Открытие спонтанного деления ядер урана

В 1939 году датчанин Нильс Бор и американец Джон Уиллер выдвинули гипотезу, согласно которой ядра тяжёлых элементов могли делиться сами по себе, то есть самопроизвольно.

Именно так, делясь спонтанно, исчез с земли радий. Этот процесс Бор и Уиллер считали вполне естественным. Однако подтвердить их гипотезу на практике никак не удавалось. Все попытки, предпринятые за океаном, потерпели фиаско – приборы оказались слишком малочувствительными. В СССР самопроизвольное деление ядер урана стали называть на иностранный лад – спонтанным. А проверить справедливость зарубежной гипотезы Игорь Васильевич Курчатов поручил молодым физикам-аспирантам Радиевого института Константину Петржаку и Георгию Флёрову.

Исследователи принялись за дело с энтузиазмом. Прежде всего, стали создавать измерительную аппаратуру.  Петржак в юные годы работал на фарфоровом заводе, где расписывал чашки и блюдца. Приобретённый навык пригодился, когда потребовалось нанести на пластины создаваемого детектора идеально ровный слой суспензии урана с шеллаком. После просушки пластины покрыли сверху сусальным золотом. В результате получился весьма чувствительный (по тому времени) измерительный прибор.

Из воспоминаний Флерова: «Когда прибор был готов, мы привезли его из Физтеха в Радиевый институт: нейтронные источники были в этом институте. Ленинградская зима. Жуткие морозы – сорок градусов. День коротенький. Мгла… Собрались начать эксперимент. Всё приготовили, а никакого эксперимента в привычном смысле этого слова

так, собственно, и не провели. Мы начали, как нас учили, как требовал Игорь Васильевич: прежде чем приступить к эксперименту, посмотри – и внимательно посмотри! – как себя ведёт прибор. Включили. Смотрим. Слушаем – у нас была ещё акустическая система. Видим всякие импульсы: это – от сети, это – от того-то. И вдруг – щелчок: как от деления ядра при облучении нейтронами!» Но нейтронному излучению было не из куда возникнуть, т. к. рядом с прибором не было ампулы с источником нейтронов. Тогда аспиранты решили позвонить своему научному руководителю, который, выслушав их, сказал: «Это, скорее всего, какая-то грязь.» И молодые экспериментаторы получили совет: перенести прибор из Радиевого института, где «всё запачкано радиоактивными материалами», в более чистый в радиоактивном отношении Физтех. Но и там ничего не изменилось.

Согласно другой точке зрения, физика Юрия Лукича Соколова, поначалу на еле слышимый щелкающий фон аспиранты даже не обратили внимания, т.к. он не портил статистику измерений, но именно Курчатов воспротивился данной точке зрения и предложил изготовить ещё более чувствительный прибор.

Под контролем Курчатова начались интенсивные поиски агента, вызывающего деление. Было отвергнуто несколько догадок и, в конце концов, осталось единственное предположение, состоявшее в том, что деление происходит под воздействием космических лучей. Обратились за советом к специалисту по космическому излучению. Этими делами в ЛФТИ занимался Алиханов. Свои исследования он проводил глубоко под землёй – на станции «Кировская» Московского метрополитена. Он и посоветовал направить молодых исследователей в столицу. Петржак и Флёров поехали в Москву, где по ночам на станции метро «Динамо» продолжили свои наблюдения.

После проведения эксперимента по возвращению в Ленинград между Флёровым и Курчатовым состоялся диалог. Из воспоминаний Ю. Л. Соколова:

– Вот, всё окончательно… это самое… обработали все данные, что были, всё проверили окончательно…

Курчатов помедлил.

– Значит, всё обработали?

– Всё…

– И что получилось в результате?

Флёров развёл руками и как-то виновато улыбнулся:

– Получается так, что он сам собою делится…

Курчатов молчал, пристально на него глядя. Потом тихо, словно размышляя с самим собой, сказал:

– А почему бы и нет…

О фун­да­мен­таль­ном откры­тии было сооб­щено 14 июня 1940 года теле­грам­мой в жур­нал «Nature».

За откры­тие спон­тан­ного деле­ния урана К.А. Пет­р­жак в 1946 году был удо­стоен Государ­ствен­ной пре­мии.