Цепная реакция. Неизвестная история создания атомной бомбы - Олег Фейгин

Соединенные Штаты обладают малым количеством урана. Ценные месторождения его находятся в Канаде и Чехословакии. Серьезные источники – в Бельгийском Конго.

Ввиду этого не сочтете ли Вы желательным установление постоянного контакта между правительством и группой физиков, исследующих в Америке проблемы цепной реакции? Для такого контакта Вы могли бы уполномочить лицо, пользующееся Вашим доверием, неофициально выполнять следующие обязанности:

а) поддерживать связь с правительственными учреждениями, информировать их об исследованиях и давать им необходимые рекомендации, в особенности в части обеспечения Соединенных Штатов ураном;

б) содействовать ускорению экспериментальных работ, ведущихся сейчас за счет внутренних средств университетских лабораторий, путем привлечения частных лиц и промышленных лабораторий, обладающих нужным оборудованием.

Мне известно, что Германия в настоящее время прекратила продажу урана из захваченных чехословацких рудников. Такие шаги, быть может, станут понятными, если учесть, что сын заместителя германского министра иностранных дел фон Вейцзеккер прикомандирован к Институту кайзера Вильгельма в Берлине, где в настоящее время повторяются американские работы по урану»[45].

Несмотря на авторитет Эйнштейна, Саксу не сразу удалось привлечь внимание Рузвельта к проблеме ядерных исследований, но его попытки увенчались успехом, и в конце октября 1939 года был создан «Урановый комитет» под председательством директора Национального бюро стандартов Л. Бриггса. Консультативный комитет по урану включал двух военных экспертов – капитана 3 ранга Дж. Гувера и полковника К. Адамсона, а также гражданских специалистов, ученых и политиков – Ф. Молера, А. Сакса, Л. Силарда, Э. Вагнера, Э. Теллера и Р. Робертса. Первый же доклад Комитета президенту в ноябре 1939 года содержал утверждения о реальной возможности получения как атомной энергии, так и ядерного оружия.

Следующее заседание «Уранового комитета» произошло весной 1940 года, и на нем уже обсуждались вопросы деления урана-235 под воздействием нейтронного облучения и свежие разведданные о том, что в Германии исследования урана проводят сотрудники Физического института Общества кайзера Вильгельма. В этот же период времени Силард еще раз уговорил Эйнштейна направить Рузвельту письмо, в котором говорилось:

«С начала войны в Германии усилился интерес к урану. Сейчас я узнал, что в Германии в обстановке большой секретности проводятся исследовательские работы, в частности в Физическом институте, одном из филиалов Института кайзера Вильгельма. Этот институт передан в ведение правительства, и в настоящее время группа физиков под руководством К. Ф. фон Вайцзеккера работает там над проблемами урана в сотрудничестве с Химическим институтом. Бывший директор института отстранен от руководства, очевидно, до окончания войны»[46].

Вскоре по указанию Рузвельта был организован Исследовательский комитет национальной обороны (ИКНО) под председательством В. Буша, в который «Урановый комитет» вошел на правах подкомитета. Летом 1941 года подкомитет был расширен в «Урановую секцию» (S-1 ИКНО), включавшую подкомитеты – изотопной сепарации, по теоретическим исследованиям, энергетический и по производству тяжелой воды. Кроме того, весной 1941 года был учрежден Обзорный комитет для общих оценок военного значения ядерных исследований и определения необходимого объема их финансирования.

17 июня 1942 года Рузвельту был представлен совместный доклад Обзорного комитета и Национальной академии наук, в котором содержались следующие положения:

1. Несколько килограммов урана-235 или плутония-239 представляют собой взрывчатку, эквивалентную по мощи нескольким тысячам тонн обычных взрывчатых веществ. Такую бомбу можно взрывать в нужный момент.

2. Существует четыре практически осуществимых метода получения делящихся веществ: электромагнитное разделение урана, диффузионное разделение урана, разделение урана на центрифугах с получением делящегося изотопа урана-235, а также получение плутония-239 с помощью цепной реакции. Нельзя определенно утверждать, что какой-то один из этих методов окажется лучше других.

3. Можно проектировать и строить довольно крупные промышленные установки.

4. При наличии фондов и прерогатив программу действий, по-видимому, необходимо начать по возможности скорее, чтобы она приобрела военное значение.

На основании полученной информации Рузвельт отдал приказ о немедленном разворачивании проекта по созданию ядерного оружия.

Летом 1942 г. проект был передан в ведение армии. 18 июля 1942 г. полковник Дж. Маршалл получил указание для выполнения специальной работы образовать новый округ инженерных войск, для чего предстояло провести огромный комплекс организационных мероприятий, исследовательских и промышленных работ. Всему этому придаются кадры ученых, лаборатории, промышленные установки, разведывательные органы.

Округ был официально учрежден 13 августа 1942 г. и назван Манхэттенским. Работа, которая здесь производилась, в целях секретности была названа Проектом ДСМ (разработка заменяющих материалов).

Руководителем проекта был назначен 46-летний бригадный генерал инженерных войск Л. Гровс, ничего не понимавший в атомной физике, но имевший обширный опыт руководства масштабными строительными работами и хорошо разбиравшийся в вопросах материально-технического снабжения и финансового обеспечения.

В среду 2 декабря 1942 г. в 15 ч 25 мин по местному времени на теннисном корте под трибунами стадиона в Чикаго Энрико Ферми впервые в истории человечества осуществил управляемую ядерную реакцию в «атомном котле». Первый ядерный реактор представлял собой сплющенный эллипсоид диаметром 8 м и высотой 6 м, сложенный из 385 т графитовых брикетов, между которыми на расстоянии 21 см друг от друга было размещено 46 т урановых блоков весом 2 кг каждый, то есть в целом реактор был похож на кристалл с кубической решеткой. Мощность этого реактора – 40 Вт – была меньше мощности горящей спички, и после 28 мин работы ядерная реакция в нем была остановлена с помощью кадмиевых полос…

Под руководством Гровса и его команды на территории США быстро выросли прообразы техноцентров будущего – большие и малые «атомные» города и городки. Так, в долине реки Теннесси возник город Окридж с 80-тысячным населением, специализировавшемся на переработке и обогащении урановой руды в уран-235. В пустынной местности на южном берегу реки Колумбия появился город Хэнфорд, где уран-238 превращался в оружейный плутоний. Ну а столицей «атомной империи» Гровса стал удаленный участок штата Нью-Мексико под названием Лос-Аламос, расположенный на плато недалеко от города Санта-Фе.

В Лос-Аламосе были построены сотни лабораторий, в которых занимались различными исследованиями перспективных схем компоновки атомных боезапасов, расчетами критических масс и способов подрыва А-бомб.

Осенью 1942 года генерал Гровс в торжественной обстановке и в присутствии всего своего «штаба» предложил ведущему американскому ядерщику Роберту Оппенгеймеру возглавить научную работу по созданию атомного оружия.

Считается, что первое в мире испытание ядерного боеприпаса под претензионным названием «Троица» (Trinity), произошло 16 июля 1945 года в американском штате Нью-Мексико, на полигоне Аламогордо. Там был взорван плутониевый безоболочечный боезапас имплозивного типа, названный «Штучка», или «Приспособление» (Gadget), эквивалентом около 21 килотонны тротила.

Имплозивная схема подрыва включала генерацию сверхкритического состояния при обжатии делящегося материала сфокусированной ударной волной от обычной химической взрывчатки. Для фокусировки сходящейся ударной волны использовался принцип так называемых взрывных линз из «быстрой» и «медленной» взрывчаток, включавших триаминотринитробензол (ТАТВ) и баратол (смесь тринитротолуола с нитратом бария). Это предполагало одновременный высокоточный подрыв по периметру ядерной боеголовки, что составляло труднейшую задачу для атомной инженерии.

Команда Оппенгеймера заняла центральную лабораторию в Лос-Аламосе, зашифрованную как «Участок Y». Именно там родились на свет проекты разнообразных атомных агрегатов под названиями «Агрегат», «Штучка», «Машина», «Аппарат» и «S-1». Урановую бомбу, воплотившую в себе принцип взрывного сжатия в орудийном стволе, почему-то окрестили «Большой худышкой», а плутониевый боезаряд с объемным центральным сферическим ядром сразу же прозвали «Толстяк». В дальнейшем по мере компактификации труба «Большой худышки» превратилась в «Малыша».