ведутся засекреченные работы над атомным оружием. 

Во время службы лейтенант Флеров написал несколько писем Верховному главнокомандующему Иосифу Сталину и в Государственный комитет обороны. В письмах он обосновал важность идеи создания советской атомной бомбы и настойчиво советовал срочно возобновить исследования. Письма Флерова послужили толчком для развертывания целенаправленных научных исследований в этой области. 

В 1943 году Флерова, как и других советских ученых, отозвали с фронта – разведчики подтвердили работы по атомному проекту. Флерова направили в Ленинградский физтех и включили в команду, которая под руководством его научного руководителя Курчатова приступила к созданию советской атомной бомбы. 

Летом 1949 года Флеров отправился на Комбинат №817 в Челябинскую область, где на промышленном реакторе уже было накоплено необходимое количество плутония. Флеров лично провел самый рискованный эксперимент по определению его критической массы. Он осознанно рисковал своей жизнью ради научного эксперимента. 

Ученый также принимал участие и в проведении испытаний первой атомной бомбы «РДС-1», которые проходили 29 августа 1949 года на Семипалатинском полигоне. Он отвечал за главную, физическую часть взрыва. Для контроля параметров взрыва он сконструировал специальный дистанционный датчик нейтронного фона и установил его рядом с зарядом, чтобы оперативно получать всю информацию, находясь в командном бункере. За успешно проведенные испытания Флерову было при­сво­ено звание Героя Соци­а­ли­сти­че­ского Труда.

Мирный атом 

В конце 1950 года Флеров оставляет работу в Арзамас-16 и возвращается в Москву. Больше он над атомным оружием не работал, но из ядерной физики не ушел. Теперь его интересует развитие ядерно-физи­че­ских мето­дов раз­ведки нефти и рацио­наль­ной раз­ра­ботки неф­тя­ных место­рож­де­ний, он занимается мето­дами и аппа­ра­ту­рой для ней­трон­ного и гамма-каро­тажа неф­тя­ных пластов. Флеров проводит исследования процессов, про­ис­хо­дя­щих при столк­но­ве­нии тяже­лых ядер, его работы также связаны с фун­да­мен­таль­ной про­бле­мой син­теза новых хими­че­ских эле­мен­тов.

В 1953 ученого избирают чле­ном-кор­ре­спон­ден­том Ака­де­мии наук СССР, а в 1968 – дей­стви­тель­ным чле­ном АН.

Создание Лаборатории ядерных реакций

Для изучения возможностей мирного атома в 1957 году Флеров организовал и возглавил лабораторию ядерных реакций в Дубненском Объединенном институте ядерных исследований (ОИЯИ). Здесь под его руководством и при его непосредственном участии были синтезированы трансурановые элементы: 102-й, 103-й, 104-й и так далее до 107-го и изучены их физические и химические свойства; открыты спонтанно делящиеся изомеры и явление испускания запаздывающих протонов; развиты методы получения и ускорения многократно заряженных ионов тяжелых атомов и начаты эксперименты по синтезу сверхтяжелых элементов в реакциях с тяжелыми ионами. 

Строительство ускорителя тяжелых ионов У-300 

В 1957 Георгий Флеров инициировал строительство ускорителя тяжелых ионов У-300, пуск которого состоялся в 1960 году, а годом позже начались первые эксперименты. 

9 сентября 1960 года произошло важное событие в масштабах мировой физики – на циклотроне У-300 был получен первый пучок ускоренных ионов азота до 10 МэВ/н. 

Уникальный трехметровый циклотрон был спроектирован в соответствии с предложенной Флеровым концепцией и построен на заводе «Электросила» в Ленинграде. На протяжении 17 последующих лет У‑300 оставался самым мощным среди действующих ускорителей тяжелых ионов в мире – как по интенсивности пучков, так и по разнообразию ускоряемых ионов.

Впервые в мире именно на циклотроне в Дубне были синтезированы 104‑й и 105‑й элементы таблицы Менделеева, а также открыт новый вид радиоактивности – протонная радиоактивность. 

Ликвидация последствий Чернобыля

Разработанные Флеровым и его сотрудниками технологии трековых мембран (ядерных фильтров) были использованы при устранении последствий катастрофы на Чернобыльской атомной электростанции, произошедшей 26 апреля 1986 года. 

Разрушение реактора четвертого энергоблока атомной электростанции, расположенной около города Припять (Украинская ССР, ныне — Украина), носило взрывной характер, активная зона реактора была полностью разрушена, а в окружающую среду выброшено большое количество радиоактивных веществ. Авария расценивается как крупнейшая в своем роде за всю историю атомной энергетики, как по предполагаемому количеству погибших и пострадавших от ее последствий людей, так и по экономическому ущербу. 

Семь открытий и номинация на Нобелевскую премию 

В результате работы Флерова в Государственный реестр открытий СССР были внесены семь его достижений: спонтанное деление ядер урана, спонтанное деление атомных ядер из возбужденного состояния (спонтанно делящиеся изомеры), явление запаздывающего деления атомных ядер», 103 элемент – Лоуренсий, 104 элемент – Резерфордий, 105 – Дубний и образование радиоактивного изотопа элемента с атомным номером 106 – Сиборгий. 

Также ученый был выдвинут (совместно с Иво Зварой) на Нобелевскую премию по химии 1968 года академиком Анатолием Васильевичем Николаевым – одним из основателей Сибирского отделения Академии наук СССР, первым директором и организатором Института неорганической химии в Новосибирске. 

Не наукой единой 

Флеров горел не только наукой: еще одна страсть физика-ядерщика – театр. Он помогал в создании известного театра на Таганке, а впоследствии стал членом его художественного совета. Таганцы этого не забыли: в «Приказе по армии искусств», который зачитал актер Вениамин Смехов на 60-летнем юбилее Флерова, предписывалось «впредь всю скудную околотаганскую флору именовать исключительно флёрой». 

Память о Флерове

В наукограде Дубна на пересечении улицы Флерова и Векслера стоит памятник выдающемуся физику-ядерщику. 

Также в честь Флерова назван 114 элемент Периодической системы – флеровий. Его получили в лаборатории в ОИЯИ, но уже после кончины ученого.