Примерно в то же время, в конце 1937 года, Президиум АН СССР заслушал доклад академика С. И, Вавилова о состоянии работ в ещё одном из центров научно-исследовательских работ по физике – Физическом институте. Президиум в своём постановлении отметил, что коллектив института проделал значительную работу, получил некоторые выдающиеся результаты теоретического и практического значения. Президиум особо отметил работы И.Е. Тамма «О теории внутриядерных сил», В.А. Фока «О новом методе расчёта водородо-подобных атомов» и П.А. Черенкова об открытии нового эффекта свечения жидкостей и твёрдых тел под действием гамма-лучей (в науку это открытие вошло под названием «Эффекта Черенкова», автору была присуждена Нобелевская премия), а также ряд других работ. 25 ноября 1938 года Президиум АН СССР заслушал доклад С.И. Вавилова об организации в академии работ по исследованию атомного ядра. Президиум отметил важность правильной организации работ этой «центральной проблемы современной физической науки», а также указал на имеющиеся недостатки в этом деле, выражающиеся «в раздроблённости ядерных лабораторий по различным ведомствам, в нерациональном распределении мощных современных технических средств исследования атомного ядра по институтам, в неправильном распределении руководящих научных работников этой области и т. п.»[12]. Для решения вопросов, связанных с планированием и проведением ядерных исследований, устранением параллелизма в работе институтов, Президиум создал при Отделении физико-математических наук АН СССР постоянную комиссию по атомному ядру в составе академиков С.И. Вавилова (председатель), A. Ф. Иоффе, профессоров И.М. Франка, А.И. Алиханова, И.В. Курчатова, В.И. Векслера и других. На комиссию было возложено решение всех вопросов, связанных с планированием и организацией ядерных исследований.
В апреле 1940 года было созвано II Всесоюзное совещание по изотопам. Оно проводилось по предложению комиссии по изотопам с целью обмена опытом исследований. Большой обзорный доклад о состоянии работ с изотопами в нашей стране и за рубежом сделал А.П. Виноградов. Украинский академик А.И. Бродский особо остановился на вопросе, который в то время волновал учёных, занятых исследованием ядерных процессов, – о разделении изотопов урана, получении урана-235, который можно использовать в технических целях.
B. А. Александрович сообщил о технологической схеме получения тяжёлой воды, основанной на электролизе воды. По этой схеме намечалось построить установку, производящую 15 килограммов тяжёлой воды в год. В.Г. Хлопин представил доклад о применении радиоактивных изотопов в химии. Он рассказал о состоянии применения радиоактивных изотопов для решения многочисленных теоретических и практических задач в области химии, физико-химии, биохимии и во многих других областях науки. Совещание констатировало значительное усиление в стране работ по изотопам, но отметило вместе с тем отсутствие достаточно мощных аппаратов для концентрации изотопов и обратилось к Президиуму АН СССР с просьбой оказать поддержку в создании в Советском Союзе подобных мощных установок.
В ноябре того же, 1940 года состоялось Всесоюзное совещание по вопросам физики атомного ядра. Совершенно особое место в его работе занимала проблема урана. Возможным путям осуществления цепной реакции был посвящён обзорный доклад И.В. Курчатова.
Совместно со своими сотрудниками Он провёл многочисленные исследования по делению атомных ядер тяжёлых элементов. С блестящей работой на совещании выступили молодые советские физики Г.Н. Флёров и К.А. Петржак, установившие новое явление – самопроизвольное деление ядер урана. Работа «Спонтанное деление урана», выполненная совместно Радиевым и Физико-техническим институтами, докладывалась ещё в мае 1940 года на Отделении физико-математических наук. Сообщение о ней было сделано И.В. Курчатовым. Отделение отметило большое принципиальное значение работы, показавшей, что уран сам по себе непрерывно делится на две половины близкой массы, обладающие такой же энергией, как и осколки, которые возникают в уране под действием нейтронов.
Таким образом, во всех наиболее важных областях ядерной физики, таких, как космическое излучение, выяснение природы ядерных сил, процесса деления тяжёлых ядер и возможностей осуществления цепной ядерной реакции, а также в области применения достижений физики в биологии и медицине советскими учёными были получены к 1940 году весьма значительные результаты. Американский автор Д. Либерман пишет: «К концу 1940 года, второго года эры деления атомного ядра, развитие работ по атомной энергии в Советском Союзе было эквивалентно американским работам в этой области»[13].
В начале 1940 года академики В.И. Вернадский, А.Е. Ферсман, В.Г. Хлопин внесли в Президиум АН СССР предложение по вопросу использования внутриатомной энергии урана. Его докладывал В.И. Вернадский. Он говорил, что «открытое в самое последнее время самопроизвольное деление ядер атомов урана ставит вопрос о практическом использовании внутриатомной энергии. Хотя это и сопряжено с рядом больших трудностей, однако принципиально возможно»[14]. 4 июня Президиум АН СССР поручил комиссии учёных в составе академиков А.Е. Ферсмана, В.И. Вернадского и чл. – корр. АН СССР С.И. Вольфковича представить план мероприятий по дальнейшему развитию работ в академии по использованию внутриатомной энергии урана, а также по разработкам методов разделения изотопов урана и управлению процессом радиоактивного распада. Этой же комиссии было поручено разработать проект записки в Правительство СССР по вопросу «научного и прикладного значения использования внутриатомной энергии урана и мероприятий, связанных с созданием государственного фонда урана, изучением и разведкой урановых месторождений»[15].
16 июля, то есть менее чем через две недели, Президиум АН СССР вновь заслушал В. И, Вернадского, уже о мероприятиях по дальнейшему изучению и возможному использованию внутриатомной энергии урана. По этому докладу Президиум постановил создать Комиссию по проблеме урана. Основные её задачи состояли в организации разработки методов разделения урана при его обогащении и исследований по управлению процессами радиоактивного распада, осуществлении координации и общего руководства научно-исследовательскими работами академии по проблеме урана. На этом же заседании Президиума была утверждена и Комиссия по проблеме урана в составе десяти академиков, одного профессора и трёх старших научных сотрудников. Комиссии было поручено разработать план научно-исследовательских работ Академии наук по проблеме урана на 1941 год, а также определить размеры ассигнований и количество материалов и металлов (урана, драгоценных и цветных металлов), необходимых для этих работ. «Ввиду необходимости использования для работ по проблеме урана мощных циклотронов», Радиевому институту было предложено закончить дооборудование действующего циклотрона, а Физико-техническому институту – окончить не позднее первого квартала 1941 года строительство циклотрона.
Урановая комиссия незамедлительно приступила к работе. На одном из первых её заседаний, проходивших с участием представителей промышленности и ведущих геологов, В.Г. Хлопин посвятил собравшихся в существо проблемы, которую необходимо было тогда решать. Он сказал, в частности, что открытие явления выделения свободных нейтронов при распаде урана «сделало вероятным» осуществление гак называемой цепной реакции, то есть возможности при наличии достаточного количества урана создать условия, при которых дальше такой процесс, вызванный в какой-нибудь одной точке, мог бы самопроизвольно распространяться. Количество энергии, выделяемое при одном акте распада, чрезвычайно велико. В.Г. Хлопин, останавливаясь на перспективах использования ядерной энергии урана в случае осуществления управляемого процесса такого деления, предупреждал, что «на пути стоит очень много трудностей», а сам «механизм этой реакции недостаточно выяснен». Он констатировал, что такая реакция осуществлялась с изотопом урана-235, в то время как природный уран содержит в основном изотоп-238, а остальные изотопы составляют доли процента: в частности изотопа-235 – 0,7%, а урана-234 – 0,017%. Следует попытаться осуществить такую же реакцию и с изотопом-238, что «не является совершенно невозможным теоретически, возможно, что этот вопрос может быть решён, и в этом направлении работа ведётся. С другой стороны, если этого сделать нельзя, то подсчёты показывают, что путём обогащения природного урана изотопом-235, даже не выделенного в чистом виде, а в смеси с изотопом-238, может быть воспроизведена такая цепная реакция. Это два направления, по которым физики должны работать»[16].
