Тайная история атомной бомбы

Бэгготт Джим

Это был двойной удар. Пушечный метод исключили в связи с загрязнением топлива изотопом 240Ри. Чтобы очистить плутоний, нужно было отделить плутоний-240 от плутония-239. Из-за того что ядра двух изотопов отличались только на один нейтрон, задача была значительно сложнее, нежели отделение урана-235 от урана-238. Перспектива получить плутоний, а значит, получить доступ к ядерному топливу, которое не требовало трудоемкого разделения изотопов, теперь представлялась совершенно нереальной.

Для обсуждения проблемы Оппенгеймер встретился 17 июля с Конэнтом, Комптоном, Ферми, Гровсом и Николсом в Чикаго. Методов очистки плутония, реализуемых на практике, не существовало. Применять же неочищенное топливо в бомбе, сконструированной по «пушечному» принципу, было нельзя. Конэнт

предложил в качестве альтернативы использовать смесь урана с плутонием. Но это будет маломощное оружие, его взрывная сила не превысит нескольких сотен тонн тротила. Может, Конэнт развивал мысль дальше, создав такое оружие, мы получим опыт, необходимый для конструирования более мощных бомб, но Оппенгеймер возразил, что в таком случае в работе возникнет недопустимая задержка.

«Представляется целесообразным, — писал Оппенгеймер в заключительном отчете на следующий день, — прекратить интенсивные работы, направленные на получение высоко- очищенного плутония, и сосредоточиться на разработке методов, не требующих низкого нейтронного фона. В настоящее время наивысший приоритет следует присвоить имплозивному методу».

Для Оппенгеймера все это стало настоящим кошмаром. Когда физики обсуждали план дальнейших действий, неизбежно встал вопрос, как далеко продвинулась германская ядерная программа. Не столкнулись ли немцы с той же проблемой? А может, они ее уже решили? «Наконец мы пришли к выводу, что немцы достигли не меньших результатов, а возможно, продвинулись дальше, — отмечал Раби. — Все представлялось очень мрачным. Никто не знал, каких результатов достиг враг. Был дорог каждый день, каждая неделя. А если бы мы потеряли месяц, это была бы катастрофа».

Неддермейер и его группа, изучавшая имплозию в артиллерийско-техническом отделе, подошла к проблеме достаточно старательно и академично. «Я чувствовал, что [Оппенгеймер] был очень недоволен, что я не торопился — как будто работал не над военным проектом, а над обыденной научной проблемой», — признавал позже Неддермейер. Чтобы активизировать исследования, в январе 1944 года Оппенгеймер окончательно убедил переехать в Лос-Аламос Георгия Кистяковского, американского физика российского происхождения, который до этого бывал на Холме в качестве консультанта. Работа Кистяковского в Манхэттенском проекте напоминала постоянную бешеную командировку: он ездил между Питтсбургом, Флоридой, Вашингтоном и Нью-Мексико, выполняя поручения Национального комитета по оборонным исследованиям, связанные со взрывчатыми веществами. Ки- стяковский вот-вот собирался за границу, где его ждало интересное назначение, и Оппенгеймеру пришлось приложить все возможные и невозможные усилия, помноженные на его легендарное обаяние, чтобы уговорить Кистяковского остаться.

Когда Кистяковский окончательно приехал на Холм, он объявил: «Я старый, я устал и я недоволен». Оппенгеймер заверил его, что здесь гостя ждет комфортный быт, и задешево продал бывшему казаку одну из собственных верховых лошадей. Кличка у лошади была вполне подходящей — Кризис.

Весной и в начале лета 1944 года в артиллерийско- техническом отделе Кистяковский изучал имплозию, отчаянно пытаясь улаживать бесконечные споры между Нед- дермейером и руководителем отдела, капитаном Уильямом Парсонсом по прозвищу Финт. Это было столкновение между военизированным стилем управления и обидчивостью ученого. «Эти двое никогда ни о чем не могли договориться, и они определенно не хотели, чтобы я вмешивался», — вспоминал Кистяковский. Работа двигалась медленно, и он все время угрожал, что собирается уйти.

Взрывные линзы

Близился момент окончательного решения проблемы имплозии — и это решение предложил Джеймс Так, физик, родившийся и получивший образование в Манчестере. Так ра-

ботал вместе со Сцилардом в Оксфорде в 1937 году. С началом войны Така назначили научным ассистентом Червелла, и он занимался разработкой бронебойного противотанкового оружия. Он попал в британскую делегацию благодаря богатому опыту работы с кумулятивными зарядами.

Неддермейер пытался создать ударную волну практически идеальной сферической формы, изменяя контуры взрыва, вид взрывчатого вещества, количество детонаторов и их расположение. Взрывная волна, порождаемая точечным детонатором, распространялась по взрывчатому веществу точно так же, как расходятся круги по воде, если бросить в воду камешек. При размещении рядом нескольких детонаторов получались непредсказуемые комбинации сходящихся и расходящихся взрывных волн, как если бы в воду бросили целую горсть камней.

Так утверждал, что проблема не нова. Американцы и англичане уже давно разрабатывали бронебойные снаряды, в которых вся взрывная сила заряда направлялась внутрь атакуемой брони, — и в результате образовывались так называемые взрывные линзы. Эффект возникал по тем же законам, которые действовали при фокусировке световых волн обычными линзами. Оптическая линза влияет на скорость проходящего через нее света так, что в различных частях линзы эта скорость становится разной и свет «собирается» к центру линзы. Взрывная линза состоит из серии зарядов с различной скоростью детонации — в результате взрывная волна «собирается» и фокусируется. Если окружить сферическое плутониевое ядро взрывными линзами, а затем синхронно детонировать все заряды, по мнению Така, можно получить взрывную волну идеальной сферической формы, направленную точно в центр ядра.

Это предложение не сразу было признано тем самым решением проблемы. Создать взрывные линзы было гораздо сложнее, чем просто попытаться получить сферическую взрывную волну с помощью обычных взрывчатых веществ. Однако начальные опыты с иплозией, которые проводил Неддермейер, казались многообещающими. Джеффри

Тэйлор, ведущий британский специалист по гидродинамике, приехал в Лос-Аламос в мае 1944 года и высказал свое веское мнение. Приблизительные гидродинамические расчеты свидетельствовали о том, что обычными методами проблему не решить, и физики Лос-Аламоса стали постепенно приходить к пониманию того, что единственный выход — взрывные линзы. Правда, одновременно становилось ясно, что для успешного применения этого метода не обойтись без множества проб и ошибок.

Оппенгеймер ввязался в колоссальную авантюру. Проблема спонтанного деления плутония, получаемого в реакторе, означала, что, если и удастся создать плутониевую бомбу, она может быть только имплозивной. Так или иначе, но имплозию реализовать нужно. И ничего не оставалось, кроме как найти крайнего.

В конце концов Оппенгеймер устал от Неддермейера. «Оппенгеймер просто накинулся на меня. Многие коллеги видели в нем кладезь мудрости и вдохновения. Я уважал его как ученого, но не равнялся на него, как остальные. Я считаю, что он был интеллектуальным снобом. Он мог грубо отшить, унизить, смешать с грязью». Разочаровавшись, Оппенгеймер решил все переиграть. Он собрался реорганизовать лабораторию. В августе 1944-го Оппенгеймер разделил артиллерийско- технический отдел на два новых: отдел G (отgadget'22), в задачу которого входило изучение имплозии и разработка бомбы «Толстяк» и во главе которого должен был встать Роберт Бэ- чер, и отдел X (от eXplosives [111] ), основной задачей которого стала разработка взрывных линз. Оппенгеймер уволил глубоко разочарованного Неддермейера и убедил несговорчивого Кистяковского возглавить отдел X.

111

С англ. — взрывчатое вещество. — Примеч. пер.

Парсонс занимался созданием урановой пушки, и его рассердил тот маневр, которым Оппенгеймер и Кистяковский отодвинули его на второй план. «Парсонс был в гневе, — вспоминал Кистяковский. — Он чувствовал, что я обошел его, считал, что это ни в какие ворота не лезет. Я могу его понять, но я, как и Опии, был гражданским, а значит, мог действовать “через голову” Парсонса».

Кистяковский возглавил отдел, в котором насчитывалось около десятка ученых; многие из них были близкими коллегами Неддермейера. Через несколько месяцев отдел включал уже более 600 специалистов, в том числе 400 военных физиков и инженеров, набранных в Специальное инженерное подразделение (СИП). В его состав входили рядовые и сержанты, многие из которых имели специальное образование, а некоторые и докторскую степень. Эти кадры направили из армии для работы в Лос-Аламосе. Среди них был Дэвид Грингласс, механик, попавший в отдел Кистяковского.