Биография
Давид Альбертович Франк-Каменецкий родился 3 августа 1910 года в г. Вильно. Детство и юность он провёл в Сибири, куда в царское время его отца — вильнюсского инженера-химика, как революционера, сослали вместе с семьёй. В 1931 году окончил Томский технологический институт по специальности «металлургия цветных металлов». Работал помощником заведующего металлургическим заводом Дарсунского золотопромышленного комбината. В дальнейшем научный сотрудник, а затем старший научный сотрудник Всесоюзного НИИ по золоту и его спутникам (г. Иркутск), преподавал в Читинском горно-металлургическом техникуме и Иркутском университете.
В начале 1935 года молодой учёный написал академику Η. Η. Семенову письмо, в котором высказал свою точку зрения по проблемам химической термодинамики. Н. Н. Семенов пригласил его в недавно созданный Институт химической физики в аспирантуру. Здесь Д. А. Франк-Каменецкий проработал 12 плодотворных лет, став авторитетным учёным в области кинетики химических реакций, доктором наук и профессором. Здесь он встретил Я. Б. Зельдовича, с которым в дальнейшем всю жизнь плодотворно сотрудничал. В составе большого коллектива он принял участие в работе по проблеме окисления и фиксации атмосферного азота при горении и взрывах. Проведённые им исследования показали, что процесс связан с механизмом цепной реакции при участии атомов азота и кислорода, однако при этом выход окислов азота ограничен условиями термодинамического равновесия.
В 1938 году Д. А. Франк-Каменецкий защищает кандидатскую диссертацию.
Направления его последующих работ — теория горения и взрыва и общие основы химической технологии. В 1939 году он ставит задачу о тепловом взрыве с учётом пространственного распределения температуры в среде, в которой протекает химическая реакция. Её решение завершило почти вековое исследование по данному вопросу. На примере теплового взрыва Д. А. Франк-Каменецкий развил теорию подобия процессов выделения и отвода энергии. Многочисленные последующие эксперименты полностью подтвердили его теорию, благодаря которой были получены важные результаты в химической кинетике.
В сороковых годах в соавторстве с Я. Б. Зельдовичем и М. А. Ривиным вручную произвёл полный термодинамический расчёт горения пороха в реактивном двигателе ракеты. Сложность расчётов была неимоверной: при горении пороха образуются продукты, находящиеся между собой в подвижном термодинамическом равновесии с выделением и поглощением тепла в зависимости от температуры в камере. К тому же порох при горении меняет свою геометрию. В результате удалось достичь согласия расчётных и экспериментальных значений механического импульса двигателя. Это было важно, так как импульс определяет скорость ракеты, дальность полёта и вес боевой части.
В 1941 году Д. А. Франк-Каменецкий с семьёй был эвакуирован вместе с институтом в Казань. Работал там до 1944 года над проблемой изготовления алмазов из графита. В 1943 году защитил докторскую диссертацию.
В 1944—46 гг. Д. А. Франк-Каменецкий заведовал кафедрой технической химии Горьковского государственного университета (г. Горький). В 1947 году вернулся в Москву и снова стал работать в Институте химической физики.
В 1948 году его привлекают к работам по советскому Атомному проекту, и он переходит на работу в КБ-11 (г. Арзамас-16, Саров). Здесь Д. А. Франк-Каменецкого назначают начальником лаборатории теоретического отдела, и он с сотрудниками под общим руководством Я. Б. Зельдовича занимается разработкой первой атомной бомбы РДС-1. Особое внимание при этом уделялось теории ядерного энерговыделения взрыва с учётом имеющейся вероятности неполного взрыва при случайном преждевременном нейтронном инициировании бомбы.
После успешного испытания 29 августа 1949 года Д. А. Франк-Каменецкий за участие в разработке теории атомной бомбы был удостоен звания лауреата Сталинской премии второй степени и ордена Ленина. Он активно участвовал в создании последующих, более совершенных атомных бомб РДС-2 и РДС-3, успешно испытанных в 1951 году. За это он был удостоен второй Сталинской премии.
В 1952 году его подключают к расчётам первой водородной бомбы РДС-6с, так называемой «слойке» Сахарова. После её успешного испытания 12 августа 1953 года Д. А. Франк-Каменецкий удостоился Сталинской премии в третий раз.
Работая по теме защиты Москвы от ядерной атаки вместе с Я. Б. Зельдовичем, Н. А. Дмитриевым и В. Н. Родигиным предложил использовать высотный ядерный взрыв небольшой мощности как реальный способ защиты от самолёта-носителя атомной бомбы (1954 г.). Это послужило толчком к созданию в стране ядерной противовоздушной обороны, а затем и ядерной противоракетной обороны. Для уточнения воздействия нейтронов на носитель бомбы предложил «постановку опытов с облучением макетов изделий при опытных взрывах». Такого рода «облучательные» опыты впоследствии широко применялись.
В 1954 году И. В. Курчатов привлёкает его к исследованию вопроса применения атомной энергии в реактивных двигателях для доставки к цели тяжёлых термоядерных зарядов большой мощности. Под Москвой в Лыткарино был развёрнут специальный институт для экспериментальных исследований. В отчёте о проделанной работе учёный показал перспективные возможности, которые открывало применение расплавленного лития-7 в качестве теплоносителя и рабочего тела для атомных ракет и для стационарной ядерной энергетики, а также невозможность создания «взрыволета», разработкой которого занимался А. Д. Сахаров, при современном уровне техники.
В том же году Д. А. Франк-Каменецкий вместе с коллегами показал эффект существенного снижения мощности заряда при его облучении мощным потоком нейтронов, что ограничивало возможность применения атомных ракет. В дальнейшем оказалась важной физика этого эффекта для обоснования работы инициатора основного узла в бинарном водородном заряде.
В декабре 1954 года Д. А. Франк-Каменецкий при участии А. Д. Сахарова впервые изложил принципиальную физическую схему водородной бомбы с радиационной имплозией основного термоядерного узла, дал научное и инженерное обоснование её работоспособности и описал перспективы возможных путей дальнейшего совершенствования. Ситуация заключалась в том, что проект водородной бомбы РДС-6т (труба) оказался несостоятелен в физическом и практическом отношении. Проект РДС-6с (слойка) оказался ограниченным по мощности. При этом было известно, что в США уже есть водородная бомба значительно большей мощности. Для решения задачи «слойку» необходимо обжать атомным взрывом. Уже через полгода им был подготовлен знаменитый расчётно-теоретический отчёт: «Опытное устройство для проверки принципа окружения». Испытание водородного заряда РДС-37 триумфально прошло 22 ноября 1955 года. Д. А. Франк-Каменецкий в числе участников разработки был награжден орденом Трудового Красного Знамени.
В 1955 году Д. А. Франк-Каменецкий подписывает «письмо трехсот», направленное против «лысенковщины» в науке.
В феврале 1956 года по приглашению И. В. Курчатова он переходит на работу в Институт атомной энергии. Его новой специальностью стала физика плазмы. Здесь учёный впервые чётко поставил задачу о нагреве плазмы за счёт диссипации энергии волн, возбуждаемых внешним источником колебаний. Он теоретически предсказал важное для проблемы управляемого термоядерного синтеза Д-Т ядер, фундаментальное явление магнито-звукового резонанса, которое затем было экспериментально обнаружено при его непосредственном участии. С помощью этого метода удалось нагреть плотную водородную и гелиевую плазму до высоких температур.
В 1952 году у него случился первый сердечный приступ. Он медленно выздоравливал, сердечная болезнь стала его постоянной проблемой. В дальнейшем он повесил в кабинете на стене за спиной записку: «Memento mori» (помни о смерти) и стал все больше заниматься астрофизикой.
Астрофизические работы Д. А. Франк-Каменецкого посвящены разработке теории внутреннего строения и эволюции звёзд, теории пульсаций цефеид, роли ударных волн в космических явлениях. Еще в 1951 году он рассмотрел вопрос о возникновении колебательной неустойчивости в звёздах при некоторых процессах тепловыделения, разрабатывал теорию центральных звёздных автоколебаний, которые возбуждаются при помощи раскачивающего механизма, связанного с действием ядерных реакций, протекающих в центре звезды. Д. А. Франк-Каменецкий рассчитал последовательность звёздных моделей и рассмотрел связь их основных характеристик с химическим составом и видом зависимости энерговыделения, теплоотвода и поглощения от температуры (1955 г.). В 1956 году решил задачу об усилении ударной волны во внешних слоях взорвавшейся звезды, показал, что при выходе ударной волны на поверхность звезды температура в её внешних слоях может повышаться настолько, что в них начинают протекать ядерные реакции с образованием тяжёлых элементов. Одним из первых он указал на важность для астрофизики и, в частности, космологии процесса рождения пар частица-античастица в экстремальных условиях.
Д. А. Франк-Каменецкий — автор монографии «Физические процессы внутри звёзд» (1959 г.) и ряда научно-популярных книг. Последние десять лет был заместителем главного редактора журнала «Природа». Большую известность получили его лекции по проблемам естествознания и блестящие выступления по радио и телевидению.
Простое перечисление научных работ Давида Альбертовича не дает полного представления об его авторитете и научном влиянии, которые во многом зависели от его личных качеств и щедрости, с которой он передавал генерируемые им идеи своим ученикам и сотрудникам. Его отличали полное отсутствие ревности или зависти к чужим результатам.
Преподавательская деятельность Д. А. Франк-Каменецкого, начатая им в начале 30-х годов в Чите, продолжалась практически непрерывно всю его жизнь. В последние годы он возглавлял организованную им кафедру физики плазмы в Московском физико-техническом институте.
Умер Д. А. Франк-Каменецкий от сердечного приступа 2 июня1970 года.
Библиография12
Фотогалерея7
