Борис Иоффе - Без ретуши. Портреты физиков на фоне эпохи

Реактор был запущен, Петросьянц отрапортовал в Москву, последовали победные реляции в прессе, атомная станция была выведена на мощность и успешно проработала несколько лет. Однако такая ситуация не устраивала наше руководство. Ему хотелось ключ от чехословацкой энергетики держать в своём кармане. Поэтому оно стало давить на чехословацкое правительство с тем, чтобы все последующие АЭС были на обогащенном уране типа ВВЭР. И чехословацкая сторона уступила. Одновременно, использовав в качестве предлога два не очень существенных обстоятельства, станцию А-1 решили закрыть и демонтировать. И до сих пор вся атомная энергетика Чехии и Словакии — это АЭС типа ВВЭР. Сейчас атомные электростанции с тяжеловодными реакторами строятся в Румынии и Южной Корее, но уже по канадским проектам — Россия из этого дела выпала. Заканчивая обсуждение вопроса об атомных электростанциях, хочу остановиться на проблеме их безопасности — теме номер один при обсуждении АЭС после Чернобыля. По моему мнению, главный и неизлечимый порок станций с реакторами типа РБМК («чернобыльских») — положительные и большие температурный и паровой коэффициенты реактивности. Это означает, что реактор как физическая система реагирует увеличением мощности на возрастание температуры или объёма пара. И наоборот: уменьшением мощности на понижение температуры и сокращение объёма пара, то есть он принципиально нестабилен. Это кардинальный порок реактора, и связан он с тем, что замедление нейтронов происходит в графите, а охлаждается реактор водой. Избавиться от этого порока нельзя, именно по этой причине нигде в мире больше нет энергетических реакторов подобного типа. Положительные паровой и температурный коэффициенты и стали причиной чернобыльской катастрофы. Это непосредственно видно из имеющейся записи временного хода процесса, приведшего к взрыву. Операторам следовало выйти на заданный уровень мощности, снижая её. Но в силу нестабильности реактора они проскочили требуемое значение, выходить на него снова пришлось, уже повышая мощность. Тут-то и произошёл взрыв. Конечно, были и другие побочные обстоятельства, наложившиеся на это, с моей точки зрения, главное. Устранением таких обстоятельств и занимаются сторонники реакторов типа РБМК. По моему мнению, любой безопасный ядерный реактор АЭС в первую очередь должен быть стабилен как физическая система, то есть иметь отрицательный (и желательно достаточно большой) температурный коэффициент (и паровой коэффициент, если реактор охлаждается водой или она может вскипеть). Именно таким свойством обладают тяжеловодные реакторы на естественном или слабообогащённом уране типа того, о котором речь шла выше. К сожалению, все попытки построить АЭС подобного типа в нашей стране или хотя бы провести серьёзное сравнение их с ВВЭР и РБМК до сих пор наталкивались на глухую стену того же монополизма. В 1974 году, после пуска АЭС А-1 в ЧССР, я написал статью, в которой дал описание параметров и результатов пуска АЭС А-1 в Чехословакии, а в конце была небольшая глава, где сравнивались тяжеловодные АЭС на естественном уране с газовым охлаждением с ВВЭР и РБМК по расходу урана на единицу производимой электроэнергии (не по проблеме безопасности, тогда статью уж наверняка запретили бы). Сравнение оказалось не в пользу ВВЭР и РБМК, несмотря на то, что для последних я взял проектные данные, не оправдавшиеся при эксплуатации. Комитет по Атомной Энергии в лице начальника отдела АЭС запретил мне публиковать статью. В официальном заключении говорилось, что статья может быть напечатана только при условии, если глава со сравнением различных реакторов будет выброшена. Все попытки преодолеть этот запрет кончались неудачей. В конце концов мне удалось выйти на А. П. Александрова (он был тогда президентом Академии Наук, директором ИАЭ и председателем Научно-Технического Совета при Министерстве Среднего Машиностроения, то есть главой атомной проблемы), который на титульном листе статьи написал: «Всё, что сказано в статье, правильно, а то, что мы строим ВВЭР и РБМК, так это по совсем другим причинам». Причины, которые имел в виду Александров, как я понимаю, состояли в том, что технологически реакторы РБМК близки к военным и для их сооружения нужна минимальная перестройка промышленности. После этой резолюции статью опубликовали целиком. До Чернобыля это была единственная в русской специальной литературе статья, где ставился под сомнение факт, что РБМК и ВВЭР — лучшие АЭС.

Сегодня времена «просвещённого монополизма» в нашей науке вызывают лишь ностальгические чувства.

Когда я говорю «кончится ли физика?», я имею в виду, закончатся ли исследования новых, неизученных областей этой науки, как это произошло, например, с географией. География «закончилась» в том смысле, что новых, неоткрытых материков, гор, рек, островов на Земном шаре не осталось. Конечно, есть ещё места на Земле, где не ступала нога человека, карты некоторых участков Земли, возможно, ещё недостаточно точны (хотя вряд ли — со спутников можно сделать карты с точностью порядка метра, и если это не сделано, то просто потому, что не было нужно или было запрещено). Наконец, человек меняет земную поверхность: строит плотины, проводит каналы, устраивает водохранилища, сооружает дороги и мосты, возводит города. Так что в смысле уточнения и внесения изменений в описание земной поверхности наука география существует и будет существовать. Но география закончилась в том смысле, что не будет уже никаких открытий такого масштаба, как это было в «эпоху великих открытий».

Я хочу обсудить такой же вопрос применительно к физике, т. е. закончится ли в физике эпоха великих открытий? Я буду главным образом говорить о физике микромира, как потому что я могу считать себя специалистом именно в этой области, так и потому, что основным направлением развития физики обычно считается изучение всё более мелких структур материи (хотя это последнее утверждение спорно — см. ниже).

Вопрос о том, закончится ли (или даже уже закончилась) физика, обсуждался ещё в конце XIX века. Некоторые, в том числе и весьма именитые физики, говорили тогда, что все законы физики уже открыты, и то, что остаётся, — это уточнение различных физических постоянных. С тех пор была открыта теория относительности, квантовая механика и многое, многое другое, и вопрос на время отпал. Подобные обсуждения, в которых участвовал и я, были и в 70-х годах, когда казалось, что вот-вот будет построена теория Великого Объединения, включающая в себя все взаимодействия, кроме гравитационного, затем удастся включить в неё гравитацию, и на этом физика закончится. Оказалось, что проблема значительно сложнее. Сейчас обсуждается много вариантов, как устроен мир на самых малых расстояниях: суперсимметричные теории, супергравитация, разные типы теорий суперструн, теории бран и т. д. Большинство из этих теорий предполагает, что физическое пространство на малых расстояниях многомерно: помимо обычного трёхмерного пространства существуют ещё другие пространства, замкнутые на малых расстояниях. В большинстве теорий все эти структуры проявляются только на чрезвычайно малых расстояниях, порядка планковской длины ~10–33 см, в то время как сейчас исследованы расстояния до 5 × 10–17 см или, в энергетической шкале, до ~500 ГэВ. Таким образом, возникает впечатление, что вопрос о том, что физика закончится, в настоящее время не актуален: перед нами ещё длинный, длинный путь.