Trong đó có sự sụp đổ của một nền khoa học có uy tín vào bậc nhất thế giới. Các nhà khoa học bị rơi vào tình trạng vô cùng khó khăn. Thu nhập hàng tháng không bằng tiền uống cafe buổi sáng của các nhà khoa học tại các nước tư bản phát triển. Trong tình cảnh ấy, 10 năm sau khi Liên Xô tan rã, nhiều nhà khoa học chân chính không chỉ vẫn đứng vững mà đã làm nên những phát minh vĩ đại, mở ra những trang mới trong sự phát triển văn minh nhân loại. Câu chuyện sau đây của IU. Ô-ga-nhe-si-an, Viện sỹ thông tấn Viện hàn lâm khoa học Nga, Nhóm trưởng một nhóm các nhà nghiên cứu vật lý hạt nhân Nga, kể về lịch sử của một trong những phát minh đó của các nhà vật lý làm việc tại Viện nghiên cứu hạt nhân liên hợp Đúp-na.
*****
Tại một khu vực ngoại ô thủ đô Mat-cơ-va cảnh vật đẹp như tranh vẽ của nước Nga có hai thành phố khoa học nổi tiếng trên toàn thế giới. Một là thành phố mang tên nhà khoa học vũ trụ vĩ đại người Nga Côrôlốp, người đã có vai trò quyết định trong thiết kế chế tạo các con tàu vũ trụ đầu tiên của nhân loại. Thành phố thứ hai là Đúp-na, tại đây có một trung tâm khoa học độc nhất vô nhị trên thế giới - Viện nghiên cứu hạt nhân liên hợp, trong đó tụ họp các nhà khoa học kiệt xuất từ 18 nước trên thế giới đến làm việc. Được biết, dưới thời chính quyền xô viết, các nhà khoa học ở đây được sống theo "chế độ cộng sản", nghĩa là "cần cái gì thì có cái ấy". Có thể nói không chút phóng đại rằng Đúp-na là thành phố của các phát minh khoa học.
Theo nhận xét của Viện sĩ Viện hàn lâm khoa học Nga Vla-đi-mia Ca-đư-sep-xki, Giám đốc Viện nghiên cứu hạt nhân liên hợp, thì Đúpna là một thành phố duy nhất ở Nga mà tên gọi đã được dùng để đặt tên cho một nguyên tố hoá học trong bảng tuần hoàn Men-đê-lê-ep. Tháng 8 năm 1987, tại một phiên họp toàn thể của Hiệp hội quốc tế các nhà hóa học tinh vi và hoá học ứng dụng đã thông qua quyết định đặt tên Đúp-na cho nguyên tố hoá học có số thứ tự nguyên tử số 105 trong hệ thống tuần hoàn Men-đê-lê-ep. Từ đó, nguyên tố số 105 có tên "Đupnhi", khẳng định đóng góp của Viện nghiên cứu hạt nhân liên hợp trong việc phát minh ra nguyên tố này và những đóng góp khác trong việc tổng hợp các nguyên tố hoá học siêu nặng về sau này mà bài viết sẽ chia sẻ thông tin cùng bạn đọc.
Viện nghiên cứu hạt nhân liên hợp ở Đúp-na có một sức sống phi thường. Bằng mọi giá, chúng tôi vẫn duy trì các công trình nghiên cứu khoa học ở đây luôn ở trình độ cao nhất của thế giới. Chúng tôi vẫn tham gia vào các dự án và các thí nghiệm quy mô lớn bên ngoài phạm vi Đúp-na, duy trì các mối quan hệ mới với các đối tác truyền thống và thu hút các nhà nghiên cứu mới đến làm việc tại đây. Chính vì thế mà Viện chúng tôi vẫn tồn tại và phát triển. Trong 10 năm gần đây, hàng năm, ở Đúp-na tiến hành 60 hội nghị và hội thảo khoa học khác nhau, trong đó có các hội thảo quốc tế. Nếu muốn khoa học phát triển ở tầm cỡ thế giới thì cần phải tìm kiếm các đối tác ở nước ngoài, trước hết từ các nước kinh tế phát triển. Bằng cách đó, ở Đúp-na đang thực hiện các đề án mà nếu chỉ mỗi mình chúng tôi tự làm thì không đủ tiền của.
Như mọi người đều biết, một trong những phát minh rực rỡ nhất của nền khoa học Nga là Định luật tuần hoàn và Hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hoá học mang tên Men-đê-lê-ep. Hiện nay, hệ thống tuần hoàn đang trải qua một giai đoạn phát triển hoàn toàn mới, có thể nói là sự hồi sinh lần thứ hai. Chúng tôi đang đạt được những kết quả cực kỳ lớn lao và đã được toàn thể cộng đồng khoa học thế giới công nhận. Trong thời đại hiện nay, thật không đơn giản một chút nào nếu muốn thu được một kết quả phi thường, hơn nữa lại là một kết quả nghiên cứu thực nghiệm. Là một người tham gia nghiên cứu chế tạo máy gia tốc hạt, tôi biết rằng phải bỏ ra khối lượng tiền của khổng lồ và phải vượt qua biết bao khó khăn phức tạp mới có thể đạt được kết quả. Vì lẽ đó, các nhà khoa học Đúp-na thật đáng được trân trọng. Các phát minh của họ không chỉ là những thành tựu vĩ đại mà còn mở cửa vào tương lai và chúng ta đang là những người chứng kiến những thành tựu kiệt xuất trong lĩnh vực này. Hiện nay, tại phòng thí nghiệm của chúng tôi đang diễn ra cuộc săn lùng nguyên tố hoá học số 118 ở giai đoạn quyết định nhất. Các nhà khoa học rất bận rộn. Họ chỉ trở về nhà vào lúc gần nửa đêm và sáng tinh mơ đã có mặt tại phòng làm việc.
Có thể nói, lịch sử cuộc săn lùng này gắn bó máu thịt với số phận và cuộc đời tôi. Mọi việc bắt đầu từ chuyện học tập tại trường Đại học Vật lý kỹ thuật Mat-xcơ-va. Tôi sinh ra ở thành phố Rô-xtốp bên bờ sông Đông - một con sông đẹp và thơ mộng được mệnh danh là "Con sông êm đềm" của nước Nga, và sau đó lớn lên ở Ac-mê-nia- một nước cộng hoà trong Liên bang Xô-viết trước đây.
Theo truyền thống gia đình, tôi mơ ước trở thành kiến trúc sư. Nhưng bạn bè của tôi học cùng trường phổ thông hồi đó muốn tôi trở thành nhà vật lý. Cái "mốt" thời đó là các nhà vật lý đang được trân trọng và đánh giá cao. Bạn bè của tôi rủ nhau đến học ở Mat-xcơ-va và tôi cùng đi với họ để thử sức mình. Tôi được tặng thưởng Huân chương vàng do kết quả thi tối đa hai môn vật lý và toán học vào trường Đại học Tổng hợp quốc gia Mat-xcơ-va,Viện vật lý kỹ thuật và Viện nghiên cứu vật lý Mat-xcơ-va. Cũng trong thời gian đó, bắt đầu có các kỳ thi tuyển vào trường Đại học kiến trúc Mat-xcơ-va. Tôi cũng nộp bức vẽ và đơn của mình, rồi đến Viện nghiên vật lý kỹ thuật Mat-xcơ-va lấy lại hồ sơ nhưng ở đó họ cho tôi biết đã quá muộn, hồ sơ của tôi đã nằm ở Uỷ ban an ninh quốc gia để thẩm tra trong vòng 2-3 tháng. Không biết làm gì hơn, tôi buộc phải bắt đầu học tập ở Viện vật lý kỹ thuật Mat-xcơ-va. Nhưng số phận của tôi chưa được định đoạt ở đó. Tôi vẫn mơ tưởng về ngành kiến trúc. Đôi khi tôi đến làm việc cho vui ở một người bạn của tôi là kiến trúc sư, giúp anh ta hoàn thành nốt nội dung các đề án và bản vẽ chi tiết. Đó là những công việc vụn vặt nhàm chán mà ngay cả các kiến trúc sư cũng không thích làm.
Thế rồi bỗng nhiên anh bạn kiến trúc sư đề nghị tôi tham gia vào cuộc thi thiết kế một tượng đài kỷ niệm nhân dịp sát nhập nước Cộng hoà U-crai-na vào với nước Nga. Đây là một cuộc thi rất nghiêm túc và tất cả các dự án đều phải được giữ bí mật trong khi chấm. Tôi rất ngạc nhiên là bản thiết kế của chúng tôi đã vượt qua tất cả các vòng đầu và được lọt vào vòng chung kết. Lúc đó chúng tôi lại bàn về chuyện học hành ở trường Đại học kiến trúc. Ông hiệu trưởng trường này sẵn sàng nhận tôi vào học thẳng từ năm thứ 2. Như vậy, chúng tôi đang đứng trước ngưỡng cửa của những chiến công vinh quang trong lĩnh vực kiến trúc.
Nhưng mọi việc lại không suôn sẻ như vậy. Người ta quyết định không xây dựng tượng đài kỷ niệm nữa và mọi kế hoạch thế là đổ vỡ. Tôi trở lại học ở Viện vật lý kỹ thuật Mat-xcơ-va. Sau khi tốt nghiệp đại học, tôi được phân công công tác ở Đúp-na, nhưng tôi đã phải từ chối vì vợ. Cô ấy vừa tốt nghiệp nhạc viện, nhưng thời đó thì làm gì có cơ sở âm nhạc nào ở Đúp-na để cô ấy làm việc. Thế là tôi được bổ nhiệm công tác ở Viện nghiên cứu mang tên Cuôc-cha-tốp, người được coi là "cha đẻ bom nguyên tử" của Liên Xô trước đây. Lúc đầu tôi đến gặp giáo sư But-ke. Ông ra cho tôi một đề thi về vật lý và bảo tôi phải giải xong trong một tiếng rưỡi. Tôi đã hoàn thành bài thi và ông hài lòng nhận tôi vào làm việc, nhưng hồi đó ở chỗ ông chưa có "ghế trống". Thế là tôi lại được chuyển đến gặp một trưởng phòng thí nghiệm khác. Đó là nhà vật lý kiệt xuất G. Phơ-le-rốp. Khác với giáo sư But-ke, ông không hỏi tôi bất kỳ một câu nào liên quan đến vật lý, nhưng lại quan tâm đến những chuyện như sở thích thể thao và các nỗi đam mê khác của tôi. Hồi đó tôi rất thích chơi bóng rổ, bóng chuyền và đi xem các phòng triển lãm nghệ thuật. Ông còn hỏi tôi về hoàn cảnh gia đình và ông nói nếu tôi làm việc ở chỗ ông thì sẽ không tránh khỏi phải làm việc ở Đúp-na, vì phòng thí nghiệm của ông sắp chuyển tới đó. Tuy nhiên ông cho biết, vào bất kỳ lúc nào tôi cũng có thể ra đi và ở lại Mat-xcơ-va.
Câu chuyện giữa tôi và G. Phơ-le-rốp diễn ra giản dị và thân thiện. Đó là năm 1956, trong Viện đã xây dựng xong máy gia tốc hạt mà tôi sẽ phải làm việc trên đó. Vào thời điểm này ở Nga có hai sự kiện gây ấn tượng mạnh đối với tôi. Sự kiện thứ nhất là việc bắt đầu xây dựng kênh đào Mat-xcơ-va -Vôn-ga. Sự kiện thứ hai là xây dựng xong máy gia tốc hạt đầu tiên. Việc xây dựng kênh đào Mat-xcơ-va là một sự kiện có tầm cỡ quốc tế. Như mọi người đều biết, đã có một kiệt tác ôpêra "Aida" do nhạc sỹ thiên tài Giô-gie-pe Véc-đi sáng tác nhân dịp kỷ niệm khánh thành kênh đào Xuy-ê. Còn khi đón chào kênh đào Mat-xcơ-va-Vôn-ga cũng đã có bài thơ "Hai con chim đại bàng" nói về hai lãnh tụ kiệt xuất của nhân dân Xô-viết. Đó là Lê-nin và Xta-lin. Tượng đài của hai người được xây dựng ở đầu nguồn của con kênh vĩ đại này. ở trường phổ thông Xô-viết trước đây, tất cả các học sinh đều biết thuộc lòng bài thơ này. Trong khi đó thì việc khánh thành máy gia tốc hạt lại được tiến hành trong một bức màn bí mật.
Trở lại với thời đoạn tôi đến phòng thí nghiệm vật lý của G. Phơ-le-rốp. Chúng ta đều biết rằng không phải ngẫu nhiên G. Phơ-le-rốp quay trở lại với khoa học vật lý. Trong thời gian chiến tranh giữ nước vĩ đại, trung uý G. Phơ-le-rốp đã từng viết một bức thư gửi Xta-lin đề nghị Bộ Tổng chỉ huy tối cao xúc tiến nghiên cứu chế tạo bom nguyên tử. Sau đó, chính G. Phơ-le-rốp đã từng tham gia vào quá trình thiết kế chế tạo bom nguyên tử. Thế mà bỗng nhiên ông lại chuyển sang đam mê về vật lý. Thật ra điều đó không có gì đang ngạc nhiên. Có một số người ở Liên Xô cho rằng các nhà vật lý của chúng ta sau khi thử nghiệm thành công vũ khí hạt nhân và vũ khí nhiệt hạch đã bị cái gọi là "hội chứng nguyên tử". Họ tỏ ra hối hận. Nhưng trên thực tế hoàn toàn không phải như vậy. Ngay sau chiến tranh, các nhà khoa học Xô-viết phải giải quyết một nhiệm vụ vô cùng phức tạp là chế tạo thành công vũ khí nguyên tử để đối phó với Mỹ trong cuộc "chiến tranh lạnh". Chúng ta không nên quên rằng, ở Liên Xô vũ khí nguyên tử đã được nghiên cứu ngay sau khi chiến tranh kết thúc. Tôi đã từng học ở trong trường đại học với những người bạn lớn hơn tôi 5 tuổi. Họ là những chiến sĩ vừa từ mặt trận trở về. Họ hiểu hơn ai hết rằng để tránh chiến tranh thì đất nước Xô-viết phải mạnh. Nhà nước Xô-viết đã đầu tư một khối lượng tiền của và nhân tài vô cùng lớn vào công cuộc chế tạo vũ khí hạt nhân. Tôi không được biết các con số chính thức nhưng theo những thông tin tôi có được, trong hai năm, Nhà nước Xô-viết đã phải huy động toàn bộ tiền của dự trữ trong ngân khố quốc gia để chế tạo "lá chắn nguyên tử". Có thể nói, toàn bộ đất nước Xô-viết đã ký tên vào dự án vĩ đại này.
Sau khi nhiệm vụ hoàn thành, các nhà khoa học lại quay trở về với các công trình nghiên cứu khoa học thuần tuý, trong đó có G. Phơ-le-rốp. Lúc này chúng tôi nghiên cứu về các iôn nặng. Vì sao phải nghiên cứu chúng? Tôi thấy G. Phơ-le-rốp có một nhãn quan đặc biệt nhạy cảm, tinh tế và xuyên suốt thời đại. Tôi đã nhiều lần được mắt thấy tai nghe, đôi khi G. Phơ-le-rốp không cần đi sâu vào bản chất của vấn đề nhưng ông vẫn định hướng công việc phát triển hết sức chính xác. Ban đầu chúng tôi nghiên cứu tìm kiếm, tổng hợp các nguyên tố mới, gọi là siêu urani, mà có thể sẽ hiệu quả hơn rất nhiều so với nguyên tố urani trong các vụ nổ hạt nhân vừa tiến hành thành công cuối những năm 1940. Nguyên tố siêu urani đầu tiên là plutoni. Chúng tôi tạo ra plutoni trong các lò phản ứng hạt nhân. Cần phải nói thêm rằng G. Phơ-le-rốp là một chuyên gia bậc thầy trong việc thiết kế chế tạo lò phản ứng. Ông đã có nhiều đóng góp kiệt xuất trong việc giải quyết vấn đề này.
Chúng ta hãy quay trở lại với các nguyên tố siêu urani. Xét về mặt khoa học, thì nguyên tố phóng xạ càng nặng, khối lượng tới hạn để xẩy ra phản ứng nổ nguyên tử càng nhỏ. Tôi nhớ lại, chính vì lý do này đã có người cho rằng có thể tạo ra bom nguyên tử có kích thước nhỏ bằng đầu kim! Quả thật như vậy. Các viên đạn urani đã được các nhà khoa học viễn tưởng đề cập đến, thậm chí ở Mỹ đã có hai bộ phim về chủ đề này. Thật ra, lần theo các bậc thang nguyên tố hoá học, chúng ta có thể đi đến vô cùng. Các nhà khoa học vật lý đã phát minh ra hết nguyên tố này đến nguyên tố khác trong các lò phản ứng, nhưng sau đó họ nhận thấy sau nguyên tố thứ 100 thì không thể đi theo hướng đó. Các nhà khoa học Mỹ đã phát hiện ra điều này và họ đi trước chúng ta. Ngay trong thời kỳ chiến tranh, nhà vật lý E. Phec-mi lần đầu tiên đã làm thí nghiệm đưa nguyên tố urani vào vùng phóng xạ của lò phản ứng để thu được các nguyên tố siêu urani. Bằng cách đó, các nhà khoa học Mỹ đã phát minh ra các nguyên tố có số thứ tự từ số 92 đến số 100 trong Bảng tuần hoàn các nguyên tố hoá học. Họ bắt đầu xây dựng các lò phản ứng lớn trước Liên Xô.
Việc tổng hợp các nguyên tố mới sau số thứ tự 100 bỗng nhiên bị vấp phải khó khăn không thể vượt qua được. Thế là các nhà hoá học và vật lý Mỹ quyết định chế tạo các nguyên tố mới trong các vụ nổ hạt nhân. Lý do là trong vụ nổ đó có dòng các hạt nơtơron cực mạnh, tương đương với dòng nơtơron thu được trong lò phản ứng hoạt động suốt 25 năm liền! Đó chính là "các thí nghiệm vật lý" mà chúng ta thường nghe nói đến trên các phương tiện thông tin đại chúng, nhưng nội dung của chúng được giữ bí mật tuyệt đối cả ở Mỹ và Liên Xô. Tôi chưa được biết có bao nhiêu vụ nổ ở Liên Xô, nhưng người Mỹ công bố họ đã tiến hành 5 vụ nổ hạt nhân để tổng hợp một nguyên tố mới, nhưng hy vọng đó của các nhà khoa học Mỹ đã thất bại.
Thế là, hai nhà vật lý hàng đầu của Nga G. Phơ-le-rốp và E. Cuốc-cha-tốp cùng nhau thảo luận về vấn đề này để nghĩ cách giải quyết. Từ đó đã nảy sinh ra một ý tưởng sáng tạo độc đáo mà cho đến hôm nay vẫn là cơ sở khoa học cho các công trình nghiên cứu có tầm cỡ thế kỷ của chúng ta. Bản chất của ý tưởng này có thể diễn giải đơn giản như sau. Trong lò phản ứng nguyên tử, hạt nhân urani "bắt cóc" các nơtơron, lần lượt từ nơtơron này đến nơtơron khác. Bằng cách đó, chúng biến thành các hạt nhân nặng hơn và cuối cùng tạo ra nguyên tố mới. Tuy nhiên, sau nguyên tố số 100 thì quá trình " bắt cóc" đó không còn tác dụng. Nếu nguyên tố đó được sinh ra thì nó cũng chỉ tồn tại trong một thời gian quá ngắn ngủi và không kịp "bắt cóc" các nơtơron tiếp theo. Đó là nguyên nhân thất bại của các nhà khoa học Mỹ. Vì thế, ý tưởng khoa học mới của G. Phơ-le-rốp và E. Cuốc-cha-tốp là không "vỗ béo" các hạt nhân theo lối "bắt cóc" một cách chậm chạp các nơtơron, mà "chộp" ngay cả một khối lượng rất lớn nơtơron và proton. Nói cách khác là dùng một hạt nhân này bắn vào một hạt nhân khác giống như các viên đạn được bắn ra từ nòng pháo. Không thể làm được điều đó trong các lò phản ứng bởi vì chúng không thể gia tốc hạt nhân đến tốc độ gần bằng 1/10 tốc độ ánh sáng, nghĩa là khoảng 30.000 km/s ! Tốc độ đó chỉ có thể tạo được trong các máy gia tốc hạt. Ngay từ xa xưa, các nhà giả thuật kim đã muốn tạo ra các nguyên tố mới bằng cách gia công cơ và nhiệt. Vì thế, họ đã dùng búa để rèn và tác động bằng phương pháp hoá học. Nhưng họ không biết được khối năng lượng đó lớn tới mức nào. Chỉ đến thế kỷ XX chúng ta mới biết tường tận về quá trình này. Như vậy, chúng ta học cách tạo ra các nguyên tố mới.
Ngày nay, kỹ thuật các máy gia tốc hạt có thể cho chúng ta tăng tốc các hạt vật chất nặng. Lần đầu tiên trên thế giới các thí nghiệm tương tự đã được tiến hành tại Viện năng lượng nguyên tử mang tên Cuốc-cha-tốp. Đó thực sự là phương pháp điều chế các nguyên tố mới theo một nguyên lý hoàn toàn mới. Bạn hãy tưởng tượng xem, cùng một lúc chúng ta bắn phá một khối lượng rất lớn các nơtơron và hạt nhân nguyên tử. Lấy hạt nhân cacbon làm thí dụ. Hạt nhân này có 6 proton và 6 nơtơron. Chúng ta gia tốc hạt nhân cacbon và dùng nó làm "viên đạn" bắn vào hạt nhân urani để kết thành một hạt nhân mới. Lúc đó chuyện gì sẽ xẩy ra ? Chúng tôi đã khám phá ra những điều bí ẩn bên trong quá trình này mà cơ sở khoa học của nó là những quy luật vật lý và khả năng của các máy gia tốc hạt. Đối với nhiều người, cách làm đó là không tưởng. Ngay cả Viện sĩ Lep Ac-xi-mô-vich, vốn là một người có uy tín rất lớn trong vật lý thực nghiệm, cũng đã từng nói với tôi và G. Phơ-le-rốp: "Các bạn định cho hai đoàn tàu đâm nhau để tạo ra một đoàn tàu mới?!". Ông cho rằng chúng tôi chỉ thu được những mảnh vỡ. Hồi đó, viện sĩ Lep Ac-xi-mô-vich đang nghiên cứu những vấn đề tương tự trong việc tổng hợp nhiệt hạch. Về sau, chúng tôi thấy rõ qua thực nghiệm rằng viện sĩ Lep Ac-xi-mô-vich chỉ đúng một phần và chỉ đúng trong trường hợp nếu làm thí nghiệm này một cách thô thiển là cho va chạm trực tiếp. Kết quả sẽ hoàn toàn khác nếu chúng ta cho một hạt nhân này "đổ bộ nhẹ nhàng" vào hạt nhân khác. Vấn đề then chốt là phải vượt qua hàng rào ngăn cản ban đầu của các lực đẩy giữa các hạt nhân và rồi sau đó các lực khác trong hạt nhân mục tiêu sẽ tự "bắt cóc" hạt nhân lạ. Lúc đó, chúng ta sẽ nhận được một hạt nhân mới có khả năng sống sót trong một khoảng thời gian nào đó mà không bị phân rã ngay. Nó cần phải được "làm lạnh" bằng cách bỏ bớt một số nơtơron và lúc đó chúng ta thu được nguyên tố mới bền vững. Đó chính là cách mà hiện nay chúng tôi đang làm. Nói theo thuật ngữ khoa học, thì đó là phản ứng hạt nhân dưới tác động của các iôn nặng, hay nói cách khác ngắn ngọn hơn là "phản ứng hoà nhập". Bằng cách này, chúng tôi đã thu được các nguyên tố hoá học mang số thứ tự số 101, số 102, số 103, số 104, số 105. Chính nguyên tố số 105 này đã được mang tên Đúp-na để công nhận thành tựu tuyệt vời và đóng góp vĩ đại của các nhà vật lý Nga làm việc tại Trung tâm Khoa học quốc tế ở thành phố khoa học này.
Tháng 9/1984, Uỷ ban của Hiệp hội quốc tế các nhà hoá học tinh vi và hoá học đã đưa ra đề nghị xác định ưu tiên trong việc phát minh ra các nguyên tố hoá học mới và quy tắc đặt tên cho các nguyên tố đó. Uỷ ban đã xem xét các đề nghị về tên gọi các nguyên tố mới và thống nhất quyết định vẫn tiếp tục đặt tên gọi các nguyên tố theo tên các nhà khoa học có đóng góp lớn, theo địa danh và tính chất của các nguyên tố. Nhưng không lấy tên các nhà khoa học đang sống đặt tên cho các nguyên tố hoá học mới được phát hiện.
*****
Tại một khu vực ngoại ô thủ đô Mat-cơ-va cảnh vật đẹp như tranh vẽ của nước Nga có hai thành phố khoa học nổi tiếng trên toàn thế giới. Một là thành phố mang tên nhà khoa học vũ trụ vĩ đại người Nga Côrôlốp, người đã có vai trò quyết định trong thiết kế chế tạo các con tàu vũ trụ đầu tiên của nhân loại. Thành phố thứ hai là Đúp-na, tại đây có một trung tâm khoa học độc nhất vô nhị trên thế giới - Viện nghiên cứu hạt nhân liên hợp, trong đó tụ họp các nhà khoa học kiệt xuất từ 18 nước trên thế giới đến làm việc. Được biết, dưới thời chính quyền xô viết, các nhà khoa học ở đây được sống theo "chế độ cộng sản", nghĩa là "cần cái gì thì có cái ấy". Có thể nói không chút phóng đại rằng Đúp-na là thành phố của các phát minh khoa học.
Theo nhận xét của Viện sĩ Viện hàn lâm khoa học Nga Vla-đi-mia Ca-đư-sep-xki, Giám đốc Viện nghiên cứu hạt nhân liên hợp, thì Đúpna là một thành phố duy nhất ở Nga mà tên gọi đã được dùng để đặt tên cho một nguyên tố hoá học trong bảng tuần hoàn Men-đê-lê-ep. Tháng 8 năm 1987, tại một phiên họp toàn thể của Hiệp hội quốc tế các nhà hóa học tinh vi và hoá học ứng dụng đã thông qua quyết định đặt tên Đúp-na cho nguyên tố hoá học có số thứ tự nguyên tử số 105 trong hệ thống tuần hoàn Men-đê-lê-ep. Từ đó, nguyên tố số 105 có tên "Đupnhi", khẳng định đóng góp của Viện nghiên cứu hạt nhân liên hợp trong việc phát minh ra nguyên tố này và những đóng góp khác trong việc tổng hợp các nguyên tố hoá học siêu nặng về sau này mà bài viết sẽ chia sẻ thông tin cùng bạn đọc.
Viện nghiên cứu hạt nhân liên hợp ở Đúp-na có một sức sống phi thường. Bằng mọi giá, chúng tôi vẫn duy trì các công trình nghiên cứu khoa học ở đây luôn ở trình độ cao nhất của thế giới. Chúng tôi vẫn tham gia vào các dự án và các thí nghiệm quy mô lớn bên ngoài phạm vi Đúp-na, duy trì các mối quan hệ mới với các đối tác truyền thống và thu hút các nhà nghiên cứu mới đến làm việc tại đây. Chính vì thế mà Viện chúng tôi vẫn tồn tại và phát triển. Trong 10 năm gần đây, hàng năm, ở Đúp-na tiến hành 60 hội nghị và hội thảo khoa học khác nhau, trong đó có các hội thảo quốc tế. Nếu muốn khoa học phát triển ở tầm cỡ thế giới thì cần phải tìm kiếm các đối tác ở nước ngoài, trước hết từ các nước kinh tế phát triển. Bằng cách đó, ở Đúp-na đang thực hiện các đề án mà nếu chỉ mỗi mình chúng tôi tự làm thì không đủ tiền của.
Như mọi người đều biết, một trong những phát minh rực rỡ nhất của nền khoa học Nga là Định luật tuần hoàn và Hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hoá học mang tên Men-đê-lê-ep. Hiện nay, hệ thống tuần hoàn đang trải qua một giai đoạn phát triển hoàn toàn mới, có thể nói là sự hồi sinh lần thứ hai. Chúng tôi đang đạt được những kết quả cực kỳ lớn lao và đã được toàn thể cộng đồng khoa học thế giới công nhận. Trong thời đại hiện nay, thật không đơn giản một chút nào nếu muốn thu được một kết quả phi thường, hơn nữa lại là một kết quả nghiên cứu thực nghiệm. Là một người tham gia nghiên cứu chế tạo máy gia tốc hạt, tôi biết rằng phải bỏ ra khối lượng tiền của khổng lồ và phải vượt qua biết bao khó khăn phức tạp mới có thể đạt được kết quả. Vì lẽ đó, các nhà khoa học Đúp-na thật đáng được trân trọng. Các phát minh của họ không chỉ là những thành tựu vĩ đại mà còn mở cửa vào tương lai và chúng ta đang là những người chứng kiến những thành tựu kiệt xuất trong lĩnh vực này. Hiện nay, tại phòng thí nghiệm của chúng tôi đang diễn ra cuộc săn lùng nguyên tố hoá học số 118 ở giai đoạn quyết định nhất. Các nhà khoa học rất bận rộn. Họ chỉ trở về nhà vào lúc gần nửa đêm và sáng tinh mơ đã có mặt tại phòng làm việc.
Có thể nói, lịch sử cuộc săn lùng này gắn bó máu thịt với số phận và cuộc đời tôi. Mọi việc bắt đầu từ chuyện học tập tại trường Đại học Vật lý kỹ thuật Mat-xcơ-va. Tôi sinh ra ở thành phố Rô-xtốp bên bờ sông Đông - một con sông đẹp và thơ mộng được mệnh danh là "Con sông êm đềm" của nước Nga, và sau đó lớn lên ở Ac-mê-nia- một nước cộng hoà trong Liên bang Xô-viết trước đây.
Theo truyền thống gia đình, tôi mơ ước trở thành kiến trúc sư. Nhưng bạn bè của tôi học cùng trường phổ thông hồi đó muốn tôi trở thành nhà vật lý. Cái "mốt" thời đó là các nhà vật lý đang được trân trọng và đánh giá cao. Bạn bè của tôi rủ nhau đến học ở Mat-xcơ-va và tôi cùng đi với họ để thử sức mình. Tôi được tặng thưởng Huân chương vàng do kết quả thi tối đa hai môn vật lý và toán học vào trường Đại học Tổng hợp quốc gia Mat-xcơ-va,Viện vật lý kỹ thuật và Viện nghiên cứu vật lý Mat-xcơ-va. Cũng trong thời gian đó, bắt đầu có các kỳ thi tuyển vào trường Đại học kiến trúc Mat-xcơ-va. Tôi cũng nộp bức vẽ và đơn của mình, rồi đến Viện nghiên vật lý kỹ thuật Mat-xcơ-va lấy lại hồ sơ nhưng ở đó họ cho tôi biết đã quá muộn, hồ sơ của tôi đã nằm ở Uỷ ban an ninh quốc gia để thẩm tra trong vòng 2-3 tháng. Không biết làm gì hơn, tôi buộc phải bắt đầu học tập ở Viện vật lý kỹ thuật Mat-xcơ-va. Nhưng số phận của tôi chưa được định đoạt ở đó. Tôi vẫn mơ tưởng về ngành kiến trúc. Đôi khi tôi đến làm việc cho vui ở một người bạn của tôi là kiến trúc sư, giúp anh ta hoàn thành nốt nội dung các đề án và bản vẽ chi tiết. Đó là những công việc vụn vặt nhàm chán mà ngay cả các kiến trúc sư cũng không thích làm.
Thế rồi bỗng nhiên anh bạn kiến trúc sư đề nghị tôi tham gia vào cuộc thi thiết kế một tượng đài kỷ niệm nhân dịp sát nhập nước Cộng hoà U-crai-na vào với nước Nga. Đây là một cuộc thi rất nghiêm túc và tất cả các dự án đều phải được giữ bí mật trong khi chấm. Tôi rất ngạc nhiên là bản thiết kế của chúng tôi đã vượt qua tất cả các vòng đầu và được lọt vào vòng chung kết. Lúc đó chúng tôi lại bàn về chuyện học hành ở trường Đại học kiến trúc. Ông hiệu trưởng trường này sẵn sàng nhận tôi vào học thẳng từ năm thứ 2. Như vậy, chúng tôi đang đứng trước ngưỡng cửa của những chiến công vinh quang trong lĩnh vực kiến trúc.
Nhưng mọi việc lại không suôn sẻ như vậy. Người ta quyết định không xây dựng tượng đài kỷ niệm nữa và mọi kế hoạch thế là đổ vỡ. Tôi trở lại học ở Viện vật lý kỹ thuật Mat-xcơ-va. Sau khi tốt nghiệp đại học, tôi được phân công công tác ở Đúp-na, nhưng tôi đã phải từ chối vì vợ. Cô ấy vừa tốt nghiệp nhạc viện, nhưng thời đó thì làm gì có cơ sở âm nhạc nào ở Đúp-na để cô ấy làm việc. Thế là tôi được bổ nhiệm công tác ở Viện nghiên cứu mang tên Cuôc-cha-tốp, người được coi là "cha đẻ bom nguyên tử" của Liên Xô trước đây. Lúc đầu tôi đến gặp giáo sư But-ke. Ông ra cho tôi một đề thi về vật lý và bảo tôi phải giải xong trong một tiếng rưỡi. Tôi đã hoàn thành bài thi và ông hài lòng nhận tôi vào làm việc, nhưng hồi đó ở chỗ ông chưa có "ghế trống". Thế là tôi lại được chuyển đến gặp một trưởng phòng thí nghiệm khác. Đó là nhà vật lý kiệt xuất G. Phơ-le-rốp. Khác với giáo sư But-ke, ông không hỏi tôi bất kỳ một câu nào liên quan đến vật lý, nhưng lại quan tâm đến những chuyện như sở thích thể thao và các nỗi đam mê khác của tôi. Hồi đó tôi rất thích chơi bóng rổ, bóng chuyền và đi xem các phòng triển lãm nghệ thuật. Ông còn hỏi tôi về hoàn cảnh gia đình và ông nói nếu tôi làm việc ở chỗ ông thì sẽ không tránh khỏi phải làm việc ở Đúp-na, vì phòng thí nghiệm của ông sắp chuyển tới đó. Tuy nhiên ông cho biết, vào bất kỳ lúc nào tôi cũng có thể ra đi và ở lại Mat-xcơ-va.
Câu chuyện giữa tôi và G. Phơ-le-rốp diễn ra giản dị và thân thiện. Đó là năm 1956, trong Viện đã xây dựng xong máy gia tốc hạt mà tôi sẽ phải làm việc trên đó. Vào thời điểm này ở Nga có hai sự kiện gây ấn tượng mạnh đối với tôi. Sự kiện thứ nhất là việc bắt đầu xây dựng kênh đào Mat-xcơ-va -Vôn-ga. Sự kiện thứ hai là xây dựng xong máy gia tốc hạt đầu tiên. Việc xây dựng kênh đào Mat-xcơ-va là một sự kiện có tầm cỡ quốc tế. Như mọi người đều biết, đã có một kiệt tác ôpêra "Aida" do nhạc sỹ thiên tài Giô-gie-pe Véc-đi sáng tác nhân dịp kỷ niệm khánh thành kênh đào Xuy-ê. Còn khi đón chào kênh đào Mat-xcơ-va-Vôn-ga cũng đã có bài thơ "Hai con chim đại bàng" nói về hai lãnh tụ kiệt xuất của nhân dân Xô-viết. Đó là Lê-nin và Xta-lin. Tượng đài của hai người được xây dựng ở đầu nguồn của con kênh vĩ đại này. ở trường phổ thông Xô-viết trước đây, tất cả các học sinh đều biết thuộc lòng bài thơ này. Trong khi đó thì việc khánh thành máy gia tốc hạt lại được tiến hành trong một bức màn bí mật.
Trở lại với thời đoạn tôi đến phòng thí nghiệm vật lý của G. Phơ-le-rốp. Chúng ta đều biết rằng không phải ngẫu nhiên G. Phơ-le-rốp quay trở lại với khoa học vật lý. Trong thời gian chiến tranh giữ nước vĩ đại, trung uý G. Phơ-le-rốp đã từng viết một bức thư gửi Xta-lin đề nghị Bộ Tổng chỉ huy tối cao xúc tiến nghiên cứu chế tạo bom nguyên tử. Sau đó, chính G. Phơ-le-rốp đã từng tham gia vào quá trình thiết kế chế tạo bom nguyên tử. Thế mà bỗng nhiên ông lại chuyển sang đam mê về vật lý. Thật ra điều đó không có gì đang ngạc nhiên. Có một số người ở Liên Xô cho rằng các nhà vật lý của chúng ta sau khi thử nghiệm thành công vũ khí hạt nhân và vũ khí nhiệt hạch đã bị cái gọi là "hội chứng nguyên tử". Họ tỏ ra hối hận. Nhưng trên thực tế hoàn toàn không phải như vậy. Ngay sau chiến tranh, các nhà khoa học Xô-viết phải giải quyết một nhiệm vụ vô cùng phức tạp là chế tạo thành công vũ khí nguyên tử để đối phó với Mỹ trong cuộc "chiến tranh lạnh". Chúng ta không nên quên rằng, ở Liên Xô vũ khí nguyên tử đã được nghiên cứu ngay sau khi chiến tranh kết thúc. Tôi đã từng học ở trong trường đại học với những người bạn lớn hơn tôi 5 tuổi. Họ là những chiến sĩ vừa từ mặt trận trở về. Họ hiểu hơn ai hết rằng để tránh chiến tranh thì đất nước Xô-viết phải mạnh. Nhà nước Xô-viết đã đầu tư một khối lượng tiền của và nhân tài vô cùng lớn vào công cuộc chế tạo vũ khí hạt nhân. Tôi không được biết các con số chính thức nhưng theo những thông tin tôi có được, trong hai năm, Nhà nước Xô-viết đã phải huy động toàn bộ tiền của dự trữ trong ngân khố quốc gia để chế tạo "lá chắn nguyên tử". Có thể nói, toàn bộ đất nước Xô-viết đã ký tên vào dự án vĩ đại này.
Sau khi nhiệm vụ hoàn thành, các nhà khoa học lại quay trở về với các công trình nghiên cứu khoa học thuần tuý, trong đó có G. Phơ-le-rốp. Lúc này chúng tôi nghiên cứu về các iôn nặng. Vì sao phải nghiên cứu chúng? Tôi thấy G. Phơ-le-rốp có một nhãn quan đặc biệt nhạy cảm, tinh tế và xuyên suốt thời đại. Tôi đã nhiều lần được mắt thấy tai nghe, đôi khi G. Phơ-le-rốp không cần đi sâu vào bản chất của vấn đề nhưng ông vẫn định hướng công việc phát triển hết sức chính xác. Ban đầu chúng tôi nghiên cứu tìm kiếm, tổng hợp các nguyên tố mới, gọi là siêu urani, mà có thể sẽ hiệu quả hơn rất nhiều so với nguyên tố urani trong các vụ nổ hạt nhân vừa tiến hành thành công cuối những năm 1940. Nguyên tố siêu urani đầu tiên là plutoni. Chúng tôi tạo ra plutoni trong các lò phản ứng hạt nhân. Cần phải nói thêm rằng G. Phơ-le-rốp là một chuyên gia bậc thầy trong việc thiết kế chế tạo lò phản ứng. Ông đã có nhiều đóng góp kiệt xuất trong việc giải quyết vấn đề này.
Chúng ta hãy quay trở lại với các nguyên tố siêu urani. Xét về mặt khoa học, thì nguyên tố phóng xạ càng nặng, khối lượng tới hạn để xẩy ra phản ứng nổ nguyên tử càng nhỏ. Tôi nhớ lại, chính vì lý do này đã có người cho rằng có thể tạo ra bom nguyên tử có kích thước nhỏ bằng đầu kim! Quả thật như vậy. Các viên đạn urani đã được các nhà khoa học viễn tưởng đề cập đến, thậm chí ở Mỹ đã có hai bộ phim về chủ đề này. Thật ra, lần theo các bậc thang nguyên tố hoá học, chúng ta có thể đi đến vô cùng. Các nhà khoa học vật lý đã phát minh ra hết nguyên tố này đến nguyên tố khác trong các lò phản ứng, nhưng sau đó họ nhận thấy sau nguyên tố thứ 100 thì không thể đi theo hướng đó. Các nhà khoa học Mỹ đã phát hiện ra điều này và họ đi trước chúng ta. Ngay trong thời kỳ chiến tranh, nhà vật lý E. Phec-mi lần đầu tiên đã làm thí nghiệm đưa nguyên tố urani vào vùng phóng xạ của lò phản ứng để thu được các nguyên tố siêu urani. Bằng cách đó, các nhà khoa học Mỹ đã phát minh ra các nguyên tố có số thứ tự từ số 92 đến số 100 trong Bảng tuần hoàn các nguyên tố hoá học. Họ bắt đầu xây dựng các lò phản ứng lớn trước Liên Xô.
Việc tổng hợp các nguyên tố mới sau số thứ tự 100 bỗng nhiên bị vấp phải khó khăn không thể vượt qua được. Thế là các nhà hoá học và vật lý Mỹ quyết định chế tạo các nguyên tố mới trong các vụ nổ hạt nhân. Lý do là trong vụ nổ đó có dòng các hạt nơtơron cực mạnh, tương đương với dòng nơtơron thu được trong lò phản ứng hoạt động suốt 25 năm liền! Đó chính là "các thí nghiệm vật lý" mà chúng ta thường nghe nói đến trên các phương tiện thông tin đại chúng, nhưng nội dung của chúng được giữ bí mật tuyệt đối cả ở Mỹ và Liên Xô. Tôi chưa được biết có bao nhiêu vụ nổ ở Liên Xô, nhưng người Mỹ công bố họ đã tiến hành 5 vụ nổ hạt nhân để tổng hợp một nguyên tố mới, nhưng hy vọng đó của các nhà khoa học Mỹ đã thất bại.
Thế là, hai nhà vật lý hàng đầu của Nga G. Phơ-le-rốp và E. Cuốc-cha-tốp cùng nhau thảo luận về vấn đề này để nghĩ cách giải quyết. Từ đó đã nảy sinh ra một ý tưởng sáng tạo độc đáo mà cho đến hôm nay vẫn là cơ sở khoa học cho các công trình nghiên cứu có tầm cỡ thế kỷ của chúng ta. Bản chất của ý tưởng này có thể diễn giải đơn giản như sau. Trong lò phản ứng nguyên tử, hạt nhân urani "bắt cóc" các nơtơron, lần lượt từ nơtơron này đến nơtơron khác. Bằng cách đó, chúng biến thành các hạt nhân nặng hơn và cuối cùng tạo ra nguyên tố mới. Tuy nhiên, sau nguyên tố số 100 thì quá trình " bắt cóc" đó không còn tác dụng. Nếu nguyên tố đó được sinh ra thì nó cũng chỉ tồn tại trong một thời gian quá ngắn ngủi và không kịp "bắt cóc" các nơtơron tiếp theo. Đó là nguyên nhân thất bại của các nhà khoa học Mỹ. Vì thế, ý tưởng khoa học mới của G. Phơ-le-rốp và E. Cuốc-cha-tốp là không "vỗ béo" các hạt nhân theo lối "bắt cóc" một cách chậm chạp các nơtơron, mà "chộp" ngay cả một khối lượng rất lớn nơtơron và proton. Nói cách khác là dùng một hạt nhân này bắn vào một hạt nhân khác giống như các viên đạn được bắn ra từ nòng pháo. Không thể làm được điều đó trong các lò phản ứng bởi vì chúng không thể gia tốc hạt nhân đến tốc độ gần bằng 1/10 tốc độ ánh sáng, nghĩa là khoảng 30.000 km/s ! Tốc độ đó chỉ có thể tạo được trong các máy gia tốc hạt. Ngay từ xa xưa, các nhà giả thuật kim đã muốn tạo ra các nguyên tố mới bằng cách gia công cơ và nhiệt. Vì thế, họ đã dùng búa để rèn và tác động bằng phương pháp hoá học. Nhưng họ không biết được khối năng lượng đó lớn tới mức nào. Chỉ đến thế kỷ XX chúng ta mới biết tường tận về quá trình này. Như vậy, chúng ta học cách tạo ra các nguyên tố mới.
Ngày nay, kỹ thuật các máy gia tốc hạt có thể cho chúng ta tăng tốc các hạt vật chất nặng. Lần đầu tiên trên thế giới các thí nghiệm tương tự đã được tiến hành tại Viện năng lượng nguyên tử mang tên Cuốc-cha-tốp. Đó thực sự là phương pháp điều chế các nguyên tố mới theo một nguyên lý hoàn toàn mới. Bạn hãy tưởng tượng xem, cùng một lúc chúng ta bắn phá một khối lượng rất lớn các nơtơron và hạt nhân nguyên tử. Lấy hạt nhân cacbon làm thí dụ. Hạt nhân này có 6 proton và 6 nơtơron. Chúng ta gia tốc hạt nhân cacbon và dùng nó làm "viên đạn" bắn vào hạt nhân urani để kết thành một hạt nhân mới. Lúc đó chuyện gì sẽ xẩy ra ? Chúng tôi đã khám phá ra những điều bí ẩn bên trong quá trình này mà cơ sở khoa học của nó là những quy luật vật lý và khả năng của các máy gia tốc hạt. Đối với nhiều người, cách làm đó là không tưởng. Ngay cả Viện sĩ Lep Ac-xi-mô-vich, vốn là một người có uy tín rất lớn trong vật lý thực nghiệm, cũng đã từng nói với tôi và G. Phơ-le-rốp: "Các bạn định cho hai đoàn tàu đâm nhau để tạo ra một đoàn tàu mới?!". Ông cho rằng chúng tôi chỉ thu được những mảnh vỡ. Hồi đó, viện sĩ Lep Ac-xi-mô-vich đang nghiên cứu những vấn đề tương tự trong việc tổng hợp nhiệt hạch. Về sau, chúng tôi thấy rõ qua thực nghiệm rằng viện sĩ Lep Ac-xi-mô-vich chỉ đúng một phần và chỉ đúng trong trường hợp nếu làm thí nghiệm này một cách thô thiển là cho va chạm trực tiếp. Kết quả sẽ hoàn toàn khác nếu chúng ta cho một hạt nhân này "đổ bộ nhẹ nhàng" vào hạt nhân khác. Vấn đề then chốt là phải vượt qua hàng rào ngăn cản ban đầu của các lực đẩy giữa các hạt nhân và rồi sau đó các lực khác trong hạt nhân mục tiêu sẽ tự "bắt cóc" hạt nhân lạ. Lúc đó, chúng ta sẽ nhận được một hạt nhân mới có khả năng sống sót trong một khoảng thời gian nào đó mà không bị phân rã ngay. Nó cần phải được "làm lạnh" bằng cách bỏ bớt một số nơtơron và lúc đó chúng ta thu được nguyên tố mới bền vững. Đó chính là cách mà hiện nay chúng tôi đang làm. Nói theo thuật ngữ khoa học, thì đó là phản ứng hạt nhân dưới tác động của các iôn nặng, hay nói cách khác ngắn ngọn hơn là "phản ứng hoà nhập". Bằng cách này, chúng tôi đã thu được các nguyên tố hoá học mang số thứ tự số 101, số 102, số 103, số 104, số 105. Chính nguyên tố số 105 này đã được mang tên Đúp-na để công nhận thành tựu tuyệt vời và đóng góp vĩ đại của các nhà vật lý Nga làm việc tại Trung tâm Khoa học quốc tế ở thành phố khoa học này.
Tháng 9/1984, Uỷ ban của Hiệp hội quốc tế các nhà hoá học tinh vi và hoá học đã đưa ra đề nghị xác định ưu tiên trong việc phát minh ra các nguyên tố hoá học mới và quy tắc đặt tên cho các nguyên tố đó. Uỷ ban đã xem xét các đề nghị về tên gọi các nguyên tố mới và thống nhất quyết định vẫn tiếp tục đặt tên gọi các nguyên tố theo tên các nhà khoa học có đóng góp lớn, theo địa danh và tính chất của các nguyên tố. Nhưng không lấy tên các nhà khoa học đang sống đặt tên cho các nguyên tố hoá học mới được phát hiện.
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét