Home Наука и техника Наука и техника СЕКРЕТНОЕ ОРУЖИЕ ТРЕТЬЕГО РЕЙХА - В ПРЕДДВЕРИИ АДА: ЯДЕРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ НЕМЕЦКИХ ФИЗИКОВ*

СЕКРЕТНОЕ ОРУЖИЕ ТРЕТЬЕГО РЕЙХА - В ПРЕДДВЕРИИ АДА: ЯДЕРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ НЕМЕЦКИХ ФИЗИКОВ* PDF Печать E-mail
Автор: С. Н. Славин   
30.03.2011 12:43
Индекс материала
СЕКРЕТНОЕ ОРУЖИЕ ТРЕТЬЕГО РЕЙХА
СТВОЛ И БРОНЯ
Сухопутные броненосцы
По следам «катюши»
В НЕБЕСАХ МЫ ЛЕТАЛИ ОДНИХ...
Летающие танки
Мертворожденные монстры?
НАЧАЛО РАКЕТНОЙ ГОНКИ XX ВЕКА
Провал «Роботблица»
«Крылатые бомбы» и другая экзотика
Охота за трофеями
В ПРЕДДВЕРИИ АДА: ЯДЕРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ НЕМЕЦКИХ ФИЗИКОВ*
НА ПОРОГЕ СОЗДАНИЯ АТОМНОЙ БОМБЫ*
ТАЙНЫ ЗА СЕМЬЮ ПЕЧАТЯМИ
СЕКРЕТНЫЕ ФАРВАТЕРЫ
ОПЛОТ ЧЕТВЕРТОГО РЕЙХА
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Все страницы


В ПРЕДДВЕРИИ АДА: ЯДЕРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ НЕМЕЦКИХ ФИЗИКОВ*

 

Наиболее вероятный кандидат на роль «чудо-оружия», безусловно, атомная бомба. Могли ли создать ее физики третьего рейха?
История создания немецкой атомной бомбы, как известно, завершилась самым счастливым образом.
Во второй половине дня 6 августа 1945 года майор британской армии Т.Х. Риттнер, сотрудник спецлагеря для интернированных лиц в местечке Фарм-Халл, получил секретный приказ из Лондона. Ему было ведено собрать немецких физиков-ядерщиков, содержавшихся в этом лагере. В 18.00 ожидалось экстренное сообщение Би-Би-Си.
Первым, о ком вспомнил Риттнер, был, конечно же, Отто Ган — человек, открывший в 1938 году деление ядер урана, человек, открывший путь к созданию атомной бомбы. Профессор Отто Ган хорошо знал английский язык, и потому, глядя на него, Риттнер легко мог убедиться, какой эффект произведет эта новость.
Кроме него в Фарм-Халл содержалось также немало знаменитостей мировой науки. Тут были Эрик Багге, Карл Фридрих фон Вейизеккер, Карл Вирц, Вернер Гейзенберг, Вальтер Гер-лах, Курт Дибнер, Хорст Коршинг, Макс фон Лауэ и Пауль Хартек,
Однако к радиоприемнику Риттнер позаал лишь троих: Гана, Гейзенберга и Вирца — остальные все равно бы не поместились в тесной комнатушке. Да и английского языка они не знали. И вот в назначенный час зазвучал голос диктора, который сообщил, что на японский город Хиросиму сброшена бомба нового типа, равная по силе двум тысячам обычных 10-тонных бомб, находящихся на вооружении британских ВВС. Отто Ган пришел в ужас:
— Послушайте, Ритгнер, я еще шесть лет назад понял, насколько оно опасно, мое открытие, но я не верил, я до сих пор не верил, что эту бомбу можно создать...
Пришлось коменданту успокаивать растерянного ученого и даже предложить ему порцию джина.
Вирц тем временем выскочил из комнаты и помчался в столовую, где собирались на ужин его коллеги. Новость, принесенную им, они встретили гробовым молчанием. Через несколько секунд эта томительная пауза сменилась беспрерывными, беспорядочными криками. Офицеры британской разведки, подслушивавшие этот стихийный диспут, отметили в своем отчете, что большинство из них, даже поставленные перед лицом очевидного факта, все еще не верили, что такую бомбу можно изобрести и доставить к месту применения на самолете.
Даже сам профессор Вернер Гейзенберг — один из самых знаменитых физиков-теоретиков, лауреат Нобелевской премии 1933 года — был уверен, что американцы «дурачат весь мир». Вальтер Герлах записал в своем дневнике: «Гейзенберг энергично оспаривает саму возможность создания американцами подобной бомбы... Американцы располагают какой-то очень мощной взрывчаткой, которую они решили назвать на особый манер — атомной...»
Впрочем, у немцев были свои резоны сомневаться. Ведь когда в мае 1945 года, вскоре после своего ареста, Гейзенберг увиделся со своим американским коллегой, доктором Гудсмитом, представлявшим теперь американскую разведку, он спросил его напрямик, работают ли американцы над таким же «атомным проектом»? Гудсмит ответил категорично: «Нет1».
Разве мог Гейзенберг не поверить ему? Конечно же, все эти сообщения о загадочной атомной бомбе — сплошной обман. К такому выводу пришло было обшее собрание в столовой. Однако тут профессор Хартек из Гамбурга напомнил собравшимся, что Би-Би-Си сообщило конкретные сведения: мощность этой непонятной бомбы эквивалентна двадцати тысячам тонн тротила. Вейизеккер, один из молодых учеников Гейзенберга, спросил своего наставника, что он думает об этих «двадцати тысячах тонн»? Тот пришел в замешательство. Нехотя, словно не веря самому себе, Гейзенберг повторил, что у союзников вряд ли есть «урановая бомба».
— А если она у них есть, все вы физики второго сорта! — желчно бросил Ган, скорее стараясь скрыть свою тревогу, чем позлить остальных.
Профессор Гейэенберг раздосадованно спросил:
— А разве они произнесли слово «уран»? Ган покачал головой.
— Значит, они не имели никакого дела с атомами, — решил Гейзенберг.
Тем не менее зерно сомнения было брошено. Доктора Коршинг и Вирц заговорили о том, что американцы, наверное, получили изотоп урана-235 путем диффузии — ведь сами они планировали подобный эксперимент.
Спор, наверное, продолжался бы до глубокой ночи, если бы Макс фон дер Лауэ, лауреат Нобелевской премии 1914 года, не прервал коллег, напомнив им, что в 21.00 прозвучит итоговый выпуск новостей Би-Би-Си. Столовая моментально опустела. Участники импровизированного симпозиума расположились в одной из жилых комнат, где был установлен репродуктор.
Диктор подтвердил, что речь идет именно об атомной бомбе, «сброшенной на одну из японских военных баз... По сообщениям очевидцев, даже спустя несколько часов после взрыва город, в котором проживало более трехсот тысяч человек, все еще был окутан облаком дыма и пепла». Далее сообщалось, что союзники израсходовали на работу с ураном 500 миллионов фунтов стерлингов. В работах над проектом принимали участие в общей сложности около 125 000 человек.
Последние сомнения отпали — за океаном действительно решили ту проблему, над которой долгие годы бились все присутствующие. Чувства, охватившие ученых, были разного рода. В них смешивались ужас, досада, возмущение, раскаяние. Гудсмит, конечно, водил их за нос так же, как и другие американцы. Когда в апреле 1945 года американцы захватили секретную лабораторию на юге Германии, они уверили работавших там Вейцзеккера и Вирца, что им позволено будет продолжить эксперименты где-нибудь в другом месте и потому их просят указать местонахождение запасов урана и тяжелой воды. Доверчивые профессора легко согласились выдать ценное сырье. Так вот, для чего был нужен весь этот маскарад!

Однако и тут немецкие ученые ошибались — американцы уже не нуждались ни в тяжелой воде, ни в уране. Их беспокоило другое: они боялись, что эти запасы попадут в руки французов, и прежде всего профессора Жолио-Кюри, которые, по данным разведки, тоже вел подобные исследования. И американцы не хотели сюрпризов...
Началось же все, пожалуй, еще в 1930-е годы, когда в Париже Фредерик Жолио и Ирен Кюри попытались получить искусственные радиоактивные изотопы урана, обстреливая его альфа-частицами (ядрами гелия).
В 1934 году итальянский физик Энрико Ферми, проводя подобный эксперимент, заменяет альфа-частицы нейтронами. Незадолго до этого он открывает замедление нейтронов в веществе. По результатам экспериментов Ферми приходит к выводу о существовании ряда «трансурановых элементов».
Тогда же о его работе узнала физик из Вены Лиза Майтнер. В двух статьях, опубликованные журналами «Nuovo Cunento» и «Nature», сообщалось об опытах, проведенных в Риме. Она тут же обратилась к своему давнему знакомому, немецкому химику Отто Гану. Она предложила тоже заняться исследованиями этих странных «трансурановых элементов», которые якобы открыл Ферми.
В то время Ган работал в Институте химии имени императора Вильгельма, располагавшемся в Далеме — одном из районов Берлина. Его помощником был молодой химик Фриц Штрассман, знаток неорганической химии, отличный аналитик и радиохимик.
Исследования длились четыре года. Майтнер, Штрассман и Ган подтвердили результаты работы Ферми и открыли сразу четыре новых элемента, временно названных ими «эка-рений» (теперь это — нептуний), «эка-осмий» (плутоний), «эка-иридий» и «эка-платина». В периодической системе Менделеева эти элементы расположились прямо под клеточками, куда были вписаны рений, осмий, иридий и платина. Казалось, что свойства их должны напоминать свойства перечисленных нами элементов. Однако выявились и разительные противоречия. Ученые пока не придавали этому особого значения, надеясь, что вскоре все разъяснится,
В 1938 году в Париже Ирен Кюри и Павле Савич [впоследствии, в 1971—1981 годах, президент Сербской академии наук и искусств — прим, ред.], также следуя по стопам Ферми и обстреливая уран (порядковый номер 92) нейтронами, открыли новое радиоактивное вещество. Период его полураспада равнялся трем с половиной часам. Сперва они решили, что имеют дело с изотопом тория (порядковый номер 90). И даже подготовили теоретическое объяснение: ядро урана захватывает нейтрон, становится нестабильным и излучает альфу-частицу, превращаясь в торий. Смущало лишь одно. До сих пор никому не удавалось открыть эмиссию альфа-частицы из ядра урана.
В те дни в лаборатории Отто Гана шли бурные споры. Ученых раздражал успех их парижских коллег. Самое обидное, что Майтнер еще в 1934 году предлагала получать торий именно таким способом. Опыт проводил Штрассман. Он подверг облучению раствор урана, но затем никаких следов тория не нашел. Майтнер теперь упрекала его: он небрежно провел опыт, был невнимателен, ошибся, а вот парижане добились успеха. Штрассман от обвинений отбивался. Возможно, Кюри действовала каким-то другим путем. Ведь в сообщении ничего не говорится о порядке проведения эксперимента.
Решено было повторить опыт. Этим вновь занялся Штрассман, словно стараясь загладить вину. И вот, через неделю, он уже с уверенностью сказал Майтнер, что французы никак не могли обнаружить торий в растворе урана. Тут что-то не так.
Институт Отто Гана немедленно опубликовал результаты опытов. Сам Отто Ган вместе с Лизой Майтнер написал письмо французским коллегам, в котором, изложив собственные выводы, дипломатично вопрошал, не допустила ли Ирен Кюри какую-то ошибку, фатально исказившую общий итог. Теперь в замешательстве пребывали парижане. Отто Ган уже более тридцати лет занимался радиохимией и считался в этой области непререкаемым авторитетом. Кюри не сочла нужным ответить на это письмо. Зато в скором времени появилась статья, в которой она признавала, что открытое ею вещество вовсе не является торием. По ее мнению, был найден новый трансурановый элемент, напоминавший своими свойствами лантан, один из редкоземельных элементов. Но где, в каком месте таблицы, прикажете поместить эту «новинку»? Проблема казалась неразрешимой и для физиков, и для химиков.
Итак, новое вешество исподволь прокралось во владения Института Отто Гана, то бишь «назвалось трансурановым элементом». Следовало повнимательнее изучить этого незваного пришельца.
Осенью 1938 года Ирен Кюри, наконец, описала схему своего эксперимента. Теперь его можно было повторить. Правда, берлинская группа понесла к тому времени тяжелую утрату. Австрийский паспорт более не защищал Лизу Майтнер от ревнителей расовой чистоты, ибо такого государства, как Австрия, более не существовало. Майтнер пришлось уехать в Швецию.
Ее недавний оппонент Штрассман, перечитав статью Кюри, предположил, что французы, не так хорошо владевшие методами радиохимии, возможно, ошибаются, думая, что открыли новый элемент. На самом деле, в облученном ими растворе появились «два различных, уже известных нам вещества».
Выслушав это, Ган рассмеялся — столь странным показался ему вывод, — но потом добавил, что в этом что-то есть. Целую неделю в лаборатории проводились эксперименты. В облученном урановом растворе обнаружились следы сразу трех новых веществ — изотопов радия и актиния, возникших вследствие распада урана.
В конце 1938 года Ган и Штрассман опубликовали результаты своей работы. Многие их коллеги не согласились с их выводами. Неужели при распаде урана появляется радий? Для этого ядро урана должно исторгнуть две альфа-частицы, а ведь его обстреливали низкоэнергетичными нейтронами! Вскоре профессор Ган побывал в Копенгагене в гостях у Нильса Бора и познакомил его со своей теорией. Маститый ученый сказал, что, по его мнению, уран не может исторгать две альфа-частицы подряд, это «неестественно». Результатом подобных опытов могут быть лишь «трансураны». Лиза Майтнер прислала письмо из Стокгольма, предупреждая своего старого друга, что он делает ошибку.
Несмотря на глумление и насмешки, Ган и Штрассман решились продолжить работу. Штрассман предложил изящную схему: попробуем выделить искомое «радиоактивное вещество» из уранового раствора с помощью хлорида бария. Во время эксперимента хлорид выпадает в виде идеальных кристаллов, которые не содержат никаких следов многочисленных трансурановых элементов, также возникающих в растворе. Зато в нем присутствует крохотное количество незнакомых изотопов. Их фиксируют счетчики Гейгера.
Источником нейтронов служил один грамм радия, смешанного с бериллием; нейтроны замедлялись с помощью парафиновых блоков (в распоряжении зарубежных ученых уже имелись циклотроны, что гораздо эффективнее).
Эксперимент был трудным. Несколько сот атомов нового радиоактивного вещества затерялись среди огромного количества кристаллов хлорида бария. Чтобы исследовать эти изотопы («неужели это все-таки радий?»), пришлось отделять их от бария. Для этого ученые в который уже раз прибегли к тому же методу дробной кристаллизации, что когда-то использовала Мария Склодовская-Кюри. Ган и Штрассман были совершенно уверены в нем.
Однако теперь их ждала неожиданность: им не удалось обнаружить ни одного изотопа радия. Где же они ошиблись? Что порочно, теория или практика?
Кончалась вторая декада декабря 1938 года. Ган решил провести контрольный эксперимент. Он взял раствор и подменил в нем гипотетический «изотоп радия» уже известным ему радиоактивным изотопом радия — «торием-Х». Затем разбавил раствор так, чтобы показатель радиоактивности был таким же, как и в предыдущем опыте с «квазирадием». На этот раз ничего необычного не произошло. Ученые сумели отделить от хлорида бария несколько атомов настоящего радия. Значит, схема эксперимента была верна. Что же они тогда получили вместо «изотопов радия»? Что это за таинственное вешество?
17 декабря, в субботу, Ган и Штрассман повторили оба опыта одновременно. На этот раз в одном и том же растворе содержались и искусственный «изотоп радия», и естественный его изотоп, «мезоторий-1». Последний служил индикатором. На каждой стадии этого сложнейшего эксперимента ученые брали пробы кристалла бария и проверяли их радиоактивность. Счетчик Гейгера показывал, как постепенно, от одной стадии кристаллизации к другой, увеличивалось содержание мезотория. С искусственным «изотопом радия» дело обстояло иначе. Он был равномерно распределен среди кристаллов бария — столь же равномерно, как и сам барий.
В тот же вечер Отто Ган записывал в своем дневнике: «Поразительная картина дробной кристаллизации Ra-Ba-Msth [радия-бария-мезотория]».
Никаких сомнений у него уже не осталось. Вещество, которое он поначалу считал «изотопом радия», не имело к радию никакого отношения. Его невозможно было отделить от бария, значит, он имел дело с радиоактивным изотопом самого бария. Таким образом, при обстреле атомов урана (самого тяжелого на земле элемента) медленными нейтронами возникал барий — элемент, весивший почти в два раза меньше. Под градом нейтронов атомы урана «лопались», «раскалывались», «расщеплялись». Итак, используя самое примитивное оборудование, которое не шло ни в какое сравнение с приборами, коими располагали крупнейшие физические институты того времени, немецкий ученый Отто Ган сделал удивительное открытие, которое едва не стало (а может, еще и станет) роковым для всего человечества.
Несколько дней Ган не сообщал никому о своем открытии — тем более что его занимали еще и проблемы, далекие от мира физики. Ему требовалось уладить некоторые дела Лизы Майтнер, Он побывал в Министерстве финансов и в понедельник утром переговорил с Карлом Бошем, президентом Общества имени императора Вильгельма. Его волновало, может ли Майтнер сдать свою квартиру одному из коллег, профессору Маттауху.
Вернувшись, наконец, в институт, Ган вместе со Штрассма-ном стал готовить новый эксперимент — он напоминал предыдущий, субботний. На этот раз ученые решили выяснить природу других радиоактивных изотопов, возникавших при расщеплении урана. Еще недавно он верил, что это изотопы актиния. Он попробовал и их выделить с помощью бария.
Расположившись возле счетчика Гейгера, Ган начал писать пространное письмо Лизе Майтнер. Сообщив о том, как улажено ее поручение, Ган затем описал эксперименты, поставленные им вместе со Штрассманом. В заключение Ган просил свою давнюю знакомую попробовать найти хоть какое-то физическое объяснение полученным им результатам. Тогда мы могли бы втроем опубликовать отчет о данном открытии.
...Близилось Рождество. Во вторник, 20 декабря, в Институте имени императора Вильгельма проходил ежегодный рождественский вечер. Отто Ган чувствовал себя на нем неуютно. Ему вспоминались иные рождественские вечера, проведенные им вместе с Лизой. Теперь они были далеко друг от друга. И еще он напряженно обдумывал результаты, полученные в последние дни. Вырисовывались «очень симпатичные графики». Надо было немедленно составить письменный отчет о проделанной работе, прежде чем институт закроется на праздники.
В последующие два дня вторая часть работы была завершена. Мнимые «изотопы актиния» оказались, как и ожидал Ган, изотопами лантана — элемента, опять же находящегося в самой середине таблицы Менделеева.
Двадцать второго декабря Ган и Штрассман спешно составили отчет об идентифицированных ими искусственных изотопах. «Нам, как химикам, — докладывали они, — следовало бы непреложно сказать, что речь идет об изотопах бария, а не радия; о каких-либо других элементах кроме радия или бария не может быть и речи». И хотя этот вывод противоречил «всем известным нам положениям ядерной физики» оба «ядерных химика» не хотели считать данный вывод окончательным, они все-таки поспешили как можно быстрее опубликовать результаты. Профессор Ган позвонил своему старому другу и редактору журнала «Naturwissenschaften» («Естественные науки») доктору Паулю Росбауду. В тот же вечер тот примчался в Институт химии. Ган и Штрассман как раз закончили писать статью, в которой доказывали, что ядро урана «расщепляется».
Редактор Росбауд тут же оценил всю важность открытия. И хотя ближайший номер «Naturwissenschaften» уже был готов к печати, он распорядился снять один из материалов и заменить статьей Гана и Штрассмана, датированной «22 декабря 1938 года», днем зимнего солнцестояния. В этот день над миром сгустилась тьма. Был расщеплен уран.
...В Швецию, в гости к Лизе Майтнер, на эти праздники приехал ее племянник, доктор Отто Фриш. Он работал в знаменитой копенгагенской лаборатории Нильса Бора. В один из праздничных дней она получила пространное письмо из Германии. По его прочтении она изумилась. Неужели химики такого класса, как Ган и Штрассман, ошиблись? Да быть того не может! А не рассказать ли об их проблемах и гипотезах Фришу?
Вскоре она разговорилась с Фришем о «капельной модели» атомного ядра, предложенной два года назад Бором. Согласно этой модели, стабильность ядра обеспечивали «силы поверхностного натяжения», защищавшие его от небольших деформаций. И тут Майтнер упомянула об опытах Отто Гана. Как их истолковать?
Ядро урана содержит очень много протонов, стал рассуждать Фриш. Эти одинаково заряженные частицы отталкивают Друг друга, что ослабляет энергию связи частиц в ядре. Ядро урана неустойчиво. Стоит ему захватить лишний нейтрон, и тогда достаточно небольшого импульса энергии, чтобы вывести атом из равновесия. Атом, — то бишь одна большая «капля», — разрывается на две почти одинаковые «капельки» (два атомных ядра). Каждое из новых ядер заряжено положительно. Они отталкиваются друг от друга. По расчетам Фриша получалось, что при каждом таком расщеплении выделяется огромная энергия: около двухсот миллионов электрон-вольт.
Шестого января 1939 года статья Гана и Штрассмана была опубликована и вызвала немалую досаду ряда ученых, которые только теперь поняли, как были близки к открытию. Буквально в шаге от него остановилась, например, Ирен Кюри, получившая вещество с периодом полураспада, равным трем с половиной часам, и напоминавшее своими свойствами лантан. Был близок к открытию и их берлинский коллега, доктор Дросте. Он готовился повторить эксперимент, в котором намерен был зафиксировать альфа-частицы, излучаемые, — как считалось тогда, — ядрами урана и тория при обстреле их нейтронами. Проводя такой опыт в первый раз, он использовал металлическую фольгу, чтобы на результаты опыта не повлияли низкоэнерге-тичные альфа-частицы, покидающие атомы урана в процессе естественного излучения. Из-за этой фольги он заодно не заметил и многочисленные обломки «расщепившихся» ядер.
Много лет спустя Штрассман разговорился с одним американским физиком — судьба сыграла с ним очень злую шутку. За год до открытия, совершенного Ганом и Штрассман ом, этот физик обстреливал раствор урана нейтронами. Он получил «вроде бы трансураны», выделил их из раствора и понес пробирку с ними в соседнюю комнату, чтобы изучить спектр их гамма-излучения. Стоило ему войти, и прибор с безукоризненной точностью отметил бы, что атомы урана распались на атомы бария и других, близких к ним по весу элементов. Но полы в лаборатории были в тот день натерты до блеска. Ученый поскользнулся, рухнул на пол, а вместе с ним низверглась драгоценная пробирка, разлетевшаяся вдребезги.
Лаборатория, зараженная радиацией, была немедленно закрыта. Она1 простояла опечатанной не один месяц. За это время физик занялся другой работой, и лишь успехи его немецких коллег напомнили ему, что такое же открытие он мог совершить намного раньше. Отто Ган, узнав об этой истории, заметил, что, если бы в Германии в 1938 году соблюдались такие же строгие правила обращения с радиоактивными веществами, ему вообще бы никогда не удалось открыть расшепление урана.
И все же, сопереживая неудачливым ученым, признаем, что Отто Ган заслужил свое открытие. Только радиохимик с таким огромным опытом, как он, мог обнаружить каких-то несколько сотен радиоактивных атомов, затерявшихся среди бесчисленных кристаллов бария. Только он с уверенностью мог оценить результаты проделанной работы, хотя они и «противоречили всем известным нам положениям ядерной физики».
Интересно, что бы произошло, если бы Втора мировая война началась в сентябре 1938 года, когда разразился Судетский кризис? В те дни в Лондоне готовились к воздушным налетам и рыли убежища, во Франции объявили частичную мобилизацию. Что тогда? Наверное, Отто Ган не сумел бы опубликовать статью о своем открытии и — «начинается цепная реакция» — о нем не узнали бы американцы. Возможно, что тогда они не сумели бы создать атомную бомбу и не применили бы это грозное оружие. Открытие, сохраненное в тайне, спасло бы жизни многих тысяч людей.
Однако судьба распорядилась иначе.
Лиза Майтнер и ее племянник, Отто Фриш, убежденные в правоте Гана и Штрассмана, не стали хранить их открытие в тайне. Вернувшись после Рождества в Копенгаген, Фриш немедленно зашел к Нильсу Бору и рассказал ему об эксперименте Отто Гана. Он пояснил Бору, какие последствия могло бы иметь высвобождение той энергии, что таится в атомном ядре, Вскоре после этой встречи Бор на несколько месяцев уехал в США.
В середине января в Копенгаген приехал профессор Йозеф Маттаух, ведущий венский физик, которому предстояло прийти на смену «незаменимой Лизе Майтнер». Он выступал с лекциями в Скандинавии. Фриш встретился с ним и познакомил с расчетами энергии, проделанными им и его тетушкой. Фриш поведал, что, опираясь на принципы теоретической физики, они доказали то, что Ган открыл в стенах химической лаборатории.
В эти же дни Фриш и Майтнер, постоянно созваниваясь друг с другом, набросали статью для журнала «Nature». В ней рассказывалось о fission process («расщеплении ядра»).
Двадцать третьего января, ничего не подозревая об изысканиях Фриша, два берлинских физика, доктор Зигфрид Флюгге и доктор фон Дросте, направили в журнал «Zeitschrift fucr Physikalische Chemie» («Журнал физической химии») свою статью, в которой пришли к тем же результатам, что Фриш и Майтнер.
А 26 января в Вашингтоне проходила пятая конференция по теоретической физике, организованная Университетом Джорджа Вашингтона и Институтом Карнегги. На ней выступил Нильс Бор, сообщивший известные ему подробности работы берлинских радиохимиков, а также расчеты энергии, выделяющейся при расщеплении атома. В заключение Бор сказал, ссылаясь на слова Фриш и Майтнер, что подобный эксперимент легко повторить, используя самое простейшее оборудование.
Хотя доклады Бора — при всем нашем к нему уважении — никогда не были особенно вразумительными, на этот раз, едва стихли его последние слова, ряд ученых немедленно поспешили — прямо в смокингах! — к себе в лабораторию, чтобы как можно быстрее воспроизвести сенсационные опыты.
Через несколько дней американские газеты уже пестрели сообщениями об этих опытах. Когда, наконец, в печати появились статьи Фриша-Майтнер и Флюгге-Дросте, все лавры — по вине Нильса Бора — были собраны другими, более бойкими экспериментаторами. Своеобразный итог первого этапа гонки физиков подвела «Таймс». В ней сообщалось, что сотрудник Колумбийского университета (США) Энрико Ферми (к тому времени он уже переехал в Америку) открыл новый физический процесс — «расщепление атомов урана». В своей работе он использовал циклотрон Колумбийского университета, весивший 150 000 фунтов.
Но передышка после этого отнюдь не последовала. Уже 28 января Отто Ган и Фриц Штрассман отправили в тот же берлинский журнал «Naturwissenschaften» новую статью. Судя по ее заголовку, они уже не сомневались в правильности полученных ими результатов: «Доказательство появления радиоактивных изотопов бария при обстреле тория и урана нейтронами». А вторая часть статьи снова произвела эффект разорвавшейся бомбы: в ней приводилось «доказательство появления других радиоактивных осколков в процессе расщепления урана». Какова была природа этих «других осколков»?
По словам Гана, чтобы описать расщепление атомного ядра, важно знать не его массу, а его порядковый номер. Так, ядро урана (порядковый номер 92) расшелляется на ядра бария (56) и криптона (36). При этом ядро испускает какое-то количество нейтронов.
Данный факт имел ключевое значение. Ган и Штрассман осторожно предположили, что нейтроны, испускаемые при расщеплении ядер урана, будут расщеплять другие ядра урана. Возникнет лавинообразный эффект. В итоге выделится неимоверное количество энергии.
Бедный Отто Ган! Прошло всего несколько дней, и он понял, к каким страшным и непоправимым последствиям может привести его открытие. Когда ему открылся весь роковой смысл «цепного эффекта», он потерял сон. Он не мог спать в ожидании катастрофы, что медленно надвигалась на мир. Отвратить ее приближение было нельзя. Каждое новое открытие лишь ускоряло ее зловещий ход. Ган решил покончить с собой.
Но его смерть уже мало что изменила бы — джин вырвался из бутылки.
В начале марта 1939 года французские физики Жолио-Кюри, Халбан и Ко варе ки экспериментальным путем доказывают возникновение цепной реакции. Седьмого апреля того же года они сообщают, что при расщеплении одного ядра урана выделяется в среднем 3,5 нейтрона [как считается сейчас, 2,5 «ейтрона — прим. ред.}. В конце того же месяца статью французских физиков публикует журнал «Nature».
В середине апреля во время коллоквиума по физике в Гетгин-гене профессор Вильгельм Ханле прочитал собравшимся небольшую статью, подготовленную им к печати. Речь в ней шла о некоей машине, использующей ту самую энергию, что выделяется при расщеплении урана. Сразу после коллоквиума к ученому подошел его шеф — профессор Георг Йоос, авторитетный специалист по экспериментальной и теоретической физике. «Ваше открытие не должно пропасть втуне,» — ободрил он своего помощника.
Йоос, пруссак по происхождению, не мог и помыслить, чтобы научное открытие, да еще такое перспективное, не принесло государству никакой пользы. Он немедленно написал письмо в рейхе министерство образования, коему подчинялись тогда университеты.
Министерство отреагировало с поразительной быстротой. Профессору Абрахаму Эзау из Йены было поручено тотчас созвать конференцию. Вообше-то он был специалистом по высокочастотной технике, а не физиком-ядершиком, но зато не раз выказывал похвальную в ту пору политическую активность, вовремя «осуждал и одобрял», и кому как не этому правоверному нацисту надлежало постичь тайны атомного ядра с истинно арийским блеском? Тем паче что партия, памятуя о его заслугах, выдвинула Абрахама на высокий пост, поручив ему руководить сектором физики в Научно-исследовательском совете, созданном при рейхсминистерстве образования.
Он рьяно взялся за дело, немедленно выписав несколько фамилий ученых, которым полагалось присутствовать на конференции. На первом месте, конечно же, значился Отто Ган. Однако тот, подобно юркому нейтрону, ускользнул из сетей старательного партийца, сославшись на то, что его ждут в Швеции, куда давно уже пригласили для чтения лекций. Его замещал профессор Йозеф Матгаух.
Заседание проходило 29 апреля 1939 года в министерстве на Унтер-ден-Линден в обстановке строгой секретности. Присутствовали профессор Эзау (председатель), профессора Иоос, Ханле, Гайгер, Маттаух, Боте и Хофман, а также доктор Дамес, представлявший, само министерство.
Последний в своем выступлении выказал крайнее недовольство легкомысленным профессором Ганом, который раструбил о своем открытии на весь мир вместо того, чтобы в интересах Германии хранить его в строгой тайне. Впрочем, Маттаух, лишь недавно оказавшейся в третьем рейхе и еще не научившийся бояться, столь яростно вступился за своего шефа, что его поспешные критики умолкли и упреки в его адрес более не поступали.
Потекла деловитая беседа. Профессора Йоос и Ханле лаконично обрисовали уровень развития ядерной физики в Германии и в ведущих зарубежных странах, а также поговорили о том, насколько реально строительство экспериментального уранового реактора. Профессор Эзау рекомендовал собрать воедино все запасы урана, имеющиеся в стране. Теперь вывоз любых соединений урана из страны был запрещен — тем более что его было мало.
В то время крупнейшие запасы его находились в Бельгии, поскольку ее колония, Конго, была богата месторождениями урановых руд. На тамошних складах хранились тысячи тонн урана. Их следовало срочно скупить.
Кроме того, решили создать научно-исследовательскую группу, куда войдут все ведущие физики рейха. Руководить ей собирался сам профессор Эзау.
В конце апреля все того же 1939 года председатель комитета научного планирования Великобритании сэр Генри Тизар обратился с просьбой к своему правительству воспрепятствовать немецким закупкам урана. Десятого мая состоялись переговоры между Г. Тизаром и Э. Сенжером, генеральным директором бельгийской фирмы «Union Miniere». Однако они закончились безрезультатно — бельгийцы не собирались упускать свою выгоду; в кои-то веки объявился оптовый покупатель на этот, мало кому нужный уран. Ведь до сих пор его покупали лишь университеты для проведения некоторых исследований.
Тем временем атомная машина Германии набирала обороты. Когда Маттаух вернулся к себе в институт, его немедленно атаковали два молодых физика-теоретика; доктор фон Вейцзеккер и доктор Флюгге, Их интересовали все подробности конференции.
Барону Карлу Фридриху фон Вейцзеккеру было тогда 27 лет. Он уже успел прославиться, развив теорию о метаморфозах химических элементов в недрах звезд. «Человек скорее аскетический, нежели практичный», — так отзывались о нем впоследствии офицеры американской разведки. Он не был национал-социалистом, но хорошо разбирался в устремлениях тогдашней власти, ибо его отец был важным сановником в ведомстве Риббентропа. Молодой знаток звездных недр поневоле знал о «глубинных течениях» политики больше, чем другие ученые.
Зигфрид Флюгге поведал Маттауху, что уже написал популярную статью о ядерной энергии, но боится ее публиковать. В конце концов, он все же обнародовал свои идеи в июньском номере «Naturwissenschaften». Статья вышла под заголовком «Можно ли использовать ради технических нужд энергию, заключенную внутри атомных ядер?»
Один кубический метр порошка уранового оксида весит 4,2 тонны и содержит три тысячи септильонов (3 х 10 27) молекул или девять тысяч септильонов атомов урана, говорилось в ней. При расщеплении каждого из этих атомов высвобождается энергия, равная 100 миллионам электрон-вольт. Итак, одного кубометра оксида урана будет достаточно, чтобы взметнуть один кубический километр воды, весящий около двенадцати триллионов тонн (12 х 10 12), на высоту 27 километров!
Проблема лишь в том, что это невероятное количество энергии выделяется молниеносно, в течение какой-то сотой доли секунды. Можно ли как-то замедлить эту реакцию? Можно ли контролировать ее, чтобы использовать энергию, таящуюся в урановом сырье, в мирных целях? Флюгге полагал, что в будущем создадут «урановую машину», обогатив воду солями кадмия, которые поглотят избыточную энергию нейтронов и удержат ее в недрах машины. Кадмий — очень сильное абсорбирующее средство. С его помощью можно даже «отключить» машину, если реакция выйдет из-под контроля.
За этой статьей последовала еще одна, опубликованная Флюгге в августе 1939 года в «Deutsche Allgeraeine Zeitung» («Общая немецкая газета»). Обе статьи вызвали огромное внимание властей. Верхи страны неожиданно увлеклись ядерной физикой.
А ведь еще год назад большинство ученых полагало, что ядерная физика не имеет практического значения. Считалось, чтобы высвободить энергию, заключенную внутри атомного ядра, придется затратить гораздо больше энергии. Все изменило открытие Отто Гана.
...Тут же засуетились и военные. Они тоже затеяли свой «атомный проект». Двадцать четвертого апреля, через два дня после памятной публикации в «Nature», молодой профессор из Гамбурга Пауль Хартек и его ассистент д-р Вильгельм Грот обратились с письмом в военное министерство. Они сообщали, что новые открытия в области ядерной физики, вероятно, позволят изобрести взрывчатку невиданной мощи. Вкратце они изложили суть исследований Гана и Штрассмана и, упомянув о недавнем эксперименте Жолио-Кюри, пояснили, что американцы, французы и англичане придают огромное значение развитию ядерной физики. В Германии же ей пренебрегают. И зря: «Страна, которая добьется в этой области наибольшего прогресса, получит такой перевес над другими, что сравняться с ней будет уже невозможно».
Письмо поначалу попало к генералу Беккеру, в отдел вооружений сухопутных войск. Оттуда его переправили в отдел научных исследований, коим руководил профессор Эрих Шуман. Наконец, тот вручил письмо доктору Курту Дибнеру, специалисту вооруженных сил по ядерной физике и взрывчатым веществам.
В то время ему исполнилось только 34 года. Ядерную физику он изучал в университете города Галле (его научным руководителем был профессор Позе). В 1931 году он защитил диссертацию на тему «Ионизация под действием альфа-лучей» и некоторое время трудился в лаборатории Физико-технического об-шества над созданием нового ускорителя. Но в 1934 году его призвали в армию, и он попал в упомянутый нами отдел научных исследований. Вместе с доктором Фридрихом Беркеи он изучал по заказу ВВС кумулятивные взрывчатые вещества. Ему, физику-ядерщику, работа его не очень нравилась, и он просил Шумана создать при отделе новую группу, которая занималась бы только ядерной физикой. К тому времени Дибнер уже снискал определенную известность в этой области; залогом служили около двух десятков его публикаций.
Прочитав послание, он обратился за советом к прославленному ученому, профессору Хансу Гейгеру, создателю хорошо известного всем счетчика ионизирующих излучений. Тот одобрительно отнесся к размышлениям неизвестных ему физиков о новой взрывчатке.
Летом Дибнер с интересом прочитал обе статьи Флюгге, а также заявку на патент, поданную профессором из Вены Штеттером и посвященную производству атомной энергии. Таким образом ему не понадобилось много времени, чтобы понять всю ценность новой идеи и поднять в военном ведомстве соответствующий шум. Итогом его деятельности стал приказ о создании группы по урановым исследованиям, которую, конечно же, возглавил сам доктор Дибнер.
Позднее, впрочем, он вспоминал, что быстро расшевелить военных удалось только потому, что в обход их министерства была создана некая «группа Абрахама Эзау», и это задело генералов. На самом же деле они и в августе 1939 года все еще не верили, что армии будет какая-то польза от этой «странной науки».
Так Германия оказалась единственной великой державой, где еще накануне Второй мировой войны был создан научный коллектив, который исследовал возможности применения атомной энергии в военных целях.
Впрочем, в Германии возникли сразу два научных коллектива. Один возглавил военный ставленник — доктор Дибнер; другой — истинный ариец и партиец, враг «сынов Авраама», профессор Абрахам Эзау. Как и следовало ожидать, оба стали заклятыми врагами, немало мешая друг другу в достижении хоть каких-то практических результатов.
В воскресенье, 3 сентября 1939 года, Великобритания и Франция в ответ на вторжение в Польшу объявили Германии войну. На следующий день профессор Эзау встретился с генералом Беккером, и тот заверил его, что он может положиться на поддержку армии. Эти изыскания нужны рейху.
В тот же день Эзау отправился в рейхсминистерство экономики, поскольку «атомный проект» неожиданно оказался под угрозой. Командование ВВС вдруг решило конфисковать все запасы урановых соединений и радия, чтобы из этого ценного научного сырья изготовить какие-то люминесцентные краски для своих самолетов. Чтобы не быть голословным перед министром, Эзау хотел заручиться официальной бумагой, гласившей, сколь важны для судеб страны работы этих ученых и что обойтись без урана им никак нельзя. Составить подобную бумагу мог бы наш отдел научных исследований, посоветовал Беккер, невольно сталкивая двух конкурентов друг с другом.
Профессор Шуман, к коему порывались попасть на прием Абрахам Эзау и его помощник, профессор Меллер, оказался лицом труднодоступным. Наконец, промаявшись весь день в коридорах в ожидании «высшего эксперта», Эзау переговорил со случайно встреченным им доктором Х.Баше (как выяснилось, непосредственным начальником Дибнера). Был уже вечер, и Растерянный Эзау, выхватив из папки бумагу, составленную им самим за эти часы, с надеждой протянул ее Баше. «Быть может, мы обойдемся без подписи Шумана, ведь дело не терпит отлагательств? Поставьте только какую-то закорючку, чтобы я мог смело показывать этот документ! В четверг, седьмого сентября, мне нужно подать его министру экономики!» Баше мог лишь изобразить сочувствие, поясняя, что «подобные дела так быстро не делаются». Пришлось Эзау отправляться восвояси с пустыми руками.
На следующее утро Меллер немедленно стал названивать «неуловимому Шуману». Вскоре в здании Физико-технического общества собственной персоной появился вчерашний сострадательный собеседник — доктор Баше. Теперь не оказалось на месте Эзау. Однако гость не намерен был ждать, ибо единственное, ради чего он приехал, так это объявить, что профессор Шуман выдать им вожделенный документ никак не может. Не может! Урановыми исследованиями будем заниматься мы сами! И точка!
Так началась первая в истории человечества «атомная война». На наше счастье протекала она лишь в «коридорах власти».
Эзау этой «словесной оплеухи» не стерпел и помчался в рейхсминистерство образования, дабы пожаловаться своему шефу, профессору Рудольфу Менцелю. А тот добавил масла в огонь, сообщив, что командование сухопутных войск распорядилось немедленно прекратить все урановые исследования в стенах Физико-технического общества. Эзау ничего не мог понять. Он еще не знал, что расшевелил «осиное гнездо». Военные, взволнованные его напором, сами активно взялись за работу. Восьмого сентября был призван в армию, то бишь в отдел Шумана, молодой даровитый физик из Лейпцигского университета, доктор Эрих Багге.
Можно представить себе чувства, которые испытывал молодой ученый, держа в руках — в первые же дни войны! — одиозный желто-коричневый пакет с предписанием «немедленно прибыть в Берлин, в распоряжение военного министерства». Взяв с собой несколько семейных фотографий и сложив в чемоданчик белье, Багге приготовился к отправке на фронт. Какая же радость охватила его, когда, прибыв в особняк на Харденбергштрассе, он встретил там доктора Дибнера, который и объяснил ему, чем придется заниматься.
В последующие дни были «призваны на службу» еще целый ряд молодых, перспективных ученых. Так что, нет худа без добра: работы над атомным проектом спасли многих физиков от пуль, снарядов и штыков.
И вот уже молодой «военспец» Багге вместе с Дибнером готовит первую «боевую операцию». Армейское руководство решило провести секретное совещание, чтобы обсудить перспективы «уранового проекта». Два физика-ядерщика, командуя своими коллегами как послушной им армией, составляют список ученых, которых непременно надо пригласить на совещание. На лежащем перед ними листе бумаги колонной выстраиваются фамилии: профессор Вальтер Боте, профессор Гейгер, профессор Штеттер, профессор Хофман, профессор Ган, профессор Маттаух и доктора Багге, Флюгге и Дибнер,
Совещание состоялось 16 сентября. В тот день на перекидном календаре, лежавшем на столе Отто Гана, появилась следующая краткая запись: «Совещание у Шумана. Присутствовали физики-ядерщики, не было Шумана. Составление программы. Звонок Эзау, сообщил о своем визите (Лауэ, Дебай, Гейзенберг)». Попробуем расшифровать эту ремарку.
«Не было Шумана». Потомок знаменитого композитора был одержим двумя страстями: к физике и музыке. И последняя нередко брала верх вопреки той высокой должности, что занимал Шуман (а впридачу к ней он еще возглавлял кафедру военной физики в Берлинском университете). Так, он сочинял неплохие военные марши и разбогател на этом. Страсть к музыке (и дивидендам от нее) становилась все более пламенной, вызывая ехидные насмешки недругов. Прямыми же обязанностями Шуман-младший нередко манкировал. Мы уже упоминали, что разозленный Эзау так и не застал витавшего где-то профессора. Напрасно дожидались его и физики-ядерщики. По своей доброй воле Шуман ни за что не согласился бы проводить целый день в их крохотном кружке, обсуждая их скучные проблемы. В конце концов, на это есть специалист — Дибнер.
Эзау как-то случайно прознал о готовящемся «очень важном совещании у профессора Шумана». Он немедленно поплакался своему шефу, Менцелю. Тот лишь уверил «неутешного Абрахама», что он «в курсе происходящего». Эзау чувствовал, что его постепенно отодвигают в сторону. Впрочем, если некоторым профессорам и показалось странным, что их недавнего куратора попросту не пригласили на совещание, то вслух они эти претензии никак не выказали.
Итак, заседание началось. Доктор Баше заявил, что, по сообщению Германского агентства зарубежных новостей, исследованиями урана занимаются в целом ряде стран. Собравшимся в зале надлежит оценить, нужен ли подобный проект вермахту. Сделать это не легко. Однако даже отрицательный результат станет благом для рейха, ибо будет означать, что наши враги не сумеют разработать атомное оружие. Если же результат экспертизы окажется положительным, значит нам удастся создать либо мошный источник энергии, либо супербомбу.
Развернулась оживленная дискуссия. Ученые спорили о том, какой может быть «урановая машина» и как она будет функционировать. Всего несколько дней назад, начал свое выступление Отто Ган, в американском журнале «Physical Review» (кстати, очень популярном в годы войны у немецких ученых) появилась любопытная статья Нильса Бора и Дж.Э. Уилера. В ней говорилось, что расщепляется прежде всего легкий изотоп урана — U-235. Однако в природном уране содержание его ничтожно мало — всего семь десятых процента! Если же мы попытаемся отделить его от остальных изотопов (природный уран состоит из смеси трех изотопов: U-23S /99,274 %/, U-235 /0,72 %/ и U-234 /0,006 %/ - прим. ред.), то столкнемся с неодолимыми трудностями.
«Лауэ, Дебай, Гейзенберг». А что если обратиться к профессору Гейзенбергу, — новоявленный «военспец» Багге вспомнил своего лейпцигского наставника, — и попросить его разработать теорию «цепной реакции»? Не всем понравилось это предложение. Между физиками-теоретиками и экспериментаторами давно уже развернулось негласное соперничество. Точнее будет сказать: они враждовали друг с другом. На это совещание пригласили одних лишь экспериментаторов, и тут вмешивается некий молодой «выскочка» и просит «воззвать о помощи» к этому «кабинетному гению»! Профессора Боте и Хофман поднялись со своих мест и заявили, что не хотят иметь дело с Гейзенбергом. Можно обойтись без него!
Позднее, когда заседание закончилось, Багге подошел к Дибнеру и все-таки упросил его в следующий раз позвать Гейзенберга. Не зря же говорят, что на свете нет ничего практичнее хорошей теории. А Гейзенберг в таких делах мастак!
Ученые на совещании так и не решили, какой именно изотоп расщепляется при обстреле урана нейтронами. Впрочем, вслед за Бором многие склонялись к мысли, что это U-235. Следовало бы провести чистый эксперимент: рассортировать изотопы урана, обстрелять их по очереди и посмотреть, что произойдет. Проведение опыта поручили профессору Хартеку. Он уже занимался разделением изотопов различных элементов, в том числе ксенона и ртути.
Процесс разделения — «термодиффузия» — был, казалось, несложен. Установка состояла из двух концентрических трубок: внутренняя была разогретой, наружная — более холодной.
Пространство между трубками заполняли пары уранового соединения. По теории, более легкие изотопы (U-235) должны были группироваться возле теплой поверхности. Все вроде бы ясно.
Довольно быстро профессор Хартек пришел к выводу, что для сортировки урана лучше всего использовать пары одного из его соединений — гексафторида урана. Работать с ними, правда, было нелегко. Газ вел себя очень агрессивно. Он разъедал часть материалов, из которых был изготовлен «диффузор». При температурах ниже 50 градусов твердел. Твердел он и при соприкосновении со многими веществами, например водой. Приходилось идти на разные ухищрения. Но прежде всего надо было добыть этот газ. Для нормального эксперимента требовался один его литр, то есть всего 12 граммов.
Двадцать пятого сентября Хартек написал письмо профессору О.Руффу — человеку, который описал свойства гексафторида урана. Хартек просил достать литр этого редкого газа. Руко-ввдители концерна «ИГ Фарбениндустри», к которым обратились, размышляли около двух недель. Наконец, предложили прислать им 100 граммов урана — из него они изготовят нужный газ.
В тот же день, 25 сентября, доктор Багге беседовал в Лейпциге с Гейзенбергом. Они обсуждали, каким должен быть прибор, чтобы измерять число нейтронов, выделяющихся при расщеплении урана.
На следующий день Багге вернулся в Берлин. Его ждало новое совещание в отделе вооружений сухопутных войск. Теперь он четко сознавал, что есть два способа извлечения энергии из урана. Либо неконтролируемая реакция, то есть взрыв, бомба, либо управляемый процесс и урановый реактор. Чтобы процесс стал управляемым, нужно смешать уран с каким-то веществом, которое будет тормозить быстрые нейтроны, испускаемые в момент расщепления ядра, но не поглощать их. Значит, нужен «замедлитель». А для создания бомбы надо выделить довольно редкий изотоп урана — U-235, поскольку при обстреле его нейтронами начинается цепная реакция деления ядер урана. Происходит взрыв.
Тем временем в Гамбурге профессор Хартек в ожидании выделенных граммов урана вел беседы со своим помощником доктором Хансом Зюссом. Как-то раз тот заговорил про «тяжелую воду»; ему подумалось, что, создавая урановый реактор, ее можно взять в качестве «замедлителя».
— Ничего не выйдет! — перебил его Хартек.
Ему моментально вспомнился собственный плачевный опыт. Пять лет назад он стажировался в лаборатории Резерфорда. И вот первое задание, которое дал ему метр, заключалось именно в получении мизерного количества тяжелой воды для каких-то опытов. Ох, и намучился же он тогда! В конце концов Хартек придумал крохотную (высотой 30 см) электролитическую ячейку. В течение многих недель он пропускал сквозь нее бессчетное количество воды, пока, наконец, не получил требуемую толику — несколько кубических сантиметров тяжелой воды,
— Знаете ли вы, — вопрошал он Зюсса, — сколько же времени нам потребуется, чтобы изготовить несколько тонн этой воды?! Многие годы, а то и десятилетия... А ведь для реактора нужны именно тонны ее. Разве правительство согласится финансировать такой расточительный проект?..
Тем не менее, собираясь на совещание в Берлин, он накропал статейку об использовании тяжелый воды «во избежание резонансного поглощения в уране-238». Важнейшие его идеи были таковы: тяжелая вода идеально замедляет нейтроны; урановое топливо и тяжелую воду следует разместить в реакторе не вперемешку, а отдельными слоями. Этими размышлениями он и поделился с коллегами.
На том совещании обсуждались ближайшие планы. Во-первых, надо научиться отделять легкий изотоп урана (U-235) от других его изотопов. Во-вторых, определить «эффективное поперечное сечение» атомных ядер всех тех веществ, которые можно использовать в качестве «замедлителя» (то есть определить вероятность захвата этими ядрами летящих к ним нейтронов; величину этого сечения можно сравнить с размером мишени в тире — чем больше мишень, тем вероятнее попадание). В-третьих, понять, может ли урановый редактор работать на медленных нейтронах.
Далее распределили роли. Гейзенберг изучает теоретические основы цепнсй реакции, Багге возвращается в Лейпциг, исследует «эффективное поперечное сечение» дейтерия. Профессор Хартек доводит до конца «термодиффузию» изотопа урана U-235. Различные задания получили и другие ученые. Всем было обещано, что «деньги на это найдутся».
В заключение профессор Шуман (на этот раз ему не удалось променять физику на музыку) сообщил, что Институт физики имени императора Вильгельма, находящийся в берлинском районе Далем, передан в ведение отдела вооружений сухопутных войск. Институт располагает отличной аппаратурой. Туда будут переведены все ученые, работающие над «урановым проектом». Их соберут, так сказать, «под одной крышей».
Эта идея сама по себе была хороша. Но что прикажете делать с самолюбием? Как упрятать его «под одну крышу»? Как заставить «провинциальных светил», боготворимых у себя в Гамбурге, Лейпциге и т. д., переехать в берлинскую «золотую клетку», где их образ явно потускнеет от соприкосновения со множеством таких же, как они «гениев», «талантов» и т. д., и т. п. Идея «научной шарашки» на немецкий манер была встречена в штыки. Работать над хорошо финансируемым проектом хотели все, переезжать в Берлин все же наотрез отказывались.
Хартек писал начальнику отдела вооружений: «Мне нужно остаться здесь, в Гамбурге... В случае надобности я могу каждую неделю на несколько дней приезжать в Берлин». Его можно понять: в ту пору поезд из Гамбурга в Берлин добирался всего за два часа. Другим ведущим ученым, представлявшим Гейдельберг, Мюнхен, Вену, приходилось бы проводить в пути гораздо больше времени, но и они не хотели срываться с насиженных мест.
Впрочем, проблема объединения светил могла пока подождать. Для начала неплохо было бы раздобыть достаточное количество урана для опытов. Берлинская фирма «Аиег» занималась обработкой редкоземельных металлов. К ней и обратились армейские чины с необычной просьбой: нужно изготовить несколько тонн чистого оксида урана. Их направили в центральную лабораторию, коей руководил доктор Николаус Риль, 38-ми лет, уроженец Петербурга, ученик Гана и Майтнер.
Когда в 1939 году Германия захватила Чехословакию, фирма «Ауэр» одной из первых стала осваивать тамошние урановые рудники. В ту пору всех интересовал радий. Уран считался побочным продуктом, но фирма располагала некоторыми его запасами в виде оксида урана и неочищенного ураната натрия. Доктор Риль моментально оценил перспективы проекта и лично занялся очисткой урана. Он будет заниматься этим до конца войны.
Всего за несколько недель Риль наладил производство урана, на небольшом заводике в Ораниенбурге. Каждый месяц здесь выпускалось около тонны очищенного оксида урана. Первая тонна была отгружена военным в первые недели 1940 года.
До этого всеми запасами уранового оксида в Германии ведал незабвенный «ариец и партиец» Абрахам Эзау. Теперь он перестал быть монополистом.
А если учесть, что один за другим в армию были призваны те немногие «правоверные» физики, что еще не покинули «кланчик» Эзау — Йоос, Ханле, Маннкопф — то стало ясно: звезда Эзау закатилась. И когда тот вновь пришел поплакаться своему шефу, Менцель встретил его холодно. По его словам, выходило, что военные уже много лет занимаются «урановым проектом», а Эзау крадет их идеи.
В тот же день ученый написал гневное письмо генералу Бек-керу, клянясь и божась, что речь идет не о том, что то или иное ведомство должно в одиночку вести урановые исследования, не допуская к ним никого. Лучше всего работать совместно. Именно он, Эзау, поспешил запастись ураном, именно он первым заинтересовался свойствами урана, и вот теперь работу над его проектом прерывают «самым жестоким образом», используя возможности, доступные лишь военному ведомству. Это несправедливо...
Однако жалоба возымела своеобразный эффект. Терпение генерала Беккера, читавшего письмо, в конце концов лопнуло, Эзау, лишенный своих «правоверных», теперь был и «обокраден». Его запасы урана конфисковали и передали институтам в Далеме. И работа над проектом, наконец, началась.
В первых числах декабря Багге, шедшего по институтскому коридору в Лейпциге, кто-то окликнул. Это был Гейзенберг. Он торопливо увел молодого ученого в свой кабинет и стал говорить, что понял, как стабилизировать цепную реакцию, тут же начертав на доске пару формул. Как явствовало из них, по мере того как будет расти температура в реакторе, эффективное поперечное сечение станет уменьшаться. При определенной температуре реакция автоматически замедлится. Зависит эта температура от размеров реактора. По-видимому, речь идет о сотнях, а не тысячах градусов Цельсия. Как показывает пример, если взять 1,2 тонны урана и тонну тяжелой воды, смешать их в виде пасты и поместить в шар радиусом 60 см, реакция внутри подобного агрегата стабилизируется при восьмистах градусах Цельсия.
Шестого декабря Гейзенберг сообщил в отдел вооружений сухопутных войск, что предложение Хартека отделить уран от замедлителя не очень удачно, поскольку реактор окажется слишком маленьким.
Любопытна последняя часть этой докладной записки: «Возможность технического использования энергии, получаемой при расщеплении урана». Вот ее краткое содержание.
Согласно имеющимся данным, процесс расщепления урана, открытый Ганом и Штрассманом, можно использовать для производства энергии. Самым надежным методом является обогащение изотопа урана U-235. Только это позволит уменьшить размеры «урановой машины» до одного кубического метра, позволит создать взрывчатые вещества, чья мошь в тысячи раз превзойдет мощь известных нам взрывчатых веществ.
Впрочем, для производства энергии можно использовать и обычный уран, не прибегая к разделению его изотопов. Для этого нужно добавить к урану вещество, способное замедлять излучаемые нейтроны, не поглощая их. Вода тут не годится. Согласно имеющимся у нас сведениям, этим требованиям отвечают лишь «тяжелая вода» и очищенный уголь. Однако при малейшем их загрязнении выработка энергии прекратится.
В заключение профессор Гейзенберг предупреждал, что реактор является очень интенсивным источником вредного нейтронного и гамма-излучения.
Известно, что тяжелая вода — это вода, в которой атомы обычного водорода заменены атомами дейтерия, его тяжелого изотопа (помимо протона их ядра содержат еще и нейтрон). «Эта вода» примерно на 11 процентов тяжелее обычной; она замерзает при 3,81 и кипит при 101,42 градусах Цельсия. Но самое главное: она замедляет нейтроны до такой скорости, что изотопы урана U-238 не могут их уловить, зато эти нейтроны все еще способны расщепить изотопы U-235.
В канун Второй мировой войны единственной фирмой, выпускавшей тяжелую воду в «промышленных количествах», была норвежская «Norsk-Hydro». Она действовала при Веморкской гидроэлектростанции, близ городка Рьюкан на юге Норвегии (станция, вырабатывавшая 120000 киловатт дешевой электроэнергии, располагалась рядом с гигантским водопадом Рьюканфосс).
Тяжелая вода являлась побочным продуктом водородного электролиза. Еще в 1932 году американский ученый Г.К. Юри доказал, что вода, остающаяся после электролиза в ячейках, содержит гораздо больше тяжелого водорода, чем обычно. Если подвергать электролизу 100 000 литров воды до тех пор, пока в ячейках не останется всего литр воды, то в этом литре содержание тяжелой воды достигнет 99 процентов. По этому принципу фирма «Norsk-Hydro» и изготавливала тяжелую воду. Ее чистота достигала 99,5 процентов. Немецкий ученый, присланный проинспектировать эту установку вскоре после оккупации Норвегии, назвал ее «шедевром, созданным трудом норвежских ученых и инженеров».
Установка начала действовать в 1934 году. До 1938 года здесь изготовили всего 40 килограммов тяжелой воды. Потом ее производство увеличилось, но и в конце 1939 года здесь выпускали не более десяти килограммов воды в месяц. Впрочем, выбора у немецких военных не было. Ведь мощность самой крупной в Германии установки по водородному электролизу не превышала 8000 киловатт.
Вопрос был лишь в том, согласятся ли норвежцы поставлять тяжелую воду в Германию?
Тем временем военные власти принялись выполнять свое собственное решение о передаче Института физики в Далеме в их ведение и сразу же столкнулись с проблемой, «Есть человек — есть проблема». Этим человеком был директор института, знаменитый нидерландский физик-экспериментатор Петер Дебай, лауреат Нобелевской премии 1936 года. Иностранец не мог возглавить секретный немецкий проект. Это противоречило всем принципам. Великого ученого поставили перед выбором: либо принять немецкое гражданство, либо покинуть институт. Неожиданное приглашение из США разрешило дилемму. Ученого, прожившего в Германии почти всю свою жизнь, просили выступить с циклом «лекций». В 1940 году Дебай переехал в Америку и более не возвращался.
Так немецкий атомный проект потерял первого ценного сотрудника.
Шуман же предложил назначить директором института своего ставленника, доктора Дибнера. Но тут воспротивился новый президент Общества имени императора Вильгельма, Альберт Феглер. Разве можно сравнивать с самим Дебаем какого-то Дибнера? В конце концов, того назначили временным «уполномоченным руководителем» института в Далеме — «на время отсутствия Дебая».
Так наметился раскол между «самозванцем Дибнером», с одной стороны, и «учителем Гейзенбергом» и его многочисленной свитой, с другой стороны. Этот раскол в среде немецких физиков немало навредил общему делу и замедлил работу над «урановым проектом».
Тем временем, в июле 1940 года, по соседству с Институтом физики, на участке, принадлежавшем Институту биологии и вирусных исследований, начали строить небольшую деревянную лабораторию. Здесь собирались разместить первый в Германии «докритический» урановый реактор. Чтобы отпугнуть непрошеных гостей, над дверями здания повесили табличку «Лаборатория вирусов».
Уже в первую военную зиму немецким ученым стало ясно, что строительством уранового реактора их работа не ограничится. Впереди их ждет «урановая бомба». Создать реактор нужно по двум причинам: во-первых, тогда ученые могут проверить теорию практикой, а во-вторых, что еще важнее, если удастся построить реактор, то и правительство, и вермахт убедятся, что ученым по плечу и создание бомбы, несмотря на те огромные трудности, которые они теперь все яснее сознавали.
В последующие два года ученые почти не вспоминали о бомбе. Все их помыслы были заняты ближайшей, пусть и промежуточной, целью: урановым реактором. Это вовсе не означает, — как порой пытаются убедить нас некоторые историки, — что немцы вовсе не думали о создании «супербомбы». Нет, они лишь предпочитали постепенно идти от победы к победе. Правда, оглядываясь на путь, ими пройденный, мы можем выразиться и иначе: «От поражения к поражению».
Первые совещания, проходившие в Берлине, показали, что действовать можно двумя способами. Во-первых, поступать эмпирически: меняя наугад те или иные замедлители, меняя схему расположения топлива, выбирать лучший вариант. У этого метода есть свои плюсы, но многое здесь зависит от случайности. Другой способ основан на теоретических изысканиях. Мы можем заранее судить о том, как будет протекать цепная реакция деления ядер урана. Для этого нам надо знать, например, «эффективные поперечные сечения» различных материалов при разных скоростях обстрела их нейтронами. Такие показатели можно измерить заранее, хотя это отнимает много времени и требует особого умения. Зато для проведения таких измерений нужны крохотные пробы материала, что немаловажно в 1940 году, когда в Германии не хватало урана, тяжелой воды, чистого углерода и бериллия. В конце концов, немецкие ученые, как и их западные коллеги, избрали третий путь. Они попытались совместить оба метода, действуя то по теории, то наугад.
В 1940 году в различных немецких лабораториях — в Лейпциге, Берлине, Гейдедьберге, Вене и Гамбурге — был проведен ряд важных экспериментов. Так, летом и осенью 1940 года Гейзенберг и Депель (вместе с женой) ставят опыты с оксидом урана и тяжелой водой. Судя по всему, в реакторе на тяжелой воде можно использовать обычный уран, а не обогащенную смесь U-235.
Не менее важен эксперимент профессора Боте из Гейдельберга, проведенный в июне 1940 года. Он показывает, что абсолютно чистый углерод тоже можно использовать в качестве замедлителя, а ведь получить это вещество куда проще, чем тяжелую воду.
В Берлине, в Институте физики, Вейзцзеккер и его помощники начали конструировать будущий реактор. В конце февраля его решили строить «по схеме профессора Хартека»: две тонны оксида урана и полтонны тяжелой воды расположатся вперемешку, в пять или шесть слоев. Высота реактора — 70—90 сантиметров.
Можно было построить и сферический реактор, хотя это намного труднее. Зато топлива и тяжелой воды для него требуется меньше: 1,2 тонны и 320 литров. Кстати, расчеты показали, ,что, если покрыть любой реактор отражательной оболочкой из углерода, нейтроны не будут его покидать и размеры еще можно уменьшить.
Впрочем, в феврале 1940 года Гейзенберг, вернувшись к докладной записке, поданной два месяца назад, дополнил ее подробным математическим расчетом. К сожалению для немецкой науки, он пришел к выводу, что использовать чистый графит в качестве замедлителя вовсе не так эффективно, как показалось поначалу. Гелий тоже не годится, ибо реактор окажется слишком громоздким. Остается тяжелая вода.
Дибнер провел совещание, на котором обсуждались все проблемы, связанные с тяжелой водой. Участвовавшие в нем Гейзенберг, физик Карл Вирц и специалист по физической химии Карл Фридрих Бонхеффер, пришли к заключению, что трудностей впереди еще очень много. Гейзенберг предложил взять вначале пару литров тяжелой воды и проверить, насколько она проницаема для нейтронов. Дибнер пообещал закупить у норвежцев ведро тяжелой воды. Только убедившись на практике, что она годится для работы реактора, стоило приступать к строительству собственной установки для ее выпуска.
Неделю спустя Хартек послал письмо своим военным шефам: судя по расчетам Гейзенберга, уран и тяжелая вода понадобятся нам для реактора в одинаковых пропорциях, то есть надо раздобыть примерно две тонны тяжелой воды. И тут уж на норвежцев нет никакой надежды. Надо самим налаживать ее производство.
Однако для получения всего одной тонны тяжелой воды с помощью электролиза, как это делают норвежцы, придется израсходовать на выработку электроэнергии сотни тысяч тонн угля. Военных такая картина ужаснула.
Тогда Хартек вспомнил, что несколько лет тому назад вместе с Зюссом они разработали новый метод производства тяжелой воды с помощью каталитического обмена. Однако тогда никого он не заинтересовал, поскольку проще было покупать тяжелую воду для лабораторных опытов у норвежцев. Теперь же иное дело. Похоже, что так добывать тяжелую воду будет дешевле, чем электролитическим способом.
Вскоре, с согласия военных, решили построить опытную установку. Хартек писал Бонхефферу, что установку для каталитического обмена ему хотелось бы разместить при каком-нибудь уже действующем предприятии, где занимаются гидрогенизацией. В конце февраля он получил ответное письмо. В нем говорилось, что на знаменитом заводе «Лейнаверке» «очень заинтересовались этой идеей». С технической точки зрения проблем не предвиделось, «дело лишь за катализатором».
Тем временем в Норвегию приехал представитель концерна «ИГ Фарбениндустри», который своими денежными вливаниями содействовал работе фабрики в Рькжене. Но не текущие дела интересовали его и не финансовая отчетность — представитель всемогущего концерна явился, чтобы затребовать у норвежцев все хранящиеся у них запасы тяжелой воды: 185 килограммов чистотой 99,6 и 99,9 процентов. «Далее же, — обольщал он руководителей фирмы, — последует новый обширный заказ. Единственное, в чем трудность, далее нам потребуется не 10 килограммов воды в месяц, а целых 100».
Удивленные собеседники робко поинтересовались, зачем нужны столь огромные по тем временам запасы тяжелой воды. Однако немец ловко уклонился от прямого ответа. Норвежцам все это не понравилось, и в феврале 1940 года руководители фирмы «Norsk-Hydro» официально известили своих немецких партнеров» что, к сожалению, не смогут выполнить такой большой заказ.
Видимо, они стали подозревать, для чего немцам нужно столько тяжелой воды. Ведь еще летом 1939 года Ф. Жолио-Кюри окончательно убедился, что цепная реакция деления ядер урана возможна. Более того, он создал модель уранового реактора, состоящую из блоков оксида урана, погруженных в обычную воду, которая должна служить «замедлителем» нейтронов. Однако вода в основном абсорбировала электроны, а не тормозила их. В феврале 1940 года Жолио-Кюри узнает, что на складе норвежской фирмы «Norsk-Hydro» хранится 185 килограммов тяжелой воды, и обращается к министру вооружений Франции Раулю Дотри с просьбой закупить эти запасы воды для проведения важнейшего эксперимента. И она была отправлена к французам.
Так что, когда весной 1940 года немецкие войска вторглись в Норвегию и после тяжелых боев 3 мая захватили фабрику, склады ее оказались пусты.
Ни льда, ни урана...   
В начале апреля 1940 года — в то время как французские физики начали, наконец, эксперименты с тяжелой водой, добытой ими с таким трудом, — Пауль Хартек посетил завод «Лейнаверке». Он загорелся новой идеей и спешил побеседовать с доктором Херольдом, директором завода по научной части и ярым национал-социалистом.
— В моем реакторе урановый оксид будет помещен в сухой лед, — рассуждал Хартек. — Сухой лед или твердая углекислота легко подвергается обработке и сравнительно долго хранится при температуре минус 78 градусов, медленно испаряясь. Таким образом уран при делении не будет особо нагреваться...
Хартек слыл блестящим экспериментатором. В начале тридцатых годов он работал некоторое время в лаборатории Резерфорда. В 1934 году вместе с Э. Резерфордом и М.Олифантом он открыл тритий — радиоактивный изотоп водорода с массовым числом 3. Вернувшись домой, он ужаснулся, поняв, как плохо поставлена экспериментальная работа в немецких лабораториях.
— Мы по всем статьям уступаем британцам, и, если хотим, чтобы немецкая наука удержала свои ведущие позиции, обязаны наверстать упущенное, — заявил он без обиняков коллегам.
Этот вывод оскорбил многих немцев, полагавших, что «Германия превыше всего», и они, при случае, готовы были сунуть палки в колеса критикану,
Но тут Хартеку повезло. Доктор Херольд, презрев интриги, предложил исследователю, выглядевшему как правоверный нацист (ученый носил такие же усики, как сам фюрер), целый вагон углекислоты, да еще и бесплатно.
Итак, с сухим льдом проблем не было. Хартек уже выбрал подвал, в котором хотел проводить эксперимент, но следовало позаботиться и об уране. Он попросил Дибнера прислать от ста до трехсот килограммов,
При этом обольщенный открывшимися перспективами ученый не учел одного: не он один мечтал построить первый в стране урановый реактор. Весной 1940 года заявки слетались к Дибнеру «как коршуны». Гейзенберг домогался целой тонны уранового оксида. Дибнер, словно нерадивый школьник, отчитывался перед маститым профессором: «Сейчас у нас всего 150 килограммов, к концу мая будет 600 килограммов, и только к концу июня получим тонну».
В целях экономии осторожный Дибнер намекнул Гейзенбергу, что неплохо было ему провести эксперимент вместе с Хартеком. Однако нобелевский лауреат, не желая расставаться со своими планами, снисходительно отметил ту спешку, с коей его юный коллега порывался проверить собственную гипотезу:
«Ваши опыты нужно предварить необходимыми на то измерениями, и я сам хотел бы заняться оными, — писал Гейзенберг. — Я прошу Вас удовлетвориться пока лишь ста килограммами». Сам Гейзенберг тоже готов был идти на жертвы ради успеха коллеги и, отказавшись от тонны оксида урана, добивался от Дибнера всего нескольких сот килограммов.
Хартек мрачнел, скользя от одной строчки письма к другой. В ближайшие недели он получит бесплатно десять тонн сухого льда. Великолепный подарок от добродушного инженера! Позже, в середине лета, сухого льда так просто уже не достать. С июня все его запасы поступают лишь на продовольственные склады, и тогда мечта о реакторе «расколется о грубую прозу жизни». О каких, предварительных измерениях, доступных лишь ему одному, говорит Гейзенберг?
Профессор Кнауэр, мой помощник, уже подготовился к ним, отвечал Хартек оппоненту. «Не хватает лишь 38-го препарата [то есть оксида урана — прим. авт.], чтобы поставить решающий опыт. Мы спешили изо всех сил, мы сделали все нужные приготовления, ведь сухой лед пролежит у нас не больше недели. Поэтому нам крайне важно получить оксид урана в период с 20 мая по 10 июня». И его нужно как можно больше! «Я потому, — раскрывал карты Хартек, — просил у Дибнера всего от 100 до 300 килограммов, что не подозревал, что у него может найтись еще больше оксида урана».
«Вы же понимаете, — убеждал он своего собрата и соперника, — что результаты опыта тем убедительнее, чем больше препарата мы используем, и потому я буду Вам очень благодарен, если.., удастся получить как можно больше оксида».
В начале мая 1940 года место для будущего реактора уже было приготовлено. Несмотря на происки Гейзенберга, все складывалось удачно. Дибнер обещал-таки «несколько сот килограммов» оксида урана. Все же, страхуя себя от «неразберихи», Хартек просил верного Херольда задержать отгрузку сухого льда, «пока этого возможно». Шестого мая он позвонил Дибнеру и сказал, что для нормального эксперимента нужно не менее шестисот килограммов оксида. Девятого мая, изнывая от ожидания, он написал письмо Дибнеру, надеясь узнать, сколько ему еще ждать. Лишь в последние дни мая в Гамбург привезли вожделенный оксид, но его оказалось ничтожно мало. Слова напутственной записки, присланной профессором Позе, отдавали издевкой: «По поручению отдела вооружений сухопутных войск пересылаем Вам сегодня 50 килограммов оксида 38-го препарата. Хайль, Гитлер!»
Мечтайте, Хартек, мечтайте!
Впрочем, через несколько дней сердобольный петербуржец Риль прислал «гамбургскому мечтателю» еще 135 килограммов «от себя лично». Но на том «урановый ручеек» иссяк.
Таким образом в начале июня лаборатория Хартека располагала 185 килограммами оксида урана и 15 тоннами сухого льда. Профессор изготовил изо льда блок размером 180 х ISO x 200 сантиметров, просверлил в нем пять шахт и заполнил их ураном. В середине блока поместил радиево-бериллиевый источник нейтронов. Третьего июня он извещает своих военных шефов, мастеров «профессорской уравниловки», что в течение недели эксперимент будет завершен.
При этом он умолчал, что проводить задуманный опыт с таким малым количеством урана вообше-то бессмысленно — цепная реакция не пойдет. Вся эта неделя «тщательных измерений» была только демонстрацией амбиций, Хартеку удалось измерить лишь уровень абсорбции нейтронов в уране, да еще их диффузионную длину в твердой углекислоте.
В конце августа 1940 года он было заикнулся о том, что надо повторить эксперимент, взяв на этот раз две тонны оксида урана и огромный пятиметровый куб сухого льда. Однако коллеги так злословили по поводу его планов, что «настырный критикан» дрогнул и зарекся проводить новый эксперимент.
Так важное начинание было погублено простой оппозицией «истинных ученых».
Тем временем за океаном дела обстояли так. 17 марта 1939 года в Вашингтоне Э. Ферми встречается с сотрудниками морского министерства и объясняет им, что немцы могут создать оружие нового типа — атомную бомбу. Его вежливо выслушали, да и только. Тогда он обращается к коллегам и после ряда консультаций 2 августа 1939 года Эйнштейн, Ферми, Силард и Вигнер направляют коллективное письмо президенту СШАФ. Рузвельту, в котором сообщают о возможности изготовления бомбы нового типа, способной уничтожать целые города. И снова — ни ответа, ни привета...
7 марта 1940 года подзуживаемый коллегами Эйнштейн направляет второе письмо Рузвельту.
Но дело тронулось с мертвой точки лишь в конце апреля 1940 года, когда в США приехал Петер Дебай и рассказал об обстоятельствах своего скандального увольнения. Через несколько дней в «Нью-Йорк таймс» появилась пространная статья, посвященная «урановому проекту» в Германии. Она была выдержана в самых мрачных тонах.
В маг 1940 года в Лондоне стало известно, что немцы намерены увеличить производство тяжелой воды на фабрике в норвежском городе Рькжан до полутора тонн ежегодно. Специалисты пытались подсчитать возможный ущерб в случае взрыва немецкой «сверхбомбы» в одном из крупных английских городов.
В июне 1940 года немецкие войска заняли Париж. Немедленно туда приехали Дибнер и Шуман. Вот уже они стоят перед дверями лаборатории Кюри. Что их ждет там? Дверь распахнулась. Перед ними был циклотрон, воплощение немецкой научной мечты. Американский циклотрон, смонтированный, правда, наполовину. Как его не хватало в Берлине!
Что касается его бывших хозяев, то все они, «наперегонки с немецкими передовыми частями», поспешили покинуть Париж и теперь уже обретались в Англии. В Париже остался лишь Жолио. Дибнер встретился с этим наследником клана Кюри, и тот, в мрачном бессилии, выслушал «свежие научные новости»: немецкие ученые собираются отладить циклотрон и проводить на нем эксперименты. Сам он отказывается принимать в них участие. Однако в июле «парижская группа» физиков под руководством профессора Вольфганга Гентнера все же принимается за работу.
По горячим следам немцы пытались восстановить ход работ в лаборатории Кюри. Некоторые находки могли стать важными аргументами в немецких научных спорах. Например, французы, как и Хартек: считали, что «урановое топливо и тяжелую воду следует размешать в реакторе не вперемешку, а отдельными слоями». По их мнению, вещество-замедлитель нужно вводить в урановую массу в виде «кубиков или шаров», а не наоборот. Так, они получили весьма обнадеживающие результаты, когда внедрили в шар из оксида урана кубики парафина (парафин тоже служит хорошим замедлителем). Планировались и другие опыты: с замедлителями из графита и тяжелой воды.
Итак, минуло полтора года с тех пор, как Ган и Штрассман открыли цепную реакцию. За это время немецкие физики-ядерщики добились немалых успехов в работе над атомным проектом. Они располагали уже тысячами тонн урановых соединений; в их владении оказалась фабрика по выпуску тяжелой воды, хотя склады ее были пусты; у них появился циклотрон, пусть и недостроенный; химическая промышленность Германии была ведущей в мире; наконец, к работе были привлечены лучшие физики, химики и инженеры страны.
Пятнадцатого июня 1940 года американский журнал «Physical Review» опубликовал статью, в которой сообщалось об открытии нового трансуранового элемента (позднее его назовут плутонием), Статья вызвала возмущение видных британских ученых, считавших, что в военное время публикация подобных материалов должна быть запрещена. И они в какой-то мере были правы — опубликованная статья попалась на глаза Вейшеккеру.
Барон Карл Фридрих фон Вейшеккер, выезжая из дома, любил прихватить с собой свежий номер «Физикл ревю». Расположившись на сиденье в метро, он разворачивал журнал к вящему ужасу своих бдительных соседей, взиравших на то, как в военном Берлине некий подозрительный иностранец, обличьем напоминающий шпиона, ничего не страшась, спокойно почитывает вражескую прессу.
Так, в один из июльских дней в его руках оказался полученный только что, месячной давности журнал, в котором его внимание привлекла статья об открытии плутония. Он вновь и вновь пробегал ее взглядом, чувствуя, как созвучны выводы его заокеанских коллег его собственным недавним догадкам. Новый трансурановый элемент можно получить из изотопа урана U-238.
«Значит, мы можем превратить этот изотоп в новый «трансуран», а затем с помощью простейших химических методов отделить его от U-235...» Новый элемент, как пояснил он в записке, поданной в отдел вооружений сухопутных войск, может быть использован трояким образом, в том числе «в качестве взрывчатого вещества».
В мае 1940 года профессор Хартек не только бомбардировал Берлин просьбами прислать немножко урана, но еще и готовился провести опыт по разделению изотопов U-235 и U-238. Напомним, что для этого ему нужен был гексафторид урана — газ необычайно агрессивный. Он разъедал часть материалов, из которых был изготовлен «диффузор». Предстояло выяснить, какие металлы выдерживают соприкосновение с ним, а какие разрушаются.
Во время опытов образцы из стали, никеля и других металлов подвергали действию этого газа в течение 14 часов при температуре 100 градусов Цельсия. По окончании опытов образцы еще раз взвесили. Вес никеля ничуть не изменился, значит, он не корродировал. Опыт повторили уже при 350 градусах, но и это испытание металл выдержал.
Огорчало одно: в то время никель в Германии было не достать. Его добывали в Канаде, Австралии, во французских колониях, но не в странах-союзниках. Еще одна гримаса фортуны! Что же делать?
Десятого июня руководители атомного проекта обратились к мюнхенскому профессору Карлу Клузиусу (он-то и разработал метод «термодиффузии», о котором мы говорили). Итак, его вопрошали, можно ли заменить гексафторид урана — газ, никак не подходящий ни для промышленного его использования, ни даже для проведения опытов, — каким-либо другим летучим соединением урана? Через восемь дней пришел ответ. Профессор мог порекомендовать лишь пентахлорид урана — к чьим недостаткам, однако, можно отнести свойства, еще более нетерпимые, чем свойства гексафторида урана.
Похоже, что этот вредоносный газ ничем не заменить. На заводе концерна «ИГ Фарбениндустри» в Леверкузене взялись сооружать установку по изготовлению гексафторида.
Безжалостно развеяв прежние мечты, Карл Клузиус поспешил вновь обнадежить военных. «При нынешнем уровне наших знаний о летучих урановых соединениях следует рассчитывать на серьезный успех лишь в том случае, если мы откажемся от газообразных соединений, заменив их жидкими». Профессор сам вызвался разработать новый метод диффузии изотопов.
Примерно в то же время «жидкостной» метод предложил и физик из Гейдельберга Р. Фляйшман. Водный раствор нитрата урана смешивается с раствором этого же нитрата в эфире. Как показывает теория, легкие изотопы урана (U-235) останутся в основном в эфире. Теперь с помощью нехитрых физических методов можно их изолировать.
В октябре 1940 года в Лейпциге пришлось проводить специальную конференцию, чтобы обсудить многочисленные трудности, возникшие при разделении изотопов урана. В. Валхер описал электромагнитный метод: крохотные количества изотопов можно выделить с помощью масс-спектроскопа. X. Мартин говорил об «ультрацентрифуге», которую хотел использовать у себя в Киле. Постепенно, из докладов участников, стало ясно, что немецкие ученые пока не могут предложить надежный метод получения изотопа U-235 в промышленных количествах.
Во многом мешало и отношение властей к науке. Оно, как это случалось не раз, в разные эпохи и разных странах, было настороженным и пренебрежительным. На европейском театре войны вермахт одерживал одну победу за другой. Для этих блестящих побед ему не нужны были ни «супероружие», ни «сверхбомба», ни «чудо-реактор». Простое, проверенное опытом оружие приносило успех. Зачем же было тратить деньги на какие-то загадочные эксперименты? «Все для фронта, все для победы» — этот знакомый нам лозунг витал и в умах немецких вождей.
Для ученых же этот парадный девиз оборачивался иной стороной — мрачной резолюцией «Ничего для науки!» Какое оборудование имели научные лаборатории в канун войны, тем и довольствовались. Ученым оставалось лишь радоваться, что их не выпроваживают штурмовать какой-нибудь норвежский город Рьюкан.
Впрочем, с их научным арсеналом штурмовать тайны атома было ничуть не легче. В Германии не было готового циклотрона — главного оружия физиков-ядерщиков. Те же американцы получили плутоний лишь с помощью циклотрона. Еще в 1938 года Институт физики в Гейдельберге, коим руководил Боте, подал заказ на циклотрон, но обзавелся им (забежим вперед) лишь в 1943 году. Как же тут было не отстать от американцев? Нищая наука проиграет любую битву!
В начале 1940 года барон Манфред фон Арденне, блестящий техник, обратился к профессору Филиппу, одному из помощников Отто Гана, ведавшему его приборами, и предложил встретиться с Герингом и уговорить его хоть чем-то помочь при строительстве «установки по преобразованию атомов». Что вы! Это же бестактно обращаться к нему, минуя руководителей Общества имени императора Вильгельма. В каждом деле нужна своя субординация, хотя что поделаешь, если сам министр образования Бернард Руст совершенно не понимает, насколько важны ядерные исследования? Так, начав с соблюдения приличий, профессор Филипп закончил свой монолог совсем уж неприличным возмущением.
Тогда барон фон Арденне, не отличавшийся особой щепетильностью, нагрянул к министру почт Онезорге (он узнал, что при министерстве есть большой и изобильно финансируемый научно-исследовательский отдел). В самых общих, но многозначительных выражениях он объяснил министру, что благодаря недавним открытиям физиков можно изготавливать особые бомбы и особые реакторы и что американцы уже собираются устанавливать эти реакторы на своих кораблях вместо привычных паровых машин.
Взволнованный министр, отставший было от своего просвещенного века, настолько увлекся речами барона-корреспондента, что при первом удобном случае явился с докладом к Гитлеру и рассказал ему все, что узнал об урановой бомбе.
Однако в конце 1940 года, когда случилось это памятное событие, фюрер был настолько увлечен радостями недавних блицкригов и планами будущих войн, что этот — на его взгляд, эксцентрический — доклад министра лишь раздосадовал его. Фюрер насмешливо бросил:
— Вот как! Пока мои генералы думают, как выиграть войну, мой почтовой министр уже все решил?
Онезорге пришлось ретироваться. Однако он все же не оставил мыслей о чудо-бомбе и решил на свой страх и риск поддержать Арденне — благо, мог выделить на это средства, предназначенные для развития рейхспочты.
Итак, теперь уже три группы немецких ученых работали над атомным проектом. Одной руководил Дибнер, другая бездействовала в Геттингене, третья возникла в Лихтерфельде, в лаборатории, где всем заправлял блестящий изобретатель Арденне.
Ученые из академических институтов встретили «явление Арденне науке» с явным неудовольствием. Образование, полученное им, равно как и методы, им используемые, претили большинству ученых.
В течение четырех семестров он изучал в Берлине физику, математику и химию, но так и не получил ценимый научным цехом диплом. Далек он был и от «дуайена» немецкой физики, Гейзенберга... В общем, он слыл белой вороной, самоучкой, незваным гостем, затесавшимся на праздник научной мысли.
Десятого октября встретились два ученых дворянина. Карл Фридрих фон Вейцзеккер, — возможно, по совету Гейзенберга — посетил «мятежного барона». «В весьма определенных выражениях» Вейцзеккер втолковал ему, что, как и Гейзенберг, считает невозможным создание атомной бомбы. Причина в следующем: эффективное поперечное сечение урана с ростом температуры уменьшается, поэтому цепная реакция постепенно затухает.
Возможно, фон Арденне поверил этим вкрадчивым речам, Во всяком случае вплоть до конца 1940 года он занимается лишь тем, что втолковывает «своему министру», что означает «конструировать установки по превращению атомов». Министр оказался способным учеником. К концу года он выделил Арденне деньги на строительство в Лихтерфельде «ленточного генератора Ван-де-Граафа напряжением в один миллион вольт». Вскоре «просвещенный министр» распорядился оборудовать в Мирсдор-фе еще один «почтовый» центр ядерных исследований и оснастить его каскадным генератором. В обеих лабораториях начали строить 60-тонные циклотроны. До тех пор, пока они не были готовы, немецким ученым пришлось довольствоваться циклотроном, найденным в Париже.
В сентябре 1940 года в Париж переселился профессор Вольфганг Гентнер, ведуший специалист по ускорителям, работавший в свое время в Америке, в лаборатории Лоуренса [в 1930 году Эрнест Лоуренс выдвинул идею циклотрона; позднее в его лаборатории был построен первый в мире циклотрон — прим, ред.].
В Бельгии, покоренной вермахтом, были найдены большие запасы ураната натрия. Две тонны доставили в Берлин, в лабораторию фон Дросте. Уранат содержал много примесей; вдобавок был очень влажным. Несмотря ни на что, Дросте начал эксперимент. Уранат расфасовали в две тысячи бумажных пакетов. Из них составили солидный куб высотой в метр. Схема опыта напоминала ту, что четыре месяца назад использовал Хартек, вот только Дросте верил, что бумага и вода могут служить замедлителем нейтронов, и потому обошелся без сухого льда. И этот эксперимент завершился ничем — разве что ученым стало ясно, что в уране не должно быть никаких примесей.
Это был последний «промежуточный опыт». В начале октябре 1940 года в Далеме построили лабораторию, или «Дом вирусов». Он находился в стороне от Института физики. Сделано это было не только ради вящей секретности, но и чтобы обезопасить институт. Если случится авария, пострадает лишь этот скромней деревянный барак.
Признаем, что ученые мужи были самонадеянны и опрометчивы, рассчитывая, что дощатые стены спасут от потока радиоактивных частиц. Впрочем, американцы от них недалеко ушли, поскольку воздвигли свой первый реактор на университетском стадионе хоть и под бетонными трибунами, но в центре Чикаго. Лишь наши физики, работавшие, как известно, под руководством Курчатова, постарались убрать свой реактор с глаз подальше. Но кто же знал, что Москва в будущем так разрастется, что и курчатовский ядерный центр окажется ныне в густонаселенном районе столицы?
В обшем, так или иначе реихсфизики строили свою «адскую машину» в центре Берлина. Между тем они ведь знали, как опасно иметь дело с оксидом урана. Хотя он и относится к слаборадиоактивным материалам, зато чрезвычайно ядовит. Прежде чем войти в «Дом вирусов», сами исследователи облачались в респираторы, защитные комбинезоны, обувь, очки.
Первый урановый реактор в «Доме вирусов» представлял собой сводчатый алюминиевый цилиндр. Диаметр и высота его были одинаковы — 1,4 метра. Его до краев заполнили оксидом урана. Слои оксида перемежались тонкими парафиновыми вставками — замедлителем. Цилиндр погрузили в воду, служившую отражателем нейтронов. Никто не знал, как поведет себя реактор.
Последние расчеты, сделанные К.Х. Хеккером, показали, что реактор будет работать, даже если замедлителем послужит парафин. Источник нейтронов (радий/бериллий) помещался в трубке, которую опустили в центр реактора. Однако цепная реакция не наблюдалась. Реактор абсорбировал нейтроны. Через несколько недель опыт повторили. На этот раз проверили две другие схемы реактора, потратив на это 6800 килограммов оксида урана. Замедлителем снова служил парафин. Опять никакого результата! Так Гейзенберг доказал, что невозможно построить реактор на оксиде урана, если в качестве замедлителя брать парафин или обычную воду, Требовалась тяжелая вода, а ее-то как раз все еще и недоставало.
Гейзенберг метался между Лейпцигом и Берлином. В Лейпциге профессор Депель повторил эксперимент с оксидом урана и парафином. Правда, все четыре слоя урана в его реакторе были отделены друг от друга еще и алюминиевыми сферами, в которые их заключили. Опять безуспешно!
Самые интересные результаты были получены в Гейдельберге, где профессор Вальтер Боте и доктор Фламмерсфельд смешали в огромном чане почти 4,5 тонны оксида урана с 435 килограммами воды, а затем с большой точностью измерили размножение нейтронов и их «резонансную абсорбцию» в упомянутых веществах. Оба ученых тоже констатировали, что без тяжелой воды реактор на оксиде урана не будет работать.
После этой череды неудач инициативу захватили военные. Не советуясь с учеными, они решили использовать в последних, важнейших опытах не оксид урана, а металлический уран. Однако фирма «Ауэр», столь выручавшая прежде, не располагала оборудованием для переработки оксида урана в чистый уран. Поэтому доктор Риль обратился за помощью во Франкфурт, к директору фирмы «Degussa» доктору Берпинду. Ведь в 1938— 1940 годах тот проделал для Риля схожую работу — превратил оксид тория в двести с лишним килограммов металлического тория.
Оказалось, процессы восстановления что урана, что тория очень похожи. Даже оборудование можно было не менять. Очищенный оксид урана помешали в инертную аргоновую атмосферу, нагревали до 1100 градусов Цельсия и восстанавливали с помощью металлического кальция и хлорида кальция (флюса). Как видите, здесь предпочитали термическое восстановление, а в других странах использовали традиционные электрометаллургические методы. Дело в том, что руководители фирмы были уверены, что получаемый ими уран будет необычайно чист. Однако он содержал даже больше примесей, чем исходный продукт — оксид. Уран оказался безнадежно загрязнен кальцием.
Позднее доктор Хорст Коршинг из Берлина попробовал получил» немного чистого урана с помощью электролиза, но Риль посчитал «его возню» делом невыгодным. До конца войны металлический уран поставляла только фирма «Дегусса». К концу 1940 года здесь изготовили уже 280,6 кг этого опасного порошка.
Для сравнения скажем, что в США порошковый уран удалось получить лишь в конце 1942 года. Таким образом, выискивая истоки неудач, мы не вправе упрекать немецкую промышленность, ее рабочих и инженеров. Источник просчетов, ошибок и поражений коренился в умах ученых, их склоках, их поступках, их неверных шагах, их слабостях. Провал немецкого «атомного проекта» стал прежде всего поражением немецкой науки.
Вопрос лишь в том, насколько стремились ученые к успеху и интересовала ли их вообще бомба? Пока что они, хоть и осознавали, что могут заполучить невиданное прежде оружие, сосредоточивали все свои силы лишь на строительстве уранового реактора — то есть их интересовала цель скорее мирная и сугубо научная, чем военная.
В конце 1940 года многим немецким ученым казалось, что по прошествии каких-то нескольких месяцев люди научатся использовать ядерную энергию как в мирных, так и в военных целях. Однако, когда минул намеченный срок, стало ясно, что они находились лишь в самом начале длинного пути, и было уже не понять, мелькает ли свет в том конце длиннейшего туннеля, в которой они вошли... Победа все отдалялась. Генералы Гитлера проиграли в 1941 году блицкриг. Блицкриг в 1941 году проиграли и физики фюрера.
Но мы забежали чуточку вперед...
В середине 1940 года из лаборатории профессора Боте радостно доложили, что замедлителем может служить и графит — материал, чрезвычайно дешевый и имевшийся в изобилии. Как показал опыт, ловко поставленный профессором, диффузионная длина тепловых нейтронов в углероде (а графит и есть кристаллическая модификация углерода) равнялась 61 сантиметру. Если же идеально очистить графит, радовался профессор, этот показатель возрастет до 70 см. Прекрасно! Военные уже обратились к фирме «Сименс» с просьбой о поставках чистейшего графита.
В январе 1941 года там же, в Гейдельберге, опыт был повторен. И каким разочарованием стал его итог! На этот раз в результаты вкралась ошибка. Образец был изготовлен из чистейшего электрографита фирмы «Сименс». Боте с ужасом смотрел на показания приборов: всего 35 сантиметров! Значит, графит в замедлители не годится. Мнению Боте доверяли, и потому все опыты с графитом прекратились. Лишь в 1945 году, во время эксперимента «В-VHl» в Хайгерлохе, ошибка была обнаружена. Вероятно, причиной неудачи стали примеси азота, попавшего в графит из воздуха.
Тем не менее отныне работа над «урановым проектом» резко замедлилась. Большинство исследователей, изучавших отчеты о немецких ядерных исследованиях, признают ошибку профессора Боте «роковой».
В утешение немецких ученых добавим, что такой же промах допустили и ведущие французские физики Халбан и Коварски, работавшие в Кембридже. Они тоже решили, что графит — никудышный замедлитель, и сосредоточили свои усилия на разработке реактора с тяжелой водой.
Добавим: если бы в 1940 году профессору Хартеку дали нормально провести опыт с сухим льдом, он измерил бы абсорбцию нейтронов в углероде и «оппозиционные ему» коллеги избежали бы ошибок.
Вспомним историю: когда в 1942 году американским ученым удалось построить первый в мире ядерный (урановый) реактор, они использовали в качестве замедлителя именно графит. Позднее в Ханфорде (США) будет сооружен первый промышленный плутониевый реактор опять-таки с графитом в качестве замедлителя.
Итак, немцы, нерадиво поставив важнейший эксперимент, теперь терпеливо ждали, когда же на далекой норвежской фабрике произведут нужное количество тяжелой воды. С инспекцией в Рьюкан направили доктора Карла Вирца, одного из ведущих специалистов Института физики в Далеме. До войны Вирц занимался как раз тяжелой водой — определял ее физические константы и удельный вес. Теперь этот нервический, торопливо тараторящий ученый был одним из главных персонажей «уранового проекта».
Вирц обязался узнать, можно ли увеличить выпуск тяжелой воды. Когда фирма создавалась, ее заказчиками были одни лишь научные лаборатории, а для их нужд требовались не тонны, а килограммы и граммы тяжелой воды. Строгий инспектор взволнованно сообщал по осмотре фабрики, что производство тяжелой воды крайне нерентабельно, что на изготовление одного ее грамма здесь тратят 100 кил о ватт-часов электроэнергии, то бишь, — возвращаясь к немецким реалиям, — 100 рейхсмарок. Тонны тяжелой воды воистину станут золотыми.
Впрочем, замедлителем в реакторе могла бы стать даже обыкновенная вода, раз уж графит с позором был отставлен, а «норвежская» вода стекалась по каплям. Да, если бы немцы научились обогащать изотоп урана U-235, — то есть изолировать его и накапливать, — то можно было бы обойтись и обычной водой. Однако в начале того же мрачного 41-го года профессор Хартек признал свое поражение. Разделить изотопы урана он не смог, хотя исследователь все же разжился недоступным никелем. Теперь у него в Гамбурге красовалась 4-метровая труба, составленная из двух концентрических цилиндров: внутренний обогревался горячим паром, наружный — нет. Но и это не помогло. Два эксперимента окончились неудачей. Последний длился 17 дней. За это время Хартек получил всего один грамм гексафторида урана с удвоенным содержанием изотопов. Эффект от такого «разделения изотопов» не превышал одного процента.
В началу апреля 1941 года состоялось очередное совещание ведущих физиков-ядерщиков Германии. Подводились итоги, один печальнее другого. «Перед нами стоят две проблемы, — писал Пауль Хартек в докладной записке, направленной им в отдел вооружений сухопутных войск. — 1. Производство тяжелой воды. 2. Разделение изотопов... Первая более актуальна, так как, судя по имеющимся данным, при наличии тяжелой воды машина [реактор] будет работать и без обогащения изотопов урана. Кроме того, изготовливать тяжелую воду все же проще и дешевле, чем обогащать изотопы U-235».
Напомним, что в октябре 1940 года в Лейпциге уже пришлось проводить специальную конференцию, чтобы обсудить разделение изотопов урана. Тогда лейпцигский физик Багге, с интересом выслушав своих коллег, за какой-то месяц придумал совершенно новый способ разделения изотопов. Нужно получить узкий «молекулярный луч», состоящий из тех и других беспорядочно перемешанных изотопов, и пропустить его сквозь систему из двух вращающихся бленд. Известно, что через определенное время молекулы в «луче» перегруппируются: тяжелые отстанут от более легких. Скорость вращения бленд подбираем так, чтобы «пакет» легких изотопов успел проскочить вперед, в отстойник, а остальные — нет.
В начале апреля Багге подал записку с этим предложением своему начальнику, доктору Баше, и 23-го отбыл в Париж. Его просили помочь оборудовать циклотрон.
Пока он работал в Париже вместе с Геншером и — не удивляйтесь — Жолио-Кюри, тоже под страхом репрессий участвовавшем в немецком «урановом проекте», докладная записка дошла до профессора Хартека, и в конце июля он был срочно отозван. 2 августа он побывал в Мюнхене, где встретился с «высшим авторитетом» — профессором Клузиусом. «Он считает прибор [«изотопный шлюз»] дельным», — отметил Багге.
Весь следующий месяц молодой ученый курсирует между Берлином, Лейпцигом и Килем, консультируясь у различных специалистов, так и не собранных вермахтом в единую научную «шарашку». Более всего его волнует, каким должен быть испаритель, важнейшая часть схемы.
Одиннадцатого сентября Багге попадает на прием к начальству — Шуману и Дибнеру. Тут он впервые узнает истинную цель «уранового проекта». Речь заходит о финансах. Дибнер жалуется, как много денег отнимает это «разделение изотопов». Но зачем же нужно отвлекаться на этот интересный, но побочный процесс, недоумевает Багге. Ведь ядерный реактор, вероятно, будет работать и на обычном уране, надо только запастись тяжелой водой. «Да, реактор будет, но не взрывчатка», — прозвучало в ответ.
И что же? Вместо того, чтобы всемерно интенсифицировать работы, на два месяца Багге вновь отпускают в Париж. Лишь в конце ноября он возвращается, чтобы выступить с докладом об «изотопном шлюзе» перед ведущими специалистами в этой области. Его слушают Хартек, Клузиус, Бонхеффер, Коршинг и Вирц, а также начальство — Баше и Дибнер. Решено «непременно» построить подобную установку. К тому времени самой идее минул уже год.
Тем временем не покладая рук работал и невольный соперник Багте — доктор Вильгельм Грот из Гамбурга. Он создавал ультрацентрифугу для обогащения U-235. За три года до того американский физик Дж.У. Бимс описал «газовую центрифугу» на страницах «Review of Modern Physics». Вот ее-то Грот и пожелал приспособить для обработки «непокорного» гексафторида урана. Раз газ сопротивляется термодиффузии, возьмем его «катаньем», ведь центрифуга сортирует атомы потому, что их массы разнятся.
В начале августа 1941 года Грот ведет переговоры с доктором К. Байерле, одним из руководителей фирмы «Anschuetz & Co» из Киля. Уже через неделю фирма получает заказ на строительство опытного образца центрифуги. 22 октября ее чертежи готовы. Уже запаслись и электродвигателем, развивавшим скорость до 60 000 оборотов в минуту. Общую стоимость работ Байерле оценил в 12 000—15 000 рейхсмарок.
А вот другие фирмы, с которыми пришлось иметь дело, действовали куда медлительнее. Так, ротор для центрифуги Грот хотел изготовить из очень прочного стального сплава. Он обратился на завод Круппа, но там просили подождать месяцев восемь. Пришлось обойтись сплавом из легких металлов, благо в Ганновере его выплавили к середине декабря. Планировалось, что уже в феврале 1942 года машина заработает. «Ежедневно она будет выпускать около двух килограммов гексафторида урана, чей изотоп U-235 будет обогащен на 7 процентов»., — писал Грот в декабре 1941 года.
В общем, после памятной конференции в Лейпциге ученые увлеченно предлагали все новые идеи, и к концу «мрачного 1941-го» серьезно прорабатывались сразу семь (!) методов обогащения U-235: метод с использованием масс-спектрографа в лаборатории Арденне; термодиффузия; «изотопный шлюз»; ультрацентрифуга; «разделительная труба» (вариант термодиффузил); разделение изотопов в жидких соединениях урана и диффузия изотопов в металл ах-носителях. Стоило бы упомянуть и восьмой метод — диффузию гексафторида урана сквозь пористые стенки. Изотоп урана U-235 легче проникает сквозь них, и, многократно повторяя процесс, мы обогащаем этот изотоп.
Немецкий ученый Густав Герц, лауреат Нобелевской премии 1925 года, придумал метод газовой диффузии еще в начале тридцатых годов, разделяя изотопы неона. Но на него-то как раз и не обратили никакого внимания. Зря! Именно действуя по этому методу, изотопы с успехом разделяли и в Англии, и в США.

 



Обновлено 06.07.2011 21:30
 
 

Яндекс.Метрика

Рейтинг@Mail.ru