Cuộc đời và sự nghiệp của thiên tài tự học phát minh ra bom nhiệt hạch

Đến với “giấc mơ xanh”

Oleg Lavrentiev sinh năm 1926, trong một gia đình bình dân ở tỉnh Pskov. Cha ông làm thư ký tại nhà máy Vydvizhenets, mẹ làm y tá trong nhà hộ sinh. Oleg đã yêu môn vật lý sau khi tình cờ đọc một giáo trình khoa học thường thức “Giới thiệu về vật lý hạt nhân”. Như Oleg sau này viết trong tự truyện của mình, đó là lần đầu tiên ông được biết về vấn đề nguyên tử, và “giấc mơ xanh” của ông là được sinh ra để làm việc trong ngành vật lý hạt nhân. Năm 1944, Oleg gia nhập Hồng quân, đã tham gia chiến dịch giải phóng các nước Baltic và từ mặt trận trở về với nhiều huy chương, tiếp tục phục vụ tại Sakhalin.

Chính tại đây, chàng trai Pskov có thời gian để cống hiến cho vật lý nguyên tử - Lavrentiev là Trung sĩ, dành trọn vẹn khoản phụ cấp của mình để đặt mua sách và tạp chí khoa học. Trong tiểu đoàn pháo phòng không số 221, nơi chàng trai trẻ phục vụ, có một thư viện khá tốt với nhiều sách và tài liệu kỹ thuật. Để thực hiện “giấc mơ xanh” của mình, anh lính trẻ chỉ mới học hết lớp 7 tự nghiên cứu các phép tính vi phân và tích phân, nghiên cứu về cơ học, nhiệt, vật lý phân tử và nguyên tử, điện và từ…

Theo Lavrentiev, ý tưởng về việc sử dụng phản ứng tổng hợp hạt nhân lần đầu tiên đến với ông vào mùa đông năm 1948, khi chỉ huy đơn vị hướng dẫn ông chuẩn bị bài giảng cho bộ đội về vấn đề nguyên tử và sau đó, “sự chuyển đổi lượng thành chất”. Có vài ngày để chuẩn bị, anh lính 22 tuổi đã suy nghĩ và tìm ra giải pháp cho các vấn đề đã phải vật lộn trong nhiều năm liên tiếp - tìm thấy chất deuteride lithium-6, có khả năng phát nổ dưới ảnh hưởng của vụ nổ nguyên tử, khuếch đại nó lên nhiều lần.

Từ Sakhalin xa xôi, Lavrentiev gửi cho nhà lãnh đạo Joseph Stalin một bức thư. Như Sergei Kremlev viết trong cuốn “Stalin vĩ đại”, vào năm 1949, một quân nhân đã viết một lá thư cho Stalin nói rằng anh ta biết “bí mật của quả bom khinh khí”. Không nhận được câu trả lời, vì vậy, vào năm 1950, Lavrentiev lại gửi một bức thư khác, nhưng lần này, thông qua Thành ủy Poronayskiy, tới Ủy ban Trung ương Đảng Cộng sản Liên Xô CPSU. Trong bức thư, Lavrentiev nêu ra hai ý tưởng mà vào thời điểm đó, các nhà khoa học nguyên tử hàng đầu Liên Xô và Mỹ vẫn chưa nghĩ ra.

Ý tưởng đầu tiên là sử dụng hợp chất rắn của hydro với lithium làm “nhiên liệu” cho bom khinh khí. Trước đó, các nhà khoa học đã cố gắng tạo ra một quả bom nhiệt hạch dựa trên các đồng vị nặng của hydro-deuteri và triti, là những chất khí, và để phản ứng thành công, chúng cần ít nhất phải ở dạng trạng thái lỏng. Tiếp thu ý tưởng về một loại “nhiên liệu” rắn, các nhà khoa học Liên Xô đã kịp thời chấn chỉnh, bắt tay vào sản xuất lithium deuteride, và ngày 12/8/1953, họ đã cho nổ thành công quả bom khinh khí nhỏ gọn đầu tiên của thế giới.

Bức thư khiến Igor Tamm - Viện sĩ lừng danh và là người được nhận Giải thưởng Nobel Vật lý 1958 cùng học trò của ông là nhà vật lý lỗi lạc Andrei Sakharov bối rối khi biết rằng một người lính mới học hết lớp 7 lại có thể cung cấp cho họ nguyên tắc tạo ra một quả bom nhiệt hạch “khô”, trong khi kết quả nghiên cứu của nhóm các nhà khoa học do chính ông lãnh đạo đang đi vào ngõ cụt - quả bom hạt nhân mà họ chế tạo ra rất cồng kềnh, không một máy bay ném bom nào có thể chứa được.

Ý tưởng thứ hai là sử dụng phản ứng nhiệt hạch cho các mục đích hòa bình - còn hoành tráng hơn, vì vẫn chưa được nhân loại nghĩ đến. Thực tế là nhà khoa học - người lính Viễn Đông là người đầu tiên trên thế giới tìm ra cách giữ plasma trong lò phản ứng nhiệt hạch ở khoảng 150 triệu độ C bằng điện trường. Andrei Sakharov - người được chuyển tiếp bức thư của nhà phát minh - ngay lập tức nắm bắt ý tưởng này và cùng với Igor Tamm, phát triển nó thành khái niệm cô lập plasma nhiệt độ cao bằng cách sử dụng từ trường.

Sau đó, chính Sakharov đã xác nhận thực tế là trên cơ sở ý tưởng này, các mô hình đầu tiên của lò phản ứng nhiệt hạch từ tính có hình dạng hình xuyến đã được tính toán, chúng được đặt tên là “tokamak” (“buồng hình xuyến từ tính”). Hiện nay, tokamak được coi là thiết bị hứa hẹn nhất cho nhiệt hạch có điều khiển dung hợp. Vì vậy, bức thư của Lavrentiev đã đóng vai trò như một chất xúc tác cho sự phát triển của khoa học Liên Xô theo hướng này.

Năm 1950, Lavrentiev được gặp Thư ký Ủy ban Đặc biệt số 1 thuộc Hội đồng Bộ trưởng Liên Xô V. A. Makhnev và vài ngày sau - đến Điện Kremlin và được Chủ tịch Ủy ban Đặc biệt về vũ khí nguyên tử và hydro Lavrentiy Beria tiếp. Lavrentiev được nhận vào học năm thứ nhất khoa Vật lý, Đại học Tổng hợp Moscow mang tên Lomonosov và trở thành nghiên cứu viên trong nhóm sản xuất bom nhiệt hạch (còn gọi là bom H, bom khinh khí) của Viện sĩ Tamm.

Ông được nhận học bổng đặc biệt cao, trị giá 600 rub, miễn học phí tại Đại học Moscow và gia nhập nhóm sinh viên đặc biệt được các giảng viên có trình độ cao của nhà trường trực tiếp hướng dẫn. Thay vì ở nhà trọ, ông được cấp một căn phòng đầy đủ tiện nghi gần trung tâm Moscow; được quyền tham dự các khóa học miễn phí. Ông cũng được cung cấp tài liệu khoa học, được giáo viên vật lý, toán và tiếng Anh kèm thêm (giáo viên kèm môn toán là A. Samarsky, sau này là Viện sĩ và Anh hùng Lao động Xã hội Chủ nghĩa).

Lavrentiev đề xuất, để có được plasma deuterium nhiệt độ cao nên sử dụng một hệ thống cách nhiệt tĩnh điện, giúp nhóm nghiên cứu giảm trọng lượng của sản phẩm. Sau khi khai giảng chương trình Nhà nước về nghiên cứu nhiệt hạch vào tháng 5/1951, Lavrentiev được nhận vào Phòng thí nghiệm Dụng cụ đo lường của Viện Hàn lâm Khoa học Liên Xô LIPAN (hiện là Viện Kurchatov), nơi nghiên cứu về lĩnh vực vật lý plasma nhiệt độ cao “Tối mật”.

Những ngã rẽ nghiệt ngã

Sự nghiệp khoa học của Oleg Lavrentiev đang lên như diều gặp gió thì Stalin qua đời (năm 1953), Lavrentiy Beria thất sủng, bị xử bắn… Nikita Khrushchev lên nắm quyền, và sau khi thử nghiệm thành công bom nhiệt hạch vào tháng 8 năm đó, các nhà khoa học nhận được những ngôi sao vàng “Anh hùng lao động xã hội chủ nghĩa”, tiền thưởng và các lợi ích vật chất khác. Tuy nhiên, trong danh sách các giải thưởng lại không có tên tác giả của ý tưởng, mà theo Andrei Sakharov, đã đưa nhóm của ông thoát khỏi bế tắc khoa học. Thay vì phần thưởng là sự đàn áp tất cả những người gần gũi với Beria - người đứng đầu dự án bom H - mà Lavrentiev là một trong số đó.

Lavrentiev bị cắt học bổng, phải trả tiền học phí, bị tước quyền bảo vệ an ninh, không được nhận vào Phòng thí nghiệm số 2 của Viện Hàn lâm Khoa học Liên Xô, nơi nhà khoa học mơ ước được thực hiện phản ứng tổng hợp có kiểm soát. Căn phòng mà Oleg được cấp theo chỉ thị của đích danh Beria bị thu hồi. Mùa xuân năm 1956, Lavrentiev rời đến Kharkov, nghiên cứu plasma tại Viện Vật lý, nhưng không được phép đăng bài trên Tạp chí Vật lý Thực nghiệm và Lý thuyết và bị gán cho là “một kẻ gây gổ và là tác giả của những bài báo khó hiểu”.

Cho đến cuối đời, Tiến sĩ Khoa học Oleg Lavrentiev, tác giả của 114 công trình khoa học, đã làm việc tại tòa nhà 5 tầng nổi tiếng Kharkov. Thời gian trôi đi, nhiều người sử dụng ý tưởng của Lavrentiev thậm chí không quan tâm đến tác giả, nhưng không ít các viện sĩ thừa nhận rằng, họ trích dẫn từ tài liệu của một người lính mới học hết lớp 7. Với sự im lặng của cộng đồng học thuật, đóng góp của Lavrentiev cho quốc phòng vẫn còn bị đánh giá thấp. Thậm chí còn có ý kiến cho rằng Lavrentiev không liên quan, đó là một dự án tập thể được thực hiện bởi Kurchatov, Tamm, Ginzburg, Zeldovich, Khariton và những người khác.

Theo nhà vật lý xuất sắc Liên Xô Lev Artsimovich, trong danh sách xếp hạng những người có đóng góp quan trọng nhất trong việc tạo ra phản ứng tổng hợp hạt nhân nhiệt của Liên Xô - “Danh sách Golovin” - có khoảng 50 cái tên, bao gồm những ngôi sao sáng như Kurchatov, Leontovich, Velikhov, Sagdeev… Tuy nhiên, 3 cái tên được xếp vị trí đầu tiên trong danh sách là Oleg Lavrentiev, Andrei Sakharov và Evgeny Tamm - người đầu tiên hình thành ý tưởng về phản ứng nhiệt hạch có kiểm soát, cha đẻ của bom hydro Liên Xô.

Lavrentiev là một phần không thể thiếu của lịch sử hạt nhân thế giới, là người đề xuất ý tưởng cách mạng từ bỏ nước nặng, sử dụng deuterium-lithium-6 làm nhiên liệu nhiệt hạch để chế tạo ra bom H nhỏ gọn, vận chuyển. Theo Marat Krainy, người nghiên cứu tiểu sử của “Trung sĩ nguyên tử” trong nhiều năm, đã đặt Lavrentiev ngang hàng với thiên tài Lomonosov. Chính những phát minh của ông vào đầu những năm 50 của thế kỷ trước đã giúp Liên Xô vững vàng trong cuộc đua hạt nhân với Mỹ. Ở bên kia đại dương, quả bom hydro đầu tiên chế tạo từ deuteride lithium-6 đã được kích nổ vào ngày 1/3/1954, muộn hơn một năm so với Liên Xô, có sự tham gia của 12 nhà khoa học đoạt giải Nobel, những người khám phá lại những gì Lavrentiev đã thực hiện vào năm 1948.

Năm 2001, một lá thư nhân danh các nhà vật lý được gửi Viện Hàn lâm Khoa học Nga với yêu cầu khôi phục tên tuổi của Lavrentiev - “cha đẻ của ý tưởng tổng hợp nhiệt hạch có kiểm soát, người khởi xướng bom H “khô” trên thế giới” trong lịch sử khoa học Nga (có tài liệu viết, cuối cùng, Oleg Lavrentiev vinh dự nhận giải thưởng của mình với Ngôi sao vàng Anh hùng nước Nga). Lavrentiev, người luôn khiêm tốn và không tự nhận mình là người tiên phong, đã làm việc tại Viện Kharkov cho đến ngày cuối cùng của đời mình. Nhà khoa học tài năng này đã qua đời ngày 10/2/2011, được mai táng tại nghĩa trang làng Lesnoye, bên cạnh vợ ông.