Новината за бомбардировките на Хирошима и Нагасаки предизвика такъв шок у Ото Хан, откривателя на деленето на уран, че приятелите му трябваше да дежурят денонощно от страх от самоубийство.
Ото Хан е роден на 8 март 1879 г. във Франкфурт-Майн. Баща му е бил занаятчия, след което става собственик на малка фабрика и депутат от градския съвет. Семейството не живееше в бедност, но от четирите сина само най -големият, Карл, успя да изпрати в гимназията. Тримата най -малки и най -малкият, Ото, отидоха в професионално училище.
Като тийнейджър Ган се интересува от спиритизъм. Но след като прочете много окултни писания, той се убеди в тяхната безсмисленост и никога не се върна към тях. Може би тогава той е развил дълбоко недоверие към всякакъв вид спекулативни познания, които се противопоставят на обективната проверка. През целия си живот Ган остава безразличен към метафизичните и религиозните въпроси.
Истинските му интереси бяха установени късно. Жив, изобретателен за шеги, Ото не мислеше малко за избора на професия. Той решава да стане химик едва в старшия си клас, под влиянието на лекциите на известния тогава изследовател М. Фройнд.
През 1897 г. Хан постъпва в Марбургския университет, през 1901 г. защитава дисертацията си по органична химия. Университетът е последван от военна служба, за която Ото не проявява и най -малкото усърдие. Скоро след услугата ръководството на една от фабриките решава да наеме добре обучен, добре възпитан млад мъж, който да работи в чужбина. През 1904 г. Хан заминава за Лондон, като възнамерява по същото време да учи химия при В. Рамзи.
Рамзи по това време изучава радиоактивни елементи и инструктира Ото да получи силен препарат на радий от бариева сол. Резултатът от експеримента предопредели всички по -нататъшни дейности на Гана. Новоизлюпеният новак, неочаквано за себе си и колегите си, откри ново радиоактивно вещество, което той нарече радиоториум. Когато шест месеца по -късно престоят му в Лондон приключи, Рамзи предложи на Ган да се откаже от работата в индустрията и да се отдаде изцяло на нова, малко позната област - радиохимия. Така започна нов период в живота на Ото Хан, който все още се носеше с течението. Дълбоко в себе си, считайки се за самоук, той решава да премине стаж при водещия изследовател в областта на радиоактивността Е. Ръдърфорд, преди да се върне в Берлин. Отношенията на Ото с науката винаги са били свободни от личен интерес. Нещо повече, през тези години той работи безплатно за Ръдърфорд: нямаше ставки и тогава стажантите нямаха право на стипендия. Той получава първата си длъжност на пълен работен ден на 33-годишна възраст. Преди това родителите и братята му го подкрепяха, те също плащаха разходите за експериментите.
Ръдърфорд прие Гана приятелски, но заяви, че не вярва в съществуването на радиоториум. В отговор Ото провежда подобни експерименти с други вещества, които излъчват алфа частици, и открива друго вещество - торий С, след това радиоактиний. В Монреал, близо до Ръдърфорд, Хан най -накрая се утвърди в решението да се посвети на изследванията на радиоактивността. И въпросът не е толкова в това, че тук той се запозна с физическите проблеми и методи, колкото в общуването с Ръдърфорд. Блестящият, демократичен и често шумен Ръдърфорд, ни най -малко като достойните немски професори, се превърна в идеал на Ото. А лабораторната среда, сериозността в работата, свободната дискусия, независимостта на преценката и откритото признаване на грешките станаха модел за младия учен, за постигането на който по -късно той се стремеше в своя институт.
Завръщайки се в Берлин през 1906 г., Хан влиза в химическата лаборатория на Берлинския университет под ръководството на професор З. Фишер. Стар органичен химик, Фишер смята за най -надеждния инструмент на изследователя „собствения си нос“, а не брояч, регистриращ мистериозни лъчи. От друга страна, Хан бързо се сприятели с кръг от млади берлински физици. Тук на 28 септември 1907 г. той, изобретателен химик, се срещна с физика -теоретик Лиз Мейтнер. Оттогава те работят заедно в продължение на три десетилетия. Комбинацията Хан-Майтнер се превърна в една от най-успешните и плодотворни в атомните изследвания.
Ото Хан и Лиз Майтнер
През 1912 г. Хан се прехвърля в новооснования Институт по химия на Обществото на Кайзер Вилхелм (по -късно Хан става директор на този институт). Рекордът на Ото през годините е впечатляващ. През 1907 г. е открит нов елемент - мезоториум. През 1909 г. са проведени важни експерименти за изучаване на явленията на откат. През 1913 г. с участието на Майтнер открива уран Х2. Въпреки блестящата работа, старата и тясна дървена сграда на работилницата служи като стая за лабораторията. И пътят към академичната кариера за Гана беше затворен за дълго време. Въпреки че е повишен в професор през 1910 г., до 1919 г. радиохимията не е сред предметите, преподавани в германските университети.
През август 1914 г. Гана е призован в армията. По това време необходимостта от борба не предизвиква раздори в съвестта му. Вероятно това е повлияно от прилива на националистически и лоялни настроения, домашното образование, което издигна до абсолютната степен стриктното изпълнение на задълженията пред кайзера и нацията и вероятно романтичната идея за война. В първите месеци на войната в Гана небрежността на студентските му години сякаш се събуди, особено след като неговата част не взе пряко участие във военните действия. В началото на 1915 г. той е помолен да започне разработването на отровни вещества и след кратко колебание той се съгласява, вярва в аргументите за хуманността на новото оръжие, което уж ще доближи края на войната. Повечето от колегите му направиха същото. (Вярно, не всички: германският химик, лауреат на Нобелова награда от 1915 г. Р. Уилстатер например отказа.) Едва по -късно Ото отбеляза с болка: „По същество това, което правихме тогава, беше ужасно. Но това беше “.
Както можете да видите, Ото и колегите му не го упрекнаха, които разглеждаха творческия му живот като верига от блестящи успехи, непрекъснато изкачване към истината. Кариерата на Хан, според М. фон Лауе (немски физик, лауреат на Нобелова награда), може да бъде „оприличена на крива, която, започвайки от най -високата точка - с откриването на радиаториума, се издига все по -високо - към откриването на мезоториум, достига своя максимум в момента на откриването на ядрен делящ се уран”.
Подобни експерименти бяха проведени в Париж от Ирен Кюри.
Хан, Мейтнер и млад служител Страсман изучават няколко радиоактивни изотопа, получени чрез бомбардиране на уран или торий с неутрони, и така подобряват експерименталната методология, че само за няколко минути могат да изолират желания радиоактивен изотоп. Организирани състезания. Мейтнер държеше хронометър в ръката си, докато Хан и Страсман взеха облъчения препарат, разтвориха се, утаиха се, филтрираха, отделиха утайката и я прехвърлиха на плота. За по -малко от две минути те направиха това, което обикновено отнема два до три часа. Всичко, което е създадено в лабораторията на Хан, се счита от атомните лобисти по света за неоспорима истина, те използват терминологията на Хан (между другото, заимствано от произведенията на Д. Менделеев). Изследванията в трите най -големи лаборатории в света - в Берлин, Рим (Ферми) и Париж - изглежда не оставят никакво съмнение, че когато облъчването на уран с неутрони, продуктите на разпадането съдържат ек -рений и ека -осмий. Беше необходимо да се дешифрират пътищата на техните трансформации, да се определят полуживотите. Тези елементи се считат за трансуранови. Вярно е, че през 1938 г. Ирен Кюри откри изотоп, подобен на лантана, в продуктите на разпадане, но тя нямаше достатъчно доверие в това и беше на ръба да открие делене на уран - такъв разпад, който изглеждаше невъзможен. Енергията, която свързва протоните и неутроните в ядрото на атома, беше толкова голяма, че изглеждаше немислимо да си представим, че само един неутрон може да я преодолее.
Какви всъщност бяха тези процеси? Те бяха подредени малко по -късно, но засега политическите въпроси излязоха на преден план. Неутроните и протоните трябваше да бъдат забравени за известно време, военните маршове и войнствените речи не предвещаваха нищо добро. Еврейската жена Лиза Майтнер, австрийска гражданка, беше отказана от паспорт от германските власти след аншлюса. Според нацистките закони тя също нямала право да напусне Германия. Единственият изход за нея беше полетът. Хан помоли Нилс Бор за помощ. Холандското правителство се съгласи да я приеме без паспорт. Лиз събрала най -необходимото и заминала за Холандия „на почивка“.
Загрижеността и безпокойството във връзка с напускането на Майтнер поглъщат Ото почти през цялото лято на 1938 г. Есента дойде. Същата есен, когато Хан и Страсман направиха най -важното откритие. Експериментите и теоретичните търсения бяха възобновени. Отсъствието на Мейтнер беше остро усетено: липсваше разумен съветник и строг съдия, теоретик, който да извършва сложни изчисления.
Фриц Страсман
Хан прибягва до индикаторния метод. Различни радиоактивни маркери бяха използвани много пъти, но резултатът беше същият. Радиоактивното вещество, което се появи, когато уранът беше бомбардиран с бавни неутрони, приличаше на барий по свойства; не можеше да се отдели от бария по никакъв химичен метод. Така Ото Хан и Фриц Страсман всъщност откриха деленето на уранови ядра. По това време Страсман беше на 37 години, а Хан се готвеше да отпразнува шестдесетия си рожден ден.
Статията е публикувана в края на 1938 г. В същото време Хан изпрати резултатите от експериментите на Мейтнер, в очакване на нейната оценка. Новата година донесе нова теория. Според него урановото ядро при облъчване с бавни неутрони трябва да се раздели на две части, на атоми на барий и криптон. В този случай между новообразуваните ядра се появяват отблъскващи сили, чиято енергия достига двеста милиона електронволта. Това е колосална енергия, която не може да бъде получена в други процеси. Физиката е заимствала термина "делене" от биологията, така се размножават протозоите. Колега и племенник на Майтнер Фриш, провеждащ спешно експеримент за делене на уран, потвърди теорията и се ангажира да напише статия.
Резултатите, получени от Хан и Страсман, бяха толкова рязко в противоречие с мненията на най -авторитетните учени, че озадачиха самите изследователи. Писмата на Хан до Майтнер от време на време съдържат думите „невероятно“, „изключително невероятно“, „зашеметяващо“, „фантастични резултати“. За да направи правилното заключение, което противоречи на идеите на времето, Ото изискваше не само проницателност, но и изключителна смелост. Те дадоха на Гана увереност в чистотата на експеримента, т.е. в надеждността на получените резултати.
Събитията само за няколко дни, които се случиха в най -големите научни центрове на Съединените американски щати, може да послужат като сценарий за вълнуващ приключенски филм.
Без да знае, че откритието на Хан, Щрасман и Майтнер трябва да се пази в тайна, най -близкият сътрудник на Бора Розенфелд пристига в Принстън (САЩ) и се озовава на парти на физици в университетския клуб. Той е бомбардиран с въпроси: какво ново в Европа? Розенфелд говори за експериментите на Хан и Щрасман и теоретичните заключения на Майтнер и Фриш. На срещата присъства служител на Fermi; онази вечер той заминава за Ню Йорк, прониква в офиса на Ферми и съобщава новините. След минути Ферми започна да разработва проект за предстоящи експерименти. Първо трябва да възпроизведете процеса на делене на ураново ядро, след което да измерите освободената енергия. Ферми осъзнава какво е пропуснал преди пет години, когато за първи път бомбардира уран с бавни неутрони.
Енрико Ферми
В подземието на Колумбийския университет се дели ураново ядро, без да знае, че Фриш вече е провел подобен експеримент. Набързо (бързайки да заложи чуждото откритие) се подготвя съобщение за списание "Природа".
Когато научава за изтичането на информация, Бор се притеснява, че някой ще надмине Мейтнер и Фриш. Тогава те ще се окажат в положение да присвоят чуждото откритие. На конгреса във Вашингтон Бор научава, че опитите за делене на уран на Ферми са в разгара си и изпраща телеграми до Копенхаген до Фриш, за да публикува незабавно резултатите от експериментите. На следващия ден се появи нов брой на списанието със статия на Hahn и Strassmann. В същия ден пристигнаха утешителни новини - Фриш изпрати статията до пресата. Сега Бор е спокоен и може да разкаже на всички за деленето на уран. Още преди да приключи речта си, няколко души излязоха от залата и едва не изтичаха до Института Карнеги, до мощния ускорител. Наложи се незабавно да се сменят целите и да се изследва деленето на урановото ядро.
На следващия ден Бор и Розенфелд бяха поканени в института Карнеги. За първи път Бор видя процеса на разделяне на екрана на осцилоскопа.
В същото време в Париж Жолио-Кюри наблюдава разпадането на ядра на уран и торий, наричайки това разпадане „експлозия“. Статията на Фредерик се появи само две седмици след статията на Мейтнер и Фриш. Така за по -малко от месец четири лаборатории (в Копенхаген, Ню Йорк, Вашингтон и Париж) разцепиха ураново ядро и показаха, че се отделя огромна енергия. Но малко хора знаеха, че има и пета лаборатория - в Политехническия институт в Ленинград, където също се развива теорията за делене на уран.
Препратки:
1. Гернек Ф. Пионери на атомната ера. М.: Прогрес, 1974. С. 324-331.
2. Константинова С. Разделяне. // Изобретател и новатор. 1993. No 10. С. 18-20.
3. Храмове Ю Физика. Биографичен справочник. М.: Наука. 1983. С. 74.
