В небольшой мастерской работали несколько механиков и слесарей. В исключительных случаях, когда предстояло сделать что-либо сложное — типа вильсоновской камеры, Резерфорд давал разрешение на заказ приборной фирме. Я немного умел работать на станке и поэтому пользовался благоволением заведующего мастерской. Он иногда разрешал смастерить что-нибудь, не занимая чрезвычайно загруженных мастеров. Станок, на котором я работал, был без мотора, с ножным приводом, как у ножной швейной машины. У нас в России в это время такие станки уже не применялись. Но англичане не любят менять традиции. Этот станок приобретен был, вероятно, еще в прошлом веке, но мастера лаборатории продолжали на нем работать.
С помощью такого простого оборудования делались в то время замечательные работы.
Применение счетчиков и усилительных электронных ламп еще только-только начиналось. Основными измерительными средствами были ионизационные каморы.
Во время пребывания в Кембридже мне довелось познакомиться со многими замечательными физиками. В то время в Кавендишской лаборатории работали еще совсем молодой Джеймс Чэдвик, Дж. Дж. Томсон».
По совету Резерфорда Юлий Борисович занялся исследованиями в области, пограничной между физикой и физиологией,— определял чувствительность глаза человека к слабому свету сцинтилляционных вспышек. Кусочек картона, покрытый сернистым цинком, вспыхивал зеленым светом при бомбардировке его поверхности альфа- или бета- частицами или под действием квантов жесткого электромагнитного излучения (рентгеновские и гамма-лучи). Харитон показал, что порог чувствительности глаза очень низок. Достаточно попадания в зрачок нескольких фотонов, чтобы хорошо адаптированный в темноте глаз обнаружил сцинтилляционную вспышку.
Эта работа была одновременно и темой диссертации Юлия Борисовича. В Англии процедура защиты проходит просто. Харитону предстояло сдать лишь один предмет — физику. Экзамен у него принимали сам Резерфорд и Чэдвик. Потом они познакомились с диссертационной работой и одобрили ее.
Все остальное происходило в духе средневековых традиций. В актовом зале при значительном стечении публики Харитон, среди других претендентов, опустился на колено перед одним из членов ректората Кембриджского университета. Последний особым образом положил пальцы правой руки на голову посвящаемого в ученые, произнес несколько слов по-латыни, и Харитону был вручен диплом доктора философии. В Ленинград он привез также черную мантию и традиционную четырехугольную шапочку — символы английских университетов.
Возвращаясь в Советский Союз через Германию в 1928 году, Харитон с тревогой наблюдал рост набиравшего силу фашизма, хотя немецкие физики в то время не придавали этому большого значения. Вернувшись в Ленинград, двадцатичетырехлетний Харитон через некоторое время организует лабораторию взрывчатых веществ в Институте химической физики, выделившемся из Физико-технического института. Следующие двенадцать лет он активно работает над разнообразными вопросами физики взрыва и детонации.
Особую роль в понимании физических процессов детонации цилиндрических зарядов ВВ играло исследование, проведенное Юлием Борисовичем в 1939 году совместно с молодым сотрудником В. С. Розингом. Оказалось, что каждое взрывчатое вещество имеет свой критический диаметр. Если его величина меньше определенного значения, вещество не детонирует. Если больше, оно способно детонировать. Было показано, что, когда время разлета продуктов взрыва меньше времени завершения химических реакций во фронте волны, детонация затухает.
В марте 1944 года Харитон сделал сообщение об этой работе на семинаре у Петра Леонидовича Капицы. В зале Института физических проблем в Москве собралось много физиков: А. Ф. Иоффе, Я. В. Зельдович, Л. Д. Ландау, И. В. Обреимов, А. И. Шальников и другие. В конце семинара Петр Леонидович задает вопрос: «Юлий Борисович, зачем, собственно говоря, вы нам все это рассказывали?» — «А вот зачем, Петр Леонидович. Представьте на минуту, что лилипуты у Свифта захотели применять в своих войнах гранаты, уменьшенные пропорционально своему росту. Так вот, если снаряжать такие гранаты тротилом, критический диаметр для которого превышает 10 мм, они бы вовсе не взрывались. А вот гексоген, для которого критический диаметр менее миллиметра, работал бы отлично». И помолчав немного, он добавил: «Могу привести еще один пример. В сочинениях Свифта, как известно, были не только лилипуты, но и великаны. Этот пример должен быть отнесен именно к большим количествам химических веществ, работать с которыми надлежало „великанам".
Катастрофа произошла в 1921 году на химическом заводе около города Оппау в Германии. В годы первой мировой войны на территории завода накопилось много тысяч тонн нитрата и сульфата аммония. Эти соединения использовались как удобрения и никогда не считались взрывчатыми веществами. Слеживаясь, смесь превращалась в большую монолитную твердую массу, а упаковывать в мешки для продажи можно было, только превратив этот монолит в сыпучее вещество. В слежавшейся куче сверлились отверстия, туда закладывали небольшие заряды взрывчатого вещества. Вначале все шло хорошо. Были произведены многие сотни взрывов. Но однажды, когда остались невывезенными около 4500 тонн спекшейся смеси, они полностью продетонировали. Завод был разрушен. Погибло много людей, пострадал город. Если б в это время мы лучше понимали механизм детонации, чувствительность химических соединений к дисперсности, можно было бы предотвратить эту катастрофу».
Позднее соотношение между шириной зоны химической реакции и минимальным диаметром заряда, при котором возможна детонация, стали называть критерием Харитона.
Вернемся к работам Юлия Борисовича тридцатых годов. Классическая работа этого периода — теория разделения газов центрифугированием.
После сообщения о делении урана Лизы Мейтнер и Отто Фриша в январе 1939 года, Харитон вместе с Зельдовичем активно изучают возможность протекания в уране разветвленной ядерной цепной реакции. Юлий Борисович рассказывает о предыстории открытия этого явления: «Дело обстояло так. Вскоре после открытия нейтрона (1932 год) началось широкое исследование взаимодействия нейтронов с различными веществами. Супруги Жолио-Кюри открыли искусственную радиоактивность. Казалось, все в порядке. Много интересных, полезных и вполне понятных результатов. Но при облучении, например, урана возникали какие-то странные явления: как будто образовывались радиоактивные элементы, стоящие в таблице Менделеева слишком далеко от облучаемого материала. А этого не могло быть — ведь добавляется всего один нейтрон, в крайнем случае, выбивается протон. Значит, могут образоваться только близкие соседи.
И вот в одном из химических журналов появляется статья превосходного химика Иды Ноддак. В молодости вместе со своим мужем, тоже химиком, она заполнила одну из еще пустых клеток таблицы Менделеева — открыла новый элемент и назвала его рением в честь Рейна, около которого родилась. Ноддак бывала в СССР на химических съездах. В ее статье, опубликованной в 1934 году, обсуждались результаты некоторых работ по искусственной радиоактивности. В связи с упомянутыми непонятными явлениями там был написан всего один абзац. Но какой! Нельзя ли предположить, писала Ноддак, что атомные ядра могут не только испускать альфа-частицы, т. е. ядра гелия, но и разваливаться на две-три части?
Физики не читают химических журналов, а химики не могли оценить важность идеи Ноддак. Да и сама она, по-видимому, не думала о том, что деление обязательно связано с гигантским выделением энергии. Журнал со взрывчатым абзацем Иды Ноддак тихо пылился на полках, и только в начале 1939 года, когда Отто Ган окончательно убедился, что при облучении урана нейтронами получаются радиоактивные элементы из середины таблицы Менделеева, Лиза Мейтнер и Отто Фриш догадались — и тотчас опубликовали в «Nature», что поглощение нейтрона ураном сопровождается делением ядра на две неравные части с выделением огромной энергии.
