Атомы у нас дома - Лаура Ферми

Очень важной и сложной задачей было доставать материалы, к чему Ферми вовсе не был способен и охотно предоставлял это другим. К счастью, Лео Сцилард не разделял его отвращения к этому занятию и время от времени прерывал свои исследования и отправлялся на добычу.

Сцилард был человек с непостижимым запасом всякого рода идей, и многие из них оказались весьма полезными. Знакомых у Сциларда было, пожалуй, не меньше, чем идей, и среди них немало лиц, занимавших видное положение. Эти два обстоятельства делали Сциларда очень влиятельным и полезным представителем маленькой группы ученых, ходатаем, который не боялся идти напролом и умел преодолевать всякие политические барьеры. Со свойственной ему решительностью Сцилард добровольно взял на себя нелегкую задачу — превратить в тонны имеющиеся в наличии граммы металлического урана и графита высокой химической чистоты.

Когда человек берется за такого рода дело, он прежде всего задает себе вопрос: «Кто будет финансировать мое предприятие? Кто даст мне необходимые для этого средства?» Сцилард полагал, что он может ответить на этот вопрос. Летом 1939 года он вместе с Вигнером и Теллером с помощью Сакса и Эйнштейна сумел заинтересовать президента Рузвельта исследовательской работой с ураном. В самом начале 1940 года он одержал вторую победу и получил первое, хоть и небольшое, но вполне ощутимое доказательство того, что этот интерес существует, — армия и флот субсидировали Колумбийский университет шестью тысячами долларов для покупки материалов.

Весной 1940 года в физические лаборатории Колумбийского университета начали поступать первые тонны чистого графита. Ферми и Андерсон превратились в каменщиков и начали складывать в одной из своих лабораторий штабеля графитовых кирпичей.

Они прекрасно понимали, что пройдет еще немало месяцев, а может быть, и несколько лет, прежде чем они наберут достаточное количество графита и урана нужного им качества, чтобы приступить к сооружению атомного котла. Но пока это еще не имело значения; они так мало знали о свойствах тех веществ, с которыми собирались работать (не определена была даже точка плавления металлического урана!), что им необходимо было сперва основательно изучить эти свойства; без этого они не могли со спокойной совестью рекомендовать Урановому комитету решиться на те огромные усилия и издержки, которых потребует строительство настоящего атомного котла.

Итак, они сложили из графитовых кирпичей невысокий штабель, поместили внизу под ним источник нейтронов и стали наблюдать, что происходит с нейтронами в графите, и накапливать нужные им данные.

Эта, казалось бы, скучная работа считалась исключительно важной. На заседании Консультативного комитета по урану 28 апреля 1940 года было принято решение воздержаться от официального ходатайства о строительстве атомного котла, пока в Колумбийском университете не будут получены новые данные. Комитет принял это решение, несмотря на имеющиеся у него сведения о том, что нацисты отвели большую часть здания Берлинского института кайзера Вильгельма для исследований по урану.

После изучения графита перешли к урану. Как именно он поглощает и снова испускает нейтроны? В каких условиях происходит деление? Какое количество нейтронов испускается при делении?

Опыты подвигались очень медленно из-за недостатка материалов, а Ферми очень хотелось ускорить работу. Кроме того, он был уверен, что наблюдения над пробным котлом позволят ему собрать немалое количество данных, полезных для строительства большого котла. Весной 1941 года Ферми со своей группой приступил к сооружению «малого котла». Они разобрали свой штабель из графитовых кирпичей и стали укладывать его заново, перемежая пласты графита блоками урана. Медленно, по мере того как в лабораторию подвозили графит, поднималась черная стена. Она поднялась до потолка, но это все еще был далеко не тот штабель или котел, в котором могла бы происходить цепная реакция, — слишком много нейтронов ускользало в воздух или поглощалось внутри; так или иначе, чтобы вызвать деление, их оставалось слишком мало.

Было ясно, что в лаборатории университета эти опыты не удастся довести до конца. Для них требовалось более обширное, а главное, более высокое помещение. В университете такого помещения не было, значит, кому-то приходилось взять на себя поиски. Ферми был поглощен своими исследованиями, и, конечно, его нельзя было отрывать от такой важной работы. И вот Герберт Андерсон скинул свой рабочий халат, надел пиджак, шляпу и отправился на обследование Нью-Йорка и его окраин в поисках какого-нибудь помещения, которое подходило бы для будущего котла. Вскоре он кое-что присмотрел и вступил в переговоры, рассчитывая получить то, что ему нужно.

Но до того, как Герберт остановился на чем-либо окончательно, Энрико узнал, что его самого, со всей его группой, оборудованием и всеми веществами, которые они раздобыли, переводят в Чикаго. Это было в конце 1941 года.

За несколько дней до этого, 6 декабря, Ванневар Буш, директор Уранового проекта, заявил, что решено приложить все усилия, чтобы ускорить атомные исследования. Работа была разделена на разные участки, и во главе их поставлены видные люди; профессору Чикагского университета Артуру Г. Комптону было поручено руководить основной научно-исследовательской работой по цепной реакции. Комптон решил перенести всю работу к себе в Чикаго.

Вскоре после того, как было объявлено об этих решениях, Урановый проект, словно гигантский осьминог, раскинул свои щупальца и захватил все крупные университеты и отрасли промышленности Соединенных Штатов. Первые признаки роста малютка-осьминог обнаружил в начале 1941 года, когда интерес к проблеме осуществления цепной реакции перекинулся из Колумбийского университета в некоторые другие. А в начале 1942 года малютка-осьминог из пеленок сразу перешагнул в юношество.

К этому времени в ведении Уранового проекта находились не только ядерные исследования. Уже вырабатывался чистый графит, металлический уран и его окислы, выделялись изотопы урана, из которых одни расщеплялись легче, чем другие. Налаживалось производство нового элемента — плутония.

Открытие плутония-239, одного из важнейших изотопов плутония, выпало на долю группы химиков и физиков Калифорнийского университета в Беркли, в которую входил и наш старый друг Эмилио Сегре.

Мы не видали Эмилио с тех пор, как он уехал из Италии летом 1938 года. В 1940 году на рождественские каникулы он приехал погостить к нам в Леонию. Там они с Энрико надолго уходили бродить по Палисадам вдоль Гудзона, где скалистый берег круто спускается к воде, а наверху тянутся густые заросли деревьев. Рассказывали друг другу новости, делились известиями о старых друзьях; иногда вели невеселые разговоры о войне. Немцы еще не вторглись в Англию, как это предрекали многие после падения Франции. Но что будет дальше?.. Нижняя губа Эмилио во время таких разговоров мрачно выпячивалась вперед. А иногда они с увлечением говорили о том веществе, которое еще не было открыто. Многие физики, исходя из теоретических рассуждений, знали, что среди продуктов цепной реакции в котле должен находиться элемент 94. Предполагали, что он будет обладать теми же свойствами, что и делящиеся изотопы урана. Энрико и Эмилио высказывали свои соображения о его вероятных физических и химических свойствах. В конце концов они пришли к заключению, что калифорнийским ученым следовало бы с помощью своего мощного циклотрона попытаться получить этот элемент и хорошо, если бы они этим занялись — постарались выделить и идентифицировать его.