Бомба. Тайны и страсти атомной преисподней

Обеспокоенный потерей монополии на атомное оружие, Трумэн стал торопить ученых с быстрейшим завершением работ по термоядерной (водородной) бомбе, чья мощь значительно превзойдет и без того губительную энергию атомного фугаса. К созданию этого чудовища доктор Теллер приступил в сороковых, когда еще не была даже испытана атомная бомба. Большую заинтересованность к новому оружию проявил и Клаус Фукс, который аккуратно посещал все обсуждения и семинары Теллера. Отчеты об этом он направлял через связника в нью-йоркское консульство СССР, под крылом которого трудилась разведка НКВД, но как потом выяснилось, старался Фукс почти напрасно.

Из интервью автора с доктором Теллером в 1992. году:

«— Я был хорошо знаком с Фуксом, когда он находился в лос-аламосской лаборатории. Это был очень приятный человек, скромный и внимательный. Поражала только одна странность — его нежелание участвовать в беседах. Когда выяснилось, что он был шпионом, я понял — эта странность продиктована тем, что ему постоянно приходилось быть начеку.

— Скажите, а какие ценные идеи относительно термоядерного оружия он мог передать в СССР?

— Фукс уехал от нас раньше, чем были предприняты плодотворные и конкретные шаги в направлении создания водородной бомбы, поэтому он не мог выдать настоящие тайны…».

С ним согласен научный руководитель по созданию советского ядерного оружия академик Харитон: «Данные, полученные через разведку от Фукса, оказались бесполезными для нас, так как в 1950 году математик Улам обнаружил ошибку в расчетах Теллера…». Только в 1951 году Теллер исправил ошибку и начал продвигаться вперед.

Впрочем, не все старания Фукса остались втуне — после его сообщений в Москве создают специальную группу под руководством Якова Зельдовича, которая занялась расчетами термоядерной бомбы. Сюда, спустя несколько лет, подключили и Тамма вместе с новоиспеченным кандидатом наук Андреем Сахаровым, который разовьет идеи Теллера по поводу «комбинированной» бомбы, и вскоре станет конструктором соответствующего термоядерного заряда, который по существу термоядерным не являлся.

…Итак, в тот момент, когда у Олега Лаврентьева появилась мыль о принципе водородной бомбы и основных идеях ее конструкции, ни у советских ни у американских ученых еще не было даже готовых концепций нового оружия. Единственная здравая идея была лишь у самого Клауса Фукса. Но эту идею не поняли и не развили ни в США, ни в СССР…

Секретная комната

«После публичного выступления Трумэна, — вспоминает Лаврентьев, — откликнулись наши газеты, объявив водородную бомбу блефом и чушью, а само выступление — атомным шантажом».

Но Лаврентьев еще в 1943 году читал в газете короткое сообщение о том, что наряду с процессом деления тяжелых ядер, который используется в атомной бомбе, возможен и обратный процесс — слияние легких ядер. При этом энергии в расчете на единицу массы выделятся в пять раз больше, что и заставило его искать цепочки ядерных превращений, ведущих к высвобождению колоссальной мощи.

Олег тогда еще не знал, что в Германии уже ведут опыты с дейтерием, тяжелым водородом, который пытались «разогреть» кумулятивным взрывом. А в США создатель первого в мире ядерного реактора Энрико Ферми подбросил Теллеру идею увеличить «выход» атомного взрыва до мегатонны — для чего добавить в бомбу 12 кг дейтерия.

Все эти идеи придут Олегу в голову вскоре — во время службы на Сахалине. А до Сахалина были служба в действующей армии, куда после освобождения Пскова в 1944 году Лаврентьев пойдет добровольцем — разведчиком-наблюдателем. Победу он встретил в Германии, а потом гонялся за «лесными братьями» в Литве. После демобилизации из действующей армии пожилых военнослужащих Олег продолжает срочную службу на Сахалине, где и произошел переход «количества в качество» и где, наконец, им заинтересовались…

Вернувшийся в Сахалинский обком партии подполковник Юрганов благоприятно отозвался о творчестве молодого солдата. Вскоре в войсковую часть приходит предписание — выделить для Лаврентьева отдельную «секретную» комнату, где он мог бы изложить письменно свои идеи и военные изобретения.

В этой охраняемой комнате Олег впервые написал о термоядерном синтезе. Чтобы ядра легких элементов слились, они должны сблизиться, чему мешают колоссальные силы электрического отталкивания. Значит, нужно ядрам придать неимоверные скорости, для чего вещество придется «разогреть» до температур в сотни миллионов градусов.

А импульсной «печкой» послужит взрыв простой атомной бомбы. Два куска урана критической (в сумме) массы помещаются в мощный ствол с разных концов и под действием химической взрывчатки разгоняются навстречу друг другу, слипаются и ядерная взрывная реакция начинается. Схема очень похожа на ту, которую другой солдат, Флеров, послал в начале войны в Кремль — эту схему называют «пушечной» или «ствольной». Развитие реакции деления приводит к излучению потока нейтронов, которые и подожгут «термояд».

Для этого «ствол» размещают внутри большого шара, который Лаврентьев преложил заполнить литием и тяжелым водородом. Причем литий — он сначала полагал — должен состоять только из своего легкого изотопа лития-6, которого в природе всего лишь 7 процентов от общей массы лития. И вся эта шаровая смесь заключалась в массивную оболочку. Задача ее — удержать от разлета в первые мгновения литий и тяжелый водород — дейтерий, когда давление в центре шара достигнет нескольких миллиардов атмосфер. (Тогда он еще не додумался сделать эту оболочку из тяжелого урана, который был бы хорошим отражателем нейтронов и увеличил бы эффективность взрыва. К этому он придет позже…).

Но настоящей находкой был, конечно, легкий изотоп лития. Не один десяток ядерных реакций перебрал в голове Лаврентьев, прежде чем наткнулся на замкнутую цепь, что начиналась с лития.

Попадающий в него нейтрон вызывает реакцию, в которой рождается тритон (ядро тяжелого изотопа водорода — трития) и происходит выделение энергии. Тритон же, взаимодействуя с дейтроном (ядром дейтерия), дает новый нейтрон, который как бы возвращается в среду реагирующих ядер. При этом выделяется еще больше энергии, чем в первой реакции. А поскольку поток начальных нейтронов от атомного взрыва колоссален, то смесь дейтерия с литием, удерживаемая на мгновения массивной оболочкой, «поджигается» по всему объему — температура и поток нейтронов нарастают и возникает еще ряд ядерных реакций, которые дают дополнительный вклад в энергию взрыва и без того колоссальную.

Хвастливый премьер

Поиском цепных ядерных реакций, кроме Олега занималось во всем мире множество других любителей. Так, его будущий коллега в харьковском Физтехе Белопольский набрал десятка два-три подходящих цепочек, а у американского физика Мак-Нелли, с трудами которого Лаврентьев познакомился значительно позже, их было еще больше.

Но самую нужную посчастливилось найти Олегу — можно сказать ему повезло, а можно и сказать, что был он чрезвычайно нацелен и достаточно образован. (После окончания сахалинской десятилетки[5] Олег самостоятельно изучил высшую математику — дифференциальное и интегральное исчисление, освоил университетские курсы физики и химии…).

Университетская механика помогла ему в расчете тяжелой оболочки бомбы, а в курсе химии он нашел описание гидридов — соединения в данном случае дейтерия с литием — что позволило сделать бомбу компактной.

Чтобы понять чрезвычайную важность последнего, надо представить себе — в какие размеры вылилось бы все устройство, будь дейтерий в газообразном состоянии, а не в твердом соединении с литием, как предложил Лаврентьв.

Газ для компактности потребовалось бы сжать до больших давлений, для чего понадобилось бы мощные тяжелые трубы и оболочки. А если его сжижать, то много места ушло бы на холодильные установки и теплоизоляцию. К примеру, первая американская водородная бомба «Майк», взорванная в 1952 году, спустя четыре года после того, как идея «термояда» пришла в голову Лаврентьева, была размером с двухэтажный дом и весила 65 тонн. Поскольку там лития не была, а дейтерий доводился до жидкого состояния с помощью криогенных установок.

Бомбу, подобную «Майку» невозможно сбросить с самолета, ее можно было бы разместить разве что на большом корабле, которые пришлось бы направить только во вражеские порты. Но тогда заложниками-смертинками становились все члены экипажа. Впрочем, за подобным кораблем велась бы слежка и такую большую цель легко уничтожить в открытом океане.

В общем, применение Li-6 существенно улучшало конструкцию заряда, и даже то устройство, которое впопыхах назвали в 1953 году советской водородной бомбой (сами создатели именовали ее в лучшем случае «прабомбой»), даже эта «недоношенная» бомба была почти готова к сбрасыванию ее самолета — и все это благодаря изотопу лития.

Поджечь домной спичку

Лаврентьев с грустью глядел, как горели в присутствии комиссии черновики, в которые был вложен интенсивнейший двухнедельный труд и годы раздумий. Единственный отпечатанный экземпляр был запакован в конверт и отослан секретной почтой в ЦК ВКП(б) — заведующему оборонному отделом Ивану Сербину.

Кроме самой идеи и конструкции водородной бомбы там были: оценка мощности нового оружия, способ разделения изотопов проекта.

Олег был реалистом и понимал, что прежде, чем огород городить, нужно проверить идею с небольшими затратами. А именно — добавить в стандартную атомную бомбу небольшую ампулу с термоядерным горючим. При взрыве приборы зафиксируют поток нейтронов и добавку энергии.

Кстати говоря, именно так поступят потом и американцы — они добавили к плутониевой бомбе ампулу с несколькими граммами дейтерия и трития. И вместо 200 килотонн получили 225. Потом, правда, пошли шутки: «Домной спичку зажгли…». Но ведь идею проверили — всплеск термоядерных нейтронов засекли!

Не все, конечно, в его проекте было окончательно решено. Так, он еще не выбрал — из какого вещества сделать слой перед оболочкой. Хотя и полагал, что это будет естественный литий. Позже, это оказалось великолепной удачей, интуиция не подвела Олега…

Те же американцы, когда сделали свою вторую термоядерную бомбу — «сухую» и компактную, применили обогащенный литий, в котором 40 процентов было лития-6 и 60 процентов лития-7. Они полагали, что энергия взрыва будет около 5 мегатонн, но бомбу «разнесло» до 15 мегатонн. От чего пострадали рыбаки и некоторые участники эксперимента. Дело в том, что литий-7 после попадания в него нейтрона с энергией более, чем один МЭВ, превращается в литий-6, а уж он, как известно, порождает нужную цепную реакцию. К сожалению, тогда у Олега не было одной весьма нужной книги. В 1945 году, через две недели после испытаний первой атомной бомбы, в США издали отчет по созданию атомного оружия. Вскоре его перевели на русский язык, и она была издана в «Желдориздате» под названием «Атомная энергия для военных целей». Эта книга стала настольной для советских ученых-атомщиков, но на Сахалине она в единственном экземпляре имелась только в обкоме партии.

Через несколько дней после посылки секретного письма в Москву, Олег заехал в обком и там ознакомился с американскими исследованиями.

«Досадно, — рассказывает Лаврентьев, — что эта книга не попалась мне раньше. В ней я нашел… ответы на многие вопросы, до которых приходилось додумываться самому».

Он впервые узнал об имплозии — «взрыве внутрь» — при котором плутоний химической взрывчаткой сжимается до критического состояния, что является единственным способом детонации плутониевой бомбы. В соответствии с этим он делает перекомпоновку водородной бомбы в расчете на более экономичную и современную взрывчатку — плутоний, хотя и первый вариант — урановый — он не отбрасывал.

Если бы в СССР было разумное правительство и хваткие организаторы, то Олега надо было немедленно внедрять в урановый проект. Как это случилось в США, где 18-летнего студента Теодора Холла после собеседования в спецкомиссии немедленно направили в американский ядерный центр, где он успешно трудился рядом с Теллером, не забывая, правда, снабжать информацией по водородной бомбе и советскую разведку. О чем совсем недавно сделал откровенное признание.

Разведданные Теодора Холла, Клауса, Фукса, и еще двух крупных физиков вовсю использовала атомная команда СССР, а вот свои самородки остались при этом в стороне, ибо пророки бывают только в иных державах.

Рядовой Прометей

Рассказывают, что однажды к Томасу Эдисону пришел изобретатель и заявил, что он нашел растворитель, который растворяет все на свете.

— Буквально все? — осведомился Эдисон.

— Абсолютно все! — гордо подтвердил «изобретатель».

— А в чем вы будете держать такой растворитель? — иронично поинтересовался Эдисон…

Когда Лаврентьев обдумывал идею термоядерной бомбы, ему пришло в голову, что колоссальную энергию «термояда» можно использовать не только в разрушительных целях, но и как чрезвычайно компактный и мощный источник энергии в народном хозяйстве.

Для этого цепные реакции синтеза должны идти не лавинообразно, не по взрывному типу, а достаточно медленно и регулируемо. Вначале была идея сферического гомогенного реактора, куда поступали дейтерий и делящееся вещество (уран или плутоний), а после того, как «зажегся» дейтерии, подача делящегося материала прекращалась.

Потом появится еще ряд идей, ряд новых схем и конструкций, работа над управляемым термоядерным синтезом станет смыслом и целью всей его дальнейшей жизни.

Но тогда, на Сахалине он придумал главное — сосуд, в котором будет находиться плазма, нагретая до сотен миллионов градусов. Стенками этого сосуда по замыслу Лаврентьева станет электрическое поле, которое удержит заряженные частицы, не сгорев и не испарившись. «Это, — рассказывает Олег Александрович Лаврентьев, — и был кульминационный пункт поисков, давший ключ к решению проблемы управляемого синтеза».

Задача в принципе становится решаемой, что подвигло одного из крупных физиков на такие строки:

Насчет «дяди», конечно, физик погорячился — на дядю молодой солдат не «тянул». О нем, вообще часто писали путано и ошибочно. Так, Андрей Сахаров, которому попали на отзыв предложения Олега, сообщает в своих «Воспоминаниях»: «Летом 1950 года на объект пришло присланное из секретариата Берия письмо молодого моряка Тихоокеанского флота Олега Лаврентьева… Автор предлагал осуществить высокотемпературную дейтериевую плазму с помощью системы электростатической термоизоляции… Автор поднял проблему колоссального значения, это свидетельствует о том, что он является очень инициативным и творческим человеком, заслуживающим всяческой поддержки и помощи… Во время чтения письма и писания отзыва у меня возникли первые, неясные еще мысли о магнитной термоизоляции». Увы, ни поддержки, не реальной помощи Андрей Дмитриевич «инициативному и творческому человеку» не оказал, хотя «мысли о термоизоляции» вполне усвоил.

Вообще идеями Лаврентьева Сахаров заинтересовался чрезвычайно — термоядерный реактор ведь может давать и тритий для водородной бомбы, а также уран-233, причем довольно быстро.

Сегодня человечество стоит на пороге использования всегда не хватающей ему энергии — энергии «термояда» почти дармовой, чистой и практически неограниченной. Эту энергию, можно сказать, похитил у природы солдат Лаврентьев, сахалинский Прометей.

Но титана Прометея боги наказали — приковали к скале, где его печень ежедневно терзает орел.

Лаврентьева же наказали люди…

«Восходящая звезда»

Как уже говорилось выше, многие писали об идеях и судьбе Лаврентьева, при том искажая и выдумывая несуществующие детали и обстоятельства. Вот как в одной книге[6] описывается восприятие идей Олега Игорем Таммом:

«Как часто бывает, поводом для интересной идеи послужило предложение неспециалиста, дилетанта. В лабораторию пришло на отзыв письмо Олега Александровича Лаврентьева, военнослужащего с Дальнего Востока, предлагавшего способ синтеза водорода. Сотрудники просмотрели и резюмировали: «Электрическое поле как изоляция плазмы — не выдерживает критики».

— Покажите! — Игорь Евгеньевич пробежал глазами письмо, кивнул головой в знак согласия «приговором», отдал его сотрудникам, задумался. — Впрочем… Дайте-ка еще разок взглянуть! В этом предложении, — Тамм очеркнул ногтем пальца кусочек текста, — что-то есть. Надо бы прокрутить.

«Прокрутка» предложения и натолкнула одного из молодых физиков на мысль использовать в качестве термоизоляции магнитное поле.

— Черт возьми, — радостно развивал он мысль, — плазма — проводник! Попав в магнитное поле, ее ионы и электроны не смогут свободно двигаться поперек магнитного поля. Это свойство и послужит уздой. Так?

— Именно так, — подтвердил Игорь Евгеньевич.

— Значит, магнитный термоядерный реактор?!

— Да здравствует МТР!

— Даешь МТР!

Воспитанная в таммовских традициях высокопорядочности молодежь тут же подготовила письмо на имя начальства, где сообщала, что именно идея Лаврентьева послужила толчком к предложению создать магнитный термоядерный реактор. Высказывалось мнение о целесообразности отзыва Лаврентьева из армии и привлечения его, поскольку, видимо, он имеет какую-то специальную подготовку, к работе над МТР. Игорь Евгеньевич отнесся к письму с одобрением и тотчас же его подписал.

Спустя некоторое время у физиков появился плотный, рослый парнишка с несколько неправильными чертами крупного лица и, чуть набычившись, представился:

— Олег Лаврентьев.

Узнав о том, что парень призван в армию прямо со школьной скамьи и никакого специального образования не имеет, ошеломленные ученые приняли меры экстраординарного порядка, и вскоре Олег Лаврентьев стал студентом физфака Московского государственного университета».

Получается, что Лаврентьева «устроили» в МГУ, а не он сам пробил туда себе дорогу…

А вот еще несколько отрывков из более претенциозной книги[7]:

«Рядовой Олег Лаврентьев первый раз нес караульную службу на Сахалине. И когда шаги разводящего затихли в чуткой тишине глубокой ночи, ему сначала стало не по себе…

…Побудка и физзарядка. Завтрак и зубрежка устава. Занятия по строевой и изучение скорострельного карабина. Наряды на кухню и чистка оружия.

…На раздумья, воспоминания не оставалось и минуты времени… (Как говорит сам Лаврентьев, на караулы он не ходил, а времени на дежурстве было как раз «навалом» — авт.)

…С тех пор, как планета узнала о Хиросиме, атомная физика стала для Олега Лаврентьева стержнем всех его интересов. (Ядерной физикой Олег увлекся еще до войны — авт.)

…Через две недели тщательно переписанное самым красивым почерком… письмо было отправлено в Москву. На конверте тем же аккуратным старательным почерком был выведен адрес: «Москва. Кремль. Советскому Правительству».

Это было зимой 1950 года.

(Сахаров рассказывал, что к нему письмо попало летом 1950 г. — то самое письмо, которое согласно Дорофеевым Лаврентьев отослал зимой 1950 г. И никакого адреса, вроде: Москва, Кремль, Советскому Правительству. Письмо ушло секретной почтой. — авт.)

Два месяца путешествовало солдатское письмо… Так несколько страничек, заполненных старательным округлым почерком солдата, попали в группу, которую возглавлял Игорь Евгеньевич Тамм.

Игорь Евгеньевич письмо просмотрел мельком, … и пригласил к себе молодого кандидата наук: «Вот, ознакомьтесь. Подумайте, что и как, и составьте толковое письменное заключение».

Молодой кандидат, уже завоевавший среди теоретиков признание «восходящей звезды», прославившийся крайней безапелляционностью и категоричность в суждениях, письмо с Сахалина взял с неохотой: своих дел выше головы, а тут еще возись с какой-то самодеятельностью…

(Как не узнать в молодом кандидате наук — безапелляционном и категоричном — Андрея Сахарова? Тогда, в начале 80-х было модно травить его. Быстренько присвоив себе солдатскую идею категоричный кандидат начал бессовестно ею пользоваться. — авт.)

Солдат Олег Лаврентьев, естественно не мог еще принимать в этом участия. Но ему была предоставлена возможность приехать в Москву и поступить в университет. Он стал физиком. Теперь он профессор, доктор наук и продолжает работать над термоядерной проблемой в Украинском физико-техническом институте».

(В этом абзаце единственный правдивый факт — Лаврентьев действительно работает в Физтехе. — авт.)

Смотрины

Соображения по термоядерному реактору также были отправлены в ЦК тем же письмом. А вскоре, после досрочной демобилизации Олег поехал в Москву сдавать вступительные экзамены в МГУ. Его зачислили по результатам конкурса на физфак, хотя и без стипендии.

Вскоре он встретился в ЦК с Сербиным и рассказал ему про свои идеи водородной бомбы. Тот молча выслушал и мрачно буркнул, что наши ученые работают над другим вариантом. Предложил заходить, если появятся еще какие-либо идеи. Через месяц Олег принес ему проект усовершенствованной модели термоядерного реактора. Сербин выслушал и опять ничего не сказал. Ни помощи, ни поддержки от него не было…

А спустя некоторое время Лаврентьева пригласил к себе в Кремль Василий Махнев — очень влиятельный член Спецкомитета. На столе Махнева лежал второй вариант реактора, там же Олега познакомили с Сахаровым, который рецензировал его работу.

Кто такой Сахаров, Лаврентьев тогда еще не знал, тот о себе ничего не рассказывал.

А еще через несколько дней он снова встретился в Кремле с Сахаровым — на приеме у Берия. Сначала Махнев провел в кабинет Берия Сахарова, а потом пригласил Лаврентьева.

Нарком встал из-за стола, пошел ему навстречу, подал руку… Когда все уселись, он спросил у Олега:

— У вас что, болят зубы?

— Да нет…

— А почему щека распухал?

Пришлось Олегу объяснять — почему у него опухшие щеки. Поговорили о его родителях — отец Лаврентьева тогда сидел в лагерях — и на том странный разговор закончился. А Махнев ликовал — смотрины прошли успешно. Позже Берия будет не раз звонить и интересоваться — «как дела у солдата?».

Домой из Кремля Сахаров и Лаврентьев отправились пешком — оба были возбуждены и много говорили. Сахаров восторгался идеями Лаврентьева и, в конце концов, предложил работать вместе. Но телефон свой или адрес дать почему-то — может по рассеянности? — забыл. А робкий Лаврентьев настаивать не стал. К тому же, он считал Сахарова теоретиком, а Олега тянуло к эксперименту. Если бы он знал, что Андрей Дмитриевич работает над водородной бомбой, он наверняка проявил все упорство, чтобы попасть в эту команду. Впрочем, как сегодня считает Олег Александрович, он со своими оригинальными идеями и настойчивостью в их пробивании явно не пришелся бы ко двору этой сложившейся элитной команде.

Со временем он узнал, над чем работает Сахаров и стал удивляться — почему тот, прочитав его предложения по термоядерному оружию, на эту тему не заговаривал, а, когда Лаврентьев прямо спросил об этом, от ответа уклонился. И почему проигнорировал преложенную Олегом схему и главную изюминку — дейтерий лития? Что дал повод некоторым считать, что идея применения Li-6 была тоже «цельнотянутой». Вот что по этому поводу говорит бывший замминистра и разработчик первой бомбы Владимир Алферов:

…Новые смотрины, которые устроили Олегу, начались интригующе и, как всегда, ночью. За ним приехал хорошо сложенный человек и, не говоря ни слова, отвез в здание у трех вокзалов.

В кабинете сидели генералы и штатский с большой бородой. Сначала спрашивали его об управляемом «термоядере», потом пошли намеки — высказаться насчет водородной бомбы. Олег был сбит с толку и напуган. У Берия его предупредили о строгой секретности всего, что связано с новым оружием. Понятно, что оружием интересуются генералы, но кто там с бородой, эксперт что ли? Потом Олег спросит — что это был за человек, и ему, усмехнувшись, ответят — «скоро узнаешь…».

Знать бы ему тогда, что с ним беседовал Курчатов, он несомненно рассказал бы ему об усовершенствованном варианте с дополнительными компонентами — в частности бериллии — для большей эффективности бомбы и об улучшенной компоновке!

А так — без санкции Берия — напуганный и перенервничавший, он не нашел ничего лучшего, как брякнуть:

— Я был у Берия…

Наступила тишина. Все присутствующие боялись и ненавидели этого страшного человека.

Курчатов стал спрашивать его об учебе, посоветовал закончить университет досрочно. Разговор постепенно угас. Больше им встретиться не пришлось…