Атомный проект. История сверхоружия

Первушин Антон Иванович

В ноябре были прекращены все работы по обогащению урана-235, что велись в Кандерне (округ Фрайбург), близ швейцарской границы. Однако ультрацентрифугу не торопились вывозить из Фрайбурга: власти всё еще не избавились от иллюзии, что в войне произойдет перелом. Лишь 24 ноября лабораторию начали демонтировать. Едва оборудование было вывезено в городок Целле под Ганновером, как наступил роковой день: 27 ноября вражеская авиация разрушила Фрайбург до основания. Очень сильно пострадали цеха фирмы «Хеллиге», изготовившей центрифугу.

В Целле место под лабораторию нашли в помещении прядильной фабрики, где еще недавно изготавливали шелк для парашютов. Пауль Хартек распорядился не оставлять все опытные образцы центрифуги

в одном и том же здании. Поэтому часть их отвезли в Гамбург и укрыли в бункере.

Между тем в середине декабря для Вернера Гейзенберга и многих других ученых, работавших в Хехингене, Тайльфингене и Хайгерлохе, началась новая жизнь. Все они были призваны в народное ополчение – «фольксштурм». Нацисты готовились к последнему решительному бою, в котором собирались принести в жертву немецких стариков и детей. Разумеется, за своих физиков немедленно вступился Вальтер Герлах. 16 декабря он написал протестующее письмо начальнику партийной канцелярии и «личному секретарю фюрера» Мартину Борману:

Вообще же призвать в ряды ополчения даже небольшую часть персонала, и так уже ограниченного нами до самых необходимых пределов, означает, что работы, проводящиеся в этой лаборатории, придется приостановить. А ведь эти работы относятся к числу важнейших в области физики, проводимых в Германии в настоящее время. Я же отвечаю за то, чтобы эти работы продолжались в любых обстоятельствах. Вам, несомненно, известно, что речь идет о работах, которые могут самым неожиданным образом решить судьбу всей войны. Вам также известно, какие усилия прикладывают американцы, чтобы решить те же самые задачи, что стоят перед нами. Мы же стремимся решить их гораздо меньшими силами, и потому силы надо беречь.

В конце письма профессор требовал, чтобы Борман вмешался и запретил штутгартскому гауляйтеру использовать ценнейших ученых для каких-нибудь «зондеракций». Борман не ответил своему корреспонденту, но, похоже, приказал гауляйтеру сделать то, о чем просил профессор.

Впрочем, было поздно что-либо предпринимать. Американские войска стремительно заняли Страсбург. В плен попадали семь немецких ученых, работавших над атомным проектом. Профессор Карл фон Вайцзеккер чудом успел бежать из города. Изучив документы, найденные в Страсбургском университете, американские разведчики поняли, что еще в 1942 году нацисты знали о возможности создания атомного оружия, но к августу 1944 года работы над этим оружием не продвинулись дальше начальной стадии.

Реактор Гейзенберга

Всё же, стремясь избежать голословности в своих разговорах с руководством, Вальтер Герлах задумал обобщить опыт работы ведущих групп физиков-ядерщиков и опубликовать серию «Секретные научно-исследовательские проекты», включив туда пять статей знаменитых ученых, в которых рассказывалось бы о сделанных достижениях. Сам он написал для этой серии предисловие, вкратце изложив в нем результаты, полученные в ходе многочисленных экспериментов. Они представляют ценность по сей день – как еще одна перевернутая страница в истории постижения тайн атомного ядра. Герлах писал:

1. Кубические конфигурации лучше пластинчатых. Первые при использовании лишь полутонны металлического урана дали увеличение количества нейтронов в 2,06 раза, последние же при использовании полутора тонн металлического урана дали увеличение в 2,36 раза, то есть во втором случае при значительно большем количестве урана увеличение числа нейтронов оказывалось относительно меньшим. Что касается кубической конфигурации, то еще не ясно, имели кубы оптимальные размеры или нет.

2. Экстраполяция теоретических положений

в связи с проведенными экспериментами позволяет с высокой вероятностью предполагать, что полые сферы, подвешенные в тяжелой воде, дадут еще большее увеличение количества нейтронов; можно также предполагать, что кубы различных размеров приведут к большему увеличению нейтронов. Оба эти предположения еще подлежат экспериментальной проверке.

3. <…> Самым надежным методом уменьшения потребности в тяжелой воде и уменьшения объема реактора является повышение концентрации изотопа урана-235 в металлическом уране. Разработка ультрацентрифуги теперь завершена, и ведется строительство завода для получения обогащенного урана с требуемой концентрацией урана-235. С этой же целью разрабатываются и другие методы, которые позволят создавать менее дорогостоящие приборы.

Вальтер Герлах закончил свою статью утверждением, что в настоящее время готовятся эксперименты, которые, быть может, позволят обойтись без тяжелой воды – в том числе и опыт с расщеплением урана при низких температурах. Но в действительности его намерения были далеки от реализации.

В конце 1944 года в последний раз в берлинском бункере, близ Физического института Общества имени кайзера Вильгельма, начались испытания нового уранового реактора «B-VII», построенного Карлом Вирцем. Впервые агрегат был окружен отражателем из графита (отметим, что еще в январе 1944 года немецкие физики показали, что при использовании графитового отражателя коэффициент размножения нейтронов заметно увеличивается). У реактора была алюминиевая оболочка – цилиндр высотой 216 сантиметров и диаметром 210,8 сантиметра. Внутрь цилиндра вставили сосуд из магниевого сплава. Пространство между стенками заполнили графитом. Реактор содержал 1,25 тонны урана и 1,5 тонны тяжелой воды. Урановые литые пластины толщиной 1 сантиметр разделяла прослойка воды толщиной 18 сантиметров. Реактор установили на деревянном основании, уложенном на дне бетонного бассейна в главном помещении бункера, и залили в бассейн обычную воду. Как и прежде, в конструкции не были предусмотрены органы регулирования и прекращения цепной реакции. Как указывал впоследствии профессор Вирц, эксперимент был рассчитан в основном на получение «подкритических» условий, когда надобности в регулирующих стержнях нет.

На этот раз коэффициент размножения нейтронов достиг 3,37, хотя использовалось столько же материалов, что и в предыдущих опытах. По-видимому, показатель улучшился за счет графитового рефлектора. Если бы участники этого опыта были внимательнее, они наверняка задумались бы, почему так плох показатель абсорбции нейтронов в углероде, и тогда «роковая ошибка» профессора Боте стала бы очевидной. Однако они не заметили этого разнобоя в результатах. Возможно, они не обнаружили ее и потому, что полученные результаты оказались замечательными и в другом отношении – они показали, что имеющейся в Германии тяжелой воды должно хватить для создания котла с критическими условиями.

Война приближалась к концу, Германия была обречена на поражение, но ученые еще верили в успех. На второй неделе января в Берлин прибыл Вальтер Герлах. Он побывал в лаборатории Вирца, вглядываясь, с каким лихорадочным упорством физики пытаются построить первый реактор нулевой мощности на тяжелой воде.

Условия, в которых проходил эксперимент, были ужасными. Каждую ночь город бомбили. Телефонной связи не было. Электричество то и дело отключалось. Герлах вернулся к себе в Мюнхен, но и там царило разорение. Положение на фронте стало катастрофическим. Советские войска уже наступали на Берлин, и продолжать научные работы в городе, который скоро будет осажден, не имело смысла. Остатки института надо было эвакуировать в Хехинген.