В погоне за Солнцем (другой перевод)
Шрифт:
Волна важнейших новых работ продолжала нарастать. В 1934 году французский физик Фредерик Жолио и его жена Ирен Кюри (дочь Пьера и Марии) доказали, что в результате бомбардировки стабильных элементов альфа-частицами возникает “новый вид радиоактивности”. Несколькими неделями спустя итальянский физик Энрико Ферми сообщил о сходных результатах в итоге бомбардировки урана нейтронами.
В 1938–1839 годах Ханс Бете (1906–2005), великий американский ядерный физик немецкого происхождения (родом из Страсбурга), к тому времени работавший в Корнелльском университете, написал серию статей, последняя из которых, “Источники энергии в звездах”, объясняла, каким образом звезды, в том числе и Солнце, могли гореть миллиарды лет. Он занимался каталогизацией субатомных реакций, известных на то время, но до 1932-го их было совсем немного. Внезапно случился лавинообразный прирост вновь открытых реакций, и Бете смог понять, какие именно из них объясняли работу Солнца. Он предположил, что колоссальная энергия Солнца была результатом цепочки шести ядерных реакций и именно этот процесс зажигал все звезды во вселенной. Попросту говоря, Солнце было тем, что позже назвали ядерным реактором [347] .
347
См.: The Elements. 2007. www.seedmagazine.com/content/article/cribsheet_8_the_elements
В
Венгру Лео Силарду было также суждено оставить свой след. Хотя сам Эйнштейн относился с недоверием к возможности создания атомной бомбы ввиду незначительности энергии, высвобожающейся из одного ядра, Силард (воодушевленный романом Уэллса “Освобожденный мир” (1914), где предсказывалось именно такое оружие) смог подтвердить, что при каждом делении высвобождались нейтроны. Освобожденные нейтроны делали возможной цепную реакцию, в которой каждое расщепление запускало следующие расщепления, так что энергия деления отдельного уранового ядра умножалась на многие миллиарды, высвобождаясь экспоненциально [348] . Расщепление не только стало возможным, оно могло запускаться по воле человека. По мнению кембриджского физика Чарльза Сноу, “с открытием ядерного деления… физики за одну ночь превратились в самый ценный военный ресурс, к которому могло прибегнуть государство” [349] .
348
См.: Каку М. Физика невозможного. М.: Альпина нон-фикшн, 2009.
349
См.: Richard Rhodes, Dark Sun (New York: Simon and Schuster, 1995. Р. 222.
Альберт Эйнштейн (1879–1955) с американским физиком-теоретиком Робертом Оппенгеймером (1904–1967) во время совместной работы перед проектом “Манхэттен” (USIA / AIP Photo Researchers, Inc.)
К началу Второй мировой войны и ученые союзников, и ученые стран Оси уже были уверены, что ядерное расщепление может стать оружием, но никто не знал, каким именно образом [350] .
Все еще настроенный крайне скептично Эйнштейн провозгласил, что задача вызвать цепную реакцию и построить на ней ядерную бомбу напоминает ночную охоту на птиц в местности, где водится очень мало птиц. Но в письме президенту Рузвельту от 2 августа 1939 года (сочиненном вместе с Лео Силардом) он тайно настаивал на направлении средств на разработку оружия, основанного на ядерном делении: “Одна бомба этого типа, доставленная на корабле и взорванная в порту, полностью разрушит весь порт с прилегающей территорией” [351] .
350
С началом войны одной из обязанностей научного советника британской разведки MI6 Р. В. Джонса было просматривать месячные сводки немецких научных публикаций. В начале 1942 года он пролистывал такую свежую сводку и вдруг сорвался с места, устремившись из кабинета с криком: “Немецкие ядерщики перестали публиковаться!” Военный кабинет собрался на внеочередное заседание в течение часа. (Reginald Victor Jones, Most Secret War: British Scientific Intelligence, 1939–1945. London: Hamish Hamilton, 1978; в США опубликовано под названием The Wizard War: British Scientific Intelligence, 1939–1945).
351
Полная история о возникновении письма Эйнштейна и о том, как оно попало в Белый дом, приводится в Walter Isaacson, American Sketches. N. Y.: Simon and Schuster, 2009. Р. 149–55.
Крайне встревоженный этим письмом Рузвельт осенью ассигновал небольшую сумму на исследование ядерного деления: небольшую, потому что считалось, что для любой бомбы потребуется так много тонн урана, что это останется исключительно в теории. Однако в начале 1940 года два немца, бежавших в Британию, Отто Фриш и Рудольф Пайерлс, подсчитали, что необходимо всего несколько фунтов изотопа-235. Другие британские ученые придумали технику газовой диффузии, и эти открытия стимулировали правительство к лоббированию передачи американских исследований в более профессиональные руки и в организации их щедрого финансирования.
Американцы прислушались. В 1942 году бригадный генерал Лесли Р. Гровс-мл. возглавил так называемый Манхэттенский проект. Консультируемый физиком Робертом Оппенгеймером (1904–1967), Гровс собрал лучших ядерных физиков того времени, получив беспрецедентное финасирование и власть [352] . Проект располагал примерно тридцатью отделениями в США и Канаде – Оук-Ридж, Теннесси, несколько в центральном Манхэттене, Чок-Ривер, Онтарио, Ричланд, штат Вашингтон и штаб-квартира в Лос-Аламосе, в маленьком школьном здании на ранчо неподалеку от Санта-Фе, Нью-Мексико. На пике в проекте было занято более 130 тыс. человек (большинство из которых понятия не имели о конечной цели всего предприятия). Но это все еще отнюдь не гарантировало США победы в ядерной гонке. На заре Второй мировой войны Германия была как минимум столь же продвинута в ядерной физике и имела большие запасы урана [353] .
352
См.: Michael Dobbs, If You Build It…, The New York Times Book Review. 2010. 9 мая. Р. 18.
353
См.: Jeremy Bernstein, The Secrets of the Bomb, New York Review of Books, 2006. 25 мая. Р. 41.
Когда ядро урана-235 поглощает нейтрон, оно делится на атомы стронция и ксенона, высвобождая энергию и двадцать пять нейтронов на каждые десять атомов. Уран-238, напротив, поглощает нейтроны и не делится, никакой реакции не возникает. Бомба должна содержать 80 % чистого урана-235, иначе уран-238 заблокирует цепную реакцию. Перед учеными Манхэттенского проекта встал вопрос, как отделить один изотоп от другого. Прорыв случился в Оук-Ридже, где придумали использовать огромные кольцевые магниты для воздействия на газообразный уран в вакуумных камерах, отделяя пригодный уран-235 от его более тяжелого и спокойного собрата урана-238. Один из ученых вспоминал: “Мы ходили по деревянным мосткам и чувствовали силу магнитов на гвоздях в своих ботинках”. Однажды человек с листом металла прошел слишком близко к такому магниту и оказался прижат к стене. Все закричали, что надо остановить машину, но старший инженер отказался это делать, поскольку потребовалось бы несколько дней для повторного запуска. Несчастного пришлось освобождать с помощью толстых прутьев [354] .
354
См.: Sam Knight, How We Made the Bomb, London. Times. 2004. 8 июля. t2. Р. 14. Первые лаборатории не слишком поражали технологиями: утечки радиации возбуждали радиоактивность во всем подряд, от золотых зубов до молний на одежде. Значительная часть работников Манхэттенского проекта умерли в подозрительно раннем возрасте.
Когда 8 мая 1945 года Третий рейх сдался, Манхэттенскому проекту оставалось до бомбы несколько месяцев. Чтобы приблизить победу в Тихом океане, Оппенгеймер решил провести испытание, и 16 июля в пустыне к северу от Аламогордо, Нью-Мексико, взрыв высвободил эквивалент 19 килотонн тринитротолуола, что значительно превышало все рукотворные взрывы на тот момент. Новости немедленно достигли президента Трумэна, который безуспешно попытался использовать этот рычаг против Сталина на Потсдамской конференции. Прислушавшись к советам научных и военных консультантов и надеясь избежать вторжения, которое, по расчетам, привело бы к 1 250 000 погибших со стороны союзников (удвоив общую цифру потерь Британии и США в войне), Трумэн приказал использовать оружие против Японии. Шестого августа урановая бомба “Малыш” была сброшена на Хиросиму [355] . Еще через три дня “Толстяк” взорвался в Нагасаки.
355
В мае 1946 года журнал “Нью-Йоркер” поручил японоязычному журналисту Джону Херси написать развернутый репортаж о том, что там случилось. Его тридцатитысячесловный материал занял весь выпуск от 31 августа (не было карикатур, стихов, технической информации), который был распродан за несколько часов. Один подписчик, мучимый совестью, забронировал тысячу экземпляров – это был Альберт Эйнштейн (см.: John Hersey, Hiroshima (Harmondsworth: Penguin, 1946), publisher’s note. Р. viii).
Пилот, участвовавший в этой миссии, вспоминал: “Нас залил ослепительный свет, а верхушка этого грибовидного облака была самым жутким, но и самым прекрасным зрелищем на свете. Казалось, от нее исходят сразу все цвета радуги” [356] . Бомбы убили по меньшей мере 100 тыс. человек сразу, еще 180 тыс. умерли позже от ожогов, лучевой болезни и раковых заболеваний. Началась атомная эра. Ханс Бете, пораженный ужасом, посвятил оставшуюся половину жизни контролю за, как он выразился, “собственным импульсом” ядерного оружия: “Как и другие, кто работал над атомной бомбой, я был восхищен нашим успехом и устрашен событием” [357] . Уинстон Черчилль произнес в Палате общин речь, в которой задавался вопросом, было ли вручение такой мощи человеку знаком того, что Богу наскучило Его творение. Оппенгеймер признался Трумэну, что “ощущает кровь на своих руках”, а в ответ услышал: “Ничего, это легко смывается”.
356
См. некролог Чарльза Доналда Элбери (1920–2009), опубликованный в The Miami Herald 4–29 июня 2009 года.
357
См. некролог Бете в газете “Лондон таймс” 8 марта 2005 года.
23 сентября 1949 года Советский Союз провел первое испытание ядерного оружия – бомбы, основанной на расщеплении. Объем энергии, на практике высвобождаемой в процессе взрыва ядерной бомбы (т. е. бомбы, производящей свою разрушительную силу исключительно делением ядра), располагается в диапазоне от менее чем одной тонны ТНТ до 500 килотонн. Другая, неизмеримо более мощная категория бомб черпает энергию в процессе синтеза более тяжелых элементов из легких (не обязательно водорода) – этот же процесс зажигает звезды.
Удвойте это, и получится оружие почти неограниченной мощности. Его называют по-разному, водородной или термоядерной бомбой, и срабатывает оно, когда ядерная бомба детонирует в специальном отсеке рядом с термоядерным горючим. Гамма– и рентгеновские лучи, порожденные взрывом, сжимают и разогревают капсулу с тритием, дейтерием или гидридом лития, запуская реакцию термоядерного синтеза.
“XX-28 Джордж”, водородная бомба в 225 килотонн, взорванная 8 мая 1951 года (U. S. Department of Energy / Photo Researchers, Inc)