Lze ukradnout jadernou fúzi?

19 Úno

Kolik mužů je věrno jedné ženě? Kolik mužů je věrno jedné myšlence? Přiblížíme vám neuvěřitelný příběh člověka, který téměř čtvrtstoletí netušil, že je prapůvodcem principu zařízení z nejslavnějších – termojaderného tokamaku! Nebýt nové éry v historii zemí bývalého Sovětského svazu, patrně by se nikdy nedočkal aspoň částečného zadostiučinění. Osud ukrajinského fyzika Olega Alexandroviče Lavrentěva je stejně vzrušující jako inspirativní.

Vědecká priorita objevu byla Lavrentěvovi přiznána až v roce 2001 poté, co byly otevřeny archivy ruské federace a v nich byl nalezen Lavrentěvův dopis ÚV KSSS z roku 1950 a tzv. Sachalinská zpráva. Předtím týž dopis poslal diktátorovi Stalinovi, v němž popsal princip vodíkové bomby a myšlenku konstrukce termojaderného reaktoru. Jenže uznat vědeckou prioritu neznámého mladšího seržanta Rudé armády, který byl zařazen jako radiooperátor kdesi na dálném Sachalinu a zrovna dokončil při zaměstnání střední školu…? Navíc když na vývoji v roce 1950 pracovaly přísně utajené skupiny elitních vědců pod velením generálů a politruků?

Geniální středoškolák


Kolem pomníku fyziků v parku Charkovského fyzikálně-technického ústavu, kteří tu v roce 1932 rozštěpili atomové jádro, voní ticho a čerstvě posečená tráva. Olegu Alexandroviči. Lavrentěvovi je už 80 let. Vypráví. Stále tu pracuje. Narodil se roku 1926 v Pskově. Matka byla zdravotní sestrou, otec dělníkem.
Na střední škole si Oleg přečetl knížku Úvod do jaderné fyziky, která určila jeho další osud. V sedmé třídě studium přerušil, dobrovolně narukoval a konec války ho zastihl na ostrově Sachalin. V roce 1948 v Pervomajsku zřídili střední školu pro pracující mládež. Přes potíže s předpisy (vojáci nesměli školu navštěvovat) Lavrentěv zvládl osmý, devátý a desátý ročník během jednoho roku a v roce 1949 maturoval. Stihl nastudovat i Korsunského Atomové jádro, Breslerovu Radiokativitu a Betheho Fyziku jádra. Zaujal své nadřízené tím, že je »školil« o posledních technických vojenských novinkách. Na přípravu dostával volno. V roce 1949 si chystal přednášku o problému atomové energie. Léta strávená nad knihami se mu přesně podle dialektické přeměny kvantity v kvalitu spojila v poznání, jež lze označit za nový směr vývoje ve fyzice. Lavrentěv napsal v lednu 1950 dopis J. V. Stalinovi: „Znám tajemství vodíkové zbraně!“ (Americký prezident H. Trumann krátce předtím v Kongresu vyzval: „Urychlete vývoj vodíkové superbomby!“) Protože odpověď nedostal ani po několika měsících, poslal dopis téhož znění ÚV KSSS. Reakce byla okamžitá.

Do Moskvy


Na základnu přijel podplukovník inženýrské služby Jugranov z Jižního Sachalinu. Nejdřív zkoumal, jestli není Lavrentěv blázen. Pak vydal rozkaz, aby mu přidělili kancelář, v níž měl napsat zprávu o svých teoriích. Střežila ho stráž s bajonetem. Za čtrnáct dní byl demobilizován a měl odjet do Moskvy k přijímacím zkouškám na Moskevskou státní univerzitu (MGU), které byly za 10 dnů. Zprávu musel ukončit nakvap, jediný její exemplář byl zapečetěn a poslán oddělení těžkého průmyslu ÚV KSSS. Jeho poznámky byly oficiálně spáleny. Zpráva měla dvě části: Neřízená a řízená termojaderná reakce. Dva roky před Američany navrhl Lavrentěv použít „suchou“ termojadernou výbušninu – lithium deuterid 6LiD. Američané do své první termojaderné nálože odpálené v roce 1952 použili kapalné deuterium, a museli proto vybavit nálož kryogenní technikou, čímž se stala nedopravovatelnou a nepoužitelnou. Zařízení bylo velké jako přízemní dům a vážilo 82 tun.

Nová verze


Už ve vlaku do Jižního Sachalinu začal Lavrentěv pochybovat, zda štěpný detonátor okolní lithium deuterid nezředí natolik, že k termojaderné reakci nedojde. Zasáhla náhoda. Na Jižním Sachalinu záplavy zničily koleje, nejezdily vlaky, do zkoušek na MGU zbýval týden. A tak se Lavrentěv ve snaze najít pomoc vydal na Obkom (Oblastnyj komitet partii) za Jugranovem. Ten mu sehnal letenku do Chabarovska a navíc mu půjčil článek H. D. Smithe Atomic Energy for Military Purpose. Lavrentěvovi »docvaklo«. Tak se zrodila druhá „cestovní“ verze vodíkové bomby. Lavrentěv použil tzv. kumulačního výbuchu, kdy 6LiD bylo v centru slabé obálky z plutonia, které vnější výbuch klasické trhaviny nasměroval do centra, zvětšil jeho hustotu nad kritickou hodnotu a zapálil tak štěpnou reakci kolem termojaderného paliva. Jinými slovy štěpné a termojaderné palivo si v Lavrentěvově návrhu vyměnily místo.

Setkání se Sacharovem


Přijímací zkoušky na MGU absolvoval ve skupině opozdilců, ale na fyzikální fakultu byl přijat. Bydlel na koleji, chodil ve vojenském stejnokroji bez výložek a peněz mu ubývalo, od matky pomoc čekat nemohl. Vypracoval však zdokonalenou verzi Sachalinské zprávy a předal ji I. D. Serbinovi, který po stranické linii sledoval důležité úkoly těžkého průmyslu, mezi jinými i Gagarinův výlet do kosmu. Pak se jednoho dne vrátil pozdě večer po zkoušce z matematiky a na koleji ho čekal šok: vzkaz od ministra konstrukce měřicích přístrojů Machněva, aby se okamžitě se dostavil ke Spasské bráně, která vede do Kremlu. Ministerstvo konstrukce měřicích přístrojů byl krycí název pro ministerstvo atomového průmyslu. Ve vrátnici na něj čekal asi třicetiletý muž a k Machněvovi šli spolu. Tak se Lavrentěv seznámil s Andrejem Dmitrijevičem Sacharovem. U Machněva ležela na stole moskevská verze Sachalinské zprávy, pečlivě svázaná, s výkresy, červeně podtrženými slovy a poznámkami na okrajích.

Kurčatov a Berija


Za několik dní byli Lavrentěv a Sacharov v Kremlu znovu. Jen o patro výš. Po třech osobních prohlídkách byli vpuštěni do kanceláří Zvláštní komise pro atomové zbraně. Jejím předsedou byl »gruzínský kat« Lavrentij Pavlovič Berija, zasedali v ní ministři, členové politbyra a ředitel Ústavu atomové energie Ivan Vasilijevič Kurčatov, otec sovětské atomové bomby. Lavrentěv čekal v zasedací místnosti a jako poslední byl se Sacharovem uveden do tmavé, zdánlivě prázdné kanceláře. Zpoza stolu ve tvaru písmene T jim vyšel naproti obtloustlý člověk v plášti. Lavrentěv s napětím očekával otázky týkající se první části jeho práce – konstrukce vodíkové bomby. „Vás bolí zuby?“ zeptal se Berija.

Jako ve snu


Pak zažil Lavrentěv tři vzrušující roky. Když odešel se Sacharovem z Kremlu asi v jednu v noci na metro, cítil se jako ve snu. V kapse měl peníze od Machněva, Sacharov chválil jeho práci a nabídl studentovi prvního ročníku MGU spolupráci. Za několik dnů ho na koleji vyzvedl jeden muž a odvezl do záhadné budovy obehnané ostnatým drátem. Mladík čekal dvě hodiny a chvěl se obavami, zda ho nečekají vyšetřovatelé a trestanecký mundúr. Přijali ho však dva generálové – N. I. Pavlov, vedoucí oddělení Hlavní správy odpovědný za vývoj atomové zbraně, B. L. Vannikov, náčelník Hlavní správy – a civil s bradkou. To byl Kurčatov. Za šest let vojenské služby Lavrentěv neviděl generála ani zdálky a nyní si povídal hned se dvěma. Zajímala je hlavně část jeho zprávy týkající se vodíkové bomby. Lavrentěv dostal strach. Vyhrkl: „Já už byl u Beriji.“ Nastalo ticho. Pavlov zamyšleně zopakoval: „Tak on byl u Beriji?“ Vannikov byl před válkou na příkaz Beriji zatčen a příšerně zbit. Úspěch při vývoji atomové zbraně byl pro Kurčatova otázkou života a smrti. To ovšem Lavrentěv nevěděl. Diskuse změnila téma a Kurčatov jen Lavrentěvovi doporučil, aby MGU ukončil už za čtyři roky, ne za pět. Že k tomu bude mít podmínky.

Hýčkání génia


Pětadvacetiletý Oleg Alexandrovič Lavrentěv se stal hýčkaným géniem. Přestěhoval se na prestižní Gorkého nábřeží, dostal jednorázový příspěvek 3000 rublů, nemusel platit školné, zvýšili mu stipendium, měl individuální učitele fyziky a matematiky, studoval dva ročníky MGU najednou. Dostal propustku do LIPAN (Laboratorije izmeritělnych priborov Akaděmii nauk), což nebylo nic jiného než Ústav pro atomovou energii. Byl ve skupině zástupce ředitele LIPAN I. N. Golovina. Ta právě prožívala období q – pinčů. Sacharovovo zařízení s magnetickým udržením bylo k dispozici a mladý fyzik získával cenné zkušenosti v rodící se experimentální fyzice vysokoteplotního plazmatu. Sblížil se s generálem Pavlovem, u kterého se setkával s odborníky, s nimiž diskutoval o svých myšlenkách elektromagnetické pasti. Docházel do jediné laboratoře v SSSR, která se zabývala fúzí. Lavrentěv byl v sedmém nebi, loučil se svou účastí na práci kolem vodíkové bomby. Jediné, co mu k úplné spokojenosti chybělo, bylo experimentální ověření jeho originálního řešení termojaderného reaktoru.

Fokusace plazmatu


Elektromagnetická past kulového tvaru obsahovala dvě koncentrické elektrody. Elektroda většího poloměru sloužila jako zdroj iontů a mřížková vnitřní elektroda jako zdroj elektronů. Rozložení elektrického potenciálu na elektrodách soustřeďovalo nabité částice – plazma ve středu nádoby a zároveň bránilo plazmatu expandovat. Vtip byl ve sférické fokusaci plazmatu, která zvýšila jeho hustotu v centru nádoby do termojaderných parametrů. Centrální mřížku před tepelným namáháním chránila jednak o několik řádů snížená hustota plazmatu a jednak vhodně uspořádané magnetické pole proudu protékající vodiči mřížky.

Rozčarování


Tehdy se ještě Lavrentěv domníval, že na silovou (magnetickou) izolaci plazmatu přišel Sacharov nezávisle na něm. Sacharov s Lavrentěvem nikdy na toto téma nemluvil, i když se k němu vždy velmi hlásil a choval se přátelsky. Začaly výpočty vodíkové bomby: 25 děvčat sedělo za kalkulačkami a pět studentů 5. ročníku jim dodávalo programy. Počítalo se ve dne v noci, bez přestávek a svátků. Vodíková bomba měla pořád přednost. Lavrentěv se dočkal v říjnu 1951. K obhajobě návrhu elektromagnetické pasti se sešli Golovin, Lukjanov, Lavrentěv a neznámý muž, který do bouřlivé diskuse nezasahoval a těsně před závěrem obhajoby místnost opustil. Později Lavrentěv zjistil podle fotografie, že to byl I. E. Tamm, učitel a kolega A. D. Sacharova, spoluautor projektu Magnetického termojaderného reaktoru. Golovin diskusi uzavřel s tím, že Lavrentěvův návrh nemá chyby, ale k experimentálnímu ověření se nedoporučuje. Prý jsou snazší cesty k cíli a není žádoucí tříštit síly. „Už máme 30 kA a stačí proud třikrát zvýšit a výsledek – fúzní neutrony – máme v kapse!“ vzpomněl si Lavrentěv na Golovinova slova, kterých byl svědkem při jedné ze svých návštěv generála Pavlova. Lavrentěv byl velmi zklamán. Jeho životní sen se opět vzdálil. Ovšem vše zlé je k něčemu dobré. Lavrentěv se nevzdal a svoje argumenty se snažil podložit dalšími výpočty.

Není místo!


Nic lépe nevystihuje situaci, která nastala v roce 1953, jako slova známé písničky: „Když je radost, přijde smutek, zmizí vše, co bylo fajn!“ Pátého března 1953 zemřel Stalin. Beriju uvěznili a 26. června zastřelili. Lavrentěv najednou musel platit školné, snížili mu stipendium. A co bylo nejhorší – nesměl navštěvovat LIPAN. Ocitl se bez prostředků. Nový děkan fakulty MGU mu řekl: „Váš ochránce zemřel. Co ještě chcete?“ Sáhl po osvědčené metodě a napsal novému generálnímu tajemníkovi N. S. Chruščovovi. Stipendium mu vrátili, ale do LIPAN stále nesměl. V době, kdy potřeboval absolvovat předdiplomová měření, neměl laboratoř a neměl školitele. Fyzikální fakultu MGU přesto absolvoval podle přání Kurčatova o rok dříve a s vyznamenáním. Čekal na umístěnku do LIPAN. Podle dohody. Oznámili mu, že není místo. Vědecký poradce Chruščova, Panasenko, Lavrentěvovi poradil Charkovský fyzikálně-technický ústav. Právě tam otvírali oddělení fyziky plazmatu. Než Lavrentěv dorazil, někdo řediteli ústavu zavolal, že k němu míří známý potížista a autor pomatených myšlenek. O telefonátu se Lavrentěv dozvěděl o několik let později. V Charkově bydlel na svobodárně v jedné místnosti s dalšími deseti lidmi. Nebylo jednoduché se na novém pracovišti prosadit, ale v roce 1958 měl konečně své první experimentální zařízení zatím se slabým magnetickým polem. Jmenovalo se „C 1“.

Byla to krádež?


Pak se jednou stalo něco, čemu nerozuměl. Moskevské studio naučně populárních filmů ho požádalo na základě doporučení L. A. Arcimoviče, světového fúzního fyzika a vedoucího programu řízené termojaderné syntézy v SSSR, o kopii tzv. Sachalinské zprávy, která prý iniciovala výzkum řízené termojaderné syntézy v Sovětském svazu. Teprve nyní Lavrentěv pochopil přátelské chování Sacharova, ovšem bylo mu divné, proč mu Sacharov o skutečném stavu věcí nikdy neřekl.
Lavrentěv si byl vědom komplikací kolem utajení, která provázela počátky výzkumu fúze, ale začal boj o svou prioritu. Pokusil se ji alespoň zpětně stvrdit patentem. Poslal Státní komisi pro objevy a vynálezy přihlášku patentu Termoizolace vysokoteplotního plazmatu silovým polem. Komise ovšem chtěla jako přílohu přihlášky originál Sachalinské zprávy. V archivu ÚV KSSS sice Lavrentěv našel člověka, který si vše pamatoval, ale ten mu řekl, že všechny dokumenty z toho roku byly zničeny.

Obrat


V roce 1968 na památné termojaderné konferenci v Novosibirsku, která odstartovala tokamakový boom, se Lavrentěv poprvé osobně setkal se svými kolegy ze Západu. Mj. s T. J. Dolanem z Livermoru, který se kvůli němu učil ukrajinsky, aby mohl číst jeho práce v originále. Ukrajinský fyzikální časopis totiž otiskl Lavrentěvovi stěžejní práci (všesovětský časopis Úspěchy fyzikálních věd ji odmítl). Setkal se s profesorem R. L. Hirchem a dalšími sympatizanty a jeho zahraniční věhlas se stal zřejmým. A. A. Kalmykov, přímý nadřízený Lavrentěva, využil novosibirského úspěchu kolegy a sehnal 300 000 rublů na stavbu velkého zařízení – mnohaštěrbinové elektromagnetické pasti, kterou nazvali Jupitěr – 21. Pak opět zasáhl osud jako už mnohokrát. Na zahraniční stáži Kalmykov nepřežil smrtelnou dávku záření. Nový vedoucí nařídil Lavrentěvovi postavit zařízení menší. Nicméně několik Jupitěrů v Charkově fungovalo až do perestrojky, když se rozpadl nejen program Jupitěr, ale celý Sovětský svaz.

Našla se!


To mělo ale za následek otevření archivu prezidenta Ruské federace a najednou byla ztracená Sachalinská zpráva na světě. V roce 2001 ji otiskl časopis Úspěchy fyzikálních věd spolu se sérií článků k 50 letům výzkumu řízené termojaderné syntézy v SSSR. Jeden z článků se jmenoval Role, kterou hrál Oleg Alexandrovič Lavrentěv při formulaci problému a inicializaci výzkumu řízené termojaderné fúze v SSSR (napsal ho B. D. Bondarenko).

Sacharov, Golovin a Arcimovič nikdy neupřeli Lavrentěvovi jeho zásadní roli na začátku výzkumu řízené fúze v SSSR.

V roce 2004 mu přijel do Charkova poblahopřát prezident Ukrajiny Sergej Kučma a Lavrentěv získal doktorát věd. V osmasedmdesáti letech! Po třiceti letech od obhájení práce o tzv. elektromagnetických pastích, které se dávno používají při výrobě zařízení v USA, Japonsku a Jižní Koreji, mohla být Lavrentěvova „elektromagnitnaja lovuška“ konkurentem tokamaku či stelarátoru a jen řada nepříznivých náhod jí v tom zabránila? Nejspíše ne, ale není to vyloučené. V každém případě je příběh osamělého běžce Olega Alexandroviče Lavrentěva zajímavý a poučný. Příběh muže, který svou myšlenku neopustil 55 let.

Oleg Alexandrovič končí dlouhé vyprávění trochu smutně: „Když bylo třeba vyvinout bombu k zabíjení co největšího počtu lidí, soustředil se intelektuální i materiální potenciál a bomba byla na světě. No a řízená fúze…?“

Leave a Reply