Письмо С.И. Вавилова В.А. Махневу с представлением записки об организации исследований в связи с проблемой использования атомной энергии
22 апреля 1946 г.
Глубокоуважаемый Василий Алексеевич!
Направляю Вам для ознакомления мою записку «Об организации исследований в разных областях науки в связи с проблемой использования энергии атомного ядра». В случае, если она соответствует тому, о чем Вы мне говорили, прошу не отказать доложить ее Л.П. Берия.
С. Вавилов
P.S. Прошу простить, что записка написана не совсем чисто. Надеюсь, что при перепечатке в ней сумеют разобраться.
Приложение
Записка об организации исследований в разных областях науки в связи с проблемой использования энергии атомного ядра
Сов. секретно
Проблема использования энергии атомного ядра (П. И. Э. А. Я.) для5 своего правильного и быстрого развития не должна изучаться изолированно. В помощь необходимо привлечь многие разделы естествознания и техники.
Прежде всего6 безотлагательно следует мобилизовать и реорганизовать математику. П. И. Э. А. Я. нуждается в больших и сложных математических расчетах как в чисто теоретической части, так и с технической стороны. Очень большую пользу при этом может принести правильно и широко организованная «машинная математика», т.е. вычисления при помощи специальных электромеханических машин. За последнее время за границей и у нас в этом отношении достигнуты очень большие успехи и многие труднейшие задачи (например, задача «о трех телах») разрешаются для конкретных случаев чрезвычайно быстро и точно. В некоторых важных случаях уже сейчас задача математиков сводится к составлению уравнений и нахождению граничных и начальных условий. Решение уравнения безукоризненно производит машина. Имеются сведения, что американские успехи в П. И. 3. А. Я. в довольно значительной мере обязаны «машинной математике». Сейчас вполне своевременно организовать в системе Академии наук специальный институт «машинной математики» и приближенных вычислений.
Наряду с этим должна развиваться и обычная математика, привлекаемая к конкретным задачам П. И. 3. А. Я.
Физика во всех ее традиционных и новых разделах (теплота, молекулярная физика, оптика, электричество, акустика, электроника и т.д.) должна быть, по крайней мере, частично связанной с П. И. 3. А. Я.
Фактическая возможность использования энергии ядер урана и плутония важна не только непосредственно. В руки экспериментатора-физика дается способ концентрировать огромную энергию в опытных установках разного рода, к чему раньше не было путей. Становятся осуществимыми опыты с огромными значениями важнейших физических параметров (температуры, давления, яркости, плотности и пр.). В сущности, физику (по крайней мере, экспериментальную) надо ревизовать по всему ее объему. Многие задачи при этом имеют прямое отношение к П. И. 3. А. Я. К таким задачам относятся, например, изучение свойств материалов при чрезвычайно высоких давлениях, плотностях и температурах, распространение, поглощение и дисперсия света при огромных интенсивностях (нелинейные эффекты), новые прожекторные и проекционные установки с источниками света очень высокой температуры и т.д.
С другой стороны, до сего времени работа по П. И. 3. А. Я. ведется почти исключительно для урана, тория, нептуния и плутония. Несомненно, однако, что в подходящих условиях очень высоких температур и давлений могут происходить и совершенно иные процессы, сопровождающиеся освобождением энергии атомных ядер. Зто хорошо известно по астрономическим данным. Вообще дальнейшее широкое изучение физики атомного ядра и космических лучей7 должно привести к новым путям решения П. И. 3. А. Я. Поэтому, независимо от практических направлений, исследовательская работа по физике атомного ядра и космическим лучам должна поощряться и расширяться.
Исследование П. И. 3. А. Я. требует развития новых методов физических измерений различного рода величин и явлений (оптическое измерение температуры, накаленных паров, люминесцентная, фотографическая и фотоэлектрическая регистрация радиаций, сопровождающих выделение энергии атомного ядра). Потребуются также различные новые электромагнитные приборы и методы с новыми проводящими и изолирующими веществами. Вообще круг вопросов физического характера, с которыми связано развитие П. И. 3. А. Я., чрезвычайно обширен. Наши физические учреждения во всех своих разделах должны выделить довольно значительные свои силы на помощь П. И. 3. А. Я.
Многие новые задачи ставятся П. И. 3. А. Я. и перед химией. До сего времени, по соображениям практического характера, энергия, требующаяся для осуществления различных химических реакций, черпалась из тепловых источников. Фактическая возможность использования энергии атомного ядра открывает перед химией совсем новые не только количественные, но и качественные перспективы. Большое значение приобретают: 1) фотохимические процессы под действием интенсивной световой радиации; 2) химические процессы под действием нейтронов и других корпускулярных лучей. При этом можно рассчитывать на получение новых соединений и реакций или значительное облегчение процессов, достигающихся другим путем.
Важнейшее значение приобретают, разумеется, исследование химических реакций и кинетики их при очень больших давлениях и температурах и различные вопросы коррозии под действием света и корпускулярных лучей. Широкое применение радиоактивных процессов открывает далее для химии много новых интересных и важных аналитических приемов.
Роль астрономии (точнее, астрофизики) в связи с П. И. 3. А. Я. уже упоминалась. Астрофизика, в особенности астроспектроскопия, может принести разнообразную пользу П. И. 3. А. Я. Большое значение в связи с этим получает также физика Солнца.
П. И. 3. А. Я. ставит очень интересные и важные задачи также перед геофизикой. Сейсмология и новые типы сейсмических приборов должны быть всемерно привлечены для изучения огромных взрывов, получающихся при быстром освобождении энергии атомных ядер. Огромные запасы энергии, освобождаемые при этом, могут быть привлечены для разнообразных задач искусственного изменения климата (таяние льдов, расширение водных бассейнов, создание новых водяных преград, создание местных центров конденсации водяных паров и прочее).
Нет надобности подчеркивать важность развития геологии и геохимии. В частности, можно указать, что детальное изучение геохимических процессов и вопросов частоты распределения химических элементов на Земле может указать новые лабораторные и технические пути (если иметь в виду обладание концентрированной, освобождаемой по произволу энергией). Важно развитие по разным направлениям (электрическому, оптическому и т.д.) геофизических методов разведки необходимых ископаемых.
Когда ядерная энергия станет одним из важных источников энергии, необходимо придется самым серьезным образом считаться со спецификой действия радиаций (световой и корпускулярной) на живые организмы. В связи с этим надо уже сейчас вести широкие исследования в области биологии, медицины и сельского хозяйства по вопросам действия этих радиаций на человека, животных и растения. Надо знать физиологическую сущность этих действий, их вредную и полезную стороны. Физиология, генетика, медицина и агрономия (в широком смысле) должны быть безотлагательно привлечены исследованиям в этой области.
Наибольшее значение П. И. 3. А. Я. имеет, разумеется, для техники всякого рода. Вместе с тем для техники труднее всего указать пути исследовательской работы «впрок», так как всякое техническое решение должно опираться на реальный результат, полученный при изучении П. И. 3. А. Я. Если исследование во всех ранее9 упоминавшихся областях может идти некоторое время независимо от состояния П. И. 3. А. Я. на сегодняшний день, техническая мысль для продуктивности и ее результатов необходимо должна исходить из вполне конкретных данных.
По этой причине лаборатории, занятые непосредственно П. И. 3. А. Я., должны давать необходимую информацию техническим исследовательским учреждениям по вопросам энергетики, необходимой прочности сооружений, электротехническим и радиотехническим требованиям по автоматике, транспорту и т.д.
Изложенные соображения должны начать реализовываться уже в 1946 г. Из учреждений Академии наук СССР, еще не принимающих участия в решении П. И. 3. А. Я., необходимо привлечь следующие:12
1. Математический институт им. В.А. Стеклова.
2. Главную астрономическую обсерваторию (Ленинград).
3. Крымскую астрофизическую обсерваторию.
4. Сейсмологический институт.
5. Морскую гидрофизическую лабораторию.
6. Институт органической химии.
7. Лабораторию вулканологии.
8. Институт физиологии растений им. Тимирязева.
9. Институт цитологии, гистологии и эмбриологии.
10. Физиологический институт им. Павлова.
11. Институт физиологии.
12. Энергетический институт им. Г.М. Кржижановского.
13. Институт механики.
14. Институт автоматики и телемеханики.
15. Уральский физико-технический институт (Свердловск).
Из институтов, не входящих в систему Академии наук СССР, необходимо привлечь:
1. ЦАГИ.
2. Государственный оптический институт Министерства вооружения.
3. Всесоюзный электротехнический институт (ВЭИ Министерства электропромышленности).
4. Некоторые институты гидрометслужбы.
Работы, в зависимости от их характера, могут вестись в открытом порядке или как секретные, однако желательнее, чтобы в основном характер этих работ был открытым. Это во многом облегчит их осуществление и успех. Общую координацию работ несекретного порядка следует поручить Академии наук СССР.
С. Вавилов