Тайная история атомной бомбы
Шрифт:
Ротблат самостоятельно пришел к выводу о том, что расщепление урана-235 медленными нейтронами не породит взрывное выделение ядерной энергии — это возможно только при использовании быстрых нейтронов. Как-то поздно вечером Джозеф решил поговорить об этом с Чедвиком, но тот, выслушав его, лишь хмыкнул в ответ. Однако первоначальный скептицизм англичанина вскоре уступил место нарастающему интересу, а приведенные Ротблатом аргументы подтверждали мнение Чедвика по данному вопросу. Построенный в Ливерпуле циклотрон был введен в эксплуатацию несколько месяцев назад. После разговора с Ротблатом прошло всего пару дней, а Чедвик, настроенный совсем по-другому, уже сел обсуждать с ним эксперименты, необходимые для достижения поставленной цели.
Сообщение Фриша и Пайерлса
Фриш и Пайерлс обсудили последние полученные результаты с Олифантом. Тот сразу же согласился со всеми приведенными ими аргументами и рекомендовал изложить их в короткой пояснительной записке. Ученые составили две машинописные
Если детально проработать предположение о том, что Германия располагает или будет располагать таким оружием, становится совершенно очевидно: найти надежное укрытие от него попросту невозможно, тем более укрытие для большого количества людей. Наиболее эффективной мерой противодействия такому оружию будет только встречная угроза применения аналогичной бомбы.
Фриш с Пайерлсом, таким образом, уже поняли, что единственное средство защиты от ядерного оружия — политика сдерживания.
Олифант отправил подготовленный учеными материал Генри Тизарду, химику из Оксфорда, который занимал также должность председателя Комитета по исследованиям в области авиации. Хотя практически все внимание комитета было отдано разработкам радарных технологий, он все же считался одной из ведущих организаций, заинтересованных в использовании науки в военное время. Тизард рекомендовал создать небольшую консультативную группу. В итоге в нее вошли Олифант, Джодж Томсон [30] — профессор физики из Королевского колледжа Лондона — и Патрик Блэкетт — также профессор физики, но из Манчестерского университета. Во главе группы поставили Томсона. Блэкетт в то время был занят другими проектами для военных и не мог сразу присоединиться к коллегам. Вскоре в состав группы вошел и Джон Кокрофт — ученый, который вместе с Эрнестом Уолтоном «первым разделил атом». После начала войны Кокрофт занял в Министерстве снабжения должность заместителя руководителя по научно-исследовательской работе и занимался в основном разработками, связанными с радарами. Фриша и Пайерлса в состав группы не включили, поскольку они были гражданами враждебного государства.
30
Отцом Джорджа П. Томсона был Джозеф Джон Томсон — ученый, который в 1897 году первым узнал о существовании электрона. Интересно, что с их судьбой связан очередной зигзаг истории: в 1906 году Дж. Дж. Томсон получил Нобелевскую премию в области физики, доказав, что электрон — частица, а его сын удостоился той же премии в 1937 году, но уже за доказательство волновой природы электрона.
В начале апреля в Лондон приехал Жак Аллье. Он сообщил Томсону, Олифанту и Кокрофту о тех исследованиях, которыми занимались в Париже французские физики- ядерщики, а также о том, что немецкие ученые стали проявлять интерес к тяжелой воде. Работа консультативной группы наконец приобрела сколько-нибудь заметный характер. Ее члены встретились первый раз 10 апреля в Лондоне, в здании Королевского научного общества. За день до этого германские войска вошли в Данию и Норвегию.
Участники группы изучили материалы, подготовленные Фришем и Пайерлсом, но восприняли их весьма скептично. Они согласились с тем, что серия небольших экспериментов по выделению 235U с использованием гексафторида урана имела смысл, но в то же время не было никакой причины переводить эти исследования в ранг имеющих стратегическое военное значение. Тизард и вовсе считал, что французы «уж чересчур переживают» из-за существования германской ядерной программы. В этом аналогия данного собрания с первым заседанием возглавляемого Бриггсом Консультативного комитета по вопросам использования урана была полной.
Но на сим сходство заканчивалось. 16 апреля Томсон написал Чедвику письмо с приглашением присоединиться к группе, вторая встреча которой состоялась через восемь дней. Узнав подробнее о планах Фриша и Пайерлса, содержавшихся в их сообщении, Чедвик оказался сбит с толку. В целом его мысли совпадали с тем, что предлагали эти ученые, однако Чедвик, не получив на тот момент достаточно экспериментальных доказательств, отнюдь не был уверен, что создание атомной бомбы с использованием урана-235 так вероятно. Однако британский ученый согласился с технической частью сообщения — и это резко повысило его убедительность для членов консультативной группы, которые теперь вдруг поняли, что создать атомную бомбу действительно возможно. Осознание этого по-настоящему потрясло всех входивших в группу физиков.
Фриш с Пайерлсом прекрасно понимали потенциальные последствия своего открытия. Однако у них и мысли не возникало, как будущий проект по созданию оружия невероятной разрушительной силы, оружия, которое могло быть причиной «гибели большого количества мирного населения», выглядит с точки зрения морали. Впоследствии Фриш напишет:
Зачем было начинать проект, если его успех приведет к появлению невероятно жестокого оружия массового поражения, подобных которому мир еще не видел? Ответ очень прост. Шла война, она и оправдывала все цели. Вполне вероятно, что немецкие ученые думали в точности так же, как и мы, занимаясь совершенно аналогичными разработками.
Учеными руководил прежде всего страх. Они боялись того, что новое оружие окажется в руках того зверского режима, которому под силу поработить не только Европу, но и весь мир; режима, который вершил зло, выходящее далеко за грани человеческого воображения.
Спонтанное деление
Пайерлс вместе со своей женой Евгенией, уроженкой России, переехал в новый довольно просторный дом в другом районе Бирмингема — Эдгбастоне, и пригласил Фриша пожить у них. Отто с радостью покинул свою тесную комнатушку. Женя была просто необыкновенной девушкой. Хозяйством она занималась «разумно и всегда с радостью. У нее был звенящий голос, а говорила она с манчестерским акцентом и еще, как и многие русские, прекрасно обходилась в речи без определенного артикля». Она приучила Фриша бриться каждый день и показала ему, как вытирать тарелки точно так же быстро, как она их мыла.
Фриш вместе со своим коллегой терпеливо ждал реакции на составленную ими пояснительную записку, все больше беспокоясь о своей дальнейшей судьбе. Он уже получал вызов из полиции. Явившись по нему, Фриш вынужден был отвечать на целую лавину вопросов о своей жизни в настоящее время и о том, чем планирует заниматься: есть ли у него родственники на иждивении, думает ли сдавать экзамен на знание языка, собирается ли получить степень, имея которую, смог бы устроиться на работу. Женя была уверена, что Отто, как и других «враждебных иностранцев», вышлют на остров Мэн [31] . По ее совету Фриш купил несколько хлопчатобумажных рубашек — стирать и гладить их холостяку было бы несложно. Через тех знакомых, которые были у него среди ученых, он попытался сообщить властям, что работает над важным военным проектом. По всей видимости, трюк сработал. Полиция больше не беспокоила Фриша, и, что самое главное, — стирать и гладить те хлопчатобумажные рубашки ему так и не пришлось.
31
Остров в Ирландском море. Во время Первой и Второй мировых войн на нем располагались лагеря для интернированных. За годы Второй мировой на острове побывало около 24 ООО гражданских лиц, представлявших, по мнению властей, опасность для британского государства. — Примеч. пер.
Чтобы получить с помощью маленького аппарата, построенного Отто, то количество урана-235, которое требовалось для эксперимента, нужно было немало времени и терпения. Долго терпеть он не умел и потому придумал альтернативный способ провести все требуемые замеры на скорую руку. Фриш решил использовать метод бомбардировки природного урана медленными нейтронами — если верить Бору и Уилеру, расщепляться в этом случае должны были только ядра урана-235. Нейтроны он собирался получить, прибегнув к довольно-таки старому способу — воздействовать гамма-излучением радия на бериллиевую мишень. Под влиянием гамма-частиц нейтроны вытеснялись из ядер бериллия. В то время данный способ уже уступил место более совершенным — с использованием циклотрона Лоуренса и другого оборудования, в котором применялось электричество высокого напряжения.
Запасшись небольшим количеством высокорадиоактивного радона, газ был получен из радия, который хранился глубоко под землей в пещере Голубой Джон, в графстве Дербишир, — Фриш воздействовал им на бериллий, а полученными нейтронами обработал примерно грамм урана, помещенного в камеру ионизации. В течение 36 часов он произвел целую серию измерений, делая лишь маленькие перерывы для сна. Спал Отто тут же, в лаборатории, на походной койке. Сделать ему удалось целых два важных открытия.
Одним из них стало явление, которое поначалу Фришу показалось просто интересной аномалией, возникшей в ходе эксперимента. Это было самопроизвольное деление ядер природного урана. Ядра-«капли» урана-235 настолько нестабильны, что время от времени попросту распадаются без всякого внешнего воздействия, выделяя свободные нейтроны и прочие продукты деления. Вторым открытием стал тот факт, что Фриш, как оказалось, преувеличил количество урана-235, необходимого для эффективного расщепления вещества медленными нейтронами. Это означало, что он преуменьшил критическую массу этого изотопа, необходимую для поддержания цепной реакции. По счастливому стечению обстоятельств в то же самое время Пайерлс установил, что критическую массу можно сократить, если окружить делящееся вещество таким материалом, который станет отражать все стремящиеся во внешнюю среду нейтроны обратно в это вещество. Фактически ученые вернулись к тому, с чего начинали.