А-бомба

4. Уран

Алхимики средневековья верили в возможность с помощью «философского камня» превратить неблагородные металлы в благородные. Время обратило в прах эти верования. И если бы кто-нибудь, скажем, в конце прошлого века вздумал утверждать, что превращение одного элемента в другой возможно, к этому отнеслись бы по меньшей мере скептически.

В Технической энциклопедии 1934 г. написано: «Элементарный уран практического применения не имеет».

У этого элемента было затянувшееся беспризорное детство. Он мог завидовать судьбе «баловней» менделеевской таблицы — железа, меди, серебра.

Уран был открыт М. Г. Клапротом в 1783 г. в урановой смолке и назван так в честь открытой в 1781 г. планеты Уран. Но, описывая уран как полуметалл, Клапрот и не подозревал, что имеет дело с одним из окислов урана. Чистый же уран был впервые получен и описан Э. Пелиго в 1842 г. Атомная масса его первоначально была определена равной 120, а в 1870 г. Д. И. Менделеев, руководствуясь открытым им периодическим законом, писал, что атомная масса этого элемента должна быть равна около 240 и что это самый тяжелый элемент из всех известных. В настоящее время атомная масса урана принимается равной 238,07.

Уран — элемент жизни. Еще не выяснена до конца его роль в физиологических процессах, но уже известно, что он неотъемлемая часть живого. Существуют растения, способные интенсивно поглощать уран из почвы и накапливать его в себе. Мы потребляем уран с пищей в среднем по 0,000002 г в день. Он входит в состав тканей человеческого тела. Правда, его ничтожно мало: все население нашей страны, например, содержит всего 4 кг урана.

До конца XIX в. уран не привлекал к себе особого внимания исследователей. Но в 1896 г. французский физик Л. Беккерель, изучая фосфоресценцию, обнаружил новое явление: соединения урана непрерывно испускают невидимые для глаз лучи, которые засвечивают фотопластинку, завернутую в светонепроницаемую бумагу. Это открытие пробудило интерес к урану как к источнику таинственного излучения. Впоследствии были найдены элементы с большей интенсивностью излучения, например радий, а само это явление получило название радиоактивности.

В 1903 г. Д. И. Менделеев сделал следующее вещее замечание: «Убежденный в том, что исследования урана, начиная с его природных источников, поведут еще ко многим новым открытиям, смело рекомендую тем, кто ищет предметов для новых исследований, особо тщательно заниматься урановыми соединениями…».

И вновь полувековое забвение… «Юность» урана — конец прошлого и начало этого века…

Вновь уран приковывает внимание ученых всех стран с тех пор, как в 1939 г. было обнаружено деление его атомов под воздействием нейтронов, сопровождающееся высвобождением огромного количества энергии. С этого времени и по сей день уже не ослабевает интерес к урану как к источнику энергии, таящейся в ядрах его атомов.

Специалисты спорят о том, сколько урана содержится в земной коре. Большинство согласно с тем, что содержание урана в земной коре составляет от 0,0002 до 0,0004 %. Об уране часто говорят, как о редком элементе, а это совсем не так. Вряд ли кто-нибудь возводил в ранг редких металлов серебро. Действительно, серебряная ложка — не музейная редкость. А между тем серебра в земной коре меньше, чем урана. Почему же вы никогда не видели урановую ложку? Право же, не потому, что радиоактивный элемент — не совсем подходящий материал для ложек. Дело не в редкости урана, а в его рассеянности в земной коре. Мощные месторождения урановых руд, подобные месторождениям железа или меди, неизвестны. Но уран есть везде, его добывают на всех континентах.

Европа: Яхимов — богатейшие залежи урановой смоляной руды в Чехословакии; Корнуэлле — урановая кладовая на Британских островах; урановый минерал клевеит добывают в Скандинавии, уран есть в Португалии.

Америка: в штате Юта США расположено знаменитое месторождение Мерисвейл. В последние годы чемпионом по добыче урановой руды в капиталистическом мире стала Канада. Основная часть руды идет из шахт, расположенных на берегу Большого Медвежьего озера;

уран добывают в Британской Колумбии и других районах Канады.

Австралия: Рам-Джангл и Радиум-Хилл — одни из крупнейших месторождений урановых руд.

Африка: месторождение Шинколобве в Катанге было открыто в 1915 г. Оно принадлежало бельгийской компании «Юнион миньер». Добычей урановой руды на этих рудниках руководил Э. Сенжье.

В мае 1939 г. Сенжье встретился в Великобритании с директором имперского научно-технического колледжа Г. Тизардом, который был уполномочен правительством Великобритании вести переговоры о предоставлении исключительного права на всю радиевоурановую руду, добываемую на шахтах Шинколобве. Сенжье отказал. А спустя несколько дней он обсуждал возможность использования урана с физиком Ф. Жолио-Кюри.

Жолио-Кюри собирался просить у Сенжье уран для исследований и ожидал этой встречи.

— Я хочу получить у вас компетентное разъяснение, — сказал Сенжье. Генри Тизард — руководитель английских военных исследований — настаивал, чтобы мы предоставили Великобритании исключительное право на всю радиевоурановую руду Шинколобве. А когда я ответил, что компания не может лишить другие страны урана, он заявил: «Вы не ведаете, что творите! В ваших руках материал, который может привести к катастрофе для вашей и моей страны, если он попадет в руки врага». Я хотел бы знать от более объективных людей, какова доля правды в заявлении Тизарда.

— Обстоятельства таковы, что владение ураном влияет на судьбы мира, подтвердил Жолио-Кюри. — Атомная бомба, если ее удастся создать, способна будет уничтожить такие города, как Париж и Брюссель или даже Лондон и Нью-Йорк.

Сенжье справился с волнением:

— Что вы ждете от компании?

— Нам нужен уран. Нам нужно урана гораздо больше, чем его имеют немецкие физики. И для исследований, и для создания бомбы.

— Хорошо! — сказал Сенжье. — Вы получите столько урана, сколько будет нужно. И с сегодняшнего дня ни один грамм бельгийского урана не пересечет границу с Германией!

Сенжье сдержал слово. Жолио-Кюри получил из Бельгии 6 т окиси урана.

Осенью 1940 г., уже после захвата Франции гитлеровцами, от причала африканского порта Лобиту (Ангола) отошли два корабля. Никто не знал, куда они направляются и что находится в их трюмах. А если бы и знал, то удивился бы: зачем нужна такая секретность для перевозки урановой руды? Ведь с тех пор как в XVIII в. Клапрот открыл уран, этот самый тяжелый металл использовался только в керамической промышленности.

Два корабля, вышедшие под покровом ночи из Лобиту, прибыли через два месяца в Нью-Йорк. Когда в сентябре 1942 г. в ходе развернувшихся американских работ потребовалось большое количество урана, руководители Манхэттенского проекта с удивлением узнали, что 1250 т урановой руды, о которой до сих пор никто не знал, уже два года хранятся в пакгаузе на о. Стэйтон Айленд. Полковник К. Д. Николс, начальник производственной службы Манхэттенского проекта, встретился с Сенжье в Нью-Йорке. Ни Сенжье, ни Николс не произнесли слово «атомный» или «радиоактивность», однако оба понимали причину встречи. Сенжье ограничился тем, что задал три вопроса: «Представляете ли Вы армию?», «Могу ли я ознакомиться с Вашими документами?», «Идет ли речь о сделке, заключаемой в военных целях?».

Удовлетворенный ответами Николса, он предложил купить у него груз. Переговоры длились не более получаса.

Через некоторое время Э. Ферми в Чикаго получил руду.

В последующие годы около 25 транспортных судов, груженных ураном, пересекли Атлантический океан и только одно из них было потоплено немецкой подводной лодкой.

А как обстояло дело в Германии с обеспечением Уранового проекта ураном?

Рудные месторождения в самой Германии и на оккупированных ею территориях были разработаны очень слабо. Да и потребность в уране в Германии в начале XX в. была очень невелика: он шел лишь на изготовление огнеупорных красок. Позже из урановой руды стали извлекать радий.

На территории Германии, в Баварии, возле Наббурга, в 1933–1934 гг. добывалось очень небольшое количество урановой руды попутно с основным продуктом — плавиковым шпатом.

На оккупированных территориях имелись два источника получения урана. На железорудном месторождении Шмидеберг в Силезии были известны очень небольшие залежи урановой руды. Более крупным и наиболее освоенным было месторождение в Яхимове, на территории оккупированной Чехословакии, оно разрабатывалось с 1850 г. В некоторых рудных жилах этого месторождения имелась урановая смоляная руда с большим содержанием урана, но мощности разрабатываемых пластов были невелики, вследствие чего объем добычи был незначителен.

Яхимовское месторождение удовлетворяло потребности первых лабораторий в уране, но для получения промышленных количеств руды нужны были значительные капитальные вложения для увеличения его добычи.

Проблема обеспечения Уранового проекта ураном была решена после оккупации Бельгии весной 1940 г., где было захвачено урановое сырье, привезенное туда ранее из Бельгийского Конго и Катанги. Этих запасов хватило бы немецким физикам надолго.

Запасы урана в Германии стали равны американским запасам, и их было достаточно для выполнения объема работ, аналогичного американской реакторной программе.

Дальнейшие исследования в рамках Уранового проекта показали, что для опытов с атомными реакторами необходим металлический уран. Однако в течение всего 1940 г. исследовательские институты не получили ни одного килограмма металлического урана и проводили опыты, используя менее пригодную окись урана.

Задача срочного изготовления литья из урана впервые была поставлена в 1941 г. Фирме «Дегусса» поручили провести опытную плавку для изготовления урановых блоков размером 10Х20Х100 мм. Однако в то время плавка не была выполнена, и в течение всего 1941 г. литья из урана не производилось. Начиная с 1941 г. в Германии предпринимались усилия по созданию второй базы. Было решено создать резервную базу на случай выхода из строя основного завода фирмы «Дегусса» во Франкфурте-на-Майне.

Официальное решение о создании второй базы было направлено Управлением армейского вооружения 21 ноября 1941 г. в адрес фирмы «Ауэргезелыпафт»: «Вследствие важности специального металла, изготавливаемого вашей фирмой, должны быть приняты меры по предотвращению возможной остановки производства. Было бы желательно в связи с этим изготавливать металл в двух различных местах, чтобы, кроме увеличения выпуска, было гарантировано и резервное производство».

Вторая база по производству металлического урана строилась медленно. В декабре 1943 г. и в январе 1944 г. завод пострадал при бомбардировке. Первую продукцию он смог дать только в декабре 1944 г.

Существовавшее в течение всех военных лет производство металлического урана практически не обеспечивало Урановый проект сырьем ни по количеству, ни по качеству.

Владельцем всех запасов урана до марта 1943 г., т. е. до передачи Уранового проекта в ведение имперского исследовательского совета, было Управление армейского вооружения. Оно давало промышленным фирмам заказы на изготовление урана, оплачивало его стоимость и передавало изготовленный уран исследовательским институтам безвозмездно для проведения опытов.

Основным подрядчиком по изготовлению урана стала фирма «Ауэргезелыпафт». На своем заводе в Ораниенбурге она проводила только очистку окиси урана, а изготовление металлического урана поручила фирме «Дегусса».