Тайная история атомной бомбы - Джим Бэгготт

Неддермейер пытался создать ударную волну практически идеальной сферической формы, изменяя контуры взрыва, вид взрывчатого вещества, количество детонаторов и их расположение. Взрывная волна, порождаемая точечным детонатором, распространялась по взрывчатому веществу точно так же, как расходятся круги по воде, если бросить в воду камешек. При размещении рядом нескольких детонаторов получались непредсказуемые комбинации сходящихся и расходящихся взрывных волн, как если бы в воду бросили целую горсть камней.

Так утверждал, что проблема не нова. Американцы и англичане уже давно разрабатывали бронебойные снаряды, в которых вся взрывная сила заряда направлялась внутрь атакуемой брони, — и в результате образовывались так называемые взрывные линзы. Эффект возникал по тем же законам, которые действовали при фокусировке световых волн обычными линзами. Оптическая линза влияет на скорость проходящего через нее света так, что в различных частях линзы эта скорость становится разной и свет «собирается» к центру линзы. Взрывная линза состоит из серии зарядов с различной скоростью детонации — в результате взрывная волна «собирается» и фокусируется. Если окружить сферическое плутониевое ядро взрывными линзами, а затем синхронно детонировать все заряды, по мнению Така, можно получить взрывную волну идеальной сферической формы, направленную точно в центр ядра.

Это предложение не сразу было признано тем самым решением проблемы. Создать взрывные линзы было гораздо сложнее, чем просто попытаться получить сферическую взрывную волну с помощью обычных взрывчатых веществ. Однако начальные опыты с иплозией, которые проводил Неддермейер, казались многообещающими. Джеффри Тэйлор, ведущий британский специалист по гидродинамике, приехал в Лос-Аламос в мае 1944 года и высказал свое веское мнение. Приблизительные гидродинамические расчеты свидетельствовали о том, что обычными методами проблему не решить, и физики Лос-Аламоса стали постепенно приходить к пониманию того, что единственный выход — взрывные линзы. Правда, одновременно становилось ясно, что для успешного применения этого метода не обойтись без множества проб и ошибок.

Оппенгеймер ввязался в колоссальную авантюру. Проблема спонтанного деления плутония, получаемого в реакторе, означала, что, если и удастся создать плутониевую бомбу, она может быть только имплозивной. Так или иначе, но имплозию реализовать нужно. И ничего не оставалось, кроме как найти крайнего.

В конце концов Оппенгеймер устал от Неддермейера. «Оппенгеймер просто накинулся на меня. Многие коллеги видели в нем кладезь мудрости и вдохновения. Я уважал его как ученого, но не равнялся на него, как остальные. Я считаю, что он был интеллектуальным снобом. Он мог грубо отшить, унизить, смешать с грязью». Разочаровавшись, Оппенгеймер решил все переиграть. Он собрался реорганизовать лабораторию. В августе 1944-го Оппенгеймер разделил артиллерийско-технический отдел на два новых: отдел G (от gadget[122]), в задачу которого входило изучение имплозии и разработка бомбы «Толстяк» и во главе которого должен был встать Роберт Бэчер, и отдел X (от eXplosives[123]), основной задачей которого стала разработка взрывных линз. Оппенгеймер уволил глубоко разочарованного Неддермейера и убедил несговорчивого Кистяковского возглавить отдел X.

Парсонс занимался созданием урановой пушки, и его рассердил тот маневр, которым Оппенгеймер и Кистяковский отодвинули его на второй план. «Парсонс был в гневе, — вспоминал Кистяковский. — Он чувствовал, что я обошел его, считал, что это ни в какие ворота не лезет. Я могу его понять, но я, как и Оппи, был гражданским, а значит, мог действовать „через голову“ Парсонса».

Кистяковский возглавил отдел, в котором насчитывалось около десятка ученых; многие из них были близкими коллегами Неддермейера. Через несколько месяцев отдел включал уже более 600 специалистов, в том числе 400 военных физиков и инженеров, набранных в Специальное инженерное подразделение (СИП). В его состав входили рядовые и сержанты, многие из которых имели специальное образование, а некоторые и докторскую степень. Эти кадры направили из армии для работы в Лос-Аламосе. Среди них был Дэвид Грингласс, механик, попавший в отдел Кистяковского.

Недооцененная проблема

Игорь Курчатов был по натуре человеком терпеливым, и его темперамент хорошо подходил для руководства важной, фундаментальной, масштабной научной программой. Однако к сентябрю 1944 года и его терпение истощилось.

Для развития советской ядерной программы Курчатов собрал вокруг себя плеяду талантливых молодых ученых. В эту группу входил Юлий Харитон, получивший в 1928 году докторскую степень в Кембридже и изучавший взрывчатые вещества в Институте химической физики в Ленинграде; до войны Харитон работал вместе с Яковом Зельдовичем над теорией цепных ядерных реакций. В группу вошли также Флеров, Исаак Кикоин, Абрам Алиханов и Александр Лейпунский, все — выпускники Ленинградского политехнического института. В середине 1943 года к группе присоединился брат Курчатова Борис.

В Московском институте сейсмологии была образована новая секретная лаборатория под общим контролем Михаила Первухина, народного комиссара химической промышленности. Чтобы замаскировать предмет исследований этой лаборатории, ее назвали просто № 2. По мере того как к работе подключались все новые специалисты, лаборатория занимала прилегающие помещения, пока в апреле 1944 года для нее не выделили свое здание на северо-западе Москвы, на берегу Москвы-реки.

Курчатов строил программу традиционно. Он взял на себя проектирование и конструирование первого советского ядерного реактора, выбрав для него ураново-графитовую решетчатую конфигурацию[124]. Курчатов отлично сознавал, что самой большой проблемой станет дефицит уранового сырья. Предполагалось, что для постройки реактора понадобится около 60 тонн урана — а в 1943 году в распоряжении была всего пара тонн. Поиски залежей урана в Средней Азии показали, что к началу 1944 года можно добыть чуть более 10 тонн. Это означало, что до накопления необходимых объемов урана и создания ядерного реактора пройдет от пяти до десяти лет. Народному комиссариату цветной металлургии было приказано найти 100 тонн урана «в кратчайшие сроки», но эта задача имела меньшую важность, чем неотложные запросы фронта.

Не имея реактора, невозможно было получить плутоний. Курчатов поручил своей группе в срочном порядке сконструировать в лаборатории № 2 циклотрон — из элементов разобранного циклотрона, уже имевшегося на ленинградском физтехе, в опасной близости от линии фронта. Циклотрон нужен был, чтобы синтезировать микроскопическое количество плутония для проведения в дальнейшем важнейших измерений.

Кикоин взялся определить, как можно получить значительные объемы урана-235. Опять же эта работа напрямую зависела от того, сможет ли Курчатов получить нужное — большое — количество природного урана. Кикоин сначала проверил центрифугирование, потом перешел к газовой диффузии; изучил также диффузию термическую. В 1944 году в состав лаборатории № 2 вошел Лев Арцимович, который исследовал электромагнитное разделение.

Предстояло решить вопрос и о том, какой должна быть конструкция бомбы. Когда советская ядерная программа пошла полным ходом, Курчатов поручил руководство проектированием реактора Харитону, которого знал уже почти двадцать лет. Сначала Харитон отказывался оставить свою прежнюю работу — он занимался противотанковым оружием, — но Курчатов смог настоять на своем. В итоге Харитон начал некоторые базовые эксперименты по использованию пушечного метода.

25 сентября 1944 года заработал циклотрон. Курчатов и циклотронщики отпраздновали успех с шампанским. Но вся эйфория вскоре сменилась сильным разочарованием. По разведданным ЭНОРМОЗа, было очевидно, что американцы взялись за реализацию крупного ядерного проекта. Советская программа, напротив, сильно задерживалась из-за отсутствия сырья. Без урана можно было заниматься только теоретизированием и проводить эксперименты, которые лишь слегка затрагивали реальные насущные проблемы. Через несколько дней Курчатов выразил все свое раздражение в письме к Берии:

У нас же, несмотря на большой сдвиг в развитии работ по урану в 1943–1944 году, положение дел остается совершенно неудовлетворительным.

Особенно неблагополучно обстоит дело с сырьем и вопросами разделения. Работа Лаборатории № 2 недостаточно обеспечена материально-технической базой. Работы многих смежных организаций не получают нужного развития из-за отсутствия единого руководства и недооценки в этих организациях значения проблемы.