Вирусный флигель

Плутониевая альтернатива

Уже в первую военную зиму стало совершенно ясно: создать урановую бомбу, не построив предварительно реактора, невозможно. Реактор явился бы средством практической проверки теоретических выводов и, что не менее важно, сделался бы вещественным доказательством успеха, столь нужного для воздействия на правительство и военных. Это оказалось тем более необходимым, что ученые уже довольно отчетливо представляли себе, сколь трудным и дорогостоящим будет путь к атомной бомбе. В последующие два года в немецких документах лишь изредка, да и то в крайне осторожной форме, упоминается об атомной бомбе; все усилия концентрируются на завершении промежуточного этапа — на создании атомного реактора.

Почти с первых дней физики не сомневались, что работу можно вести двумя методами: либо чисто эмпирически, то есть использовать уран или его соединения в различных конструктивных конфигурациях совместно с различными замедляющими веществами и посмотреть, что из этого получится, либо положиться на руководящую роль теории. Первый путь имел свои достоинства и существенные недостатки: прежде всего сразу же требовались большие количества урана и других дефицитных веществ, а к тому же чистая эмпирика могла привести к крайне опасным последствиям. Второй метод, теоретический, требовал проведения весьма точных расчетов, которые указывали бы необходимые дальнейшие шаги. По, чтобы проводить такие расчеты, нужны исходные данные, которые можно получить только в эксперименте; к этим данным относились некоторые ядерные параметры, в частности эффективное сечение атомов различных веществ и зависимость величины этого сечения от скорости бомбардирующих нейтронов. Измерения таких параметров были исключительно тонким и кропотливым делом, а на их осуществление потребовалось бы очень много времени. Правда, тогда удалось бы обойтись очень незначительным количеством столь дефицитных веществ. Последнее обстоятельство в 1940 году оказалось решающим — запасы чистого графита, бериллия, чистой тяжелой воды в Германии были ничтожными.

В основном поэтому 1940 год явился годом сравнительно умеренного экспериментирования. В Лейпциге, Берлине, Гейдельберге, Вене и Гамбурге опыты были направлены главным образом на измерение ядерных констант наиболее подходящих веществ. В Гейдельберге Боте определял длину диффузии тепловых нейтронов в графите; в Лейпциге, ближе к концу лета, Гейзенберг и Дёппель — последний в сотрудничестве с женой — измеряли длину диффузии нейтронов в тяжелой воде, а осенью — в окиси урана. Пожалуй, самыми важными являлись опыты Боте, ведь графит был куда менее дефицитен, чем тяжелая вода. Боте установил, что если удастся получать более чистый и однородный графит, чем тот, которым ему пришлось пользоваться во время опытов, то графит можно было бы выбрать в качестве замедлителя. Лейпцигцы, обследовав тяжелую воду, убедились в ее несравненных качествах как замедлителя; качества эти оказались даже лучшими, чем считалось ранее, и это позволило прийти к выводу о возможности создания реактора на природном уране, если в нем замедлителем будет тяжелая вода.

Пока проводились измерения, в Берлине начали серию других исследований. Берлинцы, стремились выяснить влияние конструктивных параметров реактора на ход цепной реакции. Этим путем они хотели установить минимально необходимые количества урана и тяжелой воды. Теоретики из Физического института во главе с Вайцзеккером изучили несколько возможных конфигураций и пришли к выводу, что при послойном расположении, предложенном Хартеком, для создания реактора понадобится около двух тонн окиси урана и около полутонны тяжелой воды; воду и окись урана при этом следовало разделить на пять-шесть слоев, при высоте реактора от 70 до 90 сантиметров. Рассматривалась и другая конструкция реактора — сферическая, — в которой окись урана и тяжелая вода располагались бы концентрическими слоями. Практическое выполнение подобной конструкции было трудным делом. Зато цепная реакция в сферическом реакторе возникла бы при еще меньшем количестве исходных материалов: тогда считали, что хватит всего 320 литров тяжелой воды и 1,2 тонны окиси урана. Но и такое уменьшение размеров и количества исходных материалов еще не являлось предельным. По расчетам теоретиков, размеры реактора можно было бы еще уменьшить, окружив его графитовым рефлектором, отражающим обратно в реактор нейтроны, которые в противнем случае улетали бы наружу без всякой пользы.

В один из дней Боте, встретившись с Гейзенбергом, высказал подозрение относительно правильности некоторых теоретических положений, изложенных в декабрьском отчете военному министерству. Спустя пару месяцев Гейзенберг засел за детальное математическое описание того, что в предыдущей работе было сделано лишь приближенно. И вот тогда-то он, не имея на то никаких данных, почему-то решил, что как замедлитель чистый графит имеет куда худшие качества, чем считалось ранее, и забраковал его. Забраковал он и гелий, поскольку при использовании газа размеры реактора оказались бы чрезмерно большими. Это и привело к тому, что тяжелую воду стали считать единственным возможным замедлителем.

В январе 1940 года, казалось бы, все подтверждало возможность получения цепной реакции в природном уране при наличии достаточного количества тяжелой воды. 15 января Хартек в дружеском письме Гейзенбергу подчеркивал, что производство тяжелой воды ничуть не менее важно, чем производство урана: «Раз уж вся тяжесть проведения этих опытов обрушилась на плечи нас, несчастных экспериментаторов», — писал он, — «не могу ли я просить вас разузнать, кто — если вообще имеется кто-либо — в Германии занимается производством тяжелой воды?». И добавлял: «По собственному опыту я знаю наше военное министерство, и, если производство тяжелой воды оставить в его ведении, оно не справится с задачей и за несколько лет. Но я вполне уверен, что, взявшись за это дело и имея дельного сотрудника в нашей тяжелой промышленности, я смог бы оказаться у цели гораздо скорее».

Еще дней за десять до того, как Хартек написал письмо Гейзенбергу, у Дибнера состоялось совещание о производстве тяжелой воды. На нем присутствовали Гейзенберг, Виртц и лейпцигский физико-химик профессор Карл Фридрих Бонхоффер. Все они одинаково расценивали отношение военного министерства к производству тяжелой воды. Дибнер спросил Гейзенберга, стоит ли немедленно начинать в Германии строительство завода тяжелой воды. Гейзенберг осторожно ответил, что прежде он предпочел бы получить хотя бы самые первые экспериментальные данные о поглощении нейтронов тяжелой водой. Для этого ее потребуется незначительное количество, а сами опыты не займут много времени. Дибнер пообещал срочно получить из Норвегии десять литров Тяжелой воды. Гейзенберг ответил, что в таком случае они смогут доподлинно установить пригодность тяжелой воды и при положительном результате строительство завода станет необходимым. Однако в своем ответе Хартеку 18 января Гейзенберг высказался определеннее. Строительство завода он считал делом физико-химиков, поскольку это относится «к их епархии», а физикам, по его мнению, следовало заняться своим прямым делом — экспериментами по созданию реакторов на тяжелой воде.

В то время немецким физикам казалась весьма сомнительной возможность получения необходимых количеств тяжелой воды из Норвегии. И они искали другие пути обеспечения этой дефицитной жидкостью. Еще за несколько лет до войны Хартек и Суэсс пытались разработать процесс каталитического обмена для получения тяжелой воды. Но оставили работу, не доведя ее до конца, так как вступил в строй норвежский завод, который с лихвой удовлетворял все тогдашние потребности в тяжелой воде. Теперь положение стало иным, и 24 января Хартек написал в военное министерство, предложив пересмотреть отношение к процессу каталитического обмена, поскольку тяжелой воды потребуется очень много; ведь в расчетах Гейзенберга необходимое количество тяжелой воды в реакторе получилось примерно равным количеству урана, а это означало, что тяжелой воды будет нужно много тонн.

И если получать тяжелую воду из Норвегии окажется невозможным, единственным выходом станет строительство собственного электролизного завода на электроэнергии от тепловых станций. А тогда для изготовления одной тонны тяжелой воды потребуется сжигать сто тысяч тонн угля! Эта цифра ошеломила военных, но они стоически выдержали потрясение и лишь строго отчитали Хартека, вступившего без их ведома в прямой контакт с Гейзенбергом; они напомнили Хартеку, что «проект полностью засекречен и непосредственная передача сведений, с ним связанных, из одного института в другой в будущем строго воспрещается. В каждом случае переписка должка вестись только через Департамент армейского вооружения». Все же военные сочли возможным уведомить Хартека о решении январского совещания у Дибнера относительно строительства завода тяжелой воды.

По расчетам Хартека и Суэсса предлагаемый ими процесс помог бы значительно удешевить производство тяжелой воды. В принципе такой процесс несложен: через жидкость пропускается газообразный водород, и благодаря присутствию специального катализатора содержание дейтерия в жидкости становится в три раза большим, чем в газе. Хартек предложил построить опытную установку и попросил у военных разрешения привлечь к работе Бонхоффера. Военные не возражали, и вскоре Хартек повидался с Бонхоффером, рассказав о своих планах «пристройки» завода каталитического обмена к одному из действующих гидрогенизационных предприятий. В конце февраля Хартек получил от Бонхоффера письмо, в верхнем углу которого стояла пометка: «Уничтожить по прочтении»; Бонхоффер сообщал о своих переговорах с представителями аммиачного завода фирмы «ИГ Фарбениндустри», которые «целиком одобряли идею». И действительно, никаких принципиальных возражений не предвиделось, предприятие в Лейне было достаточно мощным, оно вырабатывало до 170 тысяч кубических метров водорода в час. Главное же было в том, «удастся ли найти подходящий катализатор?»

Не оставался без внимания и самый прямой путь обеспечения тяжелой водой. Германское правительство вступило в контакт с Норвежской гидроэлектрической компанией. Как впоследствии стало известно от норвежцев, завод в Рьюкане посетил представитель «ИГ Фарбениндустри», имевший финансовые связи с Норвежской гидроэлектрической компанией, и попытался уговорить норвежцев уступить Германии все запасы — сто восемьдесят пять килограммов тяжелой воды с концентрацией 99,6 и 99,9 процента. За это немцы сулили сделать еще больший заказ, они собирались ежемесячно получать по 100 килограммов, хотя фактическое производство в то время не превышало 10 килограммов тяжелой воды и месяц. Норвежцы, естественно, заинтересовались, зачем немцам понадобилось столько тяжелой воды, но прямого ответа не получили. В феврале 1940 года Норвежская гидроэлектрическая компания дала ответ: к ее глубочайшему сожалению, она не располагает возможностями удовлетворить немецкий заказ.

Подобный ответ был далеко не случаен.

Французские физики, работавшие под руководством Фредерика Жолио, продолжали эксперименты, и работа неизбежно привела их к тому же выводу, что и немцев, — уран есть именно тот материал, в котором возможна цепная реакция. Они даже попытались построить действующий котел, применив в качестве «топлива» окись урана, а в качестве замедлителя обычную воду, графит или твердую двуокись углерода. Еще в августе 1939 года они сложили из кубиков урана нечто, напоминающее сферу, и погрузили ее в воду. Даже такой несовершенный котел подавал признаки жизни, французам удалось наблюдать в нем первые едва заметные и очень кратковременные вспышки цепной реакции. В то время и это было замечательным успехом, особенно принимая во внимание, что обычная вода является скверным замедлителем; лишь очень немногие нейтроны замедляются в ней так, как это нужно, а большинство просто поглощается. Август 1939 года был последним месяцем мира. В сентябре началась война, и группа французских атомников лишилась одного из своих ведущих физиков; для безопасности республики было важнее, чтобы он служил прожектористом. Но работы все же продолжались. Фон Халбан встретился в Париже с министром военного снабжения Раулем Дотри и уговорил его выделить на экспериментальные нужды десять тонн графита. Затем, уже в феврале 1940 года, с Дотри встретился сам Жолио. К тому времени Жолио не сомневался в перспективности тяжелой воды и, рассказав министру о ее ценнейших качествах, поставил вопрос об организации производства тяжелой воды. Жолио рассказал Дотри и о запасах тяжелой воды в Рьюкане. Этих запасов, по мнению Жолио, хватило бы для проведения решающего эксперимента.

Дотри не забыл своего разговора с Жолио и вскоре послал для переговоров с норвежцами весьма примечательную личность. Этой личностью был Жак Алье, лейтенант французской секретной службы, а одновременно работник Департамента взрывчатых веществ и видный представитель банка, контролировавшего Норвежскую гидроэлектрическую компанию. На Алье возложили миссию весьма тонкого характера, требовавшую от него знания свойств человеческих. Алье справился с этим. Он решил «воззвать к здравому смыслу» директора Норвежской компании доктора Акселя Оберта и столь в этом преуспел, что уже через несколько дней было подписано соглашение, по которому Франции совершенно безвозмездно достались все запасы тяжелой воды и были даны заверения в предоставлении приоритета на тяжелую воду в следующем году. Оберт также попросил Алье передать добрые пожелания французскому премьеру Даладье и «заверить его, что Норвежская гидроэлектрическая компания не возьмет ни сантима за тяжелую воду, если это будет способствовать победе французов». Вскоре баки с драгоценной жидкостью были тайно вывезены из Норвегии. И именно тогда немцы получили от Норвежской гидроэлектрической компании отказ, составленный в самых вежливых выражениях.

Из теории Гейзенберга следовал совершенно ясный вывод: чем ниже температура в реакторе, тем проще добиться возникновения цепной реакции. 8 апреля 1940 года, как раз в те дни, когда французы готовили свой первый эксперимент со столь удачно приобретенной тяжелой водой, профессор Пауль Хартек посетил аммиачные заводы «Лейна» в Мерсебурге и изложил «национал-социалистскому директору» исследовательских работ доктору Герольду план получения цепной реакции путем помещения окиси урана в сухой лед — вещество недефицитное, удобное в обращении и способное сохраняться достаточное время; скорость испарения сухого льда невелика, он имеет достаточно низкую температуру (—78° С) и его легко приготовить химически чистым.

Идея Хартека была поистине блестящей! И кто знает, как пошли бы работы дальше, если бы план Хартека осуществился? В ней явно ощущалась школа Резерфорда. Хартек недаром поработал с этим величайшим мастером физического эксперимента. Сотрудничество с Резерфордом не только научило Хартека экспериментировать, оно открыло ему глаза на истинное состояние экспериментальной техники в Германии. Вернувшись из Англии, Хартек ясно видел то, чего не желали или не могли заметить националистически настроенные немецкие ученые, превозносившие германскую физику. Хартек понимал, что на самом деле положение в германской физике далеко не блестящее и, до тех пор пока уровень немецких лабораторий и исследований не сравняется с английским, нечего возлагать серьезных надежд на будущее германской науки. Но кому нужны были, кто пожелал бы прислушиваться к выводам Хартека в атмосфере националистического угара, душившей Германию, кто осмелился бы поставить под сомнение будущее немецкой науки, «очищенной» от всех ненемецких элементов?

Итак, эксперимент, задуманный Хартеком, мог бы дать очень многое. И были люди, желавшие воспользоваться этим, а потому помогавшие Хартеку. В их числе оказался и Герольд. Его фирму сразу же заинтересовали коммерческие выгоды, которые сулило создание атомных реакторов, он пообещал совершенно бесплатно выделить для эксперимента необходимое количество сухого льда и даже предложил место для проведения экспериментов непосредственно на заводах «Лейна». Однако в верхах «ИГ Фарбениндустри» было решено проводить опыты у Хартека, в Гамбурге.

Время благоприятствовало опытам. Весна еще не кончилась, и почти до конца мая спрос на сухой лед должен был оставаться очень небольшим. Нужное Хартеку количество сухого льда обещали доставить не позже чем через сутки после запроса. Обнадеженный Хартек приступил к подготовке фундамента для размещения урана и сухого льда. А одновременно отправил Дибнеру письмо с просьбой выделить от 100 до 300 килограммов урана и получил в ответ обещание передать ему во временное пользование не менее 100 килограммов окиси урана и заверение, что вагону с сухим льдом будет открыта через Германию зеленая улица.

Казалось бы, все складывалось как нельзя лучше. Но в той обстановке, в какой существовала в Германии физика, неминуемо должно было возникнуть затруднение, носящее иной, нематериальный, характер — соперничество. Каждый из участников атомного проекта желал стать первым, каждому лично хотелось осуществить решающий эксперимент. Так, Гейзенберг, сообразно своему положению ведущего ученого, запросил для собственных опытов от того же военного министерства до тонны окиси урана. Дибнер, отношения которого с Гейзенбергом никогда не были особенно хорошими, вежливо ответил, что Гейзенберга уже опередили с заявками на уран и что тонна окиси урана в распоряжении военного министерства наберется в лучшем случае к концу июня, к концу же мая будет не более 600 килограммов, а пока есть всего лишь полтораста килограммов. Поэтому, предлагал Дибнер, Гейзенбергу стоит лично договориться с первым претендентом, с Хартеком.

Нобелевский лауреат вынужден был обратиться к Хартеку. В письме он весьма прозрачно намекал, что Хартеку не стоит особенно спешить с получением окиси урана, поскольку для подготовки основного эксперимента ему следует провести некоторые предварительные опыты, а потому Хартек мог бы на это время уступить ему, Гейзенбергу, несколько сот килограммов. «Разумеется, — продолжал Гейзенберг, — если у Вас имеются какие-либо особые соображения и Вы видите особую необходимость в Ваших экспериментах, Вы, вне всякого сомнения, можете начинать первым. Но я лично считаю, что на первое время Вы вполне обойдетесь и сотней килограммов».

Это письмо привело Хартека в ярость. Ведь ему ни в коем случае нельзя было откладывать опыты: уже существовала договоренность о срочной доставке льда; перенести срок — означало вовсе не получить его, так как начиная с июня весь сухой лед забирали пищевые холодильники. Да и вся научная аппаратура трудами профессора Кнаузра была уже подготовлена. И только нехватка окиси урана мешала приступить к опытам. Хартек снова писал Дибнеру: «Единственно чего нам не достает, так это препарата 38. Получив его, мы могли бы провести решающий эксперимент. Сохранять сухой лед долее недели невозможно, и уже одно это не позволит нам затянуть опыты на долгий срок. Поэтому мы будем держать препарат у себя между 20 мая и 10 июня». Он просил у Дибнера всего 100—300 килограммов, ибо считал, что больше урана нет. «Чем больше урана будет использовано в эксперименте, тем определеннее окажутся результаты. Это совершенно ясно. Вот почему я был бы крайне признателен, если бы Вы смогли оказать содействие в передаче нам во временное пользование максимального количества окиси».

На исходе первой недели мая 1940 года место для сборки опытного реактора было подготовлено, а от Дибнера пришло новое обещание прислать несколько сот килограммов окиси урана. Хартек обратился к Герольду с просьбой оттянуть, насколько возможно, отправку сухого льда; это, как он надеялся, помогло бы как-то разминуться во времени с Гейзенбергом и удовлетворить его урановые претензии. 6 мая Хартек говорил с Берлином по телефону, он повторил Дибнеру, что ему потребуется не менее 600 килограммов препарата 38. А через три дня направил Дибнеру новое письмо с просьбой окончательно уточнить количество, ибо иначе не имел возможности продумать оптимальную геометрическую конфигурацию. Хартек снова заверил Дибнера в стремлении получить результаты решающего характера.

Присылка окиси урана затянулась до конца мая, но хуже всего было то, что доставлено было урана гораздо меньше обещанного. Физический институт кайзера Вильгельма со скрипом поделился кое-чем из собственных запасов; в письме об отправке урана профессор Позе сообщал: «По указанию Департамента армейского вооружения направляем вам 50 килограммов препарата 38. Хайль Гитлер!» Быть может, Позе надеялся заменить нацистским приветствием недостающие Хартеку сотни килограммов урана или воодушевить его? Больше никто из физиков ничем не помог Хартеку. Только профессор Риль из «Аузр гезельшафт», интересы которого были сосредоточены на приобретении его фирмой новых заказчиков, лично привез сто с лишним килограммов окиси урана. И это было все, что удалось получить Хартеку. Вернее, почти все. Ибо из военного министерства он к тому же получил письмо, строго предупреждавшее о недопустимости малейшего загрязнения окиси урана примесями во время экспериментов.

Англичанам это должно напомнить знаменитое письмо первого лорда адмиралтейства командующему британской эскадрой в первую мировую войну. В этом письме от адмирала требовали всеми средствами оберегать во время боя выделенные ему под командование дополнительные крейсера. Этим боем явилась Ютландская битва, и, вероятно, адмирал беспокоился о приданных крейсерах ничуть не больше, чем об остальных кораблях. Когда же флот возвратился к берегам Англии, и адмирал бесстрастным тоном сообщил о полном уничтожении флота фон Шпее, ему, разумеется, не напомнили о строгом предупреждении. Что же касается Хартека, то ему пришлось биться с куда более сильным противником — с самими законами физики, но в его распоряжении была лишь утлая лодчонка. И когда «битва» завершилась, главнейшие проблемы по-прежнему оставались на плаву и на их броне не осталось даже и царапины.

Вот как проходила эта «битва».

В первых числах июня прибыли обещанные пятнадцать тонн сухого льда. Урана имелось всего лишь 185 килограммов, но надежды получить еще у Хартека уже не оставалось. Хартек и его сотрудники приступили к сооружению реактора, заранее сознавая невозможность осуществления цепной реакции. Из сухого льда они сложили блок почти кубической формы с размерами основания 2 на 2 метра и почти такой же высоты. В этом блоке прорезали пять колодцев, куда заложили окись урана, а в центре блока поместили стандартный радиево-бериллиевый источник нейтронов. 3 июня Хартек сообщал военному министерству, что работы уже ведутся и будут закончены в течение недели. Как он и ожидал, обнаружить явление размножения нейтронов при столь малом количестве урана не удалось. Поэтому группа сосредоточила усилия на определении длины диффузии нейтронов в твердой двуокиси углерода (в сухом льде) и сечения поглощения нейтронов в уране, о чем они впоследствии и написали весьма подробный отчет.

В общем, результаты убедили Хартека и его сотрудников в правомерности задуманного эксперимента, в его успешном исходе при использовании значительного (даже большего, чем предполагалось сначала) количества урана. В отчете они, еще не остыв, написали о намерении продолжить эксперименты с реактором из пятиметрового куба сухого льда, в который предполагали заложить от одной до двух тонн окиси урана. Но это намерение так никогда и не было претворено в жизнь. Противодействие и недоброжелательное отношение со стороны коллег, и особенно «чистых физиков», обидели и обескуражили Хартека. И он более не пытался построить реактор с сухим льдом.

Вторжение немецких войск в Норвегию в апреле 1940 года и захват единственного в мире завода тяжелой воды сразу же изменили планы немецких атомщиков. Норвежцы дрались беззаветно и отчаянно, но их маленькая армия не могла долго выстоять в борьбе с немецкой военной машиной. Особенно сильное сопротивление норвежцы оказали оккупантам в 120 километрах западнее Осло, как раз неподалеку от Рьюкана; но и оно было недолгим; ближайший к Рьюкану город Конгсберг пал 13 апреля, через три дня после вторжения. Но Рьюкан держался дольше всех — Жак Алье привез приказ «защищать этот город всеми средствами». И все-таки 3 мая на улицах Рьюкана раздался топот немецких солдат. В тот же день немецкий представитель вступил в переговоры с администрацией электролизного завода. Но на сей раз они велись на совершенно иной основе, чем в январе. Правда, первой, самой непосредственной задачи немцам осуществить не удалось; норвежцы не без злорадного удовлетворения сообщили, что за несколько недель до оккупации все запасы тяжелой воды вывезли во Францию. Эта новость была неожиданной для немецких атомщиков, более того, очень встревожила их. Кому-кому, а им-то не требовалось объяснять, зачем союзным державам понадобилась тяжелая вода.

Теперь стоит вкратце рассказать о положении дел в США и Англии.

Вот что писал об этом времени генерал Гровс, назначенный в 1942 году административным руководителем американского атомного проекта:

Как уже говорилось, для исследователей были открыты два пути; подавляющее большинство физиков понимало, что процесс расщепления атомного ядра можно использовать либо для выработки энергии, либо для создания сверхбомбы. Однако на первых порах лишь ученые-эмигранты, на собственной шкуре испробовавшие Новый порядок в гитлеровской Германии и имевшие представление о развитии науки под руководством национал-социалистов, серьезно относились к возможности создания сверхбомбы в Германии. Американские же физики, как и английские, в те дни еще не придавали особого значения роли физики и научных исследований в военном деле. И именно физикам, перебравшимся в США, выпало на долю предостеречь американцев, привлечь их внимание к угрожающей сущности немецких атомных исследований. Все пятеро физиков, ставших в 1939 году инициаторами американского атомного проекта, — Сцилард, Вигнер, Теллер, Вайскопф и Ферми — приехали из стран, пораженных чумой фашизма. В Великобритании положение оказалось точно таким же: костяком кадров атомщиков явились ученые, бежавшие из стран, оккупированных гитлеровскими полчищами.

17 марта 1939 года, еще до начала войны и за месяц до того, как немецкое военное министерство получило первое предложение об атомных работах, в Вашингтоне произошла встреча Ферми и представителей военно-морских сил США. Этой встречи Ферми добился по собственной инициативе, он намеревался растолковать военным возможности осуществления управляемой цепной реакции в реакторе на медленных нейтронах и получения взрывной цепной реакции, развивающейся под воздействием быстрых нейтронов. Ферми особенно настойчиво предупреждал об опасности создания атомного оружия в Германии. Однако представители военно-морских сил не придали должного значения словам Ферми. Это не обескуражило ученого, а, наоборот, лишь придало ему настойчивости. Летом того же года он заручился поддержкой самого Эйнштейна и вместе со Сцилардом и Вигнером попытался через экономиста с Уолл-стрита Александра Сакса, имевшего доступ к президенту, добиться содействия правительства. Сакс подготовил письмо на имя президента, и 2 августа оно было подписано Эйнштейном.

В письме Эйнштейн предупреждал Рузвельта о возможности создания бомб ужасающей разрушительной силы и указывал на почти полное отсутствие разведанных залежей урановых руд в США. Эйнштейн продолжал:

Рузвельт образовал Консультативный комитет по урану под председательством доктора Л. Бриггса, который, подобно Эзау в Германии, возглавлял лабораторию в Национальном бюро стандартов в США. В ноябре 1939 года этот Комитет рекомендовал правительству оказать финансовую поддержку работам и выделить четыре тонны графита и пятнадцать тонн окиси урана для измерений сечения поглощения нейтронов ядрами урана. Однако денег было отпущено немного, и в течение полугода интереса к урановым работам власти более не проявляли.

7 марта 1940 года Эйнштейн направил президенту второе письмо, в котором вновь настоятельно обращал внимание президента на опасность, зреющую в Германии:

Мы уже знаем, кого именовал Эйнштейн «прежним директором». И действительно, после долгих странствий Дебай в конце концов попал в Соединенные Штаты. Здесь своими рассказами о делах в Институте кайзера Вильгельма Дебай вновь обострил утихшие было опасения. В довольно откровенном разговоре с журналистами он сообщил об обстоятельствах своего отъезда из Далема. По его словам, получив уведомление о том, что его лаборатория будет использоваться «для других целей», он попытался выяснить истинную подоплеку дела и скоро узнал, что основная часть лабораторий Института должна заняться урановыми исследованиями. Результатом беседы Дебая с журналистами была огромная статья в «Нью-Йорк Таймс», написанная в сенсационном и почти паническом тоне. Эта статья уверяла читателей, что в Германии каждый физик, каждый химик, каждый незанятый другими важными работами инженер получил приказ «бросить все прежние исследования и отдать все силы исключительно работе над ураном. И, как теперь стало известно, все участники этой работы трудятся не покладая рук в лабораториях Института кайзера Вильгельма в Берлине».

Примерно в это же время сведения, аналогичные сообщенным бывшим директором берлинского института, поступили и в Великобританию. В этой стране сравнительно небольшая группа ученых тоже вела работы, подобные американским, немецким и французским. Еще в середине 1939 года профессор Дж. П. Томсон из Имперского колледжа в Южном Кенсингтоне получил от министерства авиации некоторое количество окиси урана. Это позволило провести различные опыты, подвергая воздействию медленных и быстрых нейтронов уран, помещенный в замедлитель — воду или парафин. Разумеется, до цепной реакции дело не доходило. Профессор Чедвик в Ливерпуле провел собственные эксперименты с ураном, полученным из Имперского колледжа. В результате он пришел к выводу о возможности протекания цепной реакции и на медленных, и на быстрых нейтронах. Все это еще происходило в последние месяцы мира.

А потом грянула война, и в Англию стали прибывать беженцы с континента. Среди них — Отто Фриш. Сперва он не рассчитывал задерживаться в Англии надолго, но так и остался. Он поселился в Бирмингеме, где встретился со своим коллегой и тоже беженцем профессором Рудольфом Пайерлсом. В последней работе Фриша, опубликованной на континенте, утверждалось, что создать сверхбомбу «если и не невозможно, то уж во всяком случае непозволительно дорого». Под влиянием Пайерлса взгляды Фриша на пути создания бомбы заметно переменились. Продумывая их, Фриш и Пайерлс пришли к выводу о необязательности десятикратного повышения концентрации урана-235. Они поняли, что чистый уран-235 в количестве, превышающем некоторую критическую массу, без всяких внешних воздействий взорвется со страшной силой.

Фриш и Пайерс написали об этом две короткие записки. В одной из них, занявшей всего три страницы и посвященной изготовлению «супербомбы», они привели такие цифры: бомба, содержащая всего лишь пять килограммов чистого урана-235, взорвется с силой нескольких тысяч тонн динамита, как только содержащийся в ней уран объединится в общий «кусок». Самым очевидным препятствием к созданию бомбы такого типа являлась трудность выделения из общей массы природного урана больших количеств сравнительно редкого урана-235. Подобно немецким ученым, Фриш и Пайерлс наиболее подходящим методом разделения считали термодиффузию, то есть метод Клузиуса — Диккеля. Если процесс термодиффузии последовательно повторить в ста тысячах ступеней разделения, то, по мнению Фриша и Пайерлса, можно будет довести концентрацию урана-235 до 90 % •

Во второй записке ученые популярно описывали принцип действия бомбы из урана-235 и касались стратегических преимуществ и недостатков такой бомбы. Они также указывали, что, поскольку все необходимые для начала теоретические данные были уже опубликованы, следует считаться с возможностью разработки атомного оружия в Германии, однако добавляли, что обнаружить признаки работ такого рода может оказаться нелегким делом, так как завод по разделению изотопов, по их мнению, не будет столь большим, чтобы обратить на себя внимание. Поэтому, предлагали Фриш и Пайерлс, было бы весьма полезным получить данные об эксплуатации урановых рудников, находящихся под контролем немцев, и выяснить, закупают ли они уран в других странах. Они также указывали и имя возможного руководителя завода по разделению изотопов. «По всей вероятности, завод будет находиться под руководством доктора К. Клузиуса (профессора физической химии в Мюнхенском университете), изобретателя самого лучшего метода разделения изотопов. Поэтому информация о его местонахождении и положении может оказаться весьма полезной». И еще одно весьма важное утверждение было высказано ими: отмечая необходимость держать в строжайшем секрете содержание обеих записок, они утверждали, что в Германии еще никто не догадался о возможности создания сверхбомбы на чистом уране-235, но даже малейший намек наведет немцев на мысль о ней. А мощь бомбы такова, что от нее не укрыться ни в одном убежище, и единственным средством защиты явится угроза ответного применения такой же бомбы. Это последнее и указывало на необходимость незамедлительного начала работы над бомбой, даже не дожидаясь сведений о состоянии атомных дел в Германии.

Обе записки были направлены в специальную Британскую правительственную комиссию, созданную для рассмотрения «возможностей изготовления атомных бомб в военное время». Они попали туда как раз в то время, когда в Лондоне появился Жак Алье, лейтенант французской службы, доставивший сведения о работах немцев в области атомной энергии. Алье сообщил британскому правительству о попытках немцев заполучить в Норвегии тяжелую воду (упоминалось количество около двух тонн). Когда состоялось первое совещание комиссии, интерес Германии к тяжелой воде уже ни у кого не вызывал сомнений.

Алье сообщил также о своем разговоре с одним норвежцем, который беседовал с немецким ученым, побывавшим в Норвегии; немец не скрывал своего интереса к атомным исследованиям во Франции. Этим, однако, не исчерпывались сведения, доставленные Алье. Он привез список немецких атомщиков — плоды его работы во французской разведке — и настаивал на выяснении места пребывания и занятий лиц, перечисленных в списке. Алье был чрезвычайно возбужден и даже напуган полученными сведениями, и это вызвало у сэра Генри Тизарда довольно скептическое отношение. Но в то же время и он оценил всю важность известия о попытке немцев закупить в Норвегии запасы тяжелой воды. Правда, по мнению Тизарда, оно еще не доказывало, что немцы уже делают бомбу; их интерес к тяжелой воде мог лишь отражать стремление перехватить ее запасы и тем самым лишить все остальные страны возможности воспользоваться тяжелой водой. Тем не менее Тизард счел необходимым снова запросить «Юньон Миньер», не проявляли ли немцы интереса к закупке урана.

Министерству экономической войны, в компетенции которого находились дела такого рода, было поручено принять меры и лишить Германию доступа к запасам окиси урана в Бельгии. Тем не менее Тизард не рекомендовал закупать тысячи тонн окиси урана, он предлагал просто переместить их в Англию. Министерство действовало с должной всякому министерству неповоротливостью, и, когда месяц спустя германские полчища вторглись в Бельгию, большая часть запасов оказалась в их руках. Как стало известно впоследствии, с июня 1940 года и в течение всей войны из Бельгии в Германию вывезли 3500 тонн урановых соединений. Здесь они хранились в здании у заброшенной соляной шахты под Стассфуртом.

Первое совещание комиссии происходило еще в довольно спокойной обстановке. Но уже через три-четыре недели она резко изменилась. Теперь немцы завладели Норвегией и до британского правительства вскоре дошло о приказе немцев Норвежской гидроэлектрической компании довести выработку тяжелой воды в Веморке до 1500 килограммов в год. Это количество произвело должное впечатление на англичан, и министерство снабжения срочно приступило к изучению возможных последствий атомного нападения на крупный британский город.

В конце июля 1940 года, сразу же после захвата Парижа, физическую лабораторию профессора Фредерика Жолио в Коллеж де Франс посетили Эрих Шуман и Курт Дибнер. Лаборатория опустела. Все сколько-нибудь известные физики успели к этому времени покинуть Париж, а некоторым даже удалось попасть в Англию. Правда, сам Жолио остался на месте.

Осталось на месте и оборудование лаборатории, в том числе и самая ценная установка — новейший американский циклотрон, который еще даже не успели ввести в эксплуатацию. У немцев циклотронов вообще не было. Дибнеру удалось добиться договоренности относительно работы немецких физиков в лаборатории. Немцы брали на себя и ввод циклотрона в строй. Работы начались в июле, и вскоре образовалась Парижская группа немецких физиков под руководством Вольфганга Гентнера.

Этой группе удалось восстановить многие французские исследовательские работы. Так, французы намеревались провести опыт, изготовив пасту из окиси урана и сотни литров тяжелой воды. Но не довели его до конца. В страну вошли немцы. Очень важными и ценными оказались для немецких физиков данные о сходстве путей, по которым шли французы и Хартек. Как и последний, французы высказывали идею о раздельном размещении урана и замедлителя в реакторе. Правда, по мнению французов, кубики или сферы из замедляющего вещества должны были вводиться в массу урана, а немецкий подход был обратным. Помещая кубики из парафина (богатого водородом химического соединения, а потому являющегося довольно хорошим замедлителем) в сфере из окиси урана, французы добились весьма обнадеживающих результатов. И уже намечали дальнейшее развитие этого направления, рассчитывая применить в качестве замедлителя графит и тяжелую воду, а в качестве топлива — окись урана или даже металлический уран. Но обстоятельства нарушили их планы. Особенно заинтересовала работа самого Дибнера, более того, она была очень для него кстати, ведь он первым в Германии предложил использовать в реакторе кубические конфигурации. Правда, в отличие от французов, он предлагал делать кубики не из замедлителя, а из урана.

Таким образом, в июне 1940 года, когда над Францией смолкла битва и на четыре года воцарилась оккупация, позиции Германии в ядерной гонке были весьма внушительными и даже устрашающими: у нее не было больших запасов тяжелой воды, но зато она захватила единственный в мире завод тяжелой воды, она стала обладательницей тысяч тонн весьма чистых урановых соединений, установила контроль над почти построенным циклотроном, она располагала еще не обескровленными тотальной войной кадрами физиков, химиков, инженеров, а ее химическая промышленность была самой мощной в мире.

К тому же вплоть до июня 1940 года Германия неограниченно пользовалась результатами ядерных исследований, публиковавшимися в американской научной прессе без всякой цензуры. И, надо сказать, среди этих результатов нашлось много и таких, которые в Германии получить было бы вовсе невозможно. Так, в американском журнале появилось сообщение, что не только уран, но торий и протактиний могут расщепляться; первый — под воздействием и быстрых, и медленных нейтронов, а вторые два — только быстрых. А в марте и апреле 1940 года в журнале «Физикал ревью» были опубликованы сведения, важность которых вообще невозможно переоценить. Благодаря этим публикациям немцам стало известно об экспериментальном доказательстве того, что вероятность расщепления урана-235 медленными нейтронами более высока и что нейтроны определенной энергии весьма охотно захватываются ураном-238, который при этом превращается в уран-239[13]. 15 июня, буквально за несколько дней перед тем, когда наконец была введена цензура на сообщения о ядерных исследованиях, все в том же «Физикал ревью» появилось длинное письмо двух американских физиков, в котором они сообщали о новом, чрезвычайно важном открытии, сделанном ими на крупнейшем в мире циклотроне в Беркли. Им удалось доказать существование нового трансуранового элемента (теперь он известен под названием плутония); он возникал при излучении бета-частиц из нестабильного элемента № 93, получаемого, в свою очередь, из урана-239. В этом письме указывался и период полураспада плутония: «При испускании альфа-частиц период полураспада должен быть более миллиона лет».

Публикация этого письма привела англичан в ужас. И не мудрено, ведь если теория Бора и Уилера была верна — а она подтверждалась всеми американскими опытами, — тогда новый элемент № 94, или плутоний, должен расщепляться подобно урану-235. Это мгновенно поняли некоторые физики, как только прочитали письмо в «Физикал ревью», и вряд ли они могли приветствовать публикацию такого рода в дни, когда Британия уже вела войну с Германией. Сэр Джемс Чедвик потребовал от британских властей послать энергичный протест американцам.

Но до американцев еще не дошло, что происходит в Европе, и, вероятно, даже самые дальновидные из них не могли представить катастрофу, которая разразится в Европе всего через два месяца. Не представляли в те дни американцы и возможностей атомной энергии. Когда британские власти поинтересовались успехами американцев в атомной физике, то получили заверения, что урановые исследования вряд ли могут иметь какое-либо военное значение. В то же время американцам было известно, что немецкие физики ведут урановые исследования; но военный характер этих исследований они объясняли исключительно тем, что немецкие физики намеренно и успешно вводили в заблуждение свое правительство, единственно ради того, чтобы иметь возможность спокойно работать над чисто научными проблемами.

Все же в этом была и доля правды: в ту пору серьезные ученые, хотя и по разным причинам, еще не принимали активного участия в правительственном атомном проекте, целью которого было создание урановой бомбы. Однако направленность их собственных работ была таковой, что рано или поздно эти работы должны были сомкнуться с работами по атомному проекту. И даже скорее рано, чем поздно.

Как уже говорилось, американские научные журналы прочитывались немецкими физиками от корки до корки. Особенно — «Физикал ревью». Одним из самых внимательных читателей журнала был Вайцзеккер. Он не расставался с ним ни в Институте, ни дома; он читал его в метро по пути на работу и на обратном пути, не обращая внимания на пассажиров берлинской подземки, которые удивленно, а иной раз и подозрительно косились на соседа по вагону, читающего технический и к тому же иностранный журнал. В одну из таких поездок (это было в июле месяце, еще до того как в Германии появились июньские номера американских журналов) Вайцзеккеру впервые пришла в голову мысль, что атом урана 238, захвативший нейтрон, претерпит превращение и станет атомом нового элемента, расщепляемого подобно урану-235 нейтронами. Но при этом возникало одно чрезвычайно важное различие: новый элемент должен был химически отличаться от урана, и, следовательно, отделить его от облученного урана даже с помощью химических методов было уже возможно.

Это теоретическое предположение Вайцзеккера оказалось неточным лишь в одном: в те дни он считал, что процесс распада должен завершаться элементом № 93 (теперь он называется нептунием), этому элементу он и приписывал способность к расщеплению и возможность использовать его для создания взрывчатого вещества вместо урана-235. На деле же американские физики и двое физиков из Кембриджа показали, что нептуний, распадаясь, образует еще один элемент — № 94 (ныне плутоний), который был достаточно стабильным и мог использоваться в качестве ядерной взрывчатки. Не знал в ту пору Вайцзеккер и другого: нептуний и плутоний были уже открыты экспериментальным путем. Это удалось сделать в июне 1940 года двум венским физикам Шинтельмейстеру и Хернеггеру. О своем открытии они, однако, сообщили только в конце года. Но Вайцзеккер не дожидался подтверждения своих рассуждений. Как и многие его коллеги, он тотчас направил письмо в военное министерство. Оно занимало всего пять страниц, и в нем говорилось «о возможностях извлечения энергии из урана-238»; упоминалось также, что новый элемент, возникающий при облучении урана в реакторах, можно было бы использовать трояко, и в частности как «взрывчатое вещество».

До того как немецкие ученые отчетливо поняли, что сулит им плутониевая альтернатива, они продолжали искать практическое решение задачи получения больших количеств урана-235. Их надежды, как и предвидели Фриш и Пайерлс, были в основном сосредоточены на процессе газовой диффузии, предложенном Клузиусом и Диккелем. С позиций сегодняшнего дня нетрудно осудить немецких ученых за множество ошибок на пути к правильному методу разделения изотопов урана. Однако они не покажутся столь уж грубыми, если вспомнить, что в ту пору еще вообще не умели получать изотопы в сколько-нибудь ощутимых количествах. Исключением являлся лишь тяжелый водород, но и то потому, что между обычным и тяжелым водородом имеется очень большое различие: дейтерий вдвое тяжелее водорода.

В мае 1940 года Хартек и Грот в Гамбурге проводили исследования коррозионного действия особо чистого газообразного шестифтористого урана. В этот газ, нагретый до температуры 100° С, они помещали кусочки стали, некоторых сплавов, чистого никеля. Продержав образец в газе 14 часов, они вынимали его и взвешивали. Стальной образец сильно менялся в весе. Сталь не выдерживала воздействия газа, зато вес никелевого образца оставался прежним. Не изменился он даже после того, как Хартек и Грот повторили опыт при температуре 350° С. Никель оказался самым устойчивым из всех металлов. Но в ту пору именно он считался самым дефицитным, и это в какой-то степени повлияло на всю судьбу уранового проекта в Германии. Результаты испытаний, проведенных Хартеком, были обескураживающими, срочно требовались какие-то новые решения. Тогда военное министерство направило Карлу Клузиусу в Мюнхен письмо, в котором запрашивало его совета относительно возможности замены шестифтористого урана каким-либо другим соединением. Через неделю Клузиус ответил, что единственной возможной заменой, единственным известным соединением урана, которое в данном случае может рассматриваться, является пятихлористый уран. Однако его применение сулит едва ли меньшие, а возможно и большие, трудности, чем применение шестифтористого урана.

Таким образом, в то время считалось, что единственный путь для получения урана-235 есть метод разделения изотопов с применением шестифтористого урана. На заводе «ИГ Фарбениндустри» в Леверкузене, где имелся богатый опыт работы с соединениями фтора, началось сооружение установки для производства больших количеств этого газа.

Однако нашлись в Германии и такие ученые, которые понимали, что метод разделения изотопов в газовой среде очень сложен на практике и к тому же вовсе не единственный. Сам Клузиус, один из его авторов, искал новых путей. Он намеревался разработать такой метод обогащения урана, в котором в качестве рабочих агентов использовались бы жидкие растворы, а не газ. Он предложил военному министерству одно из возможных решений: «Накопленный нами опыт работы с летучими соединениями урана показывает, что подлинного успеха мы можем добиться только в случае, если перейдем к процессу, в котором рабочими агентами являются жидкости». Подобного мнения придерживался и физик из Гейдельберга Флейшман. Почти одновременно с Клузиусом он нашел сходное решение. По предложению Флейшмана, следовало воспользоваться слегка измененным процессом, примененным Юри для выделения изотопа азота; этот процесс, подобно новому процессу Клузиуса, также основывался на законе распределения Нернста, и, по мысли Флейшмана, в нем должны были участвовать два раствора: водный раствор нитрата урана в эфире. Теория показывала, что в эфире концентрация ионов урана-235 должна повышаться, а это, в свою очередь, позволит затем выделять нужный изотоп физическими методами.

Предложения Клузиуса не были голословными, уже с января 1940 года у себя в Мюнхене он начал опытную проверку нового принципа. Ему удалось разделить ионы натрия и лития, и в мае он сообщал об обнадеживающих результатах. Однако, когда он и его сотрудник Майерхаузер попытались этим же способом разделять ионы элементов, имеющих большее сродство (а такими являются редкоземельные элементы), их постигла неудача. Ученым пришлось обратиться к другому, более сложному принципу разделения, принципу «встречного потока».

Новый принцип также подвергся экспериментальной проверке в лаборатории Клузиуса. Здесь на первых порах была установлена металлическая, а затем стеклянная колонна для разделения и начались поиски наиболее подходящей соли урана. В первых опытах, которые успел провести Клузиус, он работал с солями редкоземельных элементов — перхлоратом неодима и перхлоратом иттрия. Опыты определенно указывали на преимущества процесса с использованием жидких растворов и даже на его практическую перспективность.

И все же конкретного решения не мог предложить никто. Когда в октябре 1940 года в Лейпциге собрался Бунзеновский научный конвент, трудности практического применения известных методов разделения для массового производства урана-235 стали предметом особого рассмотрения. На этом Конвенте были предложены некоторые новые методы. Так, Вальхер описал опыты получения небольших количеств изотопов с помощью масс-спектрометра, а профессор Мартин доложил о работе, проведенной его институтом в Киле. Здесь осваивался совершенно новый метод, основанный на применении ультрацентрифуг и особой техники «умножения». Правда, новизна метода была относительной в том смысле, что работа над ним началась сравнительно давно. А в самые первые дни войны Мартин уже получил от военного министерства приказ доложить о состоянии работы в области разделения изотопов. Поскольку теперь это должно было делаться во имя «интересов ядерных исследований», ему было предложено закончить первый опытный образец установки как можно скорее. Однако приказ военного министерства сам по себе еще не есть решение проблемы, и даже спустя год с лишним, в октябре 1940 года, многие технические трудности оставались все еще не преодоленными.

По существу ни один метод не давал возможности получать уран-235 в достаточных количествах. Никаких плодов не принес и Бунзеновский научный конвент. Он лишь подтвердил отсутствие сколько-нибудь подходящих для практики методов разделения изотопов урана.

И все-таки вовсе не технические препятствия были главной причиной медленного разворачивания работ по атомному проекту. Куда больше помех научной работе создавали сами власти, их отношение к науке вообще. Уже с самых первых дней войны немецкая экономика была всецело поставлена на удовлетворение непосредственных нужд блицкрига. Головокружение от первых военных успехов привело немцев к выводу о полном превосходстве их военной техники, и в те дни вряд ли кому приходила в голову мысль о необходимости ее совершенствования, о проведении новых научно-исследовательских работ, направленных на создание более совершенного оружия. Научные лаборатории оказались в тяжелом положении, они вынуждены были работать на оборудовании, которым успели запастись до войны, получить же новое было в ту пору совершенно безнадежным делом.

И, разумеется, в первую очередь и острее всего немецкие физики ощущали отсутствие циклотрона. Именно циклотрон являлся самым необходимым орудием для штурма атомного ядра. Именно с помощью циклотроне американцы получили первые, хотя и ничтожные, но достаточные для исследований количества плутония. Именно циклотрон позволил сделать это еще задолго до того, как был пущен в эксплуатацию первый атомный котел. Германия же значительно отставала от США. Только в 1938 году гейдельбергский Физический институт кайзера Вильгельма, руководимый Боте, оказался в состоянии выдать первые заказы на изготовление узлов и деталей для циклотрона, но было уже поздно; теперь в первую очередь снабжались работы, непосредственно связанные с войной; работы по изготовлению циклотрона очень затянулись. Ввести его в эксплуатацию удалось только в конце 1943 года.

В первые месяцы 1940 года на атомной сцене возникла новая фигура, к которой «чистые физики» отнеслись с плохо скрываемым пренебрежением. Новым претендентом на долю в атомном пироге оказался выдающийся немецкий инженер барон Манфред фон Арденне. Он обратился к сотруднику Гана профессору Филипу (занимавшемуся исследовательской аппаратурой и оборудованием) с предложением добиваться от одного из ведомств, подчиненных Герингу, субсидий на постройку установок для «расщепления атома». Филип в принципе не возражал, но считал, что было бы бестактным действовать через голову Фонда кайзера Вильгельма и одновременно посоветовал Арденне не обращаться с таким делом к министру просвещения Бернгарду Русту, который не желает даже слышать об атомных исследованиях.

Арденне последовал совету Филипа и решил искать другие богатые источники субсидий. Вскоре он узнал о большом и богатом исследовательском департаменте при министерстве почт. Арденне добился приема у министра почт Онезорге. Арденне прочитал ему популярную лекцию о роли открытия Гана в деле создания урановой бомбы и, комментируя программу строительства военных судов в США, особенно напирал на возможность использовать «урановые реакторы в качестве источников энергии на кораблях». Еще до свидания с Онезорге Арденне имел возможность выяснить у Гана и Гейзенберга количество чистого урана-235, потребное для создания бомбы; это количество, по их оценке, должно было оказаться очень небольшим, всего несколько килограммов. «Во время беседы, — пишет Арденне, — я выразил мнение, что с помощью высокоэффективных масс-сепараторов (чертежи которых уже были созданы) технически вполне возможно получать уран-235 в количестве килограммов. Для этого нужно лишь, чтобы правительство рейха решилось направить таланты крупных электриков к этой цели»[14].

Беседа с фон Арденне произвела столь сильное впечатление на министра почт, что Онезорге немедленно запросил аудиенции у самого Гитлера. И вскоре был принят для доклада фюреру об урановой бомбе. Разумеется, в конце .1940 года Гитлеру, опьяненному своими успехами, когда полная победа казалась совсем близкой, и в голову не пришло серьезно отнестись к предложению, которое указывало средство для победы. Возможно, оно было неприятно ему, ибо, по мнению фюрера, главным фактором победы был его военный гений, а не какое-то оружие. И он не упустил случая поиздеваться над Онезорге. Обратившись к присутствующим, Гитлер язвительно сказал, что пока все министры и генералы тщетно ломали головы над тем, как выиграть войну, министр почт принес готовое решение.

Арденне дожидался Онезорге в его министерстве. Тот вернулся от Гитлера обозленным и все еще не успокоившимся после пережитого унижения, но не сдавшимся — предложения Арденне были включены в план исследовательских работ министерства почт. Так наряду с группой, возглавляемой Дибнером, и группой физических институтов кайзера Вильгельма в Германии возникла третья группа атомщиков под началом фон Арденне.

Создание новой группы было встречено остальными двумя с большим неудовольствием и подозрительностью; Арденне был для них кем-то вроде самозванца, его научная подготовка и научные методы казались остальным атомщикам по меньшей мере нестрогими. И хотя Арденне уже не первый год читал в Берлине курсы физики, математики и химии, ученые академического толка не признавали его, тем более что он никогда не был близок с «высоколобыми» из окружения Гейзенберга. И все-таки его, видимо, побаивались и старались всячески отвадить от атомной кормушки; возможно, не без внушения Гейзенберга, 10 октября 1940 года лабораторию Арденне посетил Вайцзеккер и весьма настойчиво пытался убедить Арденне, что, по мнению Гейзенберга, создание атомной бомбы невозможно принципиально, так как эффективное сечение урана уменьшается при повышении температуры и, следовательно, взрывная цепная реакция не возникнет. Научный авторитет Гейзенберга был непререкаем и для Арденне. Он не мог не поверить словам Вайцзеккера и потому полностью сосредоточил усилия на том, чтобы убедить своего высокого покровителя в необходимости строительства «установок для расщепления атома». Онезорге пошел ему навстречу и выделил средства для строительства в лаборатории Арденне в Лихтерфельде ускорителя Ван де Граафа с рабочим напряжением 1 миллион вольт. Кроме того, Онезорге учредил вторую ядерную исследовательскую лабораторию в Мейерсдорфе, где был установлен каскадный генератор Филипса. В обеих лабораториях начались работы и по созданию шестидесятитонных циклотронов. Однако прежде чем их успели закончить, было решено положиться на парижский циклотрон, установленный в Коллеж де Франс. Еще с сентября 1940 года там обосновался ведущий немецкий специалист по циклотронам профессор Вольфганг Гентнер, который в свое время работал в Калифорнии у самого Лоуренса.

Среди материалов, захваченных в Бельгии, было большое количество ураната натрия. Две тонны этого вещества переправили в Берлин для экспериментов, которые намеревался проводить фон Дросте. И хотя уранат натрия, вывезенный из Бельгии, содержал много химических примесей, Дросте решил попытаться использовать его для осуществления цепной реакции. Уранат натрия упаковали в 2000 бумажных пакетов, а затем сложили из этих пакетов куб высотой около метра. Надо сказать, что эксперимент и по замыслу, и по исполнению был довольно схож с тем, который попытался провести четырьмя месяцами раньше Хартек. Различие состояло лишь в том, что Хартек использовал в качестве замедлителя сухой лед, а Дросте надеялся, что роль замедлителя сыграют бумага и вода. Эксперимент Дросте не дал никаких положительных результатов. Единственным выводом, который можно было бы сделать, было подтверждение необходимости пользоваться материалами, содержащими минимальное количество вредных химических примесей.

Эксперимент фон Дросте оказался последним, так сказать, промежуточным экспериментом. В начале октября было закончено строительство и оборудование Вирусного флигеля, проводившееся под руководством Карла Виртца.

В задней части лаборатории Вирусного флигеля помещался выложенный кирпичом круглый бассейн глубиной около двух метров. Вода в этот бассейн поступала из лаборатории выращивания вирусов, оттуда же подавалась и электроэнергия. Бассейн заполнялся обычной водой, которая должна была играть одновременно роль защиты и отражателя для нейтронов. При необходимости воду можно было в течение часа откачать из бассейна с помощью быстродействующего насоса. Над бассейном находился портальный кран, предназначенный для подъема и опускания реакторного контейнера. В соседних помещениях разместили насосы, необходимое лабораторное и научное оборудование, а также контейнер для хранения радиоактивного источника нейтронов.

Вероятности того, что вопреки предосторожностям и благоприятным результатам теоретических расчетов котел все-таки может выйти из-под контроля, создатели Вирусного флигеля уделили не особенно много внимания. Правда, они все же в какой-то мере помнили о ней и на случай, если худшее все-таки произойдет, стены и крышу Вирусного флигеля сделали из легких и хрупких материалов. Надо сказать, что и американцы, запуская свой первый котел, шли на риск. Но у них это был единственный случай, все последующие реакторы они уже строили в почти ненаселенных районах. Что же касается Вирусного флигеля, то он находился в сердце Берлина.

Гораздо большее внимание было уделено предосторожностям при обращении с окисью урана, но не потому, что это вещество радиоактивно — оно совершенно нерадиоактивно, — а потому, что окись урана чрезвычайно ядовита. В Вирусном флигеле ученые должны были работать в специальной одежде и обуви, защищать глаза очками и пользоваться респираторами.

В декабре 1940 года в Вирусном флигеле закипела работа. Гейзенберг, Вайцзеккер, Виртц и еще двое физиков начали собирать первый атомный котел. Контейнер котла представлял собой алюминиевый цилиндр с диаметром 1,4 метра с такой же высотой. Торцы цилиндра были слегка выпуклыми. В контейнер они заложили тонкими чередующимися слоями окись урана и парафин. Затем контейнер погрузили в бассейн с водой, игравшей роль защиты от нейтронов.

Что должно произойти, никто из участников опыта не знал. Проведенные незадолго до того расчеты показывали, что даже при использовании в качестве замедлителя только парафина в котле начнется размножение нейтронов. Но насколько возрастет количество нейтронов, что произойдет, когда в сердцевину котла введут первичный источник нейтронов, не брался предсказывать никто. На этот вопрос должен был ответить опыт. Оставалось лишь ввести в котел источник первичных нейтронов. И вот он уже введен через трубу в самую сердцевину котла… Котел не подавал даже признаков жизни. Самые тонкие измерения не показали наличия нейтронов. Даже те нейтроны, которые излучал введенный в котел источник, полностью поглощались и не выходили наружу.

Через несколько недель ученые провели два новых опыта. Как и раньше, в качестве замедлителя они взяли парафин. Но зато количество ядерного топлива значительно увеличили. На сей раз в тот же алюминиевый цилиндр закладывали 6800 килограммов окиси урана. Физики проверили два различных варианта, две различные конфигурации. Но тщетно. Ни один из вариантов не дал желаемого размножения нейтронов.

Как мы помним, Гейзенберг ни за что не хотел переехать в Берлин. Он не оставил Лейпцига, где под его руководством также велись работы в области атомной энергии. В этом городе опытами с котлом на окиси урана и парафине непосредственно занимался профессор Дёппель. Сущность опытов оставалась той же самой, но конструкция котла была иной. Контейнер котла представлял собой алюминиевую сферу, внутри которой, подобно игрушечной русской матрешке, помещались алюминиевые сферы меньшего диаметра, отделявшие друг от друга чередующиеся слои окиси урана и парафина. Всего слоев было четыре. Конструкция котла была очень сложной, и потому эксперимент, запланированный еще в июне 1940 года, удалось провести через много месяцев. Результаты же оказались ничуть не более обнадеживающими, чем результаты опытов в Вирусном флигеле.

Гейзенбергу не оставалось ничего лучшего, как признать неудачу. Однако она убедила его в невозможности создания реактора на окиси урана и обычной воде или парафине.

Только тяжелая вода, которой все еще не располагали немецкие физики, вероятно, позволила бы применить в качестве атомного топлива окись урана.

Пожалуй, самой ценной работой того периода были опыты, проведенные в Гейдельберге. Здесь Вальтер Боте и Фламмерсфельд провели очень точные измерения коэффициента размножения нейтронов и вероятности резонансного поглощения нейтронов, воспользовавшись простейшей конструкцией — огромным горшком из обожженной глины, в который они загрузили смесь из 4,5 тонны черной окиси урана и 435 килограммов воды. Полученные результаты привели их к тому же выводу, что сделал и Гейзенберг; создать котел на окиси урана и тяжелой воде теоретически возможно.

В конце 1940 года было принято решение о производстве чистого металлического урана. Сейчас уже невозможно установить, кто из ученых явился инициатором нового подхода, но так или иначе военное министерство высказалось за то, что окончательный решающий эксперимент должен быть проведен на чистом металлическом уране.

Берлинская «Ауэр гезельшафт», поставщик высокочистой окиси урана, не располагала производственными возможностями для восстановления металлического урана из окиси. Но у доктора Риля имелись хорошо налаженные связи с франкфуртской фирмой, обладавшей очень высокой репутацией в области переработки редких металлов. Этой фирмой была «Дегусса», или «Германская корпорация по очистке золота и серебра». Фирмы были связаны друг с другом уже не первый год, их сотрудничество началось, когда «Дегусса» по заказу «Ауэр гезельшафт» провела работы по восстановлению металлического тория из его окислов. Получив металлический торий, «Ауэр гезельшафт» начала его коммерческое использование. А «Дегусса» решила создать под руководством доктора Вайсса постоянно действующую установку для получения металлического тория на своем заводе № 2, помещавшемся на Гутлейтштрассе, 215. С 1938 года по декабрь 1940 года на установке было получено свыше 200 килограммов тория.

После решения военного министерства роль этой установки чрезвычайно возрастала. Теперь, благодаря сходству технологических процессов, ее решено было использовать для получения металлического урана из очищенной окиси, поступавшей из «Ауэр гезельшафт». Восстановление урана выполнялось при температуре 1100° С в атмосфере инертного газа аргона с помощью флюса из хлорида кальция. Однако в получаемом таким способом металлическом уране содержалось много примесей, даже больше, чем в исходной окиси урана. Они возникали вследствие применения кальциевого флюса. А между тем металлический уран высокой чистоты можно было получать и с помощью более распространенного способа — электрометаллургического. Но «Дегусса» продолжала придерживаться своего прежнего способа, считая его наиболее удобным для получения чистого металлического урана. Все же были попытки применения других методов. Так, в Берлине доктор Хорст Коршинг пытался получать высокочистый уран на основе электролиза. Но Риль счел этот способ неэкономичным.

Каковы бы ни были причины такого отношения, фактом остается то, что весь чистый уран, выпускавшийся во время войны в Германии, изготавливался франкфуртской фирмой «Дегусса». Первые 280,6 килограмма тяжелого и очень опасного черного порошка, полученные еще на лабораторных установках, прибыли в управлении «Ауэр гезельшафт» в конце 1940 года. Чистый металлический уран предназначался специально для немецкого атомного проекта.

Возможно, некоторым читателям покажется, что автор уделяет слишком большое внимание вопросам получения урана. Однако этому есть веские причины. Ведь к концу 1940 года в Германии уже было поставлено на промышленные рельсы производство чистого металлического урана в форме порошка, причем максимальный месячный выход металла достигал одной тонны. В Америке же в ту пору еще и не мечтали о подобных количествах металлического урана. Только в конце 1942 года там сумели набрать для знаменитого атомного котла, построенного Энрико Ферми, шесть тонн металлического урана. Этот котел стал первым в мире действующим реактором.

В Германии нужное количество металлического урана имелось гораздо раньше; «Дегусса» выпустила семь с половиной тонн чистого металлического урана, и 99% этого количества было передано для атомных работ. Неудачу Германии в деле создания атомной бомбы и атомного реактора часто объясняют слабостью ее промышленности в сравнении с американской. Но, как мы теперь можем видеть, дело заключалось не в слабости немецкой промышленности. Она-то обеспечила физиков необходимым количеством металлического урана.

Дело в том, что немецкие ученые не сумели правильно использовать его. И, следовательно, списывать неудачу на счет низкого промышленного потенциала Германии нет оснований. Виною по существу оказался невысокий научный потенциал, слабость ученых третьего рейха.

Как это случилось, читатель узнает в следующих главах.