Страница 58 из 79
В качестве примера здесь можно привести историю профессора Фрица Хоутерманса, работавшего в лаборатории барона Манфреда фон Арденне. В 1933 году, когда к власти в Германии пришли нацисты, Хоутерманс бежал из страны. Бежал не в Америку или во Францию, как его коллеги, а в Россию. Здесь его вскоре записали в шпионы, и, избежав знакомства с немецким концлагерем, он попал в советский. В 1939 году, после подписания пакта Молотов-Риббентроп, его выпустили из застенков НКВД и этапировали в казематы гестапо. Там профессор просидел всего три месяца и был освобожден, однако ему запретили работать в государственных учреждениях. И тогда его спас профессор Макс фон Лауэ. Он порекомендовал Хоутерманса барону Арденне, которого академические ученые недолюбливали и чурались.
Хоутерманс стал для Арденне настоящей находкой. В августе 1941 года опальный профессор отпечатал на пишущей машинке статью на 39 страничек, озаглавленную им «К вопросу о начале цепной реакции деления ядер». В своем сообщении первым из немецких ученых Хоутерманс подробно описал цепную реакцию под действием быстрых нейтронов, а также рассчитал критическую массу урана-235, то есть наименьшую массу, при которой может протекать самоподдерживающаяся цепная ядерная реакция.
Однако в первую очередь, профессора интересовал новейший трансурановый элемент, позднее названный плутонием. В природном уране, писал Хоутерманс, содержится гораздо больше изотопа уран-238, чем урана-235. Так не логичнее ли использовать этот распространенный изотоп, нежели тратить столько времени и сил на разделение изотопов путем обогащения урана-235? За несколько месяцев до этого австрийский физик Шинтльмайстер показал, что при обстреле изотопа уран-238 нейтронами возникает новый трансурановый элемент под номером 94. Используя его, можно создать новое взрывчатое вещество. Дело лишь за химиками. Нужно придумать, как отделить этот 94 элемент от урана.
Эта скромная статья, написанная опальным ученым, могла бы стать этапной в судьбе немецкой ядерной физики. Ее автор убедительно показал, что для создания атомной бомбы не нужно разделять изотопы – надо идти совсем другим путем. Но к его доводам не прислушались.
А между тем эксперимент, проведенный американцами в марте 1941 года, показал, что плутоний расщепляется так же легко, как и уран-235. Бомба «Толстяк», сброшенная на Нагасаки, была плутониевой.
И все-таки, несмотря на огромное количество проблем и трудностей, к февралю 1942 года первый немецкий реактор был построен. Пока это была еще опытная установка, собранная под руководством профессора Гейзенберга и профессора Депеля в лаборатории Лейпцигского института. «Урановая машина» состояла из двух алюминиевых полусфер, крепко привинченных друг к другу. Внутрь поместили 572 килограмма уранового порошка и 140 килограмм тяжелой воды. Общий вес агрегата, полностью погруженного в резервуар с водой, при этом составлял почти тонну. Радий-бериллиевый источник нейтронов находился посередине реактора.
Первые же измерения показали, что поверхности реактора достигало гораздо больше нейтронов, чем излучал их источник. Физики послали победный рапорт в отдел вооружений вермахта и засели за новые расчеты.
«Если увеличить реактор, загрузив в него пять тонн тяжелой воды и десять тонн литого урана, – писали они, – мы получим первый в мире „самовозбуждающийся“ ядерный реактор, то есть реактор, внутри которого будет протекать цепная ядерная реакция».
Однако и в этот раз планам немецких ядерщиков не суждено было сбыться.
23 июня 1942 года, в тот самый день, когда фюрер без особого интереса выслушивал доклад Шпеера о «расщеплении атома», в лейпцигской лаборатории произошла катастрофа. Шаровидный реактор вот уже двадцать дней покоился в чане с водой. Вдруг вода возмутилась, заклокотала. Из глубины побежали пузыри. Происходило что-то странное. Профессор Депель взял пробу пузырей. Оказалось, что это водород. Значит, где-то возникла течь, и уран вступил в реакцию с водой.
Через некоторое время пузыри исчезли, все успокоилось. Тем не менее Депель решил извлечь реактор из чана, чтобы посмотреть, сколько воды проникло внутрь. В 15 часов 15 минут лаборант ослабил колпачок штуцера. Послышался какой-то шум. Воздух с силой втягивался внутрь, словно там, в центре шара, образовался вакуум. Еще через три секунды в потолок ударила воздушная струя. Из трещины длиной 15 сантиметров вырвался раскаленный газ. Тут и там мелькали искры, вылетали горящие крупицы урана. Вслед за тем взметнулось и пламя. Высота его достигала двадцати сантиметров. Вокруг языка пламени потек алюминий. Пожар разгорелся не на шутку.
Депель, прибежавший на помощь лаборанту, стал тушить пламя водой, но огонь не убывал. Лишь с трудом его удалось сбить, зато из трещины теперь непрерывно валил густой дым, а образовавшееся отверстие становилось все шире. Предчувствуя катастрофу, профессор велел немедленно выкачивать тяжелую воду, чтобы спасти хоть какую-то важную часть реактора. Саму же «урановую машину» вновь опустили в резервуар, дабы остудить ее.
Гейзенберг, мельком заглянув в лабораторию, увидел, что «ситуация контролируется», и отбыл проводить семинар. Ситуация же вовсе не контролировалась. Температура реактора росла.
В 18.00 – опасный для жизни опыт длился уже три часа – Гейзенберг завершил семинар и вернулся к Депелю. Реактор продолжал накаляться. Физики напряженно вглядывались в воду, как вдруг реактор затрясся. Ученые переглянулись и опрометью бросились из помещения. Через секунду прогремел мощный взрыв. Струи пылающего урана разлетались повсюду. Здание лаборатории охватил огонь. Только после этого кто-то наконец догадался вызвать пожарных.
Оба ученых спаслись в тот день чудом. Большая часть их лаборатории была разрушена, все запасы урана и почти все запасы тяжелой воды погибли. Столь же серьезно пострадало самолюбие Гейзенберга. Профессора буквально перекосило, когда начальник пожарной охраны, прибыв в лабораторию и не церемонясь в выборе саксонских выражений, поздравил оглушенного мэтра со столь осязаемыми доказательствами «расщепления атома».
Правда, пожарник, костеря Гейзенберга и иже с ним, был все-таки не прав, подозревая в несчастье «цепную ядерную реакцию». На самом деле причиной взрыва стала не физика, но химия. Вода проникла сквозь оболочку шара и вступила в реакцию с порошковым ураном. Образовался водород – газ, легко взрывающийся. Достаточно было искры, чтобы все взлетело на воздух.
Отчитываясь перед начальством, Депель советовал в будущем использовать лишь твердый уран в пластинах, а не его порошок.
Дальнейшая история немецкого «уранового проекта» напоминает мучительные поиски черной кошки в темной комнате. Не хватало сырья, проверенных технологий, сплоченности ученых. Политические интриги и расовые «чистки» не способствовали улучшению климата в среде физиков. Диверсии британцев и бомбардировки лишили Германию запасов урана и тяжелой воды. Немногое оставшееся сырье распределялось «по чину и рангу», а не по значимости эксперимента…
Безрезультатно закончился и опыт доктора Тринкса, разрабатывавшего «термоядерную» взрывчатку. Подробности этой работы сохранил шестистраничный отчет «Опыты возбуждения ядерных реакций с помощью взрывов».
«Часто предлагалось, – говорилось в отчете, – использовать для возбуждения ядерных и цепных реакций скорость движения газообразных продуктов, возникающих при взрыве каких-либо взрывчатых веществ. Протекающие при этом ядерные процессы должны усиливать действие взрывчатых веществ».
Доктор Тринкс понимал, что при температуре около четырех миллионов градусов и давлении в 250 миллионов атмосфер начнутся многочисленные термоядерные реакции. Он считал, что можно создать бомбу длиной около метра, действующую по этому принципу.
Тринкс подготовил простой эксперимент. Взял полый серебряный шар диаметром в 5 сантиметров, наполнил его тяжелым водородом и обложил со всех сторон взрывчаткой. Ученый был убежден, что серебро сохранит следы радиоактивного излучения, вызванного несколькими термоядерными превращениями. Взрывчатка воспламенялась одновременно с разных сторон. Возникало громадное давление, серебро сжижалось и устремлялось к центру шара с фантастической скоростью – 2500 м/с. Можно сказать, что полый шар стремительно уменьшался в размерах. Чем меньше был его диаметр, тем толще становился слой жидкого серебра. Внутренняя поверхность шара ускорялась быстрее, чем наружная. Температура и плотность сжатого внутри шара тяжелого водорода достигали громадных величин. Почти вся энергия взрывчатки «фокусировалась» на крохотном количестве тяжелого водорода. На какой-то миг в этой мельчайшей точке пространства возникали те же условия, что и в недрах Солнца. Улетучиться водород не мог, мешала прослойка серебра.