Отряд отморозков. Миссия «Алсос» или кто помешал нацистам создать атомную бомбу - Сэм Кин
Шрифт:
Интервал:
Закладка:
Последующие несколько лет оказались драматическими для обоих мужчин. Вскоре женившись на девушке по имени Элизабет (с которой он познакомился, играя на фортепьяно на званом обеде), Гейзенберг оказался втянут в конфликт с «арийской физикой», пережив несколько допросов. В это время ему бы очень пригодились политические советы Вайцзеккера. Тот, в свою очередь, наблюдал, как его отец делает карьеру в рядах нацистской партии; в конце концов он стал человеком номер два в ее внешнеполитическом отделе и помог заложить фундамент для развязанной Гитлером войны. За это семья заплатила высокую цену: младший брат Карла Генрих был убит в Польше на второй день войны, оказавшись среди первых из 50 млн жертв.
Несмотря на личное горе, в конце сентября Вайцзеккер посетил второе собрание Уранового клуба. По правде говоря, космические лучи вдохновляли его куда больше, чем расщепление ядра урана. Однако, будучи человеком расчетливым, он осознавал политическую важность этой темы и, общаясь с коллегами, вполголоса объяснял, что работа над созданием атомной бомбы повысит престиж ученых среди военных и откроет доступ к более щедрому финансированию. Если же они правильно разыграют эту партию, добавлял он, то, возможно, смогут даже манипулировать нацистами в своих целях. Это была крайне опасная игра.
Вайцзеккер также убедил присоединиться к проекту Отто Гана, который испытывал моральные сомнения по поводу исследований деления ядра. Относительно своего старого друга Гейзенберга Вайцзеккер, возможно, был не так уверен, поскольку они несколько лет почти не виделись. Но они тепло встретились, когда Гейзенберг явился для выполнения своих должностных обязанностей, и в итоге стали ключевыми членами этой новой, потенциально смертоносной команды.
Одним из первых действий в рамках Уранового клуба стало назначение каждого ученого на одно из двух направлений. Первое было связано с обогащением урана.
В природе существует два основных типа, или изотопа, атомов урана: уран-235 и уран-238. Каждый такой изотоп имеет равное число протонов (92). Различаются же они количеством нейтронов: у урана-238 их на три больше. В большинстве случаев эта разница не имеет никакого значения, так что в химических реакциях уран-235 и уран-238 ведут себя одинаково. Но эти дополнительные нейтроны имеют огромное значение для цепных реакций деления ядра. Когда нейтрон ударяет по атому урана-235, ядро подвергается распаду и высвобождает новые нейтроны, вызывая лавинообразную цепную реакцию. Напротив, когда облучается уран-238, атом просто поглощает дополнительный нейтрон. Распада ядра не происходит, новые нейтроны не выделяются. Итак, для создания атомной бомбы требуется как можно больше урана-235 и как можно меньше урана-238. В противном случае уран-238 поглотит излишек нейтронов, и цепная реакция затухнет.
Проблема в том, что способный к делению изотоп 235 встречается в естественном виде редко – к нему относится всего один из каждых 140 атомов урана. Очевидное решение – отделить уран-235 и сконцентрировать его, получив так называемый обогащенный, или «сверхъестественный», уран.
Но обогащение урана легче описать, чем осуществить. Большинство уловок, которые используют химики для разделения веществ, основаны на химических различиях между ними: вы помещаете их в кислоту или иную среду, и одно вещество растворяется, а другое остается в осадке. Но эти уловки не работают в случае с ураном-235 и ураном-238, потому что, как мы уже сказали, это один и тот же элемент и в химических реакциях эти два типа атомов ведут себя одинаково. Поэтому ученым пришлось изобрести новые способы разделения урана, но все они были громоздкими и требовали абсурдного количества энергии; в некоторых случаях они сортировали изотопы буквально атом за атомом. Сам Нильс Бор провозгласил создание атомного оружия невозможным именно по этой причине. Действительно, обогащение урана казалось самым большим препятствием на пути создания такого оружия, поэтому Урановый клуб выделил для решения этой проблемы целую команду.
Второе направление работы клуба предусматривало строительство ядерного реактора, который немцы называли «урановой машиной». По сути дела, реакторы – это лабораторные аппараты для осуществления цепных реакций в ограниченном масштабе. Поскольку в них используется необогащенный уран, реакторы не взрываются грибовидным облаком, как бомбы. Но их можно использовать для изучения характеристик цепных реакций, что является жизненно важным для создания бомбы знанием.
Гейзенберг вошел в команду «Урановая машина» и полностью погрузился в решение этой задачи. Все еще переживая скандал с «еврейской физикой», Гейзенберг хотел доказать немецким властям, что он не просто отшельник-теоретик, но способен заниматься и основательной практической деятельностью, создавая полезные вещи. Он также обожал соревновательность и был безжалостен к конкурентам. Ему нравилось громить противников в пинг-понге и других играх, а физику он считал не менее серьезным спортом. Осуществление первой в мире самоподдерживающейся цепной реакции стало бы огромной честью для Германии.
К началу декабря 1939 г. Гейзенберг подготовил два секретных отчета о цепных реакциях: один был посвящен их использованию в производстве энергии, а другой – бомбам. Для экспериментальной работы он организовал небольшую лабораторию в деревянном сарае, примыкавшем к зданию научного института в Берлине, рядом с проездом, засаженным вишневыми деревьями. Внутри сарая была выложена кирпичом яма глубиной 180 см – первая в мире испытательная камера для ядерных реакторов. Поскольку работать приходилось с радиоактивными материалами, ученые, входя в сарай, облачались в комбинезоны, маски и очки. Зловещее зрелище! Одного этого было достаточно, чтобы держать любопытных на расстоянии, но для подстраховки объект снабдили еще и кодовым названием «Дом вирусов».
Таким образом, за два года до начала Манхэттенского проекта ученые Уранового клуба уже работали над двумя ключевыми проблемами создания ядерного оружия – обогащением урана и обеспечением самоподдерживающейся цепной реакции. Немецкий проект атомной бомбы успешно стартовал.
Сын дипломата Карл Вайцзеккер вскоре обеспечил третий важнейший ингредиент. В первые дни войны во время поездок в берлинском метро он часто читал такие журналы, как Physical Review. Это вызывало неодобрительные взгляды со стороны других пассажиров, поскольку статьи были написаны на английском, языке противника. (Впоследствии, во время войны, одного немецкого ученого приговорили к смертной казни за то, что он слушал Би-би-си.) Но Вайцзеккера мало заботило мнение простонародья. Лучше всего ему думалось как раз в метро, и именно там судьбоносным июльским утром 1940 г. ему в голову пришла одна из его самых ценных идей.
Как уже отмечалось, уран-235 при попадании нейтрона расщепляется, а уран-238 нет. Поэтому логично, что большинство ученых-ядерщиков сосредоточились на изучении первого. Но при этом они кое-что упустили. Поглощая нейтрон, 238-й становится ураном-239, немного более упитанной версией самого себя. Затем он подвергается так называемому бета-распаду. В ходе этого процесса нейтрон в ядре превращается в протон и электрон; электрон покидает ядро, а протон остается.
Занятная штука. Большинство ученых на этом и останавливались, но Вайцзеккер видел чуть дальше. После того как атом урана-239 претерпевал бета-распад и получал дополнительный протон, он должен был стать новым элементом – номер 93. И Вайцзеккер понял, что этот новый элемент 93 также будет нестабильным и также подвергнется взрывному делению. Более того, этот элемент можно дешево получать в реакторе, так как не нужно ничего заранее обогащать – можно просто бомбардировать нейтронами обычный уран-238. И, главное, элемент 93 отличался от урана: химики легко могли бы его растворить и отделить. В нем имелись все преимущества урана-235 и никаких недостатков.
Нейтроны мыслей вскоре начали носиться по мозгу Вайцзеккера (это была полноценная мыслительная цепная реакция), и к его станции ему уже была ясна
