Бруно делал важные расчеты защиты реактора, в ходе которых он проводил конкретные эксперименты. Тут еще раз проявилась уникальная способность Бруно – не только заниматься экспериментальной деятельностью, но и решать различные теоретические задачи. В течение 1943–1945 гг. Понтекорво написал 25 отчетов по разным вопросам конструкции реактора.

В 1945–1946 гг. Бруно работал над созданием нейтронных счетчиков с BF₃, которые должны были зафиксировать начало работы реактора. Именно поэтому он был одним из четырех физиков, которым доверили присутствовать на пульте управления во время пуска реактора NRX 21–22 июля 1947 г. [47]. Несколько лет реактор NRX был самым мощным источником нейтронов в западном мире.

В 1944 году Бруно принял участие в интересном проекте по поиску месторождений урана на севере Канады. Еще во время работ по нейтронному каротажу он заметил, что ионизационные камеры могут быть использованы не только для регистрации наведенной радиации, вызванной облучением нейтронами, но и для регистрации естественной радиации, которая присуща ряду горных пород, например, залежам урановой руды. Уже тогда, вместе с С. Щербацким, были проведены первые эксперименты, доказавшие возможности новой методики.

Как-то раз Бруно рассказал об этой технике Гилберту Лабину – директору компании «Эльдорадо», которая добывала уран. С началом работы над атомным проектом уран стал важным стратегическим материалом, имеющихся его запасов стало катастрофически не хватать. Поиск месторождений урана стал важной задачей. Лабин сильно заинтересовался открывающимися перспективами, специально съездил в Талсу и договорился с С. Щербацким сконструировать портативную ионизационную камеру, которую можно было бы использовать в полевых условиях для поиска урана.

В результате с 9 по 14 сентября 1944 была предпринята объединенная экспедиция WSI и Tube Alloys в район Большого Медвежьего озера на севере Канады. Экспедиция была оснащена счетчиками Гейгера и ионизационными камерами. Они оказались одинаково успешны при детектировании открытых минералов, однако ионизационные камеры – техника, в которой Бруно хорошо разбирался, – работали намного лучше, когда уран и его минералы залегали на небольшой глубине (до 30 см) под поверхностью.

31 октября 1944 г. в Вашингтоне прошло совещание 16 экспертов, представлявших все учреждения, имеющие отношение к поиску месторождений урана. Целью совещания было обсуждение вопросов, связанных с поиском месторождений, в том числе аппаратуры для поиска. Бруно был направлен на это совещание от Tube Alloys. Надо отметить, что работа по любым детекторам радиоактивного излучения, которые могли бы быть использованы для поисков урана, была в то время засекречена. Главный секрет, которым обладал Бруно, состоял именно в опыте работы с детекторами для поиска урана [5].

В Канаде семья Бруно существенно увеличилась: в 1944 г. родился второй сын, которого назвали Тито (), а в 1945 г. – третий сын, Антонио.

Жили в небольшой деревушке Дип-Ривер, с населением около 4000 человек, расположенной неподалеку от объекта. Вокруг была прекрасная, почти нетронутая природа – хороший сосновый лес, жители промышляли охотой на оленей, по ночам выли волки. В центре городка стояла гора льда, присыпанного землей. Из этого хранилища каждый день развозили по домам лед для холодильников. На одном из близлежащих холмов сын Бруно Джиль первый раз встал на горные лыжи. Дом Понтекорво сохранился до наших дней, в чем Джиль убедился, приехав недавно в Дип-Ривер по приглашению своего канадского друга детства [36].

Бруно блистал в местном теннисном мире. Он стал первым победителем локального теннисного турнира, который продолжает разыгрываться до сих пор. Веселый и общительный красавец получил прозвище Рамон Новарро – в честь популярного тогда киноактера – символа жгучего латино. Что стоит одно описание Лауры Ферми [37]:

Бруно приехал в Монреаль 7 февраля 1943 г. А уже 29 июля 1943 г. в Кремле знали об этом из справки начальника 3 отдела 1-го Управления НКГБ CССР, полковника Г. В. Овакимяна «О работах по новому источнику энергии – урану» [48]. Там четко написано:

Итак, кто такой Понтекорво и чем он занимается, КГБ знал еще в 1943 г.

14. Хлор-аргонный метод

Реакторы создавались для наработки материалов для атомной бомбы. Но Понтекорво привлек другой аспект реакторной физики – испускание нейтрино. Ядерные реакции, протекающие в реакторе, сопровождаются испусканием значительного числа нейтрино. И Бруно задумался над тем, как можно зарегистрировать эти замечательные частицы.

Существование нейтрино было введено Вольфгангом Паули для того, чтобы объяснить простую, но загадочную вещь. Энергетический спектр электронов в реакции бета-распада нейтрона был непрерывным. Почему это удивительно? Что наблюдал экспериментатор – нейтрон разваливался на протон и электрон (Рис. 14-1):

n → p + e— (1)

Масса нейтрона известна, масса протона – тоже известна, она чуть меньше, чем масса нейтрона, электрон должен вылетать со строго одинаковой энергией. Его энергетический спектр должен представлять собой просто одну линию. Вместо этого приборы регистрировали, что электроны имеют непрерывный энергетический спектр, то есть могут иметь разные энергии. Чтобы объяснить это явление, Паули предположил: «Непрерывность бета-спектра станет понятной, если предположить, что при бета-распаде с каждым электроном испускается такой “нейтрон”, что сумма энергии “нейтрона” и электрона постоянна…»

Рис. 14-1. Видимая схема бета-распада нейтрона.

Паули имел в виду, что в реакции (1) на самом деле в конечном состоянии образуются три частицы (Рис. 14-2):