Тайная история атомной бомбы - Джим Бэгготт

Один из наиболее важных на тот момент вопросов касался выделения урана-235. Уже стало ясно, что лабораторные мощности в Бирмингеме не позволяют одновременно работать над радарной техникой и проводить исследования, связанные с созданием атомной бомбы. Фриш съездил в Ливерпуль, где встретился с Чедвиком, не занятым в тот момент военными разработками, и обсудил с ним будущее проекта. Вернувшись, он обратился к Олифанту, разъяснив тому ситуацию. По мнению Фриша, в Бирмингеме следовало продолжать только исследования, связанные с радаром, поскольку для ядерщиков предпочтительнее была лаборатория в Ливерпуле: там находился свой циклотрон, и к тому же Чедвик обещал Отто помочь устроиться на новом месте, хотя Фришу как гражданину враждебного государства строжайше запретили появляться в этом портовом городе. Олифант ничего не имел против, и в июле 1940 года Фриш переехал в Ливерпуль.

Там Отто впервые узнал, насколько опасны могут быть немецкие бомбежки. В битве за Британию люфтваффе не смогло сломить сопротивление английских истребителей. Черчилль, который нередко прибегал к цветистым оборотам, все же ничуть не преувеличил, когда заявил, что никогда ранее столь многие не были так обязаны столь немногим. В середине сентября 1940 года Гитлер отдал приказ приостановить операцию «Морской лев» на неопределенный срок. Несмотря на то что провал операции ознаменовал первое поражение Германии в войне, ситуация с превосходством немецких войск на территории Западной Европы не изменилась. Гитлер теперь сосредоточил свое внимание в направлении Атлантики: он хотел перекрыть все основные водные пути, по которым Британия получала от Союзников снабжение, и таким образом поставить англичан перед выбором — умереть от голода или покориться завоевателям.

В ноябре 1940 года люфтваффе начало серию бомбовых ударов по основным индустриальным центрам и портам Британии. 14 ноября на Ковентри сбросили бомбы более 500 германских бомбардировщиков. После Лондона наиболее сильным бомбежкам подвергся Ливерпуль: до конца года на него совершили свыше 300 налетов. Одну из наиболее страшных бомбежек Фриш пережидал, сжавшись в комок под лестницей в доме, в котором арендовал жилье. Взрывной волной бомбы, разорвавшейся совсем рядом, выбило почти все окна. Хозяйка дома еще перед бомбежкой сбежала, даже не собрав квартплаты со своих жильцов. Отто тоже решил не испытывать больше судьбу и перебраться в пригород.

В лаборатории Фриш работал в паре с Джоном Холтом, совсем еще молодым студентом, которого Чедвик приставил ему помогать. Отто всегда двигался очень энергично, а Холт едва поспевал за ним, болтаясь где-то в кильватере[44]. Их так и называли — «Фриш с хвостом». Вдвоем они довольно быстро выяснили, что гексафторид урана — это единственный газ, попытка разделения которого на изотопы методом Клузиуса-Дикеля не дает заметного результата. Подозрения Пайерлса и Симона подтверждались.

В ряды членов Комитета М.О.Д. в середине 1940 года включили Симона, который у себя в Оксфорде стал теперь работать исключительно над проблемой выделения урана-235 альтернативным способом — посредством газовой диффузии. Данным методом изотопы разделяются потому, что газы проходят через пористую мембрану с разной скоростью в зависимости от их молекулярной или атомной массы: чем легче газ, тем эта скорость выше.

К началу декабря Симон разработал детальный проект создания завода с полным циклом производства. По его расчетам, такой завод станет вырабатывать в день не менее килограмма урана-235. Строительство подобного комплекса обойдется в 5 миллионов фунтов. Производственные помещения займут площадь около 162 квадратных метров, а общее энергопотребление предприятия составит около 60 тысяч киловатт. Симон обобщил все свои наработки в детальном отчете и, не доверяя почте военного времени, сам повез его, превозмогая страх перед бомбежками, в Лондон, где незадолго до Рождества 1940 года передал отчет Томсону лично в руки.

Прелесть безмятежного сна

Из всех ученых, входивших в состав Комитета М.О.Д., пожалуй, только Чедвик располагал наиболее полным представлением о масштабах работ. Британская атомная программа сконцентрировалась вокруг урана-235, однако физики Комитета допускали возможность использовать и другой теоретически расщепляемый материал, например элемент-94. Производство этого вещества в количествах, достаточных для создания бомбы, ученые могли обеспечить при условии, что им удастся построить рабочий ядерный реактор на тяжелой воде и оксиде урана — согласно той модели, которую они и планировали. Чедвик был настолько взбешен появлением в открытой печати статьи об элементе-93 за авторством Макмиллана и Абельсона, что обратился в британское посольство с просьбой выразить по поводу этой публикации официальный протест. Жертвой стал тогда Лоуренс.

В Ливерпуле было немного людей, которым Чедвик мог бы рассказать о тех видениях, что начали его преследовать. Он здорово ладил с Фришем и Ротблатом, но они не были гражданами Великобритании и Чедвик не мог открыться им до конца. Другие физики, занятые в проекте, были еще слишком молоды, и на их плечи не стоило взваливать непомерный груз столь мрачных предчувствий. Угнетаемый неизбежностью появления оружия чудовищной разрушительной силы, Чедвик стал все беспокойнее спать. Вскоре он уже не мог обходиться без снотворного.

Снотворное он принимал до конца жизни.

Глава 4 Визит в Копенгаген

Октябрь 1940 — сентябрь 1941

Строительство «Вирусного флигеля» закончили в октябре 1940 года. Помимо собственно лаборатории, в нем находилась выложенная кирпичом округлая шахта глубиной около двух метров. Туда планировали поместить корпус реактора, после чего залить яму водой, которая должна была послужить одновременно экраном, защищающим от нейтронов, и отражателем, направляющим рассеиваемые нейтроны обратно в активную зону реактора, что позволяло несколько продлить цепную реакцию. Именно в этой яме вскоре должна была начаться сборка первого в мире экспериментального ядерного реактора.

В декабре Гейзенберг, Вайцзеккер, Вирц и еще два физика «Уранового общества» поместили в алюминиевый цилиндр бочкообразной формы несколько слоев окиси урана и твердого парафина (его хотели испробовать в качестве замедлителя). Затем цилиндр диаметром чуть менее 150 сантиметров плотно закрыли и опустили в яму. В центр корпуса реактора поместили также небольшое количество радия и бериллия — они должны были служить источником нейтронов, необходимых для начала цепной реакции. Никто из участников «Уранового общества» не имел ни малейшего понятия о том, что произойдет.

Эксперимент, получивший кодовое обозначение В-I, закончился неудачей. Исследователи надеялись получить подтверждение «умножению» нейтронов — увеличению количества получаемых нейтронов в различных секторах реактора. Это, в свою очередь, означало бы, что самоподдерживающаяся цепная реакция стала на один шаг ближе. Однако, как выяснилось, количество нейтронов не увеличивалось, а, наоборот, уменьшалось. Примерно по такой же схеме несколько недель спустя провели повторный эксперимент (под кодовым названием B-II). В нем использовали чуть более 6 тонн окиси урана, в качестве замедлителя снова выбрали твердый парафин. Результаты были примерно такими же, как и в первый раз.

В Лейпциге над сборкой другого экспериментального реактора работал Роберт Депель, а руководил тамошним проектом Гейзенберг. В новом реакторе два основных элемента, оксид урана и парафин, расположили по-другому — концентрически. Однако и этот эксперимент, обозначенный L–I, закончился неудачей, подтвердив простой факт: углерод и водород служить замедлителями не могут, по крайней мере в виде твердого парафина.

Тем временем группа Боте, работавшая в Гейдельберге, опытным путем доказала, что тяжелая вода может быть весьма эффективным замедлителем. Оставалось проверить только графит. Боте намеревался объявить результаты опыта — насколько интенсивно ядра графита поглощают нейтроны, — проведенного ранее, недействительными из-за того, что исходный материал был с большим количеством примесей. В связи с этим он обратился в Управление армейского вооружения Германии с просьбой помочь найти чистый графит для исследований, который впоследствии поставила компания Siemens. Боте получил 100-сантиметровую сферу из чистейшего (по заявлению представителя Siemens) электрографита. В январе 1941 года Боте, работая совместно с Питером Иенсеном, выяснил, что особо чистый графит проявляет себя в качестве замедлителя хуже, чем материал с небольшим количеством примесей. Оба ученых были немало удивлены этим фактом, однако Боте посчитал, что вряд ли все напрямую зависит от наличия этих самых примесей. По заключению обоих ученых, графит вообще нельзя применять в качестве замедлителя для реакторов, в которых используется малое количество урана-235.