Тайная история атомной бомбы - Джим Бэгготт

Однако на самом деле именно определенное количество примесей повлияло на полученные учеными результаты; скорее всего, это был бор, попадающий в графит при производстве.

За год до этого Сцилард, проводя похожие эксперименты в Колумбийском университете, пытался сделать все возможное, чтобы исключить это вещество из используемого им графита. Физик из Геттингена Вильгельм Ганле поставил под сомнения результаты, полученные Боте и Иенсеном. Он не входил в «Урановое общество» и работал над проблемами расщепления урана самостоятельно. Ганле пытался доказать, что графит все-таки может быть эффективным замедлителем, а причина расхождений в полученных до этого результатах — именно в примесях. Данные своих исследований ученый сообщил в Управление армейского вооружения[45].

К этому времени все чаще стали говорить о тяжелой воде как о материале, наиболее подходящем для использования в качестве замедлителя. Стоимость производства графита требуемой степени чистоты признали слишком высокой, в особенности с учетом того, что за сравнительно небольшие средства можно обеспечить массовые поставки тяжелой воды с захваченного завода в Веморке.

Однако к концу 1940 года немецкие физики получили оттуда только 8 литров необходимой для экспериментов жидкости. Снова был поднят вопрос о строительстве завода по производству тяжелой воды на территории Германии, но после его детального рассмотрения подобные действия сочли экономически нецелесообразными. Вирца отправили в Веморк, чтобы на месте изучить ситуацию и обсудить, как увеличить производительность предприятия.

Критично для дальнейшего развития

Плохие новости начали приходить одна за другой. Гартеку, работавшему в Гамбурге совместно с еще одним участником «Уранового общества» — Гансом Иенсеном, наконец пришлось признать, что термодиффузия по методу Клузиуса-Дикеля неприменима к гексафториду урана. Для разделения изотопов ученые использовали устройства с трубками, большими, чем те, что были у Фриша в Ливерпуле, в том числе и аппарат 5,5 метров в высоту, установленный на заводе IG Farben в Леверкузене, однако результаты были абсолютно теми же, что и у их коллеги в Англии. За семнадцать дней удалось получить всего один грамм гексафторида урана с удвоенным количеством изотопов U235 — эффект разделения составил всего лишь 1 %. Как выяснилось, при тех температурах, которые обеспечивали стабильное состояние гексафторида, коэффициент разделения практически равнялся нулю. При увеличении температуры он мог бы вырасти, однако гексафторид урана, подвергаясь большему нагреванию, распадался на составные элементы. Стало очевидно, что методом термодиффузии невозможно ни выделить необходимое количество U235, ни обогатить то количество урана, которое требовалось для запуска реактора или взрыва бомбы.

Собрание «Уранового общества» в марте 1941 года проходило в мрачной атмосфере. После его окончания Гартек сообщил в Имперское военное министерство о том, что ученые столкнулись с двумя серьезными проблемами. Во-первых, им требовалось довольно большое количество тяжелой воды, которую собирались использовать в качестве замедлителя, а во-вторых, новый метод выделения урана-235 все еще не был найден. Решение вопроса с тяжелой водой казалось более простым: при наличии достаточного ее количества в реакторе можно использовать обычный, природный уран. Если же тяжелую воду получить не удастся, реактор нужно строить на обогащенном уране, и в этом случае замедлителем может служить обыкновенная вода. По мнению Гартека, задействовать обогащенный уран следует только «в особой ситуации, при которой вопрос стоимости производства отходит на второй план».

Иными словами, начинать работы по выделению U235 в больших масштабах стоило только в том случае, если возникнет необходимость создания бомбы. Искать метод разделения изотопов не перестали — ученые обсудили несколько довольно радикальных путей. Багге предложил использовать электромагнитное разделение. Этот метод основан на том, что при пропуске изолированного «пучка атомов» через электромагнитное поле разные изотопы урана имеют разные траектории полета. Если такой пучок направить через два модулятора, которые вращаются с разной скоростью, часть пучка с большим количеством урана-235 пройдет через это поле, а часть с преимущественным содержанием урана-238 — нет.

Вильгельм Грот, коллега Гартека из Гамбурга, внес другое предложение — использовать ультрацентрифугу[46]. Вирц и Хорст Коршинг, еще один физик из «Уранового общества», достигли первых обнадеживающих результатов, применив метод термодиффузии к жидкостям. Однако никому из ученых, занятых в проекте, так и не пришло в голову попробовать метод газовой диффузии, на котором в Великобритании остановились Симон и Пайерлс.

Физики «Уранового общества» ранее признали термодиффузию по Клузиусу-Дикелю единственным перспективным способом разделения изотопов, и теперь работать над альтернативными методами им приходилось с нуля. Именно поэтому критичным фактором для дальнейшего развития германской ядерной программы становились поставки тяжелой воды.

Им следует ускорить работу

Даже в те исключительные времена Фрица Хоутерманса считали исключительной личностью. И не зря. Родился он в Данциге, детство провел в Вене вместе с мамой, в жилах которой текла в том числе и еврейская кровь. Фриц отказался от прелестей зажиточного существования (его отец был процветающим банкиром из Голландии) и открыто выражал свои радикальные политические взгляды. Его курс психоанализа у Зигмунда Фрейда закончился досрочно, когда Хоутерманс признался, что придумывал свои сны. А из школы Фрица выгнали за то, что 1 мая он цитировал своим одноклассникам «Коммунистический манифест».

Заинтересовавшись физикой, Фриц поступил в Геттингенский университет в Германии, где учился вместе с Джеймсом Франком. Ему довелось встречаться со множеством известных личностей, работавших в то время в университете, в том числе с Гейзенбергом, Ферми и Оппенгеймером. В 1920-х — начале 1930-х годов Хоутерманс укрепил свою репутацию ученого благодаря исследованиям физических процессов, происходящих при излучении энергии звездами. В Геттингене Фриц встретил немку Шарлотту Рифеншталь[47], которая также занималась физикой, и начал за ней ухаживать (какое-то время за Шарлоттой ухаживал и Оппенгеймер). В августе 1931 года молодые люди оказались вместе в Одессе, на конференции по физике. Там же они и поженились. Свидетелем на свадьбе был Рудольф Пайерлс.

Ко времени прихода Гитлера к власти у Хоутерманса уже развилась стойкая ненависть к фашистам. Хотя конфликт с гестапо и постоянные просьбы Шарлотты вынудили Фрица переехать в Британию, бездействовать он не намеревался. Он начал активно помогать Сциларду в поиске путей эвакуации из Германии физиков, вынужденно покидавших свой дом. Хоутерманс также придумал способ печатать миниатюрные копии страниц из The Times: их можно было спрятать за приклеенную почтовую марку и вместе с корреспонденцией пересылать друзьям в Германию. Это был неплохое средство борьбы с ложью, наводнившей все немецкие средства массовой информации.

Хоутерманс сочувствовал коммунистам, и поэтому его нетрудно было убедить переехать в Украину: ученого пригласили в Украинский физический институт. Это было время, предшествовавшее Великой чистке. Несколько лет Фриц прожил в Харькове, став свидетелем всех ужасов сталинского режима. Затем сотрудникам института предъявили обвинение в том, что они укрывают шпионов из Германии. Хоутерманса арестовали 1 декабря 1937 года. К счастью, Петр Капица помог Шарлотте вместе с двумя детьми бежать сначала в Копенгаген, а затем в Америку.

В тюрьме Фриц пробыл два с половиной года. Первое время его держали в Москве — в печально известной тюрьме на Лубянке, расположенной в центральном здании НКВД, затем перевели в Бутырку, после нее — в тюрьму на Холодной горе в Харькове. Оттуда ученый попал в центральную харьковскую тюрьму, находившуюся под неусыпным наблюдением НКВД, где подвергался пыткам. Впоследствии он детально описал самые разные методы допроса, к которым прибегал НКВД. Так, одна из пыток происходила следующим образом: стоя на полу камеры, заключенный должен был наклоняться вперед, к стене, перенося весь вес на пальцы ног. Совсем скоро боль в пальцах становилась невыносимой. Однако Хоутерманса его мучители так и не сломили.

Все же, когда следователи начали угрожать Фрицу арестом жены и детей (Хоутерманс еще не знал, что им ничего не угрожало: к этому времени они уже были в Америке), ученый согласился подписать признание. В нем он назвал имена тех своих коллег, кто успел, по его мнению, выехать из страны и был вне досягаемости органов советской госбезопасности. В апреле 1940 года Хоутерманса передали гестапо — согласно заключенному Советско-германскому пакту — и его немедленно арестовали по подозрению в шпионаже в пользу СССР. Фрица снова отправили в тюрьму — на этот раз в берлинскую.