Страница 23 из 28
Отто Роберт Фриш в 1945 году играет на фортепиано для KRS, радиостанции Лос-Аламос, Нью-Мексико.
Ферми, недавно получивший Нобелевскую премию по физике за 1938 год и непосредственно участвовавший в исследованиях расщепления, казался наиболее подходящим человеком для того, чтобы передать американскому правительству тревогу научного сообщества относительно разработки атомной бомбы. В 1938 году он встретился с представителями армии, но ничего не достиг: доводы ученых основывались на умозрительных заключениях, а слабый английский Ферми не позволил ему быть убедительным. Требовалась настойчивость, и в следующий раз Силард попросил помощи у Альберта Эйнштейна, который когда-то был его преподавателем в университете, а в ту эпоху имел репутацию великого ученого. Кроме того, Эйнштейн всегда позиционировал себя как убежденный пацифист, поэтому его обращение на эту тему не осталось бы незамеченным. Силард отправился на встречу с Эйнштейном, чтобы объяснить ему суть проблемы. Великий физик ничего не знал о достижениях по расщеплению ядра и цепной реакции, так что Силарду пришлось рассказать ему все новости.
Это ужасно — мы обнаружили нейтроны.
Лео Силард
Девятого августа Эйнштейн обратился к президенту Рузвельту, написав ему об опасности создания Германией атомной бомбы. Соединенным Штатам необходимо было приложить все усилия, чтобы опередить Гитлера. «Мне известно, что Германия в настоящее время прекратила продажу урана из захваченных чехословацких рудников»,— предупреждал Эйнштейн в конце письма. Эмбарго на вывоз урана недвусмысленно означало, что немцы разрабатывают какой-то военный проект. Довольно скоро Эйнштейн получил от президента письмо, в котором тот обещал внимательно изучить проблему. Но в целом правительство США продолжало игнорировать предупреждения научного сообщества.
Силард и Эйнштейн представить себе не могли, что сам создатель теории относительности вызывает подозрения у американских спецслужб. В рассекреченном позднее отчете ФБР можно прочесть: «Учитывая его радикальную биографию, наша служба не рекомендует использовать доктора Эйнштейна для вопросов секретного характера до проведения детального расследования. Кажется невозможным, что человек с такой биографией может быстро превратиться в настоящего американца». Таким образом, Эйнштейн, возможно, тоже не был подходящей фигурой для того, чтобы убедить в чем-либо правительство США.
ЭЙНШТЕЙН ПИШЕТ РУЗВЕЛЬТУ
«9 августа 1938 года.
Ф.Д. Рузвельту, президенту США.
Белый Дом, Вашингтон (округ Колумбия).
Сэр!
Недавние работы [...], о которых я узнал из рукописи, заставляют меня ожидать, что уран может быть в ближайшем будущем превращен в новый и важный источник энергии. Некоторые аспекты возникшей ситуации, по-видимому, требуют бдительности и, при необходимости, быстрых действий со стороны правительства.
В течение последних четырех месяцев [...] стала вероятной возможность ядерной реакции в крупной массе урана, вследствие чего может быть освобождена значительная энергия и получены большие количества радиоактивных элементов [...].
Это новое явление способно привести также к созданию бомб и возможно — хотя и менее достоверно — исключительно мощных бомб нового типа. Одна бомба этого типа, доставленная на корабле и взорванная в порту, полностью разрушит весь порт c прилегающей территорией [...].
Искренне Ваш Альберт Эйнштейн».
ГЕЙЗЕНБЕРГ И БОМБА
Немцы начали исследовательский проект по созданию атомной бомбы в 1939 году, за два года до американцев. В их распоряжении были прекрасно подготовленные ученые и инженеры, а также необходимые материалы, например уран из рудника Яхимов в Чехословакии. Вернер Гейзенберг в те годы был самым знаменитым немецким ученым после Эйнштейна, он казался наиболее подходящей кандидатурой, чтобы возглавить проект по созданию атомной бомбы.
Привычное для Гейзенберга сотрудничество с еврейскими учеными возбудило подозрения защитников «немецкой физики» — движения, заявлявшего об ошибочности и вредности «еврейской» физики. Йоханнес Штарк, один из лидеров этого движения, в своей публикации обвинил Гейзенберга в отсутствии патриотизма. Военная и полицейская нацистская организация СС (сокращение от нем. Schultzstaffel — «отряды охраны») решила провести расследование и допросила Гейзенберга. Это был самый опасный момент в жизни ученого. Но все устроилось благодаря его матери, лично знавшей мать Генриха Гиммлера, руководителя СС. В любом случае, с этого времени Гейзенберг находился под подозрением, и ему нужно было доказывать собственную лояльность нацистам.
Когда в 1939 году Гейзенберг поехал в США, чтобы прочитать серию лекций в разных университетах, все понимали, что в Европе скоро начнется война, поэтому ученый получил несколько предложений о работе от разных университетов, но отклонил их и вернулся на родину. Как видите, у Гейзенберга была возможность порвать с нацистским правительством, но он не воспользовался ею. Почему он это сделал, неясно: возможно, ученый стремился защитить семью, остававшуюся в Германии, а возможно — испытывал преданность по отношению к своей стране. Корабль, на котором Гейзенберг плыл обратно, шел полупустым — никто не решался ехать в Европу, зная о неизбежности военного конфликта.
В начале войны физик получил от военного департамента инструкции по исследованию возможностей применения расщепления ядра в военных целях. Гейзенберг в 1940 году составил несколько докладов о возможности создания атомной бомбы, в которых описал этапы ее разработки. Он сам и большая команда ученых начали серию экспериментов ключевой части проекта, в частности для наблюдения за поглощением нейтронов. Часть лаборатории, где должен был быть построен ядерный реактор, находилась в Берлине, в Институте физики имени кайзера Вильгельма, который стали называть Вирусным домом, чтобы отпугнуть любопытную публику. Когда в конце войны советские войска захватили Берлин, это здание было одной из военных целей. Для Советского Союза было важно получить большое количество урана для ядерной программы.
Другие важные лаборатории находились в Лейпциге и в маленьком городе на юге Германии Хайгерлохе, где эксперименты ставили в церковном подвале.
Исследователи по своей воле могут разбивать и создавать атомы, могут осуществлять цепные реакции, приводящие к взрыву. Если эти трансмутации материи будут развиваться, можно получить большое количество свободной энергии для использования.
Фредерик Жолио в 1935 году в речи после получения Нобелевской премии по химии
Ученым не удалось рассчитать критическую массу урана- 235, то есть минимальную массу материала, необходимого для осуществления поддерживаемой ядерной реакции, поэтому они использовали очень большое количество материала, по нескольку тонн, и это делало проект неосуществимым: получить такое количество материала было затруднительно. Добыча урана была крайне опасной, и шахтеры страдали от заболеваний, вызванных воздействием радиоактивности, в результате на этих работах добывающее предприятие начало использовать труд заключенных концлагеря.
ИЗОТОПЫ УРАНА
Уран, который встречается в природе, представляет собой смесь двух изотопов — урана-235 и урана-238. Второй изотоп довольно распространен и составляет 99, 2% природного урана, оставшиеся 0, 8% представлены ураном-235. Однако для цепной реакции необходим именно этот, более редкий изотоп. Когда уран-238 поглощает нейтрон, вместо расщепления происходят бета-распад и трансмутация в плутон-239. Уран-235 легко расщепляется нейтронами определенного вида энергии — кинетической. Когда источник состоит из смеси двух изотопов, с большим содержанием урана-238, этот изотоп поглощает большую часть нейтронов и делает цепную реакцию невозможной. Поэтому для осуществления поддерживаемой цепной реакции нужно использовать смесь с преобладанием урана-235, которую называют обогащенным ураном. Процесс обогащения урана состоит в очищении смеси и увеличении содержания в ней урана-235. Считается, что для создания атомной бомбы необходимо достичь 90% содержания этого изотопа. Разделить два изотопа непросто, и немецким ученым не удалось разработать достаточно удачный метод обогащения урана, что в конце концов означало провал проекта. Исследователи, участвовавшие в Манхэттенском проекте, напротив, смогли найти метод обогащения урана на заводе Оак-Ридж (Теннеси), благодаря чему создание первой атомной бомбы стало реальностью.