Бруно Понтекорво - Атомный проект. Жизнь за «железным занавесом»

Стоит ли напоминать, что на заре своего развития физика элементарных частиц, установив с теоретической точки зрения, казалось бы, второстепенный факт, что при делении урана испускается более двух нейтронов, породила современную ядерную энергетику?

В настоящее время проблема кварков, поскольку она может быть связанной с возможностью существования стабильного вещества с совершенно необычными свойствами, привлекательна не только с теоретической точки зрения.

Главное — то, что практика, по-видимому, возникает совсем неожиданным образом из познания новых физических законов.

Б. Понтекорво, Самоил Биленький (справа) в рабочем кабинете. Дубна, 1983 г.

Корреспондент. Бруно Максимович, в свое время вы предложили использовать радиохимические методы для регистрации нейтрино. Как вы пришли к этой идее?

Б. М. Понтекорво. Меня интересовала сама проблема регистрации нейтрино. В сороковые годы с сомнением относились к мысли, что можно зарегистрировать свободные нейтрино.

Так думали просто потому, что вероятность столкновения нейтрино с ядрами вещества до смешного мала. Ведь ожидаемая длина свободного пробега нейтрино с энергией в несколько мегаэлектронвольт в конденсированном веществе имеет астрономические масштабы: в воде она в миллиард раз превышает расстояние от Земли до Солнца.

Сцинтилляционные счетчики, столь успешно использованные в пятидесятые годы Ф. Райнесом и К. Коуэном для регистрации свободных антинейтрино от реактора, тогда еще не были изобретены. Мне показалось, что для этого наиболее пригодны методы радиохимии, позволяющие отделить считанные атомы радиоактивного элемента от громадной массы всего вещества, облучавшегося нейтрино. И в 1946 г. я предложил радиохимические методы для детектирования свободных нейтрино, в частности хлор-аргоновый метод. Радиохимические методы вполне подходят для регистрации нейтрино с энергией приблизительно 0,5-15 МэВ.

Корреспондент. Как известно, до сих пор именно хлор-аргоновый метод применялся при поиске солнечных нейтрино. В чем его преимущества?

Б. М. Понтекорво. Хлор-аргоновый метод, обоснованию которого я посвятил ряд экспериментальных и теоретических работ, основан на реакции 37Cl + νe → 37Ar + e−. Чем хороша эта реакция? Во-первых, можно использовать перхлорэтилен — сравнительно дешевую, не ядовитую, не огнеопасную жидкость, содержащую хлор. Ее можно применять в качестве гигантской мишени. Во-вторых, аргон — благородный элемент, и процедура извлечения нескольких атомов 37Ar из огромного количества С2Сl4 относительно проста. Однако я хотел бы подчеркнуть, что, несмотря на эту «простоту», опыт Дэвиса потребовал героических усилий автора. И, наконец, существенно то, что радиоактивный 37Ar живет достаточно долго — около 35 дней. Его распад — это следствие захвата ядром электрона с K-оболочки, в которой в результате образуется «дырка». Когда электроны с других оболочек займут эту «дырку», избыточная энергия выделится в виде рентгеновского излучения и (или) пойдет на отрыв одного из электронов внешних оболочек (так называемый эффект Оже). В любом случае суммарная выделившаяся энергия имеет вполне определенное значение — 2,8 кэВ. Я не сразу осознал принципиальную важность этого обстоятельства и вначале предполагал использовать счетчик Гейгера в качестве детектора извлеченного из мишени радиоактивного аргона. Однако вскоре мы с Дж. Ханной обнаружили, что небольшое количество ионов (порядка 100), образующихся в счетчике при освобождении энергии 2,8 кэВ, позволяет применить пропорциональные счетчики с большим коэффициентом газового усиления. (Ранее считалось, что при больших коэффициентах усиления пропорциональные счетчики работать не могут.)

Так я пришел к выводу о необходимости использования пропорциональных счетчиков в хлор-аргоновом методе. В пропорциональном счетчике, в отличие от гейгеровского, распад 37Аr оставляет красивый и довольно отчетливый «автограф», и это позволяет значительно снизить фон. Уменьшение достигается не только возможностью измерения в пропорциональном счетчике амплитуды импульсов, но и их формы. Второе обстоятельство стало мне ясно только в 1968 г., и я сообщил о нем Дэвису на нейтринной конференции в Москве.