Samo jedan promil prosečnog čitalaštva će imati drugu priliku u životu da pročita i sazna nešto više o jednom od najjačih naučnika XX veka, koji je po znanju i uticaju na kasnije svetske događaje stajao uz rame sa takvim genijima kao što su bili Enriko Fermi ili Nils Bor. Danas ću pisati o nuklearnom fizičaru Kurčatovu, ocu ruske nuklearne bombe, konstruktoru prvog atomskog reaktora u Evropi, po koje su u SSSR-u ime dobili mnogi gradovi, trgovi, ulice, akademije, instituti i naučni centri. Čak je i jedan hemijski elemenat trebalo da ponese njegovo ime, ali je zbog Hladnog rata ime dodeljeno Amerikancu. Asteroid pod brojem 2352 nosi ime Kurčatov. Naučimo danas nešto o njemu.
Igor Vasiljevič Kurčatov (rus. И́горь Васи́льевич Курча́тов) rođen je 12. janura 1903. godine u malom uralskom gradiću Simu, u Čeljabisnkoj oblasti, u porodici poslušnog geometra. Sa nepunih 10 godina porodica se seli na Krim, u grad Simferopolj. Zbog siromaštva je pohađao večernju školu, gde je završio za „šlosera“ (mašinbravara), te počinje da radi u malom lokalnom mehaničarskom zavodu. Pošto je u školi dobijao najviše ocene, 1920. Kurčatov je upisao fizičko-matematički fakultet Tavričkog univerziteta0[1]. Uprkos gladi i nemaštini, posle samo tri godine uspeo je da pre svih iz generacije uspešno diplomira. Sa samo 21. godinom zapošljava se u Hidrometeorološkom centru a iste godine postaje asistent na katedri fizike azerbejdžanskog politehničkog instituta u Bakuu.
KARIJERA
1. septembra 1923. mladi Kurčatov, željan daljeg obrazovanja, upisuje petrogradski Politehnički institut gde završava fakultet brodogradnje.
1925. godine, po preporuci svog profesora iz Bakua, postaje naučni saradnik na Fizičko-tehničkom institutu u Lenjingradu, tada pod rukovodstvom akademika Abrama Fedoroviča Ioffe[2]. Dve godine kasnije ženi se Marinom Dmitrijevnom, sestrom kolege fizičara sa kojim je radio u Bakuu.
Od 1930. počinje da rukovodi fizičkim odelenjem lenjingradskog Fizičko-tehničkog instituta. Njegova naučna delatnost započinje proučavanjem svojstva dielektrika, uključujući novootkriveni fizički fenomen feroelektriciteta.
I.V. Kurčatov (sredina trudesetih) kao saradnik Radijumskog instituta Akademije nauka. Na tom institutu je 1937. pokrenut prvi ciklotron u Evropi, a tu je savladana tehnologija dobijanja plutonijuma iz urana za stvaranje prve atomske bombe.
Kurčatov je bio jedan od prvih (tokom 1933. godine) koji je pristupio izučavanju fizike atomskog jezgra. U tom periodu postao je saradnik fizičkog odseka Radijumskog instituta kojim je rukovodio V.G. Hlopin[3], a u isto vreme i rukovodilac Laboratorije za izučavanje atomskog jezgra, otvorene 1918. pri lenjingradskom Fizičko-tehničkom institutu (“Физтех“) na inicijativu akademika Ioffe. Teorijski fizičari Georgi Gamov[4] (kasnije emigrirao u SAD) i Lev Misovski su 1932. predložili Naučnom savetu instituta projekat novog uređaja, koji je posle odobrenja, pod rukovodstvom i uz neposredno učešće Kurčatova i L.V. Misovskog, doveo do gradnje prvog ciklotronskog ubrzivačau Evropi snage 350 KeV (pušten u rad 1937.), na kom Kurčatov započinje svoja fizička istraživanja. Započevši radove na veštačkoj radioaktivnosti, nastaloj bombardovanjem jezgara neutronima, ili, kako su to tada nazivali, proučavanjem „Fermijevog efekta“, Igor Kurčatov je u aprilu 1935. u saradnji sa bratom Borisom Kurčatovim, Ljvom Misovskim i Ljvom Rusinovim objavio otkriće izomerije atomskih jezgara[5].
Od 1935. do 1940, istražujući uzejamno dejstvo neutrona i atomskih jezgara različitih elemenata, Kurčatov je zajedno sa drugim fizičarima vršio merenja hvatanja neutrona[6] protonima. Proučavajući raspršivanje i apsorbciju neutrona u različitim sredinama, naučnici su otkrili rezonantne fenomene neutronske apsorbcije. Dalja proučavanja su dovela do otkrića selektivne apsorbcije neutrona. Radovi Kurčatova i njegovih saradnika koju su usledili imali su odlučujuću ulogu u rešavanju problema iskorišćavanja energije jezgara i različitim uređajima. Na osnovu fizičkih istraživanja jezgra sprovedenih 1939-1940. i nakon što je utvrdio vrednosti pojedinih nuklearnih konstanti, Kurčatovu je pala na pamet mogućnost lančane reakcije raspada urana pod dejstvom sporih neutrona. Godine 1940, pod rukovodstvom Kurčatovai u lenjingradskoj laboratoriji, nuklearni fizičari Georgi Fljorov i Konstantin Petržak[7] su otkrili spontani raspad (fisiju) jezgra urana U-235. Tokom 1940. Kurčatov je matematički dokazao mogućnost lančane reakcije jezgra u sistemu sa uranom i teškom vodom. Ali, rat je započeo i Kurčatov je morao da prekine program naučnih radov i preorijentiše se na zaštitu domovine.
U prvim godinama rata Kurčatov je (zajedno sa Anatolijem Petrovičem Aleksandrovim[8]) razradio metod razmagnetisanja sovjetskih brodova radi zaštite od nemačkih magnetnih mina. Devetog avgusta 1941. Kurčatov i Aleksandrov su pozvani u Sevastopoljsku mornaričku bazu radi priprema brodova Crnomorske flote, gde je na stotinama brodova ugrađen sistem “ЛФТИ“ koji je pružao stopostotnu zaštitu od mina.
I. Kurčatov neposredno pred rat, u vreme dok je u Lenjingradu radio na problemima nuklearne fisije.
RAD NA PRVOJ NUKLEARNOJ BOMBI
1941. godine, nacistička Nemačka je pokrenula ogromnu vojnu ofanzivu protiv Sovjetskog Saveza pod šifrovanim nazivom “Barbarossa”[9]. U to vreme, Kurčatov je predvodio nuklearna istraživanja i po tome je već bio široko poznat u sovjetskoj Akademiji nauka. Ušavši u rat protiv Nemaca i njihovih saveznika, SSSR nije preduzimao nikakvu ozbiljniju inicijativu u započinjanju istraživanja na nuklearnom naoružanju sve do 1942. godine. Međitim, aprila 1942, Fljorov, koji će kasnije postati ključna figura nuklearnog programa zemlje, poslao je Satljinu tajno pismo u kome ga obaveštava da Amerikanci, Britanci, pa čak ni Nemci, ništa ne objavljuju u fizičkim časopisima o nuklearnoj fisiji još od njenog otkrića 1939. godine, a da u tome učestvuje većina najpoznatijih savezničkih fizičara. Takva akademska tišina je bila vrlo sumnjiva, pa je Fljorov ubedio Staljina da Sovjeti hitno pokrenu sopstveni nuklearni program jer su druge zemlje već u tajnosti daleko odmakli u sličnom naporu. Tokom 1943, НКВД(rus. Народный комиссариат внутренних дел, Narodni komesarijat unutrašnjih poslova, tj. glavni organ tajne policije) uspeo je da dođe do tajnog britanskog izveštaja MAUD komiteta[10] u kome se govori o atomskom naoružanju, što je uverilo Staljina da naredi pokretanje sovjetskog nuklearnog programa (mada sa vrlo ograničenim materijalnim sredstvima).
Staljin je zatražio od sovjetske Akademije nauka da odrede rukovodioca programa, na šta su ovi bez premišljanja nominovali Kurčatova. Staljin je prihvatio savete svojih partijskih saradnika i Kurčatov, koji je tada imao samo 35 godina, započinje naporan rad na stvaranju prve sovjetske nuklearne bombe.
Projekat je tavorio sve dok nisu počele da stižu informacije od američkog špijuna Klausa Fuchsa[11] i dok nisu počeli da stižu rezultati bombardovanja Hirošime i Nagasakija, što je Josifa Staljina nateralo na odlučniju akciju. Naredio je Kurčatovu da mora da proizvede bombu do 1948. godine, a za direktnog odgovornog za projekat postavio je okrutnog maršala Lavrentiju_Beriju, šefa svoje tajne policije. Projekat je premešten u zatvoreni grad na Volgi, Sarov u Oblasti Gorki (danas Nižegorodska oblast), koji je preimenovan u Aрзамаз-16.
Početkom 1943. radovi su zahtevali dodatne naučne saradnike, pa je I.V. Kurčatov morao da pozove nekoliko fizičara, a među kojima i Zinaidu V. Eršovu[12], koja je dobila zadatak da dobije karbid uranijuma i metalni uranijuma. U timu su bili i vodeći nuklearni fizičari Juli B. Hariton i Jakov B. Zeljdovič[13], i njihov rad se oslanjao na javne informacije koje su curele iz američke vlade i špijunske podatke koje je slao Fuhs. Plašeći se da im Amerikanci ipak daju “falš” informacije, Kurčatov i Berija su insistirali da njihov tim sve podatke ponovo provere i testiraju. Do početka 1944. hemijska industrija zemlje je već imala projekat za izgradnju pogona za proizvodnju teške vode i izdvajanje uranovih izotopa iz rude, a zavodi obojenih metala su obezbedili 500 kg metalnog urana za testove i na desetine tona visokokvalitetnih grafitnih blokova.
Saharov i Kurčatov u šetnji. Bez njih Sovjeti nikad ne bi realizovali nuklearni program.
“PRVA MUNJA”
Konačno, 29. avgusta 1949. godine, Kurčatov i njegovi saradnici su na poligonu Semipalatinsk ispešno detonirali probni uređaj “Prva Munja” (РДС-1, odn.„proizvod 501“): Kurčatov je kasnije pričao da je tom prilikom jedino osetio ogromno olakšanje.
Zapravo, u tom trenutku Kurčatovljeva laboratorija №.2 je posedovala dve bombe: plutonijumsku implozivnu bombu РДС-1 i bomba topovskog tipa sa uranom-235 РДС-2, od koje se uskoro odustalo. Vest o uspešnoj probi duboko je zabrinula ameriku i Britaniju.
Dobivši informaciju da su Amerikanci 1. novembra 1952. uspešno izvšili probu prve termonuklearne (hidrogenske, tj. vodonične) bombe Ivy Mike[14], Staljin je hitro naredio svojim fizičarima da i oni načine slično oružje. Program je pokrenut već 1953. pod rukovodstvom dvojice kasnijih Nobelovaca, Vitalija Ginzburga i Andreja Saharova, a Kurčatov je učestvovao u nekim proračunima. Iste godine u avgustu Sovjeti su u atmosferi aktivirali prvu pravu vodoničnu bombu, nazvanu РДС-6c, koju su Amerikanci krstili kao „Joe-4“. Snaga bombe je bila neverovatnih 400 Kt. I dok je doprinos drugih naučnika kao što su Ginzburg, Zeljdovič i Saharov slavljen, dotle je Kurčatovljeva zasluga umanjivana.
Pečurka posle prve eksplozije atomske bombe. Od 1.538 životinja (ovaca, pasa, svinja i koza) od kojih su neke bile u rovovima imitirajući vojsku, poginulo je 345. a svi automobili i avionu kilometrima okolo bili su uništeni ili oštećeni. Kuće koje su imitirale grad bile su uništene u krugu od 5 km.
Prva sovjetska nuklearna bomba РДС-1 bila je jako sličnog oblika i tipa kao i prva američka bomba. Prednje „oko“ predstavlja radarski detonator. Bila je teška 4,6 t, imala je prečnik 1,5 m i snagu 22 kilotona.
Kasnije je Kurčatovljev kolektiv proizveo termonuklearnu avio-bombu AN603 („Царь-бомба“. tj. „Car-bomba“) rekordsne snage ~57.000 Kt. Rusi su lansirali mit je bomba bila završena za rekordnih 112 dana!
DRUGI PROJEKTI
Krajem pedesetih, Kurčatov se zalagao protiv testiranja nuklearnog oružja. Među projektima koji su izvedeni pod Kurčatovljevim rukovodstvom bio je prvi ciklotron u Moskvi (1949), prvi atomski reaktor u Evropi (1946), prva nuklearna elektrocentrala na svetu (1954), ledolomac “Lenjin”, prvi površinski i civilni brod na nuklearni pogon na svetu (1959).
SMRT
U januaru 1949. godine Kurčatov je bio uključen u ozbiljni incident koji je prerastao u katastrofu u čeljabinskoj fabrici za proizvodnju plutonijuma za sovjetski atomski program , u kojoj je verovatno poginulo više ljudi nego u Černobilju (zračenje je bilo 2-3 puta veće nego u Černobilju). U želji da spasi uranijumsko gorivo i smanji gubitke u proizvodnji plutonijuma, Kurčatov je bio prvi koji je ušao u centralnu halu oštećenog reaktora punu radioaktivnih gasova.
Primivši dozu zračenja koja je nekoliko puta bila veća od smrtonosne, zdravlje slavnog naučnika je počelo rapidno da se pogoršava, 1954. je doživeo šlog a 7. februara 1960. umire u moskvi u 57. godini od srčane embolije. Kremiran je a njegov pepeo je postavljen u rozarijum na Kremaljskom zidu na Crvenom trgu.
OSTAVŠTINA I NAGRADE
tokom rada na nuklearnom programu, Kurčatov se zarekao da neće da se brijesve dok se program ne završi, ali je nastavio da nosio veliku bradu (često je šišavši u ekscentričnom stilu) sve do kraja života, što mu je donelo nadimak „Bradati“.
Danas dva grada nose njegovo ime: Kurčatov u blizini bivšeg poligona za nuklearna testiranja u Semipalatinsku i Kurčatov u blizini Kurska, kao i najveći Istraživački institut u zemlji (КИАЭ) takođe nosi njegovo ime. Krater na Mesecu i jedan asteroid takođe nose njegovo ime. I Moskvi ima njegov trg, a desetine gradova ima ulice sa imenom Kurčatova.
Zbog zaluga u nuklearnom programu, dobio je brojne državne i strane nagrade i odlikovanja. Staljin se založio da dobije titulu Heroja socijalističkog rada, Staljinovu nagradu I klase, nagradu od 500.000 rubalja i auto, privatnu kuću i vikendicu koje je država opremila, dupliranu platu i „prava za sebe i ženu da besplatno putuju vozom, vodom i vazduhom po SSSR-u“.
U Transfermijumskom ratu oko imena hemijskih elemenata, Sovjeti su predlagali da se 104. elemenat nazove “kurčatovijum” (Ku), ali pobedio je predlog Amerikanaca da se elemenat nazove raderfordijum.
[1] U vreme nastanka SSSR-a postojala je na teritoriji Krima Sovjetska Socijalistička Republika Tavrija koja je ubrzo rasformirana.
[2] Sovjetski naučnik, koji se smatra „ocem sovjetske fizike“. Za vreme svetskog rata podpredsednik akademije SSSR-a. Svi vodeći sovjetski fizičari i Nobelovci su zapravo njegovi đaci.
[3] Jedan od osnivača sovjetske radiohemije i naučnik koji je prvi u zemlji 1921. dobio radijumske preparate.
[4] Kurčatovljev vršnjak, koji je 1933. uz pomoć Marije Kiri i Nilsa Bora i ostalih kolega iz sveta nauke uspeo da prebegne na Zapad. Radio je na brojnim univerzitetima po svetu a otkrio je teorijsko objašnjenje alfa raspada preko kvantnog tuneliranja. Bavio se mehanizmima formiranja zvezda, stelarne nukleosinteze, Big Bang teorijom, a pisao je i popularne knjige iz oblasti fizike i matiša.
[5] Fenomen koji se sastoji od postojanja dugoživećih pobuđenih (metastabilnih) stanja nuklearnih jezgara. Prelaz u nepobuđeno stanje nastaje usled nekog zračenja ili unutrašnje konverzije.
[6] Vrsta nuklearne reakcije u kojoj jezgro jednog atoma u kombinaciji sa dodatnim neutronom formira teže jezgro. Ti neutroni mogu da budu čak i bez ikakve kinetičke energije (jer su električki neutralni), nasuprot pozitivno naelektrisanim protonima, koji mogu da budu uhvaćeni jedino pod uticajem dovoljno visoke energije koja može da savlada elektrostatičku silu odbijanja.
[7] Četri godine mlaži od Igora, doktor fizike i matematike i profesor, jedan od osnivača eksperimentalne fizike jezgra. Veliki heroj u ratu, veliki naučnik svetskog formata, odličan slikar i gitarista i pedagog, koji je vaspitao nekoliko desetina doktora nauka.
[8] Još jedan „opasan“ Rus! Veliki fizičar, kasnije direktor Kurčatovljevog fizičkog instituta, akademik od 1953. i predsednik Akademije nauka SSSR-a sve do 1986. od 1943. radio na razvoju nuklearne bombe. Od početka je bio na čelu razvoja sovjetske pomorske i podmorničke nuklearne flote. Do kraja života je bio treći najodlikovaniji čovek u SSSR-u.
[9] Najveća vojna operacija u istoriji ratovanja, u kojoj su Nemci i učestvovali sa skoro 4.000.000 vojnika na frontu dugom 3.000 km. Nemačka invazija na SSSR je odnela 95% svih nemačkih vojnih žrtava od 1941. do 1944.
[10] Početak britanskog projekta za atomsku bombu, koji je naterao Ameriku da započne samostalni projekat. Britanski projekat su pokrenula dva nemačka fizičara: Otto Frisch i Rudolf Peierls.
[11] Nemački teorijski fizičar, koji je od početka bio uključen u američki program „Manhattan“ koji je stvorio prve upotrebljive A-bombe. Fuhs je doktorirao u Engleskoj, a bio član Nemačke komunističke partije. Posle otkrića svojih aktivnosti, prebegao je u Istočnu Nemačku gde se zaposlio kao pomoćnik direktora nuklearnog instituta u Rozendorfu.
[12] Veliki sovjetski radiohemičar, profesor, doktor tehničkih nauka. Postala je poznata jer je prva dobila kilogram metalnog urana u SSSR-u. To je postigla jer je pre rata stažirala u laboratoriji Marije Kiri u Parizu pod rukovodstvom Irene Žolio-Kiri, te je do kraja života ostala poznata kao „ruska madam Kiri“. I ona je bila ista generacija kao i Kurčatov.
[13] Pored izuzetne uloge u razvoju nuklearnog i termonuklearnog oružja, dao važan doprinos adsorpciji i katalizi, udarnim talasima, nuklearnoj fizici, fizici čestica, astrofizici, fizičkoj kosmologiji i opštem relativitetu. Igrao je ključnu ulogu u razvoju teorije isparvanja crnih rupa. Svi koji su ga znali zvali su ga genijem, a Stiven Hoking je pričao da je, dok ga nije upoznao, bio ubeđen da su njegovi radovi zapravo radovi nekih timova naučnika.
[14] Zbog svoje specifične konstrukcije (kriogeni tečni deuterijum) nije bila pogodna kao oružje, pa strogo gledano i nije bila bomba već eksperimentalni uređaj za proveru principa rada.
KOJI TELESKOP DA KUPIM?
