Pada musim panas 1950, Komite Sentral Partai Komunis Seluruh Serikat Bolshevik menerima surat dari seorang sersan yang bertugas di Sakhalin. Penulis menulis bahwa dia tahu cara membuat bom hidrogen. Nah, dan reaktor termonuklir juga, agar tidak bangun dua kali.
Oleg Alexandrovich Lavrentyev, pahlawan cerita kita, lahir pada tahun 1926 di Pskov. Sebelum perang, pria itu berhasil menyelesaikan tujuh kelas. Rupanya, di suatu tempat di akhir proses ini, dia mendapatkan sebuah buku yang menceritakan tentang fisika inti atom dan penemuan-penemuan terbaru di bidang ini.
Tahun 30-an abad XX adalah masa membuka cakrawala baru. Pada tahun 1930, keberadaan neutrino diprediksi, pada tahun 1932 neutron ditemukan. Pada tahun-tahun berikutnya, akselerator partikel pertama dibangun. Timbul pertanyaan tentang kemungkinan adanya unsur transuranik. Pada tahun 1938, Otto Hahn pertama kali memperoleh barium dengan menyinari uranium dengan neutron, dan Lisa Meitner mampu menjelaskan apa yang terjadi. Beberapa bulan kemudian, dia meramalkan reaksi berantai. Hanya ada satu langkah tersisa sebelum pertanyaan tentang bom atom diangkat.
Tidak mengherankan bahwa deskripsi yang baik tentang penemuan-penemuan ini meresap ke dalam jiwa seorang remaja. Agak lebih tidak biasa bahwa tuduhan ini disimpan dalam dirinya dalam semua masalah berikutnya. Dan kemudian terjadilah perang. Oleg Lavrentiev berhasil mengambil bagian dalam tahap terakhirnya, di Baltik. Kemudian lika-liku kebaktian melemparkannya ke Sakhalin. Unit itu memiliki perpustakaan yang relatif bagus, dan Lavrentyev, yang saat itu seorang sersan, berlangganan jurnal Uspekhi Fizicheskikh Nauk (Uspekhi Fizicheskikh Nauk) untuk tunjangan uangnya, yang tampaknya membuat kesan yang cukup besar pada rekan-rekannya. Komando mendukung semangat bawahannya. Pada tahun 1948, ia mengajar fisika nuklir kepada perwira unit, dan tahun berikutnya menerima sertifikat matrikulasi setelah menyelesaikan kursus tiga tahun di sekolah malam setempat untuk pekerja muda dalam setahun. Tidak diketahui apa dan bagaimana mereka sebenarnya mengajar di sana, tetapi tidak ada alasan untuk meragukan kualitas pendidikan Sersan Junior Lavrentyev - dia membutuhkan hasilnya sendiri.
Seperti yang diingatnya sendiri bertahun-tahun kemudian, gagasan tentang kemungkinan reaksi termonuklir dan penggunaannya untuk memperoleh energi pertama kali mengunjunginya pada tahun 1948, tepat ketika mempersiapkan kuliah untuk para perwira. Pada Januari 1950, Presiden Truman, berpidato di depan Kongres, menyerukan penciptaan awal bom hidrogen. Ini sebagai tanggapan atas uji coba nuklir Soviet pertama pada Agustus tahun sebelumnya. Nah, untuk sersan junior Lavrentyev, ini adalah dorongan untuk tindakan segera: lagi pula, dia tahu bagaimana dia berpikir saat itu bagaimana membuat bom ini dan mendahului musuh potensial.
Surat pertama yang menjelaskan gagasan itu, yang ditujukan kepada Stalin, tetap tidak dijawab, dan tidak ada jejaknya yang kemudian ditemukan. Kemungkinan besar, itu baru saja hilang. Surat berikutnya dikirim dengan lebih andal: ke Komite Sentral CPSU (b) melalui komite kota Poronaysky.
Kali ini, reaksinya tertarik. Dari Moskow, melalui Komite Regional Sakhalin, sebuah perintah datang untuk memberi prajurit yang gigih sebuah ruangan yang dijaga dan segala sesuatu yang diperlukan untuk penjelasan rinci tentang proposal.
Pekerjaan khusus
Pada titik ini, adalah tepat untuk menginterupsi cerita tentang tanggal dan peristiwa dan beralih ke isi proposal yang dibuat oleh contoh tertinggi Soviet.
Seperti yang ditulis oleh penulis sendiri pada musim panas 1950, karyanya terdiri dari empat bagian, yaitu:
- Ide dasar.
- Sebuah pabrik percontohan untuk mengubah energi reaksi lithium-hidrogen menjadi energi listrik.
- Pabrik percontohan untuk mengubah energi reaksi uranium dan transuranium menjadi energi listrik.
- Bom hidrogen litium (desain).
Selanjutnya, OLavrentiev menulis bahwa dia tidak punya waktu untuk menyiapkan bagian 2 dan 3 secara rinci dan terpaksa membatasi diri pada sinopsis singkat, bagian 1 juga basah ("ditulis sangat dangkal"). Faktanya, proposal tersebut mempertimbangkan dua perangkat: bom dan reaktor, sedangkan bagian terakhir, keempat, - tempat bom diusulkan - sangat singkat, ini hanya beberapa frasa, artinya bermuara pada fakta bahwa semuanya sudah dibongkar di bagian pertama.
Dalam bentuk ini, "dalam 12 lembar", proposal Larionov di Moskow ditinjau oleh AD Sakharov, yang saat itu masih menjadi kandidat dalam fisika dan matematika, dan yang paling penting, salah satu dari orang-orang yang di Uni Soviet pada tahun-tahun itu menangani masalah energi termonuklir, terutama mempersiapkan bom.
Sakharov memilih dua poin utama dalam proposal: implementasi reaksi termonuklir lithium dengan hidrogen (isotopnya) dan desain reaktor. Dalam ulasan tertulis, cukup simpatik, dari poin pertama, dikatakan secara singkat - ini tidak cocok.
Bom yang sulit
Untuk menempatkan pembaca dalam konteks, perlu melakukan perjalanan singkat ke keadaan sebenarnya. Dalam bom hidrogen modern (dan, sejauh dapat dinilai dari sumber terbuka, prinsip desain dasar tidak banyak berubah sejak akhir tahun lima puluhan), peran "ledakan" termonuklir dimainkan oleh lithium hidrida - zat putih padat yang bereaksi keras dengan air untuk membentuk lithium hidroksida dan hidrogen. Sifat yang terakhir memungkinkan untuk menggunakan hidrida secara luas di mana perlu untuk mengikat hidrogen sementara. Aeronautika adalah contoh yang baik, tetapi daftarnya, tentu saja, tidak berakhir di situ.
Hidrida yang digunakan dalam bom hidrogen berbeda dalam komposisi isotopnya. Alih-alih hidrogen "biasa", ia mengandung deuterium, dan bukannya lithium "biasa", isotopnya yang lebih ringan dengan tiga neutron. Litium deuterida yang dihasilkan, 6LiD berisi hampir semua yang Anda butuhkan untuk penerangan yang luar biasa. Untuk memulai prosesnya, cukup dengan meledakkan muatan nuklir yang terletak di dekatnya (misalnya, di sekitar atau, sebaliknya, di dalam). Neutron yang terbentuk selama ledakan diserap oleh litium-6, yang akibatnya meluruh membentuk helium dan tritium. Peningkatan tekanan dan suhu sebagai akibat dari ledakan nuklir mengarah pada fakta bahwa tritium dan deuterium yang baru terbentuk, yang awalnya berada di tempat kejadian, menemukan diri mereka dalam kondisi yang diperlukan untuk memulai reaksi termonuklir. Nah, itu saja, selesai.
- A) Hulu ledak sebelum ledakan; langkah pertama ada di atas, langkah kedua ada di bawah. Kedua komponen bom termonuklir.
- B) Bahan peledak meledakkan tahap pertama, menekan inti plutonium ke keadaan superkritis dan memulai reaksi berantai fisi.
- V) Dalam proses pemisahan pada tahap pertama, pulsa sinar-X terjadi, yang merambat di sepanjang bagian dalam cangkang, menembus pengisi polistiren yang diperluas.
- G) Tahap kedua dikompresi karena ablasi (penguapan) di bawah pengaruh sinar-X, dan batang plutonium di dalam tahap kedua masuk ke keadaan superkritis, memulai reaksi berantai, melepaskan sejumlah besar panas.
- D) Reaksi fusi terjadi pada litium-6 deuterida yang dikompresi dan dipanaskan, fluks neutron yang dipancarkan memulai reaksi peluruhan tamper. Bola api mengembang…
Jalan ini bukan satu-satunya, apalagi wajib. Alih-alih lithium deuteride, Anda dapat menggunakan tritium siap pakai yang dicampur dengan deuterium. Soalnya keduanya merupakan gas yang sulit ditampung dan diangkut, apalagi barang-barang menjadi bom. Desain yang dihasilkan cukup cocok untuk uji ledakan, yang diproduksi. Satu-satunya masalah adalah bahwa itu tidak dapat dikirim ke "penerima" - ukuran struktur sepenuhnya mengecualikan kemungkinan seperti itu. Lithium deuteride, menjadi padat, dengan elegan menghindari masalah ini.
Apa yang telah dinyatakan di sini sama sekali tidak sulit bagi kita yang hidup hari ini. Pada tahun 1950, itu adalah rahasia besar, yang dapat diakses oleh sejumlah orang yang sangat terbatas. Tentu saja, seorang prajurit yang bertugas di Sakhalin bukan bagian dari lingkaran ini. Pada saat yang sama, sifat-sifat lithium hidrida dalam dirinya sendiri bukanlah rahasia, siapa pun yang kurang lebih kompeten, misalnya, dalam hal aeronautika, tahu tentang mereka. Bukan kebetulan bahwa Vitaly Ginzburg, penulis gagasan penggunaan lithium deuteride dalam bom, biasanya menjawab pertanyaan tentang kepengarangan dengan semangat yang, secara umum, terlalu sepele.
Desain bom Lavrentiev secara umum mirip dengan yang dijelaskan di atas. Di sini kita juga melihat muatan inti awal dan bahan peledak yang terbuat dari litium hidrida, dan komposisi isotopnya sama - ini adalah isotop litium deuterida ringan. Perbedaan mendasar adalah bahwa alih-alih reaksi deuterium dengan tritium, penulis mengasumsikan reaksi lithium dengan deuterium dan / atau hidrogen. Lavrentyev yang pintar menebak bahwa zat padat lebih nyaman digunakan dan menyarankan untuk menggunakannya 6Li, tetapi hanya karena reaksinya dengan hidrogen seharusnya memberikan lebih banyak energi. Untuk memilih bahan bakar yang berbeda untuk reaksi, diperlukan data tentang penampang efektif reaksi termonuklir, yang tentu saja tidak dimiliki oleh prajurit wajib militer.
Katakanlah Oleg Lavrentyev akan beruntung sekali lagi: dia menebak reaksi yang tepat. Sayangnya, bahkan itu tidak akan membuatnya menjadi penulis penemuan itu. Desain bom yang dijelaskan di atas telah dikembangkan pada saat itu selama lebih dari satu setengah tahun. Tentu saja, karena semua karya dikelilingi oleh kerahasiaan total, dia tidak dapat mengetahuinya. Selain itu, desain bom tidak hanya tata letak bahan peledak, tetapi juga banyak perhitungan dan kehalusan desain. Penulis proposal tidak dapat memenuhinya.
Saya harus mengatakan bahwa ketidaktahuan sepenuhnya tentang prinsip-prinsip fisik bom masa depan adalah karakteristik bagi orang-orang yang jauh lebih kompeten. Bertahun-tahun kemudian, Lavrentyev mengingat sebuah episode yang terjadi padanya beberapa saat kemudian, sudah di masa muridnya. Wakil rektor Universitas Negeri Moskow, yang telah membacakan fisika kepada siswa, untuk beberapa alasan mulai berbicara tentang bom hidrogen, yang, menurut pendapatnya, adalah sistem untuk mengairi wilayah musuh dengan hidrogen cair. Dan apa? Membekukan musuh adalah hal yang manis. Pelajar Lavrentyev, yang mendengarkannya, yang tahu lebih banyak tentang bom itu, tanpa sadar lolos dari penilaian yang tidak memihak tentang apa yang telah dia dengar, tetapi tidak ada yang menanggapi komentar pedas dari tetangga yang mendengarnya. Jangan beri tahu dia semua detail yang dia tahu.
Apa yang telah dikatakan, tampaknya, menjelaskan mengapa proyek "bom Lavrentiev" dilupakan segera setelah ditulis. Penulis menunjukkan kemampuan yang luar biasa, tetapi itu adalah akhir dari itu. Proyek reaktor fusi bernasib berbeda.
Reaktor
Desain reaktor masa depan pada tahun 1950 bagi penulis tampaknya cukup sederhana. Dua elektroda konsentris (satu di yang lain) akan ditempatkan di ruang kerja. Yang bagian dalam dibuat dalam bentuk kisi-kisi, geometrinya dihitung sedemikian rupa untuk meminimalkan kontak dengan plasma sebanyak mungkin. Tegangan konstan dari urutan 0,5-1 megavolt diterapkan ke elektroda, dengan elektroda bagian dalam (grid) menjadi kutub negatif, dan yang luar menjadi positif. Reaksi itu sendiri terjadi di tengah instalasi dan ion bermuatan positif (terutama produk reaksi) terbang keluar melalui grid, bergerak, mengatasi hambatan medan listrik, yang pada akhirnya membalikkan sebagian besar dari mereka kembali. Energi yang dihabiskan oleh mereka untuk mengatasi medan adalah keuntungan kami, yang relatif mudah untuk "dihapus" dari instalasi.
Reaksi litium dengan hidrogen sekali lagi diusulkan sebagai proses utama, yang sekali lagi tidak cocok untuk alasan yang sama, tetapi ini tidak luar biasa. Oleg Lavrentyev adalah orang pertama yang menemukan ide untuk mengisolasi plasma menggunakan semacam medan. Bahkan fakta bahwa dalam proposalnya peran ini, secara umum, sekunder - fungsi utama medan listrik adalah untuk memperoleh energi partikel yang dipancarkan dari zona reaksi - tidak sedikit pun mengubah arti fakta ini.
Seperti yang kemudian berulang kali dinyatakan oleh Andrei Dmitrievich Sakharov, surat dari sersan dari Sakhalin-lah yang pertama kali membawanya ke gagasan menggunakan lapangan untuk mengurung plasma dalam reaktor termonuklir. Benar, Sakharov dan rekan-rekannya lebih suka menggunakan medan yang berbeda - magnet. Sementara itu, ia menulis dalam sebuah ulasan bahwa desain yang diusulkan kemungkinan besar tidak realistis, karena ketidakmungkinan membuat elektroda jala yang akan tahan terhadap pekerjaan dalam kondisi seperti itu. Dan penulis masih perlu didorong untuk keberanian ilmiah.
Murid istimewa
Kami meninggalkan penulis proposal di Sakhalin. Sudah waktunya untuk kembali ke nasibnya.
Segera setelah mengirim proposal, Oleg Lavrentyev didemobilisasi dari tentara, dikirim ke Moskow dan menjadi mahasiswa tahun pertama di Departemen Fisika Universitas Negeri Moskow. Sumber yang tersedia mengatakan (dari kata-katanya) bahwa dia melakukannya sepenuhnya sendiri, tanpa perlindungan dari pihak berwenang.
"Contoh", bagaimanapun, mengikuti nasibnya. Pada bulan September, Lavrentyev bertemu dengan ID Serbin, seorang pejabat Komite Sentral Partai Komunis Seluruh Serikat Bolshevik dan penerima surat-suratnya dari Sakhalin. Pada instruksinya, dia menjelaskan visinya tentang masalah lagi, secara lebih rinci.
Pada awal tahun berikutnya, 1951, mahasiswa baru Lavrentyev dipanggil ke Menteri Instrumen Pengukuran Uni Soviet Makhnev, di mana ia bertemu dengan menteri itu sendiri dan pengulasnya A. D. Sakharov. Perlu dicatat bahwa departemen yang dipimpin oleh Makhnev memiliki sikap yang agak abstrak terhadap alat ukur, tujuan sebenarnya adalah untuk mendukung program nuklir Uni Soviet. Makhnev sendiri adalah sekretaris Komite Khusus, yang ketuanya adalah yang paling berkuasa pada waktu itu L. P. Beria. Murid kami bertemu dengannya beberapa hari kemudian. Sakharov kembali hadir di pertemuan itu, tetapi hampir tidak ada yang bisa dikatakan tentang perannya di dalamnya.
Menurut memoar O. A. Lavrentyev, dia sedang bersiap untuk memberi tahu pemimpin berpangkat tinggi tentang bom dan reaktor, tetapi Beria tampaknya tidak tertarik dengan hal ini. Percakapan itu tentang tamu itu sendiri, pencapaiannya, rencana, dan kerabatnya. "Itu adalah pengantin wanita," Oleg Aleksandrovich menyimpulkan. - Dia ingin, seperti yang saya pahami, untuk melihat saya dan, mungkin, pada Sakharov, orang seperti apa kita ini. Rupanya, pendapat itu menguntungkan."
Hasil dari "smotrin" adalah indulgensi yang tidak biasa bagi mahasiswa baru Soviet. Oleg Lavrentiev diberi beasiswa pribadi, ruang terpisah dialokasikan untuk perumahan (walaupun kecil - 14 meter persegi), dua guru pribadi dalam fisika dan matematika. Dia dibebaskan dari biaya kuliah. Akhirnya, pengiriman lektur yang diperlukan diorganisir.
Segera kenalan dengan para pemimpin teknis program atom Soviet B. L. Vannikov, N. I. Pavlov dan I. V. Kurchatov terjadi. Sersan kemarin, yang selama bertahun-tahun bertugas tidak melihat satu pun jenderal bahkan dari jauh, sekarang berbicara setara dengan dua orang: Vannikov dan Pavlov. Benar, pertanyaan-pertanyaan itu diajukan terutama oleh Kurchatov.
Sangat mungkin bahwa proposal Lavrentyev, setelah berkenalan dengan Beria, dengan patuh diberikan terlalu penting. Arsip Presiden Federasi Rusia berisi proposal yang ditujukan kepada Beria dan ditandatangani oleh tiga lawan bicara yang disebutkan di atas untuk membuat "kelompok teoretis kecil" untuk menghitung ide-ide O. Lavrentyev. Apakah grup seperti itu dibuat, dan jika demikian, dengan hasil apa, sekarang tidak diketahui.
Pada bulan Mei, pahlawan kita menerima izin ke LIPAN - Laboratorium Alat Ukur Akademi Ilmu Pengetahuan, sekarang Institut. Kurchatov. Nama aneh waktu itu juga merupakan penghargaan untuk kerahasiaan umum. Oleg ditunjuk sebagai peserta pelatihan di departemen peralatan listrik dengan tugas membiasakan diri dengan pekerjaan yang sedang berlangsung di MTP (reaktor termonuklir magnetik). Seperti di universitas, seorang pemandu pribadi dilampirkan pada tamu istimewa, “seorang spesialis dalam pelepasan gas kawanAndrianov "- begitu membaca memo yang ditujukan kepada Beria.
Kerjasama dengan LIPAN sudah cukup intens saat itu. Di sana mereka merancang instalasi dengan kurungan plasma oleh medan magnet, yang kemudian menjadi tokamak, dan Lavrentyev ingin mengerjakan versi modifikasi dari perangkap elektromagnetik yang kembali ke pemikiran Sakhalin-nya. Pada akhir tahun 1951, diskusi rinci tentang proyeknya berlangsung di LIPAN. Lawan tidak menemukan kesalahan di dalamnya dan, secara keseluruhan, mengakui pekerjaan itu sebagai benar, tetapi menolak untuk mengimplementasikannya, memutuskan untuk "mengkonsentrasikan kekuatan pada arah utama". Pada tahun 1952, Lavrentyev menyiapkan proyek baru dengan parameter plasma yang disempurnakan.
Perlu dicatat bahwa Lavrentyev pada saat itu berpikir bahwa proposalnya untuk reaktor juga terlambat, dan rekan-rekan dari LIPAN sedang mengembangkan ide mereka sendiri, yang telah muncul di kepala mereka secara mandiri sebelumnya. Bahwa rekan-rekan sendiri memiliki pendapat yang berbeda, dia belajar jauh kemudian.
dermawan Anda telah meninggal
Pada 26 Juni 1953, Beria ditangkap dan segera ditembak. Sekarang orang hanya bisa menebak apakah dia punya rencana khusus untuk Oleg Lavrentyev, tetapi hilangnya pelindung yang begitu berpengaruh memiliki efek yang sangat nyata pada nasibnya.
"Di universitas, mereka tidak hanya berhenti memberi saya peningkatan beasiswa, tetapi juga" ternyata "biaya kuliah selama setahun terakhir, praktis meninggalkan saya tanpa mata pencaharian," kata Oleg Aleksandrovich bertahun-tahun kemudian. - Saya berjalan ke resepsi dekan baru dan dengan kebingungan mendengar: “Penolong Anda telah meninggal. Apa yang kamu inginkan? " Pada saat yang sama di LIPAN, penerimaan dicabut, dan saya kehilangan izin tetap saya ke laboratorium, di mana menurut perjanjian sebelumnya, saya harus menjalani praktik pra-diploma, dan kemudian bekerja. Jika beasiswa itu kemudian dikembalikan, maka saya tidak pernah menerima izin masuk ke institut.
Kharkov
Setelah universitas, Lavrentyev tidak pernah dipekerjakan di LIPAN, satu-satunya tempat di Uni Soviet di mana mereka kemudian terlibat dalam fusi termonuklir. Sekarang tidak mungkin, dan bahkan tidak masuk akal, untuk mencoba memahami apakah reputasi "pria Beria" yang harus disalahkan untuk ini, beberapa kesulitan pribadi, atau sesuatu yang lain.
Pahlawan kita pergi ke Kharkov, di mana departemen penelitian plasma sedang dibuat di KIPT. Di sana ia fokus pada topik favoritnya - perangkap plasma elektromagnetik. Pada tahun 1958, instalasi C1 diluncurkan, yang akhirnya menunjukkan kelangsungan ide tersebut. Dekade berikutnya ditandai dengan pembangunan beberapa instalasi lagi, setelah itu ide-ide Lavrent'ev mulai dianggap serius di dunia ilmiah.
Pada tahun tujuh puluhan, direncanakan untuk membangun dan meluncurkan instalasi Jupiter besar, yang akhirnya menjadi pesaing penuh tokamaks dan stellarator yang dibangun di atas prinsip-prinsip lain. Sayangnya, ketika hal baru sedang dirancang, situasi di sekitar telah berubah. Untuk menghemat uang, instalasi telah dibelah dua. Butuh desain ulang proyek dan perhitungan. Pada saat itu selesai, tekniknya harus dikurangi sepertiga lagi - dan, tentu saja, semuanya harus diceritakan kembali. Prototipe, yang akhirnya diluncurkan, cukup fungsional, tetapi, tentu saja, jauh dari skala penuh.
Oleg Alexandrovich Lavrentyev hingga akhir hayatnya (dia meninggal pada 2011) melanjutkan penelitian aktif, banyak menerbitkan dan, secara umum, cukup sukses sebagai ilmuwan. Namun gagasan utama hidupnya sejauh ini masih belum teruji.