к оглавлению
назад < ^ > вперед
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ РАДИЕВЫЙ ИНСТИТУТ
Поразительные научные открытия в области радиоактивных явлений, имевшие место за последние три года, поставили эту область в центр внимания не только физиков, но и всего человечества. Поэтому в настоящий момент особенно интересно подвести итог развития и роста такого научно-исследовательского учреждения, каким является Государственный радиевый институт в Ленинграде.
Чтобы яснее представить себе все значение и весь этап развития Радиевого института, остановимся прежде всего на положении дел с изучением радиоактивных явлений до революции. В период времени с 1909 по 1917 гг. только в Академии наук шла работа по изучению радиоактивных минералок под руководством акад. В. И. Вернадского. В каких трудных и неблагоприятных условиях протекала эта работа, можно видеть из того факта, что в то время в России не только не было лиц, знакомых с основными методами радиоактивных измерений, но не было даже и приборов и эталонов для выполнения такого рода измерений. Несколько русских радиологов вынуждены были проводить свои работы за границей. Картина эта начинает резко меняться после Октябрьской революции. При Государственном рентгенологическом и радиологическом институте, в составе его Физико-технического отдела, образуется радиевое отделение, которое в 1922 г. совместно с лабораторией Минералогического музея Академии наук и коллегией пробного Радиевого завода выделяется в самостоятельный Радиевый институт, возглавляемый акад. В. И. Вернадским. Радиевый институт при своем образовании был подразделен на три отдела — физический, химический и геохимический-минералогический. Заведывание геохимическим отделом взял на себя директор института акад. В. И. Вернадский, заведывание химическим отделом было поручено заместителю директора проф. В. Г. Хлопину, заведывание физическим — проф. Л. В. Мысовскому. У вновь созданного Радиевого института имелось в распоряжении всего 12 мг радия, весьма небольшое количество измерительных приборов и небольшой, почти совершенно еще неподготовленный к своей специальной работе кадр научных сотрудников.
Между тем задача Радиевого института заключалась не только в том, чтобы вести отдельные эпизодические научно-исследовательские работы, но и в том, чтобы всемерно содействовать развитию в нашей стране радиевого дела в полном его объеме. Удобнее всего будет судить о том, как справился со своей задачей Радиевый институт, если мы в отдельности рассмотрим цели, которые он себе поставил, и те результаты, которых ему удалось при этом достигнуть.
После образования Радиевого института вопрос о подготовке кадров специалистов-радиологов стал настолько остро, что ему пришлось уделить особое внимание. Прежде всего необходимо было позаботиться о том, чтобы основные методы измерений были усвоены самими сотрудниками института. С этой целью при Физическом отделе института был образован практикум по радиоактивным измерениям. На этом однако роль практикума не закончилась. Учитывая потребность в радиологах, пришлось предоставить возможность проходить курс основных измерений по радиоактивности тем лицам, которые были так или иначе связаны с Радиевым заводом или с работами по изучению радиоактивных месторождений. За период времени с 1922 по 1933 гг. через радиоактивный практикум прошло не менее 300 чел. Наряду с подготовкой рядовых работников Радиевый институт непрерывно выделял из своей среды ответственных работников на радиевый рудник, Радиевый завод и на поиски радиоактивных месторождений в Союзе. После учреждения аспирантуры подготовка специалистов-радиологов высокой квалификации приняла систематический характер. Недостатком аспирантуры в институте являлось, главным образом, то обстоятельство, что в аспиранты приходилось принимать лиц, окончивших вузы по специальностям, далеко стоящим от радиологии. В 1931 г. Наркомпрос предложил с помощью института организовать при Ленинградском университете кафедру радиологии для подготовки специалистов-радиологов. Такая кафедра организована, и для заведывания его институтом был рекомендован проф. Л. В. Мысовский. Несмотря на то, что студенты-радиологи дошли в настоящее время только до 4-го курса, почти все они в виду недостатка квалифицированных специалистов уже принимали участие в решении различных проблем практического и теоретического характера. Существование такой кафедры полностью обеспечит потребность в радиологах на будущее время.
ИЗГОТОВЛЕНИЕ СПЕЦИАЛЬНОЙ АППАРАТУРЫ
В начале своего существования институт испытывал большую нужду не только в кадрах, но и в научной аппаратуре. Для изготовления приборов при институте были организованы мастерские: механическая, столярная и стеклодувная. Перечислять все приборы и аппараты, которые изготовлялись в этих мастерских под руководством и наблюдением научного персонала института, будет слишком долго. Поэтому мы остановимся лишь на приборах, имеющих наибольшее практическое и научное значение. Прежде всего были изготовлены специальные измерительные приборы для измерений по альфа-, бета-, гамма-лучам и по эманации. Для производства полевых работ были сконструированы и изготовлены универсальные электроскопы. Этими электроскопами снабжались не только разведочные партии института, но и большое число экспедиций в самых разнообразных частях нашего Союза. Из крупных приборов в порядке их конструирования назовем: прибор для добычи эманации из раствора радия, приборы для анализа на гелий и другие благородные газы, прибор для анализа руды по гамма-лучам. Аппарат для добычи эманации радия системы проф. Мысовского впервые был установлен в эманационной лаборатории ин-
Прибор для анализа благородных газов системы проф. А. Г. Хлопина и Э. К. Герлинга
ститута, и в течение нескольких лет добываемая при помощи этого прибора эманация шла не только для научных работ внутри института, но и распределялась между различными научными и медицинскими учреждениями Ленинграда и других городов СССР. Такие же приборы для добычи эманации установлены Радиевым институтом в Московском рентгеновском институте и в Рентгенологическом и радиологическом институте в Ленинграде. Прибор для быстрого определения содержания гелия в природных газах проф. В. Г. Хлопина и А. И. Лукашука позволил произвести быстрое определение содержания гелия 1 в большом количестве проб природных газов. По мере развития этих работ были сконструированы и другие более сложные приборы для анализа благородных газов. Один из таких приборов изображен на рис. 1. Весьма чувствительная установка, в основу которой положен счетчик Гейгера—Мюллера, была сконструирована в недавнее время для геохимических и минералогических целей. Установка эта включается в штепсель обыкновенного переменного тока (110 вольт и 50 периодов) и позволяет по отдельным гамма-лучам определять малейшие следы радиоактивности. Чувствительность ее настолько велика, что ею отмечается, в какой степени заражен активным осадком сотрудник, работающий с открытыми препаратами радия. Кроме того, идя навстречу медицинским учреждениям Союза, институт выполнил ряд заказов на специальную аппаратуру по применению радия в медицине. Сюда относятся: платиновые иглы для лечения рака препаратами эманации, платиновые ампулы с препаратами радия, фильтры для поглощения гамма-лучей и др.
Недавно в Государственном Радиевом институте установлены приборы Академии наук СССР для получения тяжелой воды путем электролиза.
ИЗУЧЕНИЕ РАДИЕВЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
Тщательное и возможно полное научное исследование радиевых месторождений в Союзе всегда было и осталось одной из главнейших задач Радиевого института. К моменту образования институту было известно только Тюя-Муюнское радиевое месторождение, которое весьма тщательно изучалось со стороны института акад. А. Е. Ферсманом, геологом Д. И. Щербаковым, горным инженером С. П. Александровым, Б. К. Бруновским и др.
С. П. Александров был выделен институтом для промышленной организации Тюя-Муюнского радиевого рудника. Для консультации по вопросам, связанным с Табошарским месторождением, были привлечены от института акад. В. И. Вернадский и проф. В. Г. Хлопин. Кроме того институт командировал для работ на этом месторождении своих сотрудников Л. В. Комлева и В, П. Савченко. П. В. Мятелкиным собран обширный материал, который позволяет изучить распределение радиоактивных элементов в Слюдянке и селе Лиственичном Восточной Сибири. Что же касается наиболее интересного в научном и практическом отношении радиевого месторождения на Ухте, то после получения и обсуждения первых данных о составе радиоактивных вод этого района институт выявил то громадное значение, которое могут иметь подобные месторождения. После открытия Ухтинского месторождения институтом было организовано планомерное обследование вод Союза на радиоактивность. Таким образом, на основе обследования Ухтинского месторождения выросла большая геохимическая проблема, которая и разрабатывается в Радиевом институте под общим руководством акад. В. И. Вернадского и проф. В. Г. Хлопина. Систематическими работами, в которых принимали участие проф. В. И. Баранов, Б. А. Никитин, Л. В. Комлев и их сотрудники, удалось выяснить, что богатые радиоактивными веществами воды нефтяных месторождений представляют собой довольно обычное явление, которое до настоящего времени было пропущено радиологами. Попытка теоретического объяснения этого явления была дана Л. В. Комлевым. В Радиевом институте же акад. Вернадским была поставлена геохимическая проблема международного масштаба. Эта проблема касается создания геологической радиоактивной карты. Такая карта дала бы нам географическое распределение радиоактивной энергии на земной поверхности. Так как энергия, выделяемая радиоактивными элементами, является одним из главнейших факторов геологических процессов, то создание такой карты чрезвычайно облегчило бы понимание геофизических и геологических особенностей различных участков земной коры. Работы по составлению карты еще только начинаются, но несомненно, что продолжение их даст материал, весьма интересный не только в научном, но и в практическом отношении.
ПРОБЛЕМЫ ГЕОЛОГИЧЕСКОГО ВРЕМЕНИ
Другая чрезвычайно важная для геологии проблема, выдвинутая акад. В. И. Вернадским, — это проблема определения геологического возраста горных пород. Находя отношение урана к гелию или к свинцу и тория к гелию или свинцу в каком-либо минерале, можно определить промежуток времени, протекший с момента его образования, и, следовательно, геологический возраст связанных с ним горных пород. Этот метод был известен уже давно, но до последнего времени не пользовался доверием геологов. Однако правильность определения возраста на основе радиоактивных данных все больше и больше подтверждалась, и в Соединенных штатах уже несколько лет назад был создан специальный комитет по определению возраста земли. Весной 1932 г. и у нас в СССР при Радиевом институте также была создана специальная комиссия по определению геологического времени под председательством акад. В. И. Вернадского. Работа этой комиссии координирована с работой американского комитета. Результаты этой работы, помимо чисто теоретического интереса, должны иметь и большое практическое значение. В особенности сильное влияние должны оказать полученные таким образом данные о возрасте на дальнейшее развитие геолого-разведочных работ.
ТЕХНОЛОГИЯ РАДИОЭЛЕМЕНТОВ
Радиевый институт принимал непосредственное участие не только в изучении радиевых месторождений, но и в выработке методов получения из сырья высокоактивных препаратов. Первый в СССР высокоактивный препарат радия был получен проф. Хлопиным при участии сотрудницы института М. А. Пасвик. Организация первого Радиевого завода, а затем и заведывание; им взял на себя проф. И. Я. Башилов. В течение первых нескольких лет своего существования Радиевый завод
выпускал лишь полуфабрикаты, которые для окончательного рафинажа пересылались в специальную кристаллизационную лабораторию Радиевого института. Тесная связь с Радиевым заводом сохранилась и до настоящего времени. Проф. В. Г. Хлопин состоит консультантом завода, а сотрудник химического отдела П. И. Толмачев периодически командируется на завод для проведения окончательного рафинажа солей радия и руководства отделом высшей кристаллизации.
Отдельные проблемы, связанные с технологией радиевых руд, все время ставились и продолжают ставиться в химическом отделе Радиевого института.
ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ РАДИЯ И ЕГО ИЗЛУЧЕНИЙ
Как известно, наибольшее применение радиоактивные вещества нашли в медицине. Так как медицинского отдела при институте нет, то роль его в этой области сводилась, главным образом, к помощи аппаратурой, препаратами радия или эманацией тем медицинским учреждениям, которые начали применять радиоактивные вещества для лечебных или научно-исследовательских целей. Кроме медицины, радиоактивные вещества применяются еще и в технике для производства светящихся красок постоянного действия. Впервые в СССР производство таких красок было поставлено в химическом отделе института. Выработанные методы были затем переданы на завод, где в настоящее время и производится регулярное изготовление светящихся составов, предназначенных, главным образом, для нужд военного ведомства. На совершенно новую область практического применения препаратов радия было указано проф. Л. В. Мысовским в 1925 г. В физическом отделе института были произведены опыты, которые показали, что гамма-лучи радия могут быть применимы для просвечивания толстых металлических отливок с целью обнаружения в них раковин и других дефектов. После сообщения об этих опытах в печати ими заинтересовались американские ученые, которые в свою очередь проделали целый ряд опытов по просвечиванию гамма-лучами радия. Такие же опыты поставлены были в последнее время и в Германии. Работа в этом направлении продолжается и у нас в СССР, при чем уже не только разрабатывается методика, но и решаются некоторые практические задачи, связанные с работой заводов тяжелой промышленности.
ПРОБЛЕМА ПРИМЕНЕНИЯ СЛАБЫХ РАДИОАКТИВНЫХ ПРЕПАРАТОВ В РАЗЛИЧНЫХ ОТРАСЛЯХ НАРОДНОГО ХОЗЯЙСТВА
На всесоюзной конференции, созванной в Государственном Радиевом институте в 1932 г., было постановлено учредить при институте комиссию по применению слабых активностей в народном хозяйстве. Уже давно было известно, что в противоположность большим дозам радиоактивных излучений, оказывающих вредное действие на организм, малые дозы оказывают стимулирующее действие на развитие и рост животных и растений. На конференции выяснилось однако, что опытов, проделанных в этом направлении как у нас, так и за границей, недостаточно для того, чтобы вынести по этому вопросу окончательное суждение. Для выяснения той роли, которую могут сыграть
слабые активности в различных отраслях народного хозяйства, и была по постановлению конференции учреждена специальная комиссия в составе: акад. Г. А. Надсона, акад. В. И. Вернадского, акад. В. И. Липского, акад. Е. С. Лондона, проф. В. Г. Хлопина, проф. Л. В. Мысовского, проф. В. И. Баранова, проф. М. И. Неменова, проф. А. Б. Вериго, проф. Е. С. Бурксера, проф. А. Н. Огильви, проф. В. И. Сухарева, проф. П. И. Бухмана, инж. С. В. Терпугова, инж. А. П. Кирикова, тт. П. Н. Любимова и П. В. Мятелкина.
В задачи этой комиссии входит организация работ и консультация научным работникам, занимающимся различными вопросами, связанными с действием радиоактивных излучений на живые организмы. Председателем комиссии выбран акад. Г. А. Надсон, его заместителем проф. Л. В. Мысовский. Комиссия приступила к работе и наметила несколько тем, имеющих научное и практическое значение. Темы эти распределились между научными работниками Ленинграда, Москвы, Ростова-на-Дону и других городов Союза.
РАБОТЫ В ОБЛАСТИ ХИМИИ РАДИОЭЛЕМЕНТОВ
Главнейшие вопросы в области химии радиоэлементов, которыми интересовались у нас и за границей за последние 15 лет, можно сгруппировать следующим образом: 1) изучение отдельных радиоэлементов и их соединений; 2) поведение радиоактивных элементов при реакциях соосаждения и адсорбции; 3) применение радиоактивных элементов в качестве индикаторов при решении различных вопросов физики и химии; 4) коллоидное состояние некоторых радиоэлементов в растворах. Все эти вопросы тщательно и весьма успешно изучались в химическом отделе института. В этом же отделе впервые был поставлен в общей форме вопрос о законах рассеяния и обратной концентрации радиоэлементов. Вопрос этот в такой постановке имеет громадное научное и практическое значение, так как решение его приведет, с одной стороны, к знакомству с химией элементарных процессов, а с другой—даст возможность уяснить ряд важнейших проблем геохимии и техники. Эта грандиозная проблема еще только что поставлена и для окончательного решения ее потребуется весьма значительный промежуток времени.
За рассматриваемое время было изучено распределение химических элементов, находящихся в состоянии рассеяния между твердой, кристаллической и жидкой фазой, выяснены условия, при которых может существовать равновесие между изоморфными смесями и раствором, из которого они выделились. Кроме того впервые была доказана приложимость простых газовых законов к разбавленным твердым растворам, теоретически предсказанная Вант-Гоффом и термодинамически обоснованная Розебумом еще 40 лет назад. Работами химического отдела было установлено, что в зависимости от сложности кристаллической ячейки при кристаллизации какого-либо вещества требуется различная предельная концентрация раствора для того, чтобы могла наступить его кристаллизация в отсутствие твердой фазы. Интересные результаты были получены относительно коллоидных растворов радиоэлементов и связи между адсорбируемостью радиоэлемента и его коллоидным состоянием.
ИЗУЧЕНИЕ ЯВЛЕНИЙ РАДИОАКТИВНОСТИ И РАДИОАКТИВНЫХ ИЗЛУЧЕНИЙ
Да тех пор пока институт не получил в свое распоряжение достаточного количества радия и не был построен прибор для добычи эманации (в настоящее время в растворе в эманационной машине находится 1 грамм металлического радия), нельзя было приступить к наиболее интересным опытам в области радиоактивных явлений. За этот период времени (1923— 1924 гг.) из теоретических работ можно отметить лишь работу проф. Л. В. Мысовского (1923 г.), в которой впервые было указано на существование уровней энергии для альфа-частиц. Лишь после того как в 1925 г. эманационная машина была построена и начала функционировать, можно было начать развертывание экспериментальной работы в тех направлениях, которые интересуют современных физиков. За истекшее время путем непрерывной и упорной работы в физическом отделе института созданы все главнейшие экспериментальные установки и ведутся и велись работы по изучению альфа-лучей, бета-лучей, бета-спектров, гамма-лучей, нейтронов и резонансного расщепления атомов альфа-частицами. Интересно отметить, что кроме тех тонких экспериментальных методов, которые применяются за границей при изучении отдельных корпускул или импульсов гамма-лучей (камеры Вильсона различного типа и различные типы счетчиков Гейгера), в физическом отделе института применяется еще и метод проф. Л. В. Мысовского, разработанный им совместно со своими сотрудниками, — метод для изучения альфа-частиц и протонов. Сущность этого метода заключается в том, что пути альфа-частиц и протонов наблюдаются на специально приготовленных фотографических пластинках с толстым эмульсионным слоем. Толщина слоя такова, что в нем, например, целиком помещаются вилки, образующиеся при расщеплении атома. Аспирант физического отдела А. П. Жданов во Многом усовершенствовал этот метод и выработал приемы количественной оценки наблюдаемых внутри светочувствительного слоя углов и пробегов. В настоящее время этот метод настолько разработан, что в некоторых случаях он не только заменяет метод камеры Вильсона, но и превосходит его по своей чувствительности. Особое место среди работ физического отдела занимает изучение космической радиации. Начаты эти работы были в 1925 г., в тот момент, когда даже самое существование космических лучей подвергалось сомнению. Работы проф. Л. В. Мысовского и Л. Р. Тувима не только подтвердили факт существования космических лучей, но дали возможность установить распределение их интенсивности по направлениям с вертикалью, установили зависимость интенсивности от давления атмосферы (Barometereffekt, как назвали его немецкие ученые), от переходного слоя свинец — вода и от географической широты места. 2 В настоящее время эти работы продолжаются в физическом отделе института аспирантом С. Н. Верновым. Большая работа была проделана по изучению трансформатора Тесла с целью применить его для расщепления атома. Несколько позже аналогичные работы с Тесла-трансформатором были предприняты в Америке. В последнее время однако были предложены более сложные, но зато и более удобные методы для получения пучка протонов с энергией в несколько миллионов вольт. В настоящее время в физическом отделе института собрана грандиозная установка типа Лауренса и Ливингстона, которая по расчетам должна дать монохроматический пучок протонов с энергией до 15 млн. вольт. Так как по существу дела в эту установку входит как одна из составных частей и трансформатор Тесла, то все предыдущие работы, проделанные с Тесла-трансформатором, легли в основу конструкции этой новой установки.
ПЕРСПЕКТИВЫ ДАЛЬНЕЙШЕГО РАЗВИТИЯ ИНСТИТУТА
В настоящее время во всех трех отделах института имеется всего 25 научных сотрудников. И вот, несмотря на такую малочисленность, Радиевый институт за весь период своего существования являлся центром, вокруг которого непрерывно развивалась деятельность различных научных и производственных учреждений, имеющих то или иное отношение к радию. Всем этим учреждениям радиевый институт не только не отказывал в помощи словом и делом, но даже выделял в случае надобности из своих немногочисленных кадров отдельных и весьма ценных сотрудников и посылал их на производство. Но если небольшой Радиевый институт мог удовлетворять запросам жизни в то время, когда радиевое дело у нас в СССР только начиналось, то совсем иначе дело обстоит теперь, когда изучение ядра является центральным пунктом физической науки не только за границей, но и у нас, и когда потребность в препаратах радия и эманации распространилась не только на медицинские, но и на многие научно-исследовательские институты самых разнообразных специальностей. Все эти обстоятельства были учтены Государственным радиевым институтом в начале второй пятилетки. На ближайшие годы намечено увеличение запаса радия, получение мезотория, намечено создание ряда фундаментальных установок во всех трех отделах института и, наконец, строительство нового здания, оборудованного согласно новейшим научным данным. Чрезвычайно благожелательное отношение партии, правительства и широких кругов советской общественности ко всем начинаниям Радиевого института служит залогом того, что и весь намеченный на вторую пятилетку план широкого развертывания института и нового строительства будет с успехом проведен к намеченному сроку.
* * *
1 Напомним, что гелий, находящийся в природных объектах, скопляется в них благодаря радиоактивному распаду.
2 Подробное изложение этих работ см. Л. В. Мысовский, Космические лучи, 1930 г .
