Кстати, увидеть и сфотографировать следы альфа-частиц Блеккет смог лишь потому, что к этому времени англичанин Вильсон изобрел прибор, названный камерой Вильсона. Камера Вильсона заполнена пересыщенным паром. Когда сквозь пар пролетает заряженная частичка, след ее вырисовывается как темная черточка на ровном сером фоне.
Решил ли Резерфорд задачу овладения ядерной энергией? Нет, до этого решения было далеко.
Да, действительно, при каждом распаде атомного ядра, когда в него попадала альфа-частица, выделялась громадная энергия. Например, каждый раз, когда альфа-частица попадает в ядро атома алюминия, выделяется энергия в 3,3 миллиона электроновольт[3]. Это много. Но ведь попадают очень редкие альфа-частицы, а все остальные летят вхолостую. А на то, чтобы направить пучок альфа-частиц на ядра, нужно затрачивать энергию. Если подсчитать, то оказывается: чтобы осуществить разрушение одного ядра атома алюминия и получить при этом 3,3 миллиона электроновольт, надо затратить вхолостую почти миллиард электроновольт. Ясно, что тратится несравненно больше энергии, чем получается. Опыты Резерфорда не сделали рентабельным источник ядерной энергии. Но они показали, что человек может извлечь ядерную энергию. Пусть пока этот процесс оставался явно невыгодным. Сокровищница природы еще хранила свое богатство, но ключ был уже в руках человека. Успех Резерфорда в штурме ядра азота и искусственном превращении азота в кислород был сенсацией, вестью о начале новой эпохи в истории наук: люди научились осуществлять ядерные превращения. Это сообщение появилось в то время, когда в лабораториях только что снова затеплилась жизнь, прерванная войной. Многие лаборатории, и прежде всего лаборатория Кюри в Париже, подхватили и продолжили работы Резерфорда. Вскоре удалось наблюдать расщепление ядер не только у азота, но и у бора, фтора, натрия, алюминия, фосфора. За ними последовало расщепление ядер неона, магния, кремния, серы, хлора, аргона, калия.
Стало ясно, что человек может искусственно вызвать превращение элементов, бомбардируя атомное ядро надлежащими снарядами. Но вот тут-то и таилась основная трудность: снарядов не было. Альфа-частицы, то есть ядра атомов гелия, несут на себе положительный электрический заряд. Ядро любого атома тоже заряжено положительно. А так как электрические заряды одного знака отталкиваются, то мишень, то есть ядро бомбардируемого атома, и снаряд, то есть альфа-частица, отталкиваются друг от друга.
Заставить альфа-частицу преодолеть эти силы отталкивания удавалось лишь для легких атомов. Поэтому и оказывалось возможным разрушать лишь ядра легких элементов. Последним из них стал калий. Все попытки разрушить ядра элементов, следующих за калием, не привели к успеху. Для штурма атомного ядра нужны были снаряды более мощные, чем альфа-частицы. Но в те времена физики еще не знали других частиц.
Не удивительно, что десятилетие, прошедшее после работ Резерфорда, хотя и было заполнено интенсивной работой, но не принесло новых решающих открытий в области превращения элементов. Это был период, когда углублялись и накапливались знания о строении атома и атомного ядра, совершенствовалась техника эксперимента.
Именно в эту пору начал Фредерик Жолио работать в Институте радия, под непосредственным руководством Марии Кюри.
ПЕРВЫЕ ГОДЫ
Фредерику Жолио было уже 25 лет, но прежде всего ему пришлось выполнять требование Ланжевена, повторенное мадам Кюри: сдать экзамены, получить степень бакалавра. Это было трудно и скучно: садиться снова за школьные учебники, постигать латинскую грамматику и описания жизнедеятельности французских королей. Вчерашнему инженеру и офицеру, взрослому человеку было неловко сдавать экзамены вместе с мальчуганами. Он одолел школьную премудрость, сдал экзамены, получил степень бакалавра и почти сразу, не давая себе передышки, сдал вторую серию экзаменов, приобретя и степень лиценциата. Не будучи выпускником Эколь Нормаль или Сорбонны, молодой инженер долго был «чужаком» в новой среде.
Он не думал о будущем, не спрашивал себя, что ждет его впереди. Перед ним была одна цель: овладеть наукой о радиоактивности, работать, работать продуктивно. Учиться, учиться, быть достойным такого исключительного руководителя, как Мария Кюри.
Она была требовательна, но новый лаборант успешно справлялся со всеми ее заданиями, поражая даже ее быстротой и инициативой.
«Этот мальчик — настоящий фейерверк!» — сказала мадам Кюри дочери.
Сначала мадам Кюри поручила Фредерику некоторые исследования электрических свойств тонких слоев металлов. Фредерик сразу же показал себя искусным и изобретательным экспериментатором. Он разработал новые способы приготовления тонких металлических пленок, сконструировал и собственноручно изготовил изящные установки. Меняя толщину пленок, температуру, содержание газов, он наблюдал, как сказывается это на электрических свойствах пленки.
Не ограничиваясь чисто теоретическими результатами, Фредерик настойчиво думал об их практическом применении, изобретал и совершенствовал. В своих статьях — а они начали появляться в печати уже с 1927 года — он описал новый метод приготовления очень чувствительных электросопротивлений, приборов для измерения температуры и лучистой теплоты. Маститый английский физик Томсон воспользовался его методом приготовления тонких пленок золота и в одной из своих статей выразил благодарность молодому лаборанту из Института радия.
Одновременно Жолио разрабатывал новые методы электрохимического исследования радиоэлементов, нашел и проверил закон зависимости скорости выделения радиоактивного элемента из раствора. Сконструированный им прибор позволял обнаруживать выделение радиоактивного вещества даже в таких ничтожных количествах, как 0,00000001 грамма, причем эти количества точно измерялись, чего не удавалось достигнуть раньше.
Ему пришлось много учиться, овладевая новой специальностью. Мария Кюри вдумчиво направляла его. Он работал непосредственно в ее лаборатории, рядом, а часто и вместе с Ирен Кюри.
Сначала Ирен показалась ему холодной и замкнутой. Высокая, быть может, немного слишком мужественная девушка, с уверенным взглядом, с высоким, выпуклым лбом, над которым слегка вьются светлые волосы. Она задумчива, углублена в себя, молчалива, внешне неприветлива, всегда спокойна и невозмутима. Она безжалостно прямолинейна и правдива до резкости. Иные принимают ее сдержанность за высокомерность. Но ее кажущаяся холодность — это страстная внутренняя сосредоточенность.
