Тайная история атомной бомбы - Джим Бэгготт

В свою очередь, Голд передавал эти статьи, а также собственные отчеты о беседах с Гровсом контактному лицу из СССР. Это был нью-йоркский вице-консул и агент НКГБ[121]Анатолий Яцков.

Фукс предупредил Голда, что работы в рамках Манхэттенского проекта надежно изолированы друг от друга, и он предполагает, что его переведут куда-то в юго-западную часть США к концу 1944-го или к началу 1945 года. Фукс был уверен, что недвусмысленно назвал Нью-Мексико, но Голду показалось «куда-то в Мексику». Фукс дал Голду кембриджский адрес Кристель и объяснил, что, если по каким-то причинам их контакт будет разорван, он оставит сообщение Голду у своей сестры. Тем не менее Голд был немало возмущен, когда 5 августа Фукс не явился на заранее назначенную встречу за бруклинским кинотеатром «Колокол». На следующую встречу Фукс также не пришел. Яцков узнал нью-йоркский адрес Фукса и приказал Голду пойти туда и прояснить ситуацию. Голд взял с собой роман Томаса Манна — на одной из страниц были записаны имя и адрес Фукса — и пошел в гости, выдумав для прикрытия повод, что якобы должен отдать Фуксу книгу, которую брал у него почитать. Из квартиры ему никто не ответил. Голд обратился к швейцару. Тот ответил, что Фукс уехал. Яцков приказал Голду затаиться и ждать.

После того как Теллер самоустранился от основных разработок теоретического отдела, Оппенгеймер решил перевести в Лос-Аламос Пайерлса. Бете и Пайерлс знали друг друга много лет (Бете останавливался у него, живя в Англии в 1934 году). И Бете, и Оппенгеймер считали, что Пайерлс лучше, чем кто бы то ни было, справится с работой над теорией имплозии. К лету 1944 года завод в Ок-Ридж уже стабильно работал, поэтому не было острой необходимости оставлять физиков из «Трубных сплавов» в Нью-Йорке для работы над теорией диффузии. Было решено, что Пайерлс и Фукс переедут в Лос-Аламос.

Итак, Фукс не явился на встречу с Голдом, так как уже был в Лос-Аламосе.

Плутоний-240: кризис

В Ок-Ридж действовал небольшой экспериментальный ядерный реактор — Х-10, впервые достигший критической массы в ноябре 1943 года. Х-10 предназначался для производства значительного количества плутония. Это плутоний планировалось применять в опытах, до того как начнутся регулярные поставки больших объемов плутония, крупные реакторы для синтеза которого строились в Дюпоне и Хэнфорде. Но физики из Лос-Аламоса сделали важное открытие, касающееся плутония, синтезируемого в реакторах, и это открытие поставило под сомнение само существование плутониевой бомбы. А без плутониевой бомбы Манхэттенский проект в лучшем случае мог сделать только бомбу на уране-235.

Физики обнаружили, что свойства плутония из уранового реактора значительно отличаются от свойств тех микроскопических доз плутония, которые были получены в циклотроне нейтронной бомбардировкой. Годом ранее Гленн Сиборг предупреждал о том, что плутоний, производимый в реакторе, может содержать небольшие количества изотопа Pu240, образующегося из Pu239 после захвата еще одного нейтрона. В 1944 году Сегре доказал в созданной им же небольшой лаборатории, что Сиборг был прав. Чем дольше плутоний накапливался в ядерном реакторе, тем выше становилась доля плутония-240. Плутоний, доставленный из хэнфордского реактора, скорее всего, содержал весьма значительный процент изотопа Pu240.

Проблема заключалась в том, что плутоний-240 оказался очень нестабильным, активно излучал альфа-частицы и был постоянным источником фоновых нейтронов. Сегре заключил, что скорость спонтанного деления плутония, полученного из Х-10, значительно выше, чем в образцах из циклотрона. Это явление можно было связать с очень высокой скоростью спонтанного деления плутония-240. Считалось, что при применении пушечного метода компоненты с докритической массой дают сверхкритическую массу в течение примерно одной десятитысячной доли секунды. Высокая же скорость спонтанного деления Pu240 вызовет попадание целого потока нейтронов в собираемую массу еще до достижения оптимальной конфигурации заряда. При попытке собрать сверхкритическую массу плутония пушечным методом неизбежно случится преждевременная детонация. При этом бомба «займется», но не взорвется, так как попросту невозможно собрать сверхкритическую массу достаточно быстро. Сборка должна протекать примерно в 100 раз быстрее, чего можно достичь только с помощью имплозии.

Это был двойной удар. Пушечный метод исключили в связи с загрязнением топлива изотопом Pu240. Чтобы очистить плутоний, нужно было отделить плутоний-240 от плутония-239. Из-за того что ядра двух изотопов отличались только на один нейтрон, задача была значительно сложнее, нежели отделение урана-235 от урана-238. Перспектива получить плутоний, а значит, получить доступ к ядерному топливу, которое не требовало трудоемкого разделения изотопов, теперь представлялась совершенно нереальной.

Для обсуждения проблемы Оппенгеймер встретился 17 июля с Конэнтом, Комптоном, Ферми, Гровсом и Николсом в Чикаго. Методов очистки плутония, реализуемых на практике, не существовало. Применять же неочищенное топливо в бомбе, сконструированной по «пушечному» принципу, было нельзя. Конэнт предложил в качестве альтернативы использовать смесь урана с плутонием. Но это будет маломощное оружие, его взрывная сила не превысит нескольких сотен тонн тротила. Может, Конэнт развивал мысль дальше, создав такое оружие, мы получим опыт, необходимый для конструирования более мощных бомб, но Оппенгеймер возразил, что в таком случае в работе возникнет недопустимая задержка.

«Представляется целесообразным, — писал Оппенгеймер в заключительном отчете на следующий день, — прекратить интенсивные работы, направленные на получение высоко-очищенного плутония, и сосредоточиться на разработке методов, не требующих низкого нейтронного фона. В настоящее время наивысший приоритет следует присвоить имплозивному методу».

Для Оппенгеймера все это стало настоящим кошмаром. Когда физики обсуждали план дальнейших действий, неизбежно встал вопрос, как далеко продвинулась германская ядерная программа. Не столкнулись ли немцы с той же проблемой? А может, они ее уже решили? «Наконец мы пришли к выводу, что немцы достигли не меньших результатов, а возможно, продвинулись дальше, — отмечал Раби. — Все представлялось очень мрачным. Никто не знал, каких результатов достиг враг. Был дорог каждый день, каждая неделя. А если бы мы потеряли месяц, это была бы катастрофа».

Неддермейер и его группа, изучавшая имплозию в артиллерийско-техническом отделе, подошла к проблеме достаточно старательно и академично. «Я чувствовал, что [Оппенгеймер] был очень недоволен, что я не торопился — как будто работал не над военным проектом, а над обыденной научной проблемой», — признавал позже Неддермейер. Чтобы активизировать исследования, в январе 1944 года Оппенгеймер окончательно убедил переехать в Лос-Аламос Георгия Кистяковского, американского физика российского происхождения, который до этого бывал на Холме в качестве консультанта. Работа Кистяковского в Манхэттенском проекте напоминала постоянную бешеную командировку: он ездил между Питтсбургом, Флоридой, Вашингтоном и Нью-Мексико, выполняя поручения Национального комитета по оборонным исследованиям, связанные со взрывчатыми веществами. Кистяковский вот-вот собирался за границу, где его ждало интересное назначение, и Оппенгеймеру пришлось приложить все возможные и невозможные усилия, помноженные на его легендарное обаяние, чтобы уговорить Кистяковского остаться.

Когда Кистяковский окончательно приехал на Холм, он объявил: «Я старый, я устал и я недоволен». Оппенгеймер заверил его, что здесь гостя ждет комфортный быт, и задешево продал бывшему казаку одну из собственных верховых лошадей. Кличка у лошади была вполне подходящей — Кризис.

Весной и в начале лета 1944 года в артиллерийско-техническом отделе Кистяковский изучал имплозию, отчаянно пытаясь улаживать бесконечные споры между Неддермейером и руководителем отдела, капитаном Уильямом Парсонсом по прозвищу Финт. Это было столкновение между военизированным стилем управления и обидчивостью ученого. «Эти двое никогда ни о чем не могли договориться, и они определенно не хотели, чтобы я вмешивался», — вспоминал Кистяковский. Работа двигалась медленно, и он все время угрожал, что собирается уйти.

Взрывные линзы

Близился момент окончательного решения проблемы имплозии — и это решение предложил Джеймс Так, физик, родившийся и получивший образование в Манчестере. Так работал вместе со Сцилардом в Оксфорде в 1937 году. С началом войны Така назначили научным ассистентом Червелла, и он занимался разработкой бронебойного противотанкового оружия. Он попал в британскую делегацию благодаря богатому опыту работы с кумулятивными зарядами.