После Второй мировой войны судьба ядерной физики в Харькове могла сложиться совсем иначе. Но настойчивость, терпение, научный и организаторский талант ученого Кирилла Синельникова обеспечили возрождение физико-технического института в нашем городе. Значительную поддержку в этом оказал «отец советской атомной бомбы» Игорь Курчатов. Рассказываем, как это было.
После войны началась новая эпоха в жизни страны и каждого человека. Военный опыт показал, столь важна была безопасность страны. Поэтому научным исследованиям оборонного характера был дан приоритет.
Харьковские физики Кирилл Синельников, Антон Вальтер и Игорь Головин, сотрудники Украинского физико-технического института, находясь в эвакуации, изобрели генератор «КИАтрон», обеспечивающий акустическую локацию вражеских самолетов в воздухе. Интересно, что начало названия устройства составлено из первых букв имен его создателей. В июле 1943 года постановлением Государственного Комитета Обороны эти ученые были переведены на один год в новый НИИ во Фрязино (Подмосковье) для доработки своего детища.
Пока они усовершенствовали прибор, власти решили перевести УФТИ в Киев. Но у Синельникова и Вальтера была мечта – возродить УФТИ в Харькове. Несмотря на то, что им предлагали работать в Москве и Ленинграде, где остались многие их соратники, Кирилл и Антон видели себя только в харьковском институте, который до войны стал пионером во многих направлениях ядерной физики. Именно здесь им вместе с Александром Лейпунским и Георгием Латышевым (т. н. «высоковольтной бригаде») удалось первыми в стране расщепить ядро лития (октябрь, 1932). Всего на 5 месяцев их опередили английские физики Кокрофт и Уолтон из лаборатории Резерфорда, которые и стали первыми в мире.
Синельников сделал несколько открытий: об «электролитическом пробое» диэлектриков с твердой основой; вместе с Антоном он открыл особенности устройства источника постоянного напряжения в ± 400 кВ, известное в физике как «схема Вальтера-Синельникова»; они же создали и запустили крупнейший в Европе электростатический ускоритель протонов с уникальными параметрами, включающий генератор Ван де Графа.
Удивленный достижениями харьковских физиков, автор генератора приехал ознакомиться с этой технической новинкой. Она была таких размеров, что сотрудники вдоль нее перемещались на велосипедах. И это была только часть достижений ученых, многие из которых приехали в Харьков из Северной Пальмиры, но навсегда связали судьбу с нашим городом. И они хотели возродить свой институт, в чем им помог выдающийся физик Игорь Курчатов.
Читайте также: Харьковский физик Лев Палатник: от занятий «ерундой» до нанотехнологий
Синельникова и Курчатова еще со студенческих лет связывала дружба и сотрудничество, а позже и родственные связи. Предыстория этой дружбы такова. Они оба были из небогатых дворянских семей.
Кирилл Синельников родился в семье земского врача, никогда не занимавшегося частной практикой (возможно, поэтому его детей не коснулся террор 30-х годов). У Кирилла было двое старших братьев, Федор и Иван, а также сестра Мария, которая позже стала называть себя Марина. В детстве Синельников часто болел, учился сначала дома, а с двенадцати лет – в гимназии родного города Павлограда (ныне Днепропетровская область).
Мальчик был смышленым и любопытным, особенно интересовался фотографией и физическими опытами, которые проводил в мастерской, где отец учил сыновей заниматься токарными и столярными работами. Именно Марина стала опорой для братьев, когда случились две трагедии: смерть отца, заразившегося тифом (1919), а затем и матери, очень болезненной женщины. К этому времени они уже переехали в Симферополь, чтобы поддержать ее здоровье, но она заразилась холерой и скончалась в 1920 году.
В этом же году Кирилл Синельников становится студентом физико-математического факультета Таврического университета, где знакомится с однокурсником Игорем Курчатовым. Они оба прекрасно учились и подрабатывали в физической лаборатории. Кирилл работал механиком, лаборантом, ассистентом, а вечерами в кинотеатре был тапером. Вместе с Игорем они занимались научными исследованиями под руководством профессора электромеханики Семена Усатого. Через некоторое время друг зачастил к Синельниковым, где ему приглянулась Марина. Их любовь была нежной и крепкой, но поженились они только в 1927 году в Ленинграде, и прожили вместе очень счастливо.
В 1923 году друзья досрочно сдали экзамены за университетский курс. Кирилл поехал в Баку, где в университете его научный руководитель Усатый возглавил кафедру, а позже здесь стал преподавать и Курчатов. После выступления Синельникова на 5-м Всесоюзном съезде физиков (1924), директор Ленинградского физико-технического института Абрам Иоффе пригласил молодого ученого к себе. Спустя непродолжительное время по предложению Кирилла в ЛФТИ был вызван и Курчатов.
Друзья, а впоследствии и третий член их команды Вальтер, проводили исследования в новой отрасли – физике диэлектриков. Через два года Синельникова командировали в Кавендишскую лабораторию (Кембридж, Великобритания) с целью накопления научного опыта. При содействии знаменитого ученого, руководителя лаборатории Эрнеста Резерфорда, Кирилл Синельников подготовил докторскую диссертацию. Защитить ее он не успел, и уже защитил как кандидатскую в своей стране. Но с этих пор он ориентировался на исследования исключительно в ядерной физике, и добился значительных успехов. В Кембридже он познакомился с будущей женой Эдной Купер, которая приехала с ним в Советский Союз. Их всю жизнь объединяла любовь, работа, общие интересы и воспитание дочери Джиллиан, которая также впоследствии стала физиком-ядерщиком.
Синельников вернулся за год до конца командировки, поскольку директор нового Украинского физико-технического института Иван Обреимов настойчиво звал в Харьков, предлагая должность научного руководителя отдела физики ядра. В июне 1930 года Кирилл с женой приехали в наш город, а Игорь Курчатов остался в Ленинграде.
Синельников был потрясен, когда услышал о попытках преобразования УФТИ и переводе института в Киев. В октябре 1943 года ему рассказал об этом президент АН Украины Александр Богомолец. Он уверял, что Харьков и вся база УФТИ сильно разрушены войной, и восстановить институт в прежнем виде невозможно.
Президиум Академии принял решение объединить остатки УФТИ с Институтом физики в Киеве, возглавляемый Александром Лейпунским. Последний упорно настаивал на этом объединении. Синельников хотел увидеть все своими глазами, и получил разрешение на двухнедельное посещение Харькова. Хотя масштабы колоссальных разрушений повергли ученого в уныние, его родной институт представлял не столь безрадостную картину.
Центральная часть главного корпуса была взорвана, но его остальная часть, здание математического института и жилые корпуса остались сравнительно целыми. В главном корпусе немцы пытались проводить исследования, и при отступлении его взорвали, но повредили только дверные и оконные проемы, а также междуэтажные перекрытия. Конструкцию спасли балки со старого линкора «Императрица Мария», использованные при строительстве, и конструкция «парящей» крыши.
По возвращению Синельников доложил академику Богомольцу об увиденном, и предположил, что понадобится 8-12 месяцев для восстановления института, но исследования можно начать сразу. В этом друга поддержал Игорь Курчатов, которому было поручено руководство советским «урановым проектом». Он признавал приоритет харьковчан в ядерной физике, поэтому предложил создать на базе возрожденного института Лабораторию № 1 этого проекта.
Директором нового Харьковского физико-технического института назначили Синельникова. Он также руководил новой Лабораторией. Он хотел как можно быстрее вернуть из эвакуации ценнейшие научные кадры и делал для этого все возможное: находил вагоны, выбивал разрешение на их использование, оформлял на будущих сотрудников литерные карточки, занимался ремонтом жилых корпусов и зданий института. Правительство не жалело средств, поскольку объект был важен для обороны страны. Он стал секретным, его территорию оградили забором, ввели строжайший режим.
Основной состав института прибыл в Харьков в апреле 1944 года. Здесь сотрудников ожидал не только теплый прием, но и отремонтированные помещения, в которые большинство работало еще до войны. Но это не значит, что трудности быта были позади. Достраивали и ремонтировали жилье, исследовательские корпуса, жены ученых постоянно были озабочены приобретением продуктов, одежды, дров.
Научно-исследовательская деятельность началась сразу. Для этого отремонтировали компрессы и ожижающие машины криогенной лаборатории, высоковольтный генератор, приборы для измерения ядерных констант составляющих элементов топлива.
Читайте также: «Сделали более четверти всей науки в стране»: история репрессированного директора УФТИ Ивана Обреимова
Линейный ускоритель ХФТИ
Постепенно расстраивалась база института. В Пятихатках построили новые корпуса, физический городок, а также здания физико-технического факультета Харьковского университета, открыть который так стремился Синельников для подготовки физиков-ядерщиков всей страны.
Студенты физтеха проходили практику и многие работали в лабораториях института. Подготовкой кадров для новых направлений физики Синельников был озабочен еще до войны. Параллельно работая заведующим кафедрой экспериментальной физики университета (с 1937 года), он внедрил новые методы обучения, которые после войны широко использовали другие вузы. Этот ученый был замечательным педагогом и стоял на позиции: «самое дорогое – дальнейшая жизнь твоих идей в учениках». В целом он отдал преподаванию в университете три десятилетия, приобщая студентов к науке.
На протяжении 20 лет директорской деятельности Синельников постоянно заботился о работниках института. Сотрудники получали высокие зарплаты (особенно работники Лаборатории №1, что иногда порождало непонимание остальных специалистов), отдыхали в санаториях, а их дети в пионерских лагерях. На территории института работал магазин, в котором можно было купить дефицитные товары.
Конец сороковых годов был очень плодотворным как для самого директора, так и для института. Синельников получил Государственную премию СССР (1948), его избрали академиком Академии наук Украины (1949), наградили орденом Трудового Красного Знамени за участие в создании атомной бомбы (1949), удостоили звания Заслуженного деятеля науки УССР (1951).
Институт расширил тематику исследований. Добавилось направление разработки материалов для ядерных реакторов, в частности покрытий для их герметизации разными методами. Создали специальную лабораторию, а затем на ее базе отдел вакуумной металлургии, быстро переросший в мощное отделение физического материаловедения, разрабатывающее проблемы создания материалов с новыми свойствами для самых современных технологий.
В следующие 10 лет в институте активно изучали использование глубокого вакуума для сверхпрочных и жаростойких материалов, разработывали теоретические основы вакуумной металлургии. Вместе с Виктором Ивановым Синельников спроектировал и внедрил вакуумные прокатные станы для получения урана, циркония и других материалов, востребованных новыми ядерными и электронными технологиями.
Синельников и Виктор Зеленский открыли явление радиационного роста урана и исследовали его особенности. Коллектив трудился над созданием и постоянным усовершенствованием линейных ускорителей элементарных частиц, а также теоретическим обоснованием принципов их построения и функционирования.
По инициативе Курчатова харьковские физики стали пионерами в новейшей физике плазмы и управляемой термоядерной реакции. Разрабатывались методы и характеристики воздействия на плазму температурных, электрических, магнитных полей. По инициативе Синельникова в университете города была открыта кафедра плазмы (1962). Это было создание нового научного направления, постепенно переросшее в научную школу. Сегодня его ученики в ведущем в Украине Институте физики плазмы Национального научного центра ХФТИ разрабатывают самые ионно-плазменные и плазмохимические направления.
Но один из проектов Курчатова внедрить харьковчанам не удалось. Посетив ХФТИ (1960), он сообщил, что получено одобрение Никиты Хрущева на построение в институте стелларатора «Украина». Подобная установка, имитирующая процессы внутри звезд, была изобретена американским физиком Лайманом Спитцером в 1950-м году при реализации секретного проекта «Маттерхорн».
Но вскоре Курчатов умер, и проект некому было продвигать. Все же сотрудники ХФТИ смогли создать другую уникальную установку «Ураган» (1967), удивившую научный мир способностью удерживать плазму. Запустили ее уже после смерти Кирилла Синельникова, но он, изучая поведение плазмы, предложил для ее удержания создание т. н. «ловушки Синельникова» в магнитном поле, изменяемом по определенной динамике.
Управляя институтом, академик Синельников был не только профессиональным менеджером, но и выдающимся ученым, внесшим свою лепту во многие новейшие исследования. До последних дней жизни был озабочен делами института. Занимался наукой и своим детищем даже прикованным к постели.
Читайте также: Мы учились по его учебникам геометрии: выдающийся ученый Алексей Погорелов
Тяжело заболев, оставил пост руководителя за 9 месяцев до своей смерти в 1965-м году. Но в том, что ХФТИ оставался на передовых позициях науки – немаловажная заслуга его первого директора. Выступая на одном из торжественных собраний физиков, Президент НАН Борис Патон, обращаясь к киевлянам, сказал, что учиться надо у харьковчан: «Вот где центр физики в Украине!». Подчеркивая заслуги Кирилла Синельникова, Президиум Академии учредил премию его имени за научные достижения в физике.
Светлана Лысенко