In February 1995 Siberian Physical Journal published an article by Oleg (Aleksandrovich - it's patronimic) Lavrentyev (in these days - researcher at Kharkov Physics & Technology Institute) on his unique experience at early stage of the Soviet Atomic Program.
At that time (end of 40-th and 1950) he served as a rank and file soldier at Sakhalin Island (the Far East) and was deeply interested in Physics, Math and Chemistry. He devised thermonuclear bomb scheme with the use of Lithium Deuteride via reactions: n +Li-6 = Не-4 + Т+ 4,8 Mev and Т + D = Hе-4 + n + 4,8 Mev, proposed principle of electromagnetic confinement of plasma for producing nuclear fusion and some more. His results he sent to highest Soviet authorities, was called to Moscow and even met Beria. He also met a lot of high ranking people connected with atomic project (A.D.Sakharov and I.V.Kurchatov among them).
Though his relations with A.D.Sakharov was spoiled because of unhappy incident, A.D.Sakharov helped him in 70-th to affirm his important yield in the problem. Two A.D.Sakharov's letter in his handwriting can be seen below. Here are translation of them:
Dear O.A.!
Yesterday I did what should have been done a year ago - formally affirmed testimonies at Physical Institute office. I feel very uneasy before you for that. Some feeble justification may be referred to complicated way of my life. Heaps of papers lay at small table in my mother-in-law apartment, while I is the worst administrative manager in the world. With best wishes and excuses.
15/XI-74 A.Sakharov
Herewith I confirm that in June or July 1950 I reviewed the proposal by O.A.Lavrentyev. In this work the author proposed use of "controlled" thermonuclear reactions for industrial aims and gave the concrete scheme based on thermal insulation of high-temperature plasma with electric field. This proposal made long before any publications on this problem and completely independently of other authors deeply impressed me by its originality and boldness of thought. This opinion I reflected in my review. The acquaintance with Lavrentyev's work served as impact for acceleration of my and I.E.Tamm's work on magnetic thermoconfinement of high-temperature plasma.
November 24, 1973
A.D.Sakharov
Full Member of the USSR Academy of Sciences
Three-times Hero of Socialistic Labour
Сибирский физический журнал Февраль 1995 г.
Дальнейшему моему образованию помешала война. В 18 лет я ушел добровольцем на фронт. Участвовал в боях за освобождение Прибалтики. После окончания войны служил на Сахалине. Там для меня сложилась благоприятная обстановка. Мне удалось переквалифицироваться из разведчиков в радиотелеграфисты и занять сержантскую должность. Это было очень важно, так как я начал получать денежное довольствие и смог выписать из Москвы нужные мне книги, подписаться на журнал УФН. В части имелась библиотека с довольно большими выбором технической литературы и учебников. Появилась четкая цель, и я начал подготовку к серьезной научной работе. По математике я освоил дифференциальное и интегральное исчисление. По физике проработал обший курс университетской программы: механику, теплоту, молекулярную физику, электричество и магнетизм, атомную физику. По химии - двухтомник Некрасова и учебник для университетов Глинки.
Особое место в моих занятиях занимала ядерная физика. По ядерной физике я впитывал и усваивал все, что появлялось в газетах, журналах, передачах по радио. Меня интересовали ускорители: от каскадного генератора напряжения Кокрофта и Уолтона до циклотрона и бетатрона; методы экспериментальной ядерной физики, ядерные реакции заряженных частиц, ядерные реакции на нейтронах, реакции удвоения нейтронов (n, 2n), цепные реакции, ядерные реакторы и ядерная энергетика, проблемы применения ядерной энергии в военных целях. Из книг по ядерной физике у меня тогда были: М.И. Корсунский," Атомное ядро"; С. В. Бреслер, "Радиоактивность"; Г. Бете, "Физика ядра".
Идея использования термоядерного синтеза впервые зародилась у меня зимой 1948 года. Командование части поручило мне подготовить лекцию для личного состава по атомной проблеме. Вот тогда и произошел "переход количества в качество". Имея несколько дней на подготовку, я заново переосмыслил, весь накопленный материал и нашел решение вопросов, над которыми бился много лет подряд: нашел вещество - дейтерид лития-6, способное сдетонировать под действием атомного взрыва, многократно его усилив, и придумал схему для использования в промышленных целях ядерных реакций на легких элементах. К идее водородной бомбы я пришел через поиски новых цепных ядерных реакций. Последовательно перебирая различные варианты, я нашел то, что искал. Цепь с летием-6 и дейтерием замыкалась по нейтронам. Нейтрон, попадая в ядро Li-6, вызывает реакцию
n +Li-6 = Не-4 + Т+ 4,8 МэВ.
Тритон, взаимодействуя с ядром дейтерия по схеме
Т + D = Hе-4 + n + 4,8 МэВ,
возвращает нейтрон в среду реагируюших частиц.
Дальнейшее уже было делом техники. В двухтомнике Некрасова я нашел описание гидридов. Оказалось, что можно химически связать дейтерий и литий-6 в твердое стабильное вещество с температурой плавления 700 град.С. Чтобы инициировать процесс, нужен мощный импульсный поток нейтронов, который получается при взрыве атомной бомбы. Этот поток дает начало ядерным реакциям и приводит к выделению огромной энергии, необходимой для нагрева вещества до термоядернык температур.
Оставался нерешенным вопрос об удержании вещества во время термоядерного горения. Здесь мне помогла механика. Инерционная масса при действии на нее очень большой, но кратковременной силы не успевает сдвинуться с места. Надо сделать внешнюю оболочку массивной, из вещества с большим удельным весом. Эта оболочка будет служить также отражателем для потока нейтронов, увеличивая эффективность взрыва.
Более сложным оказалось найти приемлемую схему для использования термоядерных реакций в промышленных целях. Требовалось получить и стационарно поддерживать температуру в сотни миллионов градусов. Вначале я пытался создать перепад температур в потоке движущегося газа. В сферический сосуд, где в центре горит термоядерная реакция, со всех сторон через отверстия вдувается под давлением дейтерий, который выходит через соседние отверстия уже в виде плазмы. Плазма поступает в теплообменники, где происходит ее рекомбинация, охлаждение и очистка от продуктов реакции. Восстановленный дейтерий поступает в насосы и снова вдувается в сферу. За счет поглощения энергии на ионизацию я рассчитывал получить фантастический теплосъем с граничного слоя, разделяющего термоядерную плазму и нейтральный газ.
Для зажигания термоядерной реакции предполагалось во время пуска вместе с дейтерием вводить некоторое количество делящихся материалов, U-235 или плутония. При этом в сфере образуется гомогенный ядерный реактор с критической массой, регулируемой подачей ядерного топлива. После того, как температура в центре сферы повысится и начнется термоядерная реакция в дейтерии, подача делящихся материалов прекращается и реакция продолжается только на дейтерии.
Главным здесь был вопрос о толщине переходного слоя и связанных с ним критических размеров системы. Я довольно долго пытался решить эту задачу, но ни к какому выводу не пришел, а позднее появились другие более перспективные варианты.
Вторая идея заключалась в накоплении заряженных частиц на равновесной орбите циклотрона. Меня привлекла в ней возможность "наматывать" инжектируемый пучок на орбиту, многократно усиливая ток. В этом варианте я уже близко подошел к идее управляемого термоядерного синтеза, но еще не осознавал этого. Мысли мои были заняты другим: как совместить нахождение заряженных частиц на орбите с относительными скоростями, необходимыми для их ядерного взаимодействия.
Хотя положительного результата я тогда не добился, мои занятия накопительными кольцами дали толчок к новой идее: использовать встречные пучки, а многократность прохождения заряженных частиц через зону реакции обеспечить их отражением на границе "зеркалом" - слоем электрического или магнитного поля. Это и был кульминационный пункт моих поисков, давший мне ключ к решению проблемы управляемого термоядерного синтеза. Я понял, что для осуществления теплоизоляции нужно окружить слоем поля вещество, находящееся при сверхвысоких температурах в состоянии полностью ионизированного газа.
Выбирая для первого варианта термоядерного реактора электрическое попе, я исходил из того, что только электрическое поле способно изменить энергию заряженной частицы. Следовательно, чтобы нагреть вещество до сверхвысоких температур, надо применить ускорение заряженных частиц в электрическом поле. С другой стороны, торможение заряженных частиц в электрическом поле приводит к их "остыванию", т. е. слой электрического поля может обеспечить как нагрев, так и теплоизоляцию плазмы. Существенно, что для достижения термоядерных температур достаточна разность потенциалов ускоряющего электрического поля всего в несколько десятков киловольт.
Электростатический термоядерный реактор представлялся мне в виде многоэлектродной системы сферических концентрических сеток. Потенциал между сетками распределен так, что образуется двойной электрический слой: внутреннее электрическое поле тормозит плазменные электроны, но ускоряет ионы, внешнее поле тормозит ионы. Наибольшую тепловую нагрузку испытывает внутренняя сетка, взаимодействующая с плазменными электронами. Средняя сетка находится в более благоприятном тепловом режиме, так как пролетающие через нее ионы имеют примерно в 50 раз меньшие скорости и, соответственно, в такое же число раз меньше тепловая нагрузка на эту сетку. Из объемного характера выделяемой энергии и поверхностного - сеточных потерь - следует существование критического радиуса, при котором энергия ядерных реакций полностью покрывает все энергетические потери. Величина этого радиуса определяется допустимыми тепловыми и механическими нагрузками на сетку и условиями формирования плазмы в объеме удержания. Вскоре мне удалось внести в многосеточную схему электростатического термоядерного реактора существенное усовершенствование - заменить внутреннюю сетку полем объемного заряда ионов. Это позволило изолировать плазменные электроны от теплового контакта с оставшейся сеткой и уменьшить тепловые потери из плазмы в 50 раз.
Большие надежды я возлагал на сферическую фокусировку. Вследствие направленного движения потоков частиц к центру их плотность растет как 1/r вплоть до некоторого радиуса, r характеризуюшего точность сферической фокусировки. Выделяемая ядерными реакциями мощность пропорциональна произведению объема плазмы на квадрат плотности, т. е. увеличивается как 1/r с улучшением фокусировки. Так, для радиуса сферы R = 1 м и радиуса фокального пятна r = 1 мм плотность плазмы в центре увеличивается в 10, а термоядерная мощность - в 10 раз при тех же энергетических потерях на сетке. Применение сферической фокусировки позволило значительно сократить критические размеры системы.
Другой круг вопросов был связан с поисками способов зашиты сеток от прямых ударов высокоэнергетических частиц из плазмы. Вначале я пытался приспособить для этой цели линзы, которые бы фокусировали частицы в "окна" между витками сетки. Потом появилась идея "магнитной" сетки. Ток нужно пропустить через витки сетки, чтобы в соседних проводниках он имел противоположное направление. Тогда магнитное поле окружит каждый проводник зашитным слоем, препятствующим попаданию заряженных частиц из плазмы непосредственно на поверхность проводника. Между проводниками остаются "магнитные щели" для сквозного пролета заряженных частиц через сетку, т. е. свои функции сетка сохраняет.
Эта идея дала "осечку" при попытке применить ее к электростатическому термоядерному реактору с внешней ионной инжекцией. Оказалось, что величина тока через витки сетки, необходимого для защиты от бомбардировки высокоэнергетическими ионами, выходит за пределы технически достижимого. Потребовалась инверсия - изменение полярности приложенного напряжения на обратное, замена внешней инжекции ионов на электронную с удержанием ионов в потенциальной яме отрицательного объемного заряда. Расчеты по этой идее я заканчивал уже в Москве.
Что было делать дальше? Я, конечно, понимал всю важность сделанных мной открытий и необходимость донести их до специалистов, занимающихся атомными проблемами. Но в Академию наук я уже обращался, в 1946 г. посылал туда предложение по ядерному реактору на быстрых нейтронах. Никакого ответа не получил. В Министерство Вооруженных Сил направил изобретение по управляемым зенитным ракетам. Ответ пришел только через восемь месяцев и содержал отписку в одну фразу, где даже название изобретения было искажено. Писать еще одно послание в "инстанции" было бессмысленно. К тому же я считал свои предложения преждевременными. Пока не решена главная задача - создание атомного оружия в нашей стране, никто не будет заниматься "журавлем в небе". Поэтому мой план состоял в том, чтобы закончить среднюю школу, поступить в Московский государственный университет и уже там, смотря по обстоятельствам, донести свои идеи до специалистов.
В сентябре 1948 г. в г. Первомайске, где находилась наша часть, открылась школа рабочей молодежи. Тогда существовал строжайший приказ, запрещающий военнослужащим посещагь вечернюю школу. Но наш замполит сумел убедить командира части, и троим военнослужащим, в том числе и мне, было разрешено посещать эту школу. В мае 1949 года, закончив три класса за год, я получил аттестат зрелости. В июле ожидалась наша демобилизация, и я уже готовил документы. в приемную комиссию МГУ, но тут совершенно неожиданно мне присвоили звание младшего сержанта и задержали еще на один год.
А я знал, как сделать водородную бомбу. И я написал письмо Сталину.
Это была коротенькая записка, буквально несколько фраз о том, что мне известен
секрет водородной бомбы. Ответа на свое письмо я не получил. Прождав безрезультатно
несколько месяцев, я написал письмо такого же содержания в ЦК ВКП (б).
Реакция на это письмо была быстрой. Как только оно дошло до адресата, из
Москзы позвонили в Сахалинский обком, и ко мне из Южно-Сахалинска приехал
подполковник инженерной службы Юрганов. Насколько я понял, его задачей
было убедиться, являюсь ли я нормальным человеком с нормальной психикой.
Я поговорил с ним на общие темы, не раскрывая конкретных секретов, и он
уехал удовлетворенный. А через несколько дней командованле части получило
предписание создать мне условия для работы. Мне выделили в штабе части
охраняемую комнату, и я получил возможность написать свою первую работу
по термоядерному синтезу.
Работа состояла из двух частей. В первую часть вошло описание принципа
действия водородной бомбы с дейтеридом лития-6 в качестве основного взрывчатого
вещества и урановым детонатором. Он представлял собой ствольную конструкцию
с двумя подкритическими полушариями из U-235 которые выстреливались навстречу
друг другу. Симметричным расположением зарядов я хотел увеличить скорость
столкновения критической массы вдвое, чтобы избежать преждевременного разлета
вещества до взрыва. Урановый детонатор располагался в центре сферы, заполненной
дейтеридом лития-6. Массивная оболочка должна была обеспечить инерционное
удержание вещества в течение времени термоядерного горения. Были приведены
оценка мощности взрыва, способ разделения изотопов лития, экспериментальная
программа осуществления проекта.
Во второй части работы предлагалось устройство для использования энергии ядерных реакций между легкими элементами в промышленных целях. Оно представляло собой систему из двух сферических, концентрически расположенных электродов. Внутренний электрод выполнен в виде прозрачной сетки, внешний является источником ионов. На сетку подан высокий отрицательный потенциал. Плазма создается инжекцией ионов с поверхности сферы и эмиссией вторичных электронов с сетки. Теплоизоляция плазмы осуществляется путем торможения ионов во внешнем электрическом поле, а злектронов - в поле объемного заряда самой плазмы .
В результате фокусировки потоков заряженных частиц максимальная плотность плазмы достигается в центре сферы, т. е. плотное плазменное образование, где происходит интенсивное термоядерное "горение", удалено от поверхности сетки. Вблизи сетки плотность плазмы на несколько порядков ниже и не превышает предельного значения, ограниченного тепловыми нагрузками на сетку и величиной электрического поля, необходимого для теплоизоляции плазмы. В результате сферической фокусировки значительно возрастает термоядерная мощность при тех же энергетических потерях на сетке. Из объемного характера выделяемой термоядерными реакциями энергии и поверхностного характера сеточных потерь делались оценки критических размеров системы.
Меня, конечно, торопили, да и сам я спешил быстрее закончить работу, так как были уже посланы документы в приемную комиссию МГУ и пришло уведомление, что они приняты.
21 июля пришел приказ о моей досрочной демобилизации. Мне пришлось закругляться, хотя вторая часть работы была еще не закончена. Я хотел включить некоторые дополнительные вопросы, связанные с формированием плазменного образования в центре сферы и свои соображения по защите сетки от прямых ударов падающего на нее потока частиц. Все эти вопросы нашли отражение в моих последующих работах.
Работа была отпечатана в одном экземпляре и 22 июля 1950 года отослана секретной почтой в ЦК ВКП(б) на имя заведующего отделом тяжелого машиностроения И. Д. Сербина. Черновики были уничтожены, о чем составлен акт за подписыо военного писаря секретного делопроизводства старшины Алексеева и моей. Грустно было смотреть, как сгорают в печке листки, в которые я вложил две недели напряженнейшего труда. Так закончилась моя служба на Сахалине, а вечером с документами о демобилизации я выехал в Южно-Сахалинск.
Уже сидя в вагоне поезда, я мысленно пробегал текст отосланной работы. Все ли учтено, не забыты ли какие-то важные детали, которые могут существенно повлиять на результаты. Очень беспокоила меня труба - ствол, по которому должны ускоряться половинки критической массы. Испарившись, она разбавит дейтерид лития-6 инертным вешеством, что может снизить силу взрыва или совсем его прекратить. Найти верное решение мне помог случай. Когда я приехал в Южно-Сахалинск, то узнал, что вблизи Владивостока дождями размыты железнодорожные пути и на вокзале скопилось более 10 тысяч пассажиров. До начала экзаменов оставалась неделя. Бессмысленно было ехать в Корсаков и садиться на пароход, чтобы застрять во Владивостоке. Билет на самолет до Хабаровска купить не удалось, и я обратился в Сахалинский обком партии. Там меня встретили два сотрудника, по-видимому, секретари по науке и технике, которые уже читали мою работу. Эта работа им понравилась. При мне обсуждалось совершенно бестолковое предложение какого-то изобретателя, тоже по водородной бомбе. Мне помогли купить билет до Хабаровска и посоветовали в ожидании рейса прочитать отчет Смита "Атомная энергия для военных целей", который был в обкомовской библиотеке. Досадно, что эта книга не попалась мне раньше. В ней я нашел подробное описание работ по американскому атомному проекту и ответы на многие вопросы, до которых мне приходилось додумываться самому. Особенно важно было то, что я нашел в книге описание способа создания критической массы имплозией, т.е. кумулятивным взрывом, сжимающим тонкую сферическую оболочку из плутония внутрь к центру. Это и дало мне идею для новой компоновки водородной бомбы. Поскольку центр уже был занят дейтеридом лития-б, то я заключил его в тонкую плутониевую оболочку подкритической массы. Другая оболочка из плутония, имеющая больший радиус, кумулятивным взрывом схлопывалась с первой, образуя надкритическую массу. Этот вариант не оставлял у меня никакого сомнения, что я на правильном пути.
В Москву я приехал 8 августа. Приемные экзамены еще продолжались. Я
был включен в группу опоздавших и после сдачи экзаменов был принят на физический
факультет МГУ.
В сентябре, уже будучи студентом, я встретился с Сербиным. Я ожидал
получить рецензию
*****************************************************************************************************
Сербин Иван Дмитриевич курировал по линии ЦК важнейшие отрасли оборонной
промышленности, в том числе по атомной и космической технике, участвовал
в подготовке полета первого космонавта (здесь и далее примечания автора).
*****************************************************************************************************
на свою работу, но напрасно. Сербин попросил меня рассказать подробно
о моих предложениях по водородной бомбе. Слушал меня внимательно, вопросов
не задавал, а в конце нашей беседы сказал мне, что известен другой способ
создания водородной бомбы, над которым работают наши ученые. Тем не менее
он предложил мне поддерживать контакт и сообшать ему обо всех идеях, которые
у меня появятся.
Потом он усадил меня в отдельной комнате и примерно полчаса я запонял
анкету и писал автобиографию. Эта процедура тогда была обязательна, и впоследствии
мне приходилось ее повторять неоднократно.
Через месяц я написал еще одну работу по термоядерному синтезу и через
экспедицию ЦК направил ее Сербину. Но отзыва снова не получил, ни положительного,
ни отрицательного.
Прошло два месяца. Началась зимняя сессия. Помню, после первого экзамена
по математике мы вернулись в общежитие поздно вечером. Захожу в комнату,
а мне говорят, что меня разыскивали и оставили номер телефона, по которому
я должен позвонить, как только приду. Я позвонил. Человек на другом конце
провода представился: "Министр измерительного приборостроения Махнев".
Он предложил приехать к нему прямо сейчас, хотя время было позднее. Так
и сказал: "Подъезжайте к Спасским воротам". Я сразу не понял, переспросил,
и он терпеливо стал объяснять, куда надо ехать. В бюро пропусков, кроме
меня, был еще только один человек. Когда я получал пропуск и назвал свою
фамилию, он внимательно на меня посмотрел. Оказалось, что мы идем в одном
направлении. Когда мы пришли в приемную, Махнев вышел из кабинета и познакоил
нас. Так я впервые встретил Андрея Дмитриевича Сахарова.
На столе у министра я увидел свою аккуратно отпечатанную вторую работу,
рисунок выполнен тушью. Кто-то уже прошелся по ней красным карандашом,
подчеркнув отдельные слова и сделав пометки на полях. Махнев спросил, читал
ли Сахаров эту мою работу. Оказалось, что он читал предыдущую, которая
произвела на него сильное впечатление. Особенно важным он считал мой выбор
умеренной плотности плазмы.
***************************************************************************************************
Сейчас, вспоминая эти слова, я понимаю их смысл. Занимаясь проблемами,
связанными с ядерными взрывами, Сахаров оперировал плотностями плазмы,
близкими к плотности твердого тела. Ознакомление с моей работой позволило
ему спуститься до значений, при которых теплоизоляция плазмы полем становилась
возможной.
***************************************************************************************************
Через несколько дней мы встретились снова в приемной Махнева и опять поздно вечером. Махнев сказал, что нас примет председатель Специального комитета, но придется подождать, так как у него совещание. Ждать пришлось довольно долго, а потом мы все пошли в здание Совета Министров СССР.
****************************************************************************************************
Специальный комитет - орган, ведавший разработкой атомного и водородного
оружия. В его состав входили министры, члены Политбюро и Курчатов. Председателем
был Берия, а секретарем - Махнев. Заседания спецкомитета проводились в
Кремле, в здании Совета Министров СССР.
****************************************************************************************************
Меня поразила многократная и очень тщательная проверка документов. Министр стоял в стороне и терпеливо ждал, пока наши фотографии сличались с оригиналами. Мы прошли три поста: в вестибюле здания, при выходе из лифта и в середине довольно длинного коридора. Наконец мы попали в большую сильно накуренную комнату с длинным столом посередине. Это, видимо, и была комната для заседаний Специального комитета. Форточки были открыты. но помещение еще не проветрилось.
Махнев сразу ушел на доклад, а мы остались на попечении молоденьких капитанов с голубыми погонами. Они угощали нас лимонадом, но нам тогда пить не хотелось, и я до сих пор жалею, что не попробовал, какой лимонад пили министры. Минут через тридцать в кабинет был вызван Сахаров, а еще через десять - я. Открыв дверь, я попал в слабо освещенную и, как мне показалось, пустую комнату. За следующей дверью находился внушительных размеров кабинет с большим письменным столом и приставленным к нему буквой Т столом для совещаний, из-за которого поднялся грузный мужчина в пенсне. Он подошел, подал руку, предложил садиться и первым же вопросом меня огорошил. Он спросил: "У вас что, зубы болят?" Пришлось объяснять почему у меня пухлые щеки. Потом речь пошла о родителях. Я ждал вопросов, связанных с разработкой водородной бомбы, и готовился отвечать на них, но таких вопросов не последовало. Думаю, что вся необходимая информация обо мне, моих предложениях по ядерному синтезу и оценке их учеными у Берии имелась, а это были "смотрины". Ему хотелось посмотреть на меня и, возможно, на Сахарова.
Когда наша беседа закончилась, мы вышли из кабинета, а Махнев еще задержался. Через несколько минут он вышел сияющий, в полной эйфории. И дальше произошло вообще непредсказуемое: он начал предлагать мне деньги взаймы. Финансовое положение мое было тогда критическое, близкое к краху.
******************************************************************************************************
Махнев Василий Алексеевич - министр атомной промышленности. Это министерство
имело кодовое название "Министерство измерительного приборостроения" и
помещалось в Кремле рядом со зданием Совета Министров СССР.
*****************************************************************************************************
В первом семестре я стипендию не получал, скудные военные сбережения кончились, мать, работавшая медсестрой, помочь мне могла слабо. А декан физического факультета Соколов грозился отчислить меня из университета за неуплату денег за обучение. Тем не менее, брать деньги взаймы студенту у министра было неудобно, и я долго отказывался. Но Махнев меня уговорил, сказав, что мое положение скоро измениться, и я смогу вернуть долг.
В этот день мы вышли из Кремля в первом часу ночи. Махнев предложил нам свою машину, чтобы развезти по домам. Андрей Дмитриевич отказался, я тоже, и мы от Спасских ворот пошли пешком в направлении Охотного ряда. Я услышал от Андрея Дмитриевича много теплых слов о себе и о своей работе. Он заверил меня, что все будет хорошо и предложил работать вместе. Я, конечно, согласился. Этот человек мне очень понравился. По-видимому, и я произвел тогда благоприятное впечатление. Мы расстались у входа в метро. Возможно, мы проговорили бы и дольше, но уходил последний поезд.
А вскоре произошло еще одно событие, правильно оценить которое я затрудняюсь и сейчас. Вечером в общежитии меня разыскал спортивного вида молодой человек и предложил поехать с ним. Куда и зачем, он не объяснил, а задавать вопросы тогда не было принято. Я еще слабо ориентировался в Москве и не мог определить, куда мы едем. Остановились у ворог с колючей проволокой. Психологически я был готов к тому, что придется работать на закрытом объекте, но перспектива находиться за колючей проволокой меня не очень радовала. В тесной проходной было несколько квадратных окошечек. В одно из них мой провожатый постучал, но оказытось, что заявки на пропуск для меня нет.
В этой проходной, с постоянно хлопающими дверями и снующими туда-сюда какими-то странными штатскими и военными с малиновыми погонами, я простоял два часа. Было грязно, холодно, неуютно. Мой провожатый куда-то исчсз. Наконец он появился рассерженный. Оказалось, что пропуск для меня давно заказан, но находится на центральном входе. А это здание - на Новой Рязанке, недалеко от Комсомольской площади. В нем размещалось тогда Главное управление по атомной промышленности, в котором я впоследствии часто бывал.
По широкой лестнице мы поднялись на второй этаж в кабинет Н.И. Павлова.
Меня давно ждали. Павлов сразу позвонил кому-то, и мы пошли в другое крыло
здания: впереди генерал, затем я, тоже в военной форме, но без погон. Зашли,
минуя приемную, прямо в кабинет к начальнику Главного управления Б.Л. Ванникову.
Табличку на двери я успел прочитать. В кабинете находились двое: Ванников
в генеральской форме и штатский с окладистой черной бородой. Павлов подсел
к штатскому, а меня посадили напротив. За все время моей службы в армии
мне не приходилось даже издали видеть генерыла, а здесь я оказался сразу
перед двумя. Штатского мне не представили, и уже после встречи я спросил
у Павлова, кто был этот, с бородой. Он как-то загадочно улыбнулся и ответил:
"Потом узнаете". Потом я узнал, что разговаривал с Курчатовым. Вопросы
задавал он. Я подробно рассказал ему об идее использования в промышленных
целях энергии ядерных реакций между легкиии элементами. Его удивило, что
витки сетки представляют собой толстые медные трубы, охлаждаемые водой.
Я собирался пропускать через них ток, чтобы его магнитным полем защитить
от заряженных частиц. Но здесь в разговор вмешался Павлов, перебил меня
и сказал, что я собираюсь вставить туда атомную бомбу. Я понял, что их
интересует мое первое предложение.
Но здесь меня пронзила шальная, непонятно откуда взявшаяся мысль. Мне
показалось, что моя работа гуляет по различным инстанциям и теперь попала
в военное ведомство. Два генерала - его представители, а штатский - эксперт.
Но могу ли я, имею ли я право рассказывать этим военным об устройстве водородной
бомбы без санкции сверху? Я не нашел ничего лучшего сказать, что был у
Берии.
Я не знал, что перед самой войной нарком вооружения Ванников был посажен в тюрьму и жестоко избит, что под угрозой ареста все время находился Курчатов, а в случае неудачи первого испытания атомной бомбы ему грозила физическая расправа. Одно упоминание имени ненавистного человека вызывало у них отрицательную реакцию. В наступившей тишине Павлов, сидевший слева от Курчатова, повернулся к нему и ехидно так повторил мои слова: "Он у Берии был". Тема нашей беседы изменилась. Курчатов стал расспрашивать, знаю ли я английский язык, хорошо ли ведется преподавание в университете. Он слышал, что в МГУ хорошо поставлено преподавание математики и плохо - физики. Потом они стали обсуждать возможность перевода меня в Инженерно-физический институт, где были собраны лучшие преподавательские силы. И, наконец, Курчатов предложил мне закончить университет досрочно. Так прошла моя беседа с Курчатовым.
*****************************************************************************************************
Николай Иванович Павлов, начальник отдела Главного управления, курировал
работы по созданию атомного и водородного оружия.
*****************************************************************************************************
Вырвавшиеся у меня слова о визите к Берии я могу объяснить только крайним напряжением и нервным срывом, вызванным ожиданием неизвестно чего в проходной. Если бы не это двухчасовое ожидание, мое и Курчатова, наша встреча развивалась бы не так. У меня было, что рассказать Курчатову о моих идеях по водородной бомбе. Хотя после отъезда с Сахалина я уже не мог из соображений секретности делать записи, что значительно затрудняло работу, но кое-что я сумел сделать. Моим основным источником информации стала Ленинская библиотека, куда я записался в читальный зал. Я перерыл в ней все имеющиеся книги по ядерной физике, уточнил сечения ядерных реакций, нашел способы расчета критических масс. Появились новые идеи по компоновке "изделия" и ввода в состав взрывчатого вешества дополнительных компонент для размножения нейтронов. В этом смысле меня очень привлекал бериллий, применявшийся в первых источниках нейтронов, и, кроме того, способный размножать нейтроны в результате реакции удвоения (n, 2n).
Я мог считать, что мой первоначальный жизненный план был фактически выполнен: я закончил среднюю школу, получил аттестат зрелости, поступил в МГУ и встретился с Главным атомщиком страны. И только нелепейшая случайность помешала мне донести до него мои идеи по созданию термоядерного оружия.
Возможно, мой нервный срыв и не вызвал бы серьезных последствий, если
бы не случилась еще одна неприятность. Была назначена новая встреча, по-видимому
с Курчатовым, но уже в Кремле. Как назло, в этот день я заболел (вероятно,
простудился в проходной) и позвонил Махневу, что прийти на встречу не могу.
Через полчаса на Стромынку приехала машина с врачом. Измерили температуру,
она оказалась под сорок, и меня увезли в больницу, где я провалялся почти
две недели. А тем временем произошли какие-то важные события, в которых
я должен был участвовать, но из-за болезни их пропустил. Видимо, само провидение
не допустило, чтобы я "выполнял работу дьявола".
После выхода из больницы моим трудоустройством занялся Павлов. Мы часто
встречались и иногда я подолгу засиживался у него в кабинете, на Ново-Рязанской
улице, когда мы кого-нибудь ожидали. Конечно, мы не сидели молча, а разговаривали
и не только на научные темы. Я уловил к себе заинтересованность с его стороны,
теплое, почти отеческое отношение. Хотя мы находились в разных "весовых
категориях", и по возрасту и по положению, он никогда не подчеркивал своего
превосходства. Часто в моем присутствии происходили служебные разговоры:
об объектах, подьездных путях, оболочках для твелов, которые тогда делались
из алюминия, и о многом другом. Вероятно, это составляло государственную
тайну, но не помню случая, чтобы Павлов попросил меня выйти из кабинета
во время его телефонного разговора.
Я относился к Николаю Ивановичу с большим уважением и как к талантливому
организатору, руководителю важнейшего отдела оборонной промышленности,
и как к человеку. Все мои идеи, новые и старые, проходили первую апробацию
у него. Обычно я рассказывал суть идеи, ее значение для термоядерного синтеза,
а также предлагал несколько листов со схемами и письменным изложением,
которые он прятал в свой сейф. Не знаю, что Николай Иванович с ними делал,
кому показывал, только его серьезное отношение к моей работе воодушевляло
меня на новое творчество. Позднее все это нашло отражение в моих отчетах.
Во время одной нашей беседы Павлов сказал мне, что звонил "хозяин", интересовался моими делами. Николай Иванович спросил меня, чем я хочу заниматься, теорией или практикой, и впоследствии возвращался к этому вопросу неоднократно. Как мне представляется сейчас, этот вопрос исходил от Сахарова, ввиду нашей договоренности работать вместе. Но тогда я еще не знал, что он теоретик, занимается расчетами, связанными с созданием водородного оружия. Я же имел склонность к экспериментальной физике и "рвался в бой".
Павлов воспринимал мое нетерпение, как естественное желание быстрее включиться в работу. "Прокатывая" мои идеи, он устраивал мне встречи с учеными, с интересом следил, за нашими дискуссиями, проходившими иногда очень бурно. Тогда для меня существовал только один авторитет - наука, и если я был в чем-то уверен, то отстаивал свою точку зрения, не считаясь ни с чем.
Одна из запомнившихся мне встреч была с Дмитрием Ивановичем Блохинцевым. Мы его долго ждали, он вошел в кабинет в шубе и в бурках, видимо прямо с дороги. Я был знаком с ним только заочно, по учебнику квантовой механики для студентов университета. Я узнал много позже, что он работает в Обнинске и руководит сооружением первой атомной станции. Дмитрия Ивановича очень удивило, что я хочу получить температуру в сто миллионов градусов, да еще стационарно. Эта идея никак не укладывалась в его голове. Его желания были намного скромнее. Он мне сказал, что они бьются уже много лет, чтобы получить температуру в несколько тысяч градусов ( в активной зоне ядерного реактора). Рассматривался вариант моего возможного участия в работах Блохинцева, но перспектива поездок на машине на объект сто километров туда и обратно (почему-то называлась такая цифра) оказалась нереальной.
Следуюшая моя встреча произошла с И.Н Головиным. Когда я взошел в кабинет Павлова, Головин находился уже там и докладывал Николаю Ивановичу, что они уже получили ток 30 кА. "Теперь надо увеличить этот ток в три раза, чтобы получить ожидаемыми результат" - произнес Игорь Николаевич в характерной для него манере выступлений на семинарах и лекциях, с дополнительным ударением на слова, которые хотел подчеркнуть. Впоследствии с этой очень мне понравившейся особенностью речи я сталкивался неоднократно.
Оказалось, что Головин читал мою первую работу по термоядерному синтезу и знаком с моими идеями. Разговаривать с ним было легко. Небольшой, но азартный спор у нас вышел по поводу распределения полей внутри сферы. В целом реакция Головина на мои прелложения была положительной. Это и повлияло на решение привлечь меня к работам, проводившимся в его группе. Позднее я узнал, что приглашение в ИАЭ исходило от Курчатова.
Для того, чтобы по предложению Курчатова закончить, университет за четыре года. я должен был "перескочить" с первого курса на третий. У министра высшего образования я получил разрешение на свободное расписание, чтобы посещать занятия первого и второго курса одновременно. Кроме того, мне была предоставлена нозможность заниматься дополнительно с преподавателями физики, математики и английского языка. От физика пришлось вскоре отказаться, а с математиком, Александром Андреевичем Самарским, у меня сложились очень хорошие отношения. Ему я обязан не только конкретными знаниями в области математической физики, но и умением четко поставить задачу, от чего в значительной степени зависело ее успешное и правильное решение.
С Самарским я провел расчеты магнитных сеток, были составлены и решены
дифференциальные уравнения, позволившие определить величину тока через
витки сетки, при котором сетка защищалась магнитным полем этого тока от
бомбардировки высокоэнергетическими частицами плазмы. Эта работа, законченная
в марте 1951 г , дала начало идее электромагнитных ловушек.
Организационные вопросы, касающиеся учебного процесса, я решал с проректором
университета Г. Д. Вовченко. Он читал нам лекции по химии на первом курсе.
Особенно мне нравились демонстрации химических опытов, которые виртуозно
проводил его ассистент. Однажды на лекции Вовченко сказал, что водородная
бомба - это когда землю заливают жидким водородом, все замораживая. У меня
вырвалось: "Какая чушь!". И тут я попался. Сидящая рядом сокурсница спросила
с подковыркой: " Ты знаешь секрет водородной бомбы ?" Конечно же я не мог
ответить на этот вопрос утвердительно. Привожу этот эпизод для того, чтобы
показать степень неосведомленности даже в научных кругах о проблемах, секретные
работы над которыми шли уже полным ходом в СССР и США.
Более сложные вопросы помогал мне решать Е. Ф. Большаков из Главного управления. При первой нашей встрече он попросил составить список книг, необходимых для работы, и вскоре эти книги были доставлены, даже редкие экземпляры. С его помощью я познакомился с директором Горьковской научной библиотеки А. И. Кудрявцевой и получил доступ к иностранным журналам и изданиям и возможность брать их на дом, в отличие от других читателей. Приятной неожиданностью был для меня переезд из общежития на Горьковскую набережную, в трехкомнатную квартиру на седьмом этаже нового большого дома. Махнев предложил мне перевезти в Москву мать, но она отказалась, и вскоре одна из комнат была заселена. Специальным постановлением правительства мне была назначена повышенная стипендия, и я был освобожден от платы за обучение.
В начале мая 1951г. был наконец решен вопрос о моем допуске к работам, проводившимся в группе Головина. За мной заехал Большаков, и мы отправились "на объект". Прямо на машине въехали на территорию ЛИПАНа и остановились у серого
*****************************************************************************************************
ЛИПАН - лаборатория измерительных приборов. Так назывался тогда Институт
атомной энергии.
*****************************************************************************************************
двухэтажного здания корпуса электро-физической аппаратуры. Головин нас уже ждал. В лабораторной комнате на первом этаже была собрана тогда еще небольшая группа будушего ОПИ - отдела плазменных исследований. Игорь Николаевич представил меня и познакомил с присутствуюшими: А. М. Андриановым, С. Ю. Лукьяновым, И. М. Подгорным, О. Л. Базилевской, С. М. Осовцом, Ю. Ф. Петровыи. Он рассказал об идее термоизоляции плазмы, предложенной Сахаровым и Таммом. Рассказ сопровождался демонстрацией экспериментов на работающих установках. Одна из них представляла собой стеклянную тороидальную камеру сравнительно небольших размеров. На камеру был надет медный кожух с разрезом, подсоединенный через воздушный разрядник к конденсаторной батарее. Камера откачивалась до высокого вакуума, а затем через палладиевый фильтр наполнялась водородом до давления в доли миллиметров ртутного столба.
Стоит сказать несколько слов об откачной системе тех времен. Она состояла
из "свистка" (небольшого пароструйного насосика в стеклянном оформлении),
азотной ловушки для вымораживания паров ртути и бесчисленных стеклянных
трубочек и кранов. Все это громоздкое и очень хрупкое сооружение монтировалось
на вертикальном щите. Впрочем, работало оно безупречно.
При подъеме напряжения на конденсаторной батарее разрядник пробивался,
и батарея разряжалась через медный кожух, создавая в нем переменный ток
и вихревое электрической поле, вызывающее безъэлектродный разряд в водороде.
Цель эксперимента состояла в определения параметра плазмы при схлопывании
("пинчевании") тока. Согласно идее Сахарова, возникающий при газовом разряде
ток под действием электродинамических сил стягивается в тонкий шнур, ионизируя
и "сгребая" к центру газ. Так как этот процесс протекает за очень короткое
время, то происходит нагрев газа до высоких "термоядерных" температур.
По оценке Сахарова, температура газа пропорциональна квадрату плазменного
тока. В эксперименте уже был получен ток в 30 кА. "Теперь надо увеличить
этот ток в три раза", - вспомнил я слова Головина в кабинете у Павлова.
Другья установка была смонтирована на высоком кубе, так что "бублик",
стеклянная тороидальная камера, находился на уровне глаз, и через окно
в медном кожухе можно было наблюдать газовый разряд в криптоне. Эта установка
была демонстрационная. В тяжелом инертном газе процессы схлопывания разрядного
тока видны невооруженным глазом. Игорь Николаевич предложил и мне посмотреть
на "пинч", но сработал "визит-эффект" - пинча я тогда не увидел.
В углу у окна стояла камера с системой для создания тороидального магнитного
поля. Игорь Николаевич сказал, что сооружалась установка по самой первой
идее Сахарова, но пока установку собирали, появились новые идеи, и ее оставили.
Так впервые я познакомился с идеями Сахарова и Тамма по магнитной термоизоляции плазмы. Это было полной неожиданностью, так как при разговорах со мной Сахаров не упоминал о своих работах в этой области. Для меня, как я уже писал, магнитное поле не было "тайной за семью печатями". Об его использовании для термоизоляции плазмы я начал думать еще на Сахалине. Сейчас же у Павлова лежал мой отчет, и я добивался встречи с Курчатовым, чтобы рассказать ему о расчетах, выполненных совместно с Самарским. Я всегда думал, что мы с Сахаровым пришли к идее термоизоляции высокотемпературной плазмы магнитным полем независимо друг от друга. Только я выбрал в качестве первого варианта электростатический термоядерный реактор, а он - магнитный. Оказалось, как я узнал позже, из книги А. М. Ливановой, эта идея зародилась у Сахарова после ознакомления с моей сахалинской работой.
*****************************************************************************************************
А. М. Ливанова. Физики о физиках. Молодая гвардии, 1968, Стр.143
*****************************************************************************************************
"Игорь Евгеньевич Тамм рассказывал, как все это начиналось. В сентябре 1950 года он вернулся из отпуска. Приехал, а ему говорят: " Есть одна идея". Оказывается, к Андрею Сахарову, его недавнему аспиранту, попало на отзыв изобретение одного военного с Дальнего Востока. Изобретатель предлагал осуществить в лабораторных условиях синтез водорода. Но тем способом, который он предлагал, даже в принципе ничего сделать было невозможно. Плазма никак не изолировалась от стенок сосуда, значит, и сколько-нибудь значительный нагрев ее был исключен.
Сахаров стал думать, а как можно? После напряженных размышлений придумал:
только магнитное поле в состоянии надежно изолировать плазму".
Удивительно, что поняв мою идею и использовав эту идею в своих совместных
работах с Сахаровым, Тамм не смог разобраться в предложенном способе ее
реализации. Я уже писал, что важную роль здесь играет сферическая фокусировка
потоков заряженных частиц, создающих дополнительные инерционные силы для
удержания плазмы. В результате фокусировки плотная высокотемпературная
плазма образуется в центре сферической сетки, вдали от ее поверхности.
Там, в центре, осуществляются интенсивные термоядерные реакции, на поверхности
же сетки плотность плазмы на много порядков ниже и не превышает предельного
значения, ограниченного тепловыми нагрузками на сетку и величиной электростатического
поля, необходимого для теплоизоляции плазмы. Способ позволял не только
в принципе, но и реально получить высокотемпературную плазму, что было
доказано последующими экспериментами, нашими и американскими. Если бы я
встретился с Таммом, то, наверное, смог бы его убедить в реальности моих
предложений по термоядерному синтезу. Узнал бы он и о других моих идеях
в этой области. Организовать нашу встречу не составляло труда, так как
с 8 августа 1950 года я уже находился в Москве.
В середине мая 1951 года я получил постоянный пропуск в ЛИПАН и стал бывать там регулярно. К двойной учебной нагрузке прибавилась еще одна, очень важная. Экспериментальная работа была моей стихией. Я хорошо разбирался в измерительных приборах, электрических и радиотехнических схемах, умел паять, обращаться со слесарным инструментом. Знание основных разделов физики облегчало понимание всего, что происходило в лаборатории. Знакомясь с экспериментами по пинчам, я приобретал опыт практической работы в области только что зарождающейся физики высокотемпературной плазмы. Диагностика плазмы находилась тогда в зачаточном состоянии. Для определения параметров плазмы использовались электротехнические методы измерения разрядного тока через плазму с помощью пояса Роговского и напряжения на обходе тора, что позволяло найти полную энергию, вкладываемую в плазму, а по электропроводности - электронную температуру. Оптическиии методами занимались Лукьянов и Подгорный: по Штарк-эффекту определялась плотность плазмы, по доплеровскому уширению спектральных линий - температура ионов.
Сейчас и эти эксперииенты, и эти диагностические методы выглядят примитивно, но именно с ними были связаны наши надежды на быстрый успех, такой же быстрый, как при решении других грандиозных задач атомной техники. Помню, как однажды при очередном выстреле произошел оглушительный взрыв, все мы сбежались смотреть, что случилось, и лица у нас светились от радости при мысли о свершившемся чуде. Но чуда тогда не произошло: это лопнула вакуумная камера от термических напряжений в стекле.
Все работы по управляемому термоядерному синтезу проводились под грифом
высшей секретности. Считалось, что быстрое решение этой проблемы позволит
ускорить наработку трития и делящихся материалов для ядерного оружия. Была
еще одна причина для особенного засекречивания этих работ, но о ней догадывались
немногие. Не полагаясь полностью на те источники, из которых я это узнал,
рискну привести свою версию. Для подрыва дейтерида лития-6 нужен мощный
импульсный поток нейтронов. Этот поток можно получить не только в результате
ядерного взрыва, но и при интенсивной термоядерной реакции в пинче. Тогда
пинч в дейтерий-тритиевой смеси газов с компактным источником питания на
базе сахаровского магнито-взрывного генератора тока мог бы служить детонатором
для водородной бомбы. Как-то в разговоре с Головиным я коснулся этой темы.
Его реакция была довольно бурной. "Какая чушь!" - воскликнул он и стал
меня убеждать, что такого не могло быть а принципе. Завеса секретности
сильно затрудняла нашу работу. Все записи велись только в пронумерованных
и опечатанных сургучной печатью журналах, которые надо было сдавать после
окончания работы вечером. Там же, в режимном отделе, проводилась зарядка
фотоаппаратов для съемки осциллограмм, проявление пленок, печатание снимков.
Была разработана специальная терминология, применявшаяся при написании
отчетов. Например, вместо слова "плазма", надо было писать "гуща". Ожидался
приезд Берии, который хотел лично посмотреть, как ведутся эксперименты.
Готовился толстый отчет для его канцелярии о результатах проведения работ.
Однажды, войдя в лабораторную комнату, я увидел незнакомого мне человека
в сером пиджачке, таких же брюках, в рубашке с воротом нараспашку. Он сидел
на ящике из-под СФР, в окружении сотрудников и что-то чертил на клочке
бумаги,
*****************************************************************************************************
СФР - скоростной фоторегистратор, применялся для фотографирования быстропротекающих
процессов. СФР поставлялся в комплекте с длиннофокусным объективом, который
в лабораторных условиях не использовался, а хранился в длинном узком ящике.
*****************************************************************************************************
лежащем у него на колене. Это был Л.А. Арцимович, руководитель экспериментальной программы по управляемому термоядерному синтезу. У него появилась идея, как измерить ударную волну в газовом разряде при схлопывании тока, используя пьезодатчики. Не теряя времени, он делал прикидки у работающей установки и объяснял экспериментаторам, как можно реализовать эту идею.
Арцимович обладал уникальной способностью разбираться в сложнейших физических явлениях, а затем доносить до слушагелей в "адаптированном" виде. Этим многие пользовались, задавали вопросы и получали квалифицированные ответы. Не задолго до своего назначения руководителем работ по термоядерному синтезу Арцимович с коллективом физиков решил задачу электромагнитного разделения изотопов тяжелых элементов в промышленных масштабах. Хотя к моменту завершения этой работы необходимость в выделении чистого U-235 отпала, работа оказалась полезной и своевременной для решения другой свехзадачи - получения лития-6 для водородной бомбы.
О популярности Арцимовича ходили легенды. Потомок древнего польского рода, унаследовавший от своих родителей лучшие черты старой дореволюционной интеллигенции, он производил неизгладимое впечатление на людей даже при мимолетной встрече.
Арцимович читал мою первую работу по термоядерному синтезу и дал ей
высокую оценку. Через три года он повторил свою оценку на высшем уровне,
и это помогло мне закончить университет без эксцессов. С сентября 1954
года, когда университет уже переехал в новое здание на Ленинских горах,
а Арцимович получил на физическом факультете кафедру атомной физики, наши
встречи участились. Я пытался убедить Льва Андреевича в необходимости начать
исследования по электромагнитным ловушкам.
В электрофизическом корпусе была еще одна экспериментальная установка.
Она находилась в отдельной комнате, но чтобы попасть туда, надо было пройти
через какой-то сверхсекретный зал, для чего требовался специальный допуск.
Когда он был получен, Головин пригласил меня посмотреть эту установку.
У входа в зал мы сдали свои постоянные пропуска охраннику, а взамен получили
специальные картонные карточки, дающие право на вход. В зале стояли цилиндрические
камеры довольно больших размеров. По-видимому, это и были колонки Арцимовича
для электромагнитного разделения тяжелых изотопов. В комнате я увидел большой
трехфазный трансформатор, перегораживающий ее пополам. Какой-то человек
стоял на стуле у трансформатора, чтобы дотянуться до верхнего его края,
и прилаживал сопротивление к проводам. Когда мы вошли, он соскочил со стула,
и Игорь Николаевич представил нас друг другу. Так я познакомился с А.М.
Будкером. Из-за позднего времени лаборантов он отпустил, а теперь сам устранял
неполадки в делителе высокого напряжения.
Идея эксперимента была оригинальной и очень простой. Это был тот же самый пинч, но получался он с использованием железного сердечника трансформатора. На крайние сердечники была намотана первичная обмотка, которая через разрядник запитывалась от конденсаторной батареи. Вторичной обмоткой служил газовый разряд в стеклянной трубке, охватывающей средний сердечник трансформатора. При разряде батареи через трансформатор трубка ярко вспыхивала. Изменялись разрядный ток в трубке и напряжение на обходе.
Будкер внес свой оригинальный вклад в проблему управляемого термоядерного синтеза. Рассказывали, что эта новая идея появилась у него во время разговора с Арцимовичем. Будкер обратился к нему с каким-то вопросом по поводу движения заряженных частиц в неоднородном магнитном поле. Арцимович тут же написал инварианты движения, из которых следовало, что заряженные частицы должны выталкиваться из областей более сильного магнитного поля. Будкер первый понял значение написанных инвариантов для проблемы управляемого термоядерного синтеза, но ничего не сказал Льву Андреевичу о своей догадке. Через некоторое время он принес ему готовую работу с формулировкой идеи "пробкотрона", открытой магнитной ловушки, где удержание плазмы на торцах осуществляется "пробками" - сужениями магнитных силовых линий в горловине магнитной бутылки. Этой работой Будкера и независимой работой Р.Поста было положено начало научному направлению по открытым системам.
Другая работа Будкера созвучна моей первой идее по термоизоляции плазмы электрическим полем. О ней я узнал из публикации, появивешейся в 1958 году .
*****************************************************************************************************
Физика плазмы и управляемые термоядерные реакпии. Изд. АН СССР, 1958,
Т. 1, с 243.
*****************************************************************************************************
В отличие от меня, Будкер предлагал создавать потенциальную яму для удержания ионов с помощью релятивистского пучка электронов. Недостатком этого способа создания потенциальной ямы, на что указывал сам Будкер, являлось чрезмерное электромагнитное излучение релятивистских электронов в сильном магнитном поле. В заключение своей статьи Будкер писал, что это излучение оказалось значительно больше, чем энергия, выделяемая при реакциях. Поэтому в целом такая система не являлась реактором с положительным выходом. После переезда в Новосибирск Будкер стал директором Института ядерной физики. Не оставляя исследований по управляемому термоядерному синтезу, он предложил и разработал новое направление в ядерной физике - метод встречных пучков. О моих работах по термоядерному синтезу Будкер знал и относился ко мне очень доброжелательно.
В конце 1951 года я снова встретился с Сахаровым, теперь уже в ЛИПАНе. Он зашел в лабораторную комнату, увидел меня и сразу же подошел, удивив присутствующих. Андрей Дмитриевич был в хорошем настроении, ему доставило удовольствие то, что его пропустили в институт без пропуска, по паспорту. Радовало и то, что так быстро начались эксперименты, и пока все шло, как надо, в соответствии с предсказаниями теории. В июле 1951 года начались расчеты первого варианта водородной бомбы. Сахаров рассказал, как они велись. ЭВМ тогда не было, и за электро-механические арифмометры были посажены двадцать пять девушек. К каждой пятерке приставили студента пятого курса с программой, и эта "машина" работала круглосуточно без выходных и праздников.
В конце июня 1951 года у меня произошла еще одна важная встреча. Обычно все вопросы я решал с Павловым, но он по какой-то причине отсутствовал, и Махнев порекомендовал мне обратиться к Завенягину, дав его телефон.
*****************************************************************************************************
А.П. 3авенягин, заместитель начальника Главного управления, позднее
- министр атомной промышленности.
****************************************************************************************************
Мы встретились в здании Главного управления. Мой вопрос был решен очень оперативно, и я уже собирался уходить, но Авраамий Павлович попросил задержаться. Возможно, у него было "окно" в работе, или он хотел познакомиться со мной поближе, только наша встреча затянулась. Оказывается, Завенягин знал о моих предложениях по термоядерному синтезу, и о первом. и о втором. Знал он и о том, что я несу двойную учебную нагрузку и участвую в экспериментах по пинчам в ЛИПАНе. Он расспрашивал меня о делах, планах на будущее, интересовался моим здоровьем. В его вопросах чувствовалось желание помочь. В заключение он посоветовал мне обязательно отдохнуть в летние каникулы и предложил путевку в санаторий, хотя я собирался продолжить работу в ЛИПАНе. После этой встречи я как-то воспрянул духом.
С сотрудниками Головина у меня сложились нормальные отношения. Правда, вначале чувствовалась некоторая настороженность. Поводом для нее послужило недоразумение. В моем присутствии кто-то из экспериментаторов пожаловался на нехватку конденсаторов для батареи, а на следующий день их в лабораторию завезли. Так родилась легенда о моем "могуществе" (об этом мне рассказал Головин). Действительно, в это время я довольно часто встречался с Махневым и Павловым, но не помню случая, чтобы они расспрашивали меня о делах в ЛИПАНе, непосредственно меня не касающихся. Целью моих встреч было добиться разрешения на проведение экспериментов по электростатическим и электромагнитным ловушкам. К истории с конденсаторами я, конечно, никакого отношения не имел. Это было просто случайное совпадение.
Моя экспериментальная программа выглядела довольно скромной. Я хотел начать с малого - с сооружения небольшой установки, но рассчитывал в случае быстрого успеха на дальнейшее развитие исследований на более серьезном уровне. Руководство отнеслось к моей программе одобрительпо, поскольку не требовались значительные средства для ее начала: Махнев называл мою программу "грошовой". Но для начала работ требовалось благословление физиков. Я обратился к Павлову с просьбой помочь мне встретиться с Курчатовым, он тут же позвонил ему по внутреннему течефону, соединив трубки так, чтобы мне был слышен их разговор. Павлов в мягкой форме укорял Игоря Васильевича, что он не послушался его совета и все-таки поехал к девочкам, а теперь лежит больной. Смысл этих слов был мне понятен: я уже отправлялся "к девочкам", когда ехал "на объект". Так я должен был отвечать на вопросы товарищей.
Наша встреча с Курчатовым все откладывалась и откладывалась. В конце концов Павлов предложил мне встретиться с Головиным, который был заместителем Курчатова. В октябре в ЛИПАИе состоялось детальное обсуждение идеи электромагнитной ловушки. На обсуждении, кроме Головина и Лукьянова, присутствовал еще один человек. Он сидел тихо в углу, внимательно слушал мои обьяснения, но вопросов не задавал и в наши разговоры не вмешивался. Когда обсуждение подходило к концу, тихо встал и вышел из аудитории. Позднее по фотографии, напечатанной в какой-то книге, я узнал, что это был Тамм. Мне до сих пор непонятны причины, побудившие его присутствовать на этой встрече.
Хотя и не сразу, а после довольно бурной дискуссии, мои оппоненты признали
идею электромагнитной ловушки правильной, и Головин сформулировал общий
вывод, что в моей модели никаких дефектов не обнаружено. К сожалению, это
была лишь констатация факта пригодности электромагнитных ловушек для получения
и удержания высокотемпературной плазмы. Рекомендаций начать исследования
не последовало. Игорь Николаевич мотивировал это тем, что имеется более
простой способ получения высокотемпературной плазмы - пинчи, где есть уже
хороший задел, получены обнадеживающие результаты. Он считал, что надо
не распылять силы, а сосредоточить их на главном направлении. Я не разделял
мнение Головина, но спорить было бесполезно. Поскольку экспериментальную
программу пробить мне не удалось, я занялся теорией. К июню 1952 года был
готов отчет о моей работе, содержащий подробное описание идеи электромагнитной
ловушки и расчеты параметров удерживаемой в ней плазмы. Отчет был направлен
на рецензию к М.А. Леонтовичу, а 15 июня 1952 года состоялась наша первая
встреча.
Леонтович начал с комплимента: моя идея его очень заинтересовала и
увлекла настолько, что он сам принялся за расчеты и ее обоснование. Этими
словами Михаил Александрович видимо хотел подсластить пилюлю, которая была
мне уже приготовлена. Далее последовали критические замечания, корректные
по форме, но убийственные по своему содержанию. Смысл замечаний сводился
к тому, что моя оценка плотности плазмы в электромагнитной ловушке сильно
завышена. Реально такую плотность получить невозможно из-за утечки плазмы
через магнитные щели. Следовательно, электромагнитные ловушки для решения
проблемы термоядерного синтеза не пригодны. По той же причине бесперспективно
мое второе предложение - реактивный плазменный двигатель для использования
в космическом пространстве.
Это заключение прозвучало как безапелляционный приговор идее и автору. Леонтович был безусловно прав в одном: вопрос требовал более детальной проработки и хорошего теоретического обоснования. Теория тогда только начала создаваться и я делал упор на эксперименты, полагая, что они дадут более надежную информацию о протекающих процессах и достижимых параметрах плазмы.
Наш разгоаор продолжался довольно долго, пока мы оба не устали. Я настойчиво
отстаивал свою позицию, а Михаил Александрович воспринимал это как упрямство,
свойственное определенной категории людей, которых он называл "изобретателями".
Впрочем, расстались мы мирно, так ни до чего и не договорившись. Я сказал,
что подумаю и подготовлю более обстоятельную аргументацию по обсуждаемым
вопросам. Леонтович расценил мои слова иначе, решив, что я сдался.
Впоследствии я встречался я с Леонтовичем не часто, но регулярно, показывал
ему свои новые работы в обоснование магнитных ловушек. Я оценил его обаяние,
интеллект, широкие профессиональные знания в области теоретической физики.
Михаил Александрович всегда находил время выслушать меня внимательно, дать
ценный совет, указать нужную книгу или журнал. Ярлык "изобретателя" он
с меня снял и сказал мне об этом сам. К тому времени я уже разобрался в
пинчах и у меня возникли сильные сомнения, что они приведут нас к цели.
Мои сомнения разделял Леонтович, с которым мы часто это обсуждали. Не знаю,
какого мнения о пинчах был Лукьянов, но его постоянный компаньон по работе,
Подгорный, говорил мне: "Поработаем лет пять, ничего не получим, и нас
разгонят".
Мои надежды на участие в разработке моей первой идеи также не сбылись.
После неудачной встречи с Курчатовым и моей болезни вопрос о моем привлечении
к работам по созданию водородной бомбы больше не поднимался. Какое-то время
я по инерции продолжал заниматься этой проблемой, но потом полностью переключился
на термоядерный синтез.
