Как показали подсчеты, два осколочных элемента, образующиеся при разрыве или делении ядер урана, должны отскакивать один от другого с огромными скоростями — энергия разлета в миллионы раз превышает ту, что достигается при горении угля или взрыве динамита (естественно, в масштабе атома). И этот энергетический ход деления тяжелого ядра, безукоризненный на бумаге, казался столь невероятным, что Фриш, прервав свои рождественские каникулы, помчался из Швеции в Копенгаген, чтобы экспериментально установить наличие осколочных элементов, обладающих такой фантастической энергией.
Эксперимент подтвердил расчеты: и само ядро урана раскалывается при бомбардировке нейтронами, и энергия разлета чудовищно велика. А что до бета-излучений продуктов реакции, столь занимавших радиохимиков, то выброс электронов — в этом уже не сомневались ни Мейтнер с Фришем, ни Ган со Штрассманом — происходил не из ядер урана, а из ядер заново возникших элементов. Все радиоактивные превращения совершались с осколками, а не с материнским ядром. Этим, как представлялось четырем исследователям, сразу снимался мучительный вопрос о трансуранах. Для них трансураны умерли. Что к трансуранам еще придется возвратиться и что они сыграют важнейшую роль в развитии техники и колоссально усилят зловещую мощь ядерного оружия, тогда, в январе 1939 года, не предполагал никто.
Так были сделаны два первых шага в расшифровке нового физического явления, обнаруженного Ганом и Штрассманом: доказано, что ядра самого тяжелого элемента, урана, под действием нейтронов могут распасться на два элемента среднего веса и что при этом выделяется чудовищная энергия.
Закономерно возник новый вопрос: а нельзя ли эту высокоэнергетическую реакцию превратить из искусственно вызванной на единичных атомах в естественно протекающий процесс, охватывающий всю массу урана?
Ответ поступил немедленно вслед за публикациями Отто Гана и Фрица Штрассмана, Лизы Мейтнер и Отто Фриша. И не из какой-то одной лаборатории, даже не из одной страны, а из Соединенных Штатов, Франции, Советского Союза, Германии, Англии…
Трудно передать, какое волнение охватило физиков, когда они узнали о делении урана. В то время во всем мире едва ли набиралось две сотни ядерщиков, но среди них были те, чьи имена золотыми буквами вписаны в историю науки, авторы великих открытий в строении атома, исследованиях радиоактивности.
Ученых поразили две особенности нового открытия: с одной стороны, в нем осуществлялись давние ожидания и предвидения, с другой — оно было неожиданным и непредвиденным. Как же совмещались эти две исключающие друг друга противоположности: предвиденное и неожиданное? Что подтвердило ожидания и что поразило неожиданностью? Попробуем в этом разобраться.
На заре двадцатого века, в 1905 году, тогда еще молодой физик Альберт Эйнштейн доказал, что вещество может превращаться в энергию.
Масса эквивалентна энергии, и коэффициент эквивалентности, квадрат скорости света, — величина столь огромная, что даже крохотная масса способ на породить исполинскую энергию. Теоретическое обоснование этой энергии, получившей название скрытой, давало надежду на возможность ее высвобождения. К тому же одно явление, в котором исчезновение микроскопической массы высвобождало огромную энергию, предсказанную формулой Эйнштейна, было уже известно — за десять лет до первой статьи Эйнштейна Анри Беккерель открыл радиоактивность.
Не все поняли тогда значение этого открытия. Но два ученых — англичанин Эрнест Резерфорд и русский Владимир Иванович Вернадский — сразу оценили радиоактивность по достоинству. Процесс превращения ядра радия в ядра соседних элементов не поражал интенсивностью — половина радия распадается за тысячу шестьсот лет. Однако «энергетический эффект малых количеств массы», как назвал этот феномен Вернадский, необычайно высок. Масса новых элементов и частиц, появившихся при радиоактивном распаде, на сотые доли процента меньше массы материнского ядра. Этого достаточно, чтобы даже ничтожные количества радиоактивных элементов стали источниками теплоты. Радий в естественном состоянии находится в великом рассеянии, чисто радиевые руды невозможны: выделяемая ими теплота не только расплавила бы соседние породы но и вызвала прямой взрыв, снова рассеивающий компактную массу. И хотя радия на Земле очень мало, Резерфорд считал, что внутренний жар нашей планеты создается именно теплотой радиоактивности.