Превращение элементов

Против атомного шантажа

Президент Рузвельт, давший указание на развёртывание работ по созданию атомного оружия, не дожил до конца войны. Его место в Белом доме занял Гарри Трумэн. Новый президент, говорят, не знал о ведущихся работах, и военное министерство не торопилось что-нибудь сообщать ему по этому вопросу. Лишь незадолго до безоговорочной капитуляции гитлеровской Германии военный министр США Г.Стимсон передал Трумэну записку, в которой просил безотлагательно принять его по чрезвычайно важному и секретному делу. Он намекал, что решение некоего вопроса представляется исключительно важным для дальнейшего развития международных отношений. Президент тут же согласился принять министра и был подробно информирован о содержании программы ядерных исследований.

Рассчитывая, что США в самом ближайшем времени будут располагать невероятной силы боевым средством, Трумэн стал под любыми предлогами уклоняться от запланированных встреч с руководителями государств-союзников. Дважды ему это удавалось. Но наступил момент, когда развитие международных событий исключало возможность дальнейшей оттяжки такой встречи. Работы по созданию атомного оружия стали вестись в лихорадочном темпе. Роберт Оппенгеймер, возглавлявший всю научную и техническую программу проекта, вспоминал потом: «Я не думаю, что мы когда-нибудь работали быстрее, чем в период капитуляции Германии».

15 июля 1945 г. президент США прибыл в Потсдам. Вечером же следующего дня военный министр США получил сообщение, в котором говорилось: «Провели операцию этим утром. Диагноз ещё не окончателен, но результаты представляются удовлетворительными и уже превзошли ожидания». Эта информация, пока крайне общего характера, немедленно была передана Трумэну и государственному секретарю Бирнсу.

На конференции обсуждались сложные вопросы, и по ним выявились серьёзные расхождения. Тянулось длительное обсуждение. Но вот к президенту США прибыл специальный курьер с донесением, в котором подробно и полно были описаны результаты первого атомного взрыва. Президента словно подменили, он стал выступать против советских предложений самым решительным образом. Черчиллю он сообщил о полученном документе, советскую же делегацию они оба решили не ставить в известность. В частном же разговоре президент сделал осторожный, но прозрачный намёк на то, что разработано новое оружие неслыханной силы, не упомянув при этом слов «атомное», «урановое», «ядерное» или других, по которым и можно было догадаться, о чём идет речь. Однако советская делегация почему-то никак не отреагировала, и Черчилль с Трумэном заключили, что их просто не поняли.

Применение атомных бомб в войне против Японии было совершенно ненужным — исход был уже предрешён и без них. Однако у тех, кто стоял за немедленное их применение, были свои расчёты, сводившиеся к тому, чтобы произвести устрашающее впечатление на весь мир и прежде всего на союзника по оружию — Советский Союз.

Началась так называемая атомная дипломатия, исходившая из уверенности реакционных, воинствующих кругов США в том, что они монопольно владеют атомным оружием и что при самых оптимистических оценках ни у кого не может быть создана бомба ранее чем через 7-10 лет.

23 сентября 1949 г. успешно прошло испытание атомной бомбы в Советском Союзе. Оказалось, что отсутствие реакции на намёки Трумэна на Потсдамской конференции — вовсе не результат какого-то недопонимания. В СССР давно уже велись подобные работы.

В Советском Союзе в области атомной физики работали молодые талантливые учёные, чьи научные интересы в немалой степени сформировались под влиянием А.Ф.Иоффе — папы Иоффе, как величала его молодёжь. В молодые годы, как уже упоминалось, он работал у знаменитого Рентгена. Его хлопотами П.Л.Капица был принят в институт Резерфорда. Им был создан Ленинградский физико-технический институт ещё в 1918 г. Позже, в 30-х гг., вторым притягательным центром для советских физиков стал институт в Харькове. В этом институте очень скоро был повторен опыт Кокрофта и Уолтона по расщеплению лития.

Открытие нейтрона на советских физиков произвело такое же неотразимое впечатление, как и на западных учёных. Советские учёные не только с огромным интересом следили за теми работами, которые выходили из Кембриджа, Парижа, Рима и других центров новой физики, но и сами работали — жадно и страстно.

И.В.Курчатов, его брат Б.В.Курчатов и Л.И.Русинов приступили к изучению искусственной радиоактивности, открытой супругами Жолио-Кюри. И уже в апреле 1936 г. они опубликовали сообщение об открытом ими новом явлении — ядерной изомерии. Они облучили нейтронами бром и установили, что при этом образуются бета-радиоактивные изотопы с разными периодами полураспада.

Лиза Мейтнер на физическом съезде в Цюрихе в июне того же года в своём докладе не обошла вниманием сообщение советских учёных, хотя и отнеслась к нему с крайней осторожностью: «В настоящее время трудно поверить в существование «изомерных атомных ядер», то есть таких ядер, которые при равном атомном весе и равном атомном номере обладают различными радиоактивными свойствами». Нет, она не отрицала открытие, а говорила лишь, что «трудно поверить в настоящий момент». Эта трудность была вскоре преодолена. В декабре 1936 г. немецкий учёный Вейцзекер предложил теорию, подтверждающую правомерность изомерных ядер. Их существование — это проявление двух возможных состояний: метастабильного и возбуждённого. После этого работа советских физиков получила всеобщее признание.

Изучая изомерию ядер, Курчатов с сотрудниками убедился, что при некоторых энергиях нейтронов происходит чрезвычайно сильное их поглощение, часто в сотни и тысячи раз интенсивнее, чем при слегка отличных энергиях; иначе говоря, существует какой-то резонанс. Измерять изомерию становилось всё труднее из-за недостатка мощной аппаратуры. Курчатову, так же как и Ферми, приходилось носиться по коридору от нейтронного излучателя к счётчику.

В Радиевом институте уже начат был монтаж циклотрона, но сооружался он, к сожалению, крайне медленно. Курчатов заразил всех своей энергией, чёткостью понимания частных задач и целиком окунулся в работу по созданию циклотрона. Первый циклотрон в Европе был пущен в работу на советской территории. Правда, интенсивность и энергия его частиц были ещё недостаточны для проведения важнейших экспериментов, и Курчатов, заручившись поддержкой А.Ф.Иоффе, решил в ближайшем будущем строить новый большой циклотрон. Спустя некоторое время приступили даже к строительству, но началась Великая Отечественная война, и стало не до циклотрона.

Мы, однако, несколько забежали вперёд. О том, что ядро урана под воздействием нейтронов может быть разбито на два осколка, А.Ф.Иоффе узнал из письма к нему Ф.Жолио-Кюри. Это крайне взволновало его. Письмо бурно обсуждалось на институтском семинаре. В лаборатории Курчатова исследования по делению ядра урана заняли центральное место. Старейший радиохимик В.Г.Хлопин развернул работы по изучению этого процесса. Этой же проблемой занялись И.М.Франк в Москве и А.И.Лейпунский в Харькове. Курчатов и его сотрудники были заняты поиском условий, при которых может возникнуть в уране цепная реакция. Ю.Б.Харитон и Я.Б.Зельдович подробно изучили этот вопрос и в двух статьях журнала экспериментальной и теоретической физики опубликовали свои выводы.

Прежде всего всех интересовало, сколько нейтронов выделяется при делении одного ядра урана. Тонкую экспериментальную работу по выяснению этого вопроса Курчатов поручил двум молодым физикам Г.Н.Флерову и К.А.Петржаку, которые, по его выражению, на совместной научной работе «составили величину больше, чем два». Вскоре эти экспериментаторы открыли совершенно новое явление. Оказывается, ядро урана может и самопроизвольно распасться на две приблизительно равные части, хотя такое деление в природе наблюдается крайне редко.

Чтобы защититься от всевозможных помех при регистрации возникающей радиации, в частности от сильно проникающих космических лучей, молодые физики решили проводить свои опыты глубоко под землёй.

Идеальным местом для этого оказалось московское метро. Для работы Г.Н.Флеров и К.А.Петржак облюбовали служебное помещение на станции «Динамо». В начале 1940 г. они послали краткое сообщение о самопроизвольном делении урана в американский журнал.

Письмо их опубликовали, но странно, никаких откликов на него не было. Совсем недавно страницы физических журналов заливал поток статей по урановой проблеме, а сейчас вдруг об этом — полное молчание. В отношении Европы это было бы ещё объяснимо — война, не до того; но почему полностью прекратились такие публикации в Америке?

О самоцензуре ведущих физиков в Америке советским учёным ничего не было известно, но такая ситуация их, конечно, насторожила. Не имея связи с зарубежными учёными, физики в Советском Союзе пришли вполне самостоятельно к заключению о возможности создания нового оружия фантастической разрушительной силы. Академик Н.Н.Семёнов написал об этом письмо в Наркомат тяжёлой промышленности. Но вскоре настала пора, когда об этом нечего было и думать: грозный, неумолимый и жестокий враг топтал советскую землю. Физики занялись безотлагательными проблемами: обработкой кораблей для защиты их от магнитных мин, радиолокацией, танковой бронёй, просто пошли в ополчение.

Оборудование Ленинградского физического института было эвакуировано в Казань и лежало там в ящиках нераспечатанным. После успешного наступления наших войск под Москвой Г.Н.Флеров выехал в Казань для встречи с Курчатовым, но тот ещё не вернулся с юга. Тогда Флеров выступил с докладом перед Иоффе, Капицей и другими физиками, в котором обрисовал постановку опытов, необходимых, по его мнению, для изучения «динамитных» цепных реакций. Всего этого сделать в обстановке того времени было почти невозможно, но Флеров продолжал хлопотать, писать письма Иоффе, Курчатову и другим учёным; поскольку в американской печати по-прежнему избегали каких-либо упоминаний об уране, это лишь укрепляло его в необходимости самых срочных действий.

В мае 1942 г. Флеров написал письмо в Государственный Комитет Обороны, указывая на необходимость срочно «делать урановую бомбу». В правительстве уже имелась информация о том, что как в США, так и в Германии в условиях сверхсекретности ведутся работы во созданию сверхмощного оружия. А.Ф.Иоффе, В.И.Вернадский, В.Г.Хлопин и П.Л.Капица были вызваны в Москву для обсуждения полученной информации и определения возможности проведения работ по созданию атомной бомбы в СССР. Затем по совету Иоффе в Москву вызвали Курчатова и предложили ему возглавить такие работы. Он приступил к порученному делу с исключительной энергией. Летом того же года в Казани Флеров продолжил прерванные ранее эксперименты по исследованию размножения нейтронов. Никто не знал тогда, что в Этнографическом музее под чучелами производится сборка сложнейшей физической аппаратуры.

В феврале 1943 г. Курчатов и его соратники по урановой проблеме прочно обосновались в Москве и развернули широкомасштабные эксперименты. Одна за другой следовали победы на фронте, и параллельно этому ускоренными темпами продвигались к решению поставленной задачи советские учёные. Им было несравненно труднее, чем американским физикам: на территории США не было военных действий, не было разрушений, они располагали мощнейшей промышленностью и опирались на добровольные услуги ведущих теоретиков мира, эмигрировавших из Европы.

Когда Трумэн сделал на Потсдамской конференции намёк на имеющееся в его распоряжении сверхмощное оружие, в Советском Союзе были уже на подступах к овладению им. Не всё, конечно, шло гладко, было много затруднений, но они с успехом преодолевались. В урановом реакторе, или «котле», как его тогда называли, предполагалось использовать графит для замедления нейтронов. Лаборатория Курчатова предъявила такие технические требования на чистоту графита, что исполнители только руками развели. Но иначе было нельзя: малейшая примесь остановила бы цепную реакцию. И объяснить, зачем им нужен графит такой чистоты, также было нельзя. Однажды к работнику лаборатории Н.Ф.Правдюку подошёл представитель организации, исполнявшей заказ, и спросил: «Я понимаю важность жёстких требований. Но скажите, каким методом вы делаете алмазы? Я всю литературу перечитал. Как вы создаёте давление и каков выход продукции?» Узнав об этом, Курчатов рассмеялся и сказал: «В колокола звонить мы не можем».

В сентябре 1949 г. самолёты военно-воздушных сил США доставили пробы воздуха, взятого на большой высоте. Предварительный их анализ показал сильно повышенный уровень радиации, а радиохимическая лаборатория подтвердила наличие в них осколков плутония.

Через два дня после испытания советской атомной бомбы, 25 сентября 1949 г., ТАСС выступил по этому поводу с заявлением, в котором, между прочим, обращалось внимание на прежнее сообщение 1947 г. о том, что секрета атомной бомбы уже не существует.

Факт наличия у Советского Союза атомной бомбы в американских военно-политических кругах вызвал шок и растерянность. Однако вместо поисков путей мирного сосуществования и отказа от оружия массового уничтожения агрессивные круги США стали думать о том, как восстановить свой престиж. И среди учёных нашлись сторонники «жёсткого курса», «атомной дипломатии». В частности, ярым пропагандистом ещё более мощной бомбы, супербомбы, стал Эдвард Теллер, с 1942 г. занимавшийся изучением термоядерной реакции, т. е. реакции синтеза, слияния двух ядер.

В ноябре 1952 г. на атолле Эвениток был произведён взрыв водородного устройства, доставивший огромное удовлетворение творцам и проводникам «атомной дипломатии».

При первых же попытках США опереться в своей политике на супербомбу правительство СССР запросило Курчатова, на чём основан этот шантаж. Спустя два месяца после успешного испытания атомной бомбы коллектив Курчатова смог вплотную приступить к решению новой ответственной задачи. 12 августа 1953 г. в СССР был произведен взрыв первой в мире водородной бомбы. И в этом утверждении нет ни ошибки, ни преувеличения. То, что взорвали американцы, было термоядерным устройством, огромным сооружением, а не бомбой, какую можно взять, например, на борт самолёта.

Выделение чудовищной разрушительной энергии при взрыве термоядерного устройства происходит за счёт слияния друг с другом двух ядер лёгких элементов. Существует несколько вариантов «начинки» водородной бомбы; наиболее «рациональная» из них, если позволительно применить такое определение к устройству, предназначенному для разрушения и убийства, — это дейтерид лития. Не обязательно брать водород в чистом виде, можно использовать и его соединения, ибо пойдёт не химическая, а ядерная реакция. Но вовсе не всякий водород для этого подойдёт. Энергия выделяется при слиянии ядер очень редких изотопов — водорода-2 (дейтерия) и водорода-3 (трития). Дело, однако, в том, что тритий накопить в нужном количестве неимоверно трудно. Дейтерий — значительно легче, хотя тоже не так уж просто. Поэтому в качестве исходных материалов брали чистый дейтерий и редкий изотоп лития — литий-6. При химическом взаимодействии этих элементов и образуется дейтерид лития. Теперь, чтобы эта «начинка» сработала, нужен толчок, нужны особые условия — температура в миллионы градусов, которую в земных условиях давал лишь взрыв атомной бомбы. Поэтому в термоядерном устройстве, кроме дейтерида лития, есть ещё запал в виде атомного — уранового или плутониевого — заряда.

Взрыв термоядерной бомбы длится доли секунды, но за это мгновение происходит цепь сложнейших превращений. При температуре в миллионы градусов нейтроны обрушиваются на ядра атомов лития-6 и образуется крайне неустойчивое соединение, которое тут же распадается на тритий и гелий. Затем тритий вступает в ядерное взаимодействие с дейтерием, а это уже, как мы говорили выше, и есть, собственно, термоядерный взрыв.