Ядерное оружие Третьего рейха. Немецкие физики на службе гитлеровской Германии

Ирвинг Дэвид

В первые годы войны у германской стороны не было оснований не полагаться на свои возможности в Норвегии: страна не подвергалась нападениям с воздуха, а возможность проведения там диверсий считалась маловероятной. В производстве тяжелой воды особенно сложным является первый этап, на котором ее концентрация доводится до 5—10 процентов, поскольку при этом необходимы значительные количества воды или водорода. Экономические соображения делали невозможным создание предприятия с полным циклом производства тяжелой воды, а каждый из предложенных альтернативных вариантов имел свои недостатки. Наиболее перспективным считался метод, предложенный профессором Клузиусом. На мюнхенском предприятии по производству холодильного оборудования Клузиус и хозяин предприятия Линде предполагали превращать водород в жидкость и частично дистиллировать. Таким образом получался примерно пятипроцентный обогащенный водород, из которого в дальнейшем путем электролиза следовало

производить тяжелую воду. 22 ноября 1941 года на совещании в управлении вооружений армии было принято единогласное решение о заключении с фирмой контракта на сумму 70 тысяч рейхсмарок, на которые предполагалось построить пилотное предприятие мощностью 10 процентов от предусмотренной проектом [22] .

22

На совещании присутствовали Бонхоффер, Клузиус, Гартек, Коршинг, Розе, Суэсс и Вирц; управление вооружений представляли Баше и Дибнер.

Но, как отметил профессор Гартек, и этот проект имел свои недостатки: несмотря на относительную дешевизну самого процесса, предприятие должно было работать на чистом водороде, по возможности обогащенном. Однако применявшийся в коммерческих целях водород всегда имеет примеси аргона и азота.

Самым доступным способом считалась частичная дистилляция обычной воды, которую было легко получить, поскольку она содержалась в отходах большинства крупных промышленных предприятий. Однако этот способ предусматривал крупные финансовые вложения, поскольку производительность 15-метровой перегонной башни составляла всего несколько граммов тяжелой воды в день. Но даже с учетом того, что собственное производство могло значительно дополнить возможности предприятия в Веморке, по словам Гартека, «не следовало создавать технологии, которые могут легко скопировать за рубежом». Такое решение можно сравнить со знаменитым в своем роде вето, наложенным Герингом на дальнейшее усовершенствование радиолокационных систем из опасения, что и враг сможет воспользоваться этими идеями.

Как бы то ни было, немцы решили передать технологию двух температур Гартека – Суэсса предприятию в Веморке, что, по их расчетам, должно было привести к повышению производительности до четырех тонн в год. Кроме того, профессор Гартек рекомендовал использовать в качестве дополнительного источника тяжелой воды другое предприятие, расположенное в Захейме, где предполагалось получать до одной тонны тяжелой воды в год. Таким образом предполагалось достичь необходимой немцам производительности норвежских предприятий.

В качестве альтернативы рассматривалась возможность возведения крупного предприятия по производству тяжелой воды с использованием реакции Гартека – Суэсса в Германии. По окончании февральской конференции в Берлине представитель «И.Г. Фарбен» доктор Герольд с предприятия по производству аммония «Leuna» предложил построить пилотное предприятие, используя мощности компании «И.Г. Фарбен». Предварительно Герольд посоветовался с экспертами по термодинамике, и они вместе пришли к выводу, что стоимость одного грамма тяжелой воды составит примерно 30 пфеннигов. Эта цифра была «вполне допустимой». В середине апреля Гартек и профессор Бонхоффер приступили к переговорам с доктором Герольдом о возведении на заводе «Leuna» опытного производства стоимостью 150 тысяч марок. Из соображений экономии процесс должен был состоять всего из восьми этапов; при этом обогащение должно было составить всего один процент. Компания «И.Г. Фарбен» полностью взяла на себя расходы по возведению опытного производства; при этом она отнюдь не руководствовалась соображениями альтруизма. Глава компании X. Бетефиш настаивал на том, что «управление вооружений армии должно предоставить мне и моим коллегам все детали этого способа производства энергии». Если проект увенчается успехом, он, несомненно, будет иметь большое коммерческое будущее, которое компания не могла игнорировать.

Эта просьба была рассмотрена профессором Эсау, в конце апреля назначенным министром образования главой германского атомного проекта. Бетефиш снова настаивал на том, что перед тем, как приступить к работам, фирма «И.Г. Фарбен» намерена «подробно ознакомиться со всей программой». Договоренность была достигнута, и к маю необходимую информацию должны были предоставить компании. При этом возведение предприятия на заводе «Leuna» должно было вестись максимально быстрыми темпами.

Это была первая попытка компании «И.Г. Фарбен» наложить руку на урановую программу, которая, как будет видно из последующих событий, привела к фатальным последствиям: когда в 1944 году начались трудности с поставками тяжелой воды, компания отказалась от своих обязательств.

Пока же все запасы тяжелой воды находились в распоряжении управления по военным связям в Осло под руководством консула Шепке,

норвежца немецкого происхождения. В марте 1942 года производство тяжелой воды на заводе в Веморке достигло 103 килограммов, однако при этом в апреле производства не было вообще: под предлогом низкого уровня воды на станции предприятие было остановлено для капитального ремонта одного из счетчиков водорода. Турбины были запущены вновь только 6 мая. А пока были начаты необходимые работы по модернизации завода в Захейме и увеличению его производительности до 4 килограммов в день. К середине июня компания начала получать тяжелую воду со второго предприятия в Веморке, построенного по немецкому заказу в дополнение к уже работавшему. И все же производство ценного вещества увеличивалось очень медленно, и причину этого Шепке был склонен видеть в «пассивном сопротивлении» норвежских партнеров.

Одновременно с принятием мер по увеличению производства тяжелой воды несколько групп немецких физиков пытались решить проблему обогащения урана-235.

В Институте имени кайзера Вильгельма в Берлине доктор Эрих Багге приступил к строительству своего «изотопного шлюза»; к началу 1942 года ему удалось получить от компании «Bamag» первые основные узлы и механизмы этой машины. В течение двух последующих месяцев он провел серию экспериментов с серебром; эти опыты, по мнению Багге, должны были доказать надежность и практичность его конструкции. Наконец, 13 февраля в топке машины Багге впервые был использован уран.

Сразу три группы физиков независимо друг от друга работали над выделением урана-235 электромагнитным способом. В Киле В. Вальхер построил масс-спектроскоп, способный выделять незначительное количество изотопов серебра; по мнению создателей аппаратуры, она должна была работать и с ураном. Аналогичные работы проводились и в институте Отто Гана в Берлин-Далеме доктором Эвальдом; при этом Эвальд создал аппаратуру весьма оригинальной конструкции. Основным недостатком обоих способов было то, что они предусматривали обогащение лишь небольшого количества урана, процесс шел буквально по одному иону. Барону Манфреду фон Арденне, изобретателю «нового магнитно-изотопного сепаратора высокой производительности», удалось доказать, что эта проблема разрешима. Еще в апреле в его лаборатории появились чертежи этой машины. В конце концов уже после войны барону удалось построить в лаборатории в Берлин-Лихтерфельде такой магнитный резонатор. Это произошло уже после того, как в «Physical Review» был подробно описан процесс магнитного резонанса, примененный американцами в лаборатории Оук-Ридж. Сходство их аппаратуры с разработкой фон Арденне просто поразительно.

В апреле был готов первый опытный образец центрифуги доктора Грота. Во время первых испытаний удалось достичь скорости вращения барабана из легких сплавов 50 тысяч оборотов в минуту. И все же даже эта скорость оказалась несколько ниже расчетной. Затем произошел взрыв: материал, из которого был изготовлен барабан, не выдержал нагрузок. Спустя месяц в Киле приступили к испытаниям нового барабана, меньшего размера, который тоже взорвался. И все же можно было назвать все это всего лишь болезнями роста; всем было очевидно, что уже очень скоро все-таки удастся победить проблему обогащения урана. Как подчеркивал профессор Гартек, если в случае с реакцией Клузиуса – Диккеля речь шла о малоизученных процессах, то при использовании метода ультрацентрифуги все было основано на уже известных законах физики, для которых даже такой «неудобный в применении» газ, как гексафторид урана, не был исключением.

К 1 мая 1942 года фирма «Degussa» произвела почти три с половиной тонны порошка металлического урана. Большая часть его была немедленно передана компании «Ауэр», управлению вооружений, а также профессору Гейзенбергу, который у себя в Лейпцигском институте готовил свой самый важный опыт с использованием атомного реактора.

Результаты предыдущего эксперимента на реакторе «L–III» показались Гейзенбергу настолько обнадеживающими, что он принял решение добавить еще один слой металлического урана в реактор и проследить за результатами. Несколько ранее, в декабре 1941 года, Гейзенберг и профессор Допель проводили эксперимент с использованием быстрых нейтронов, который неожиданно продемонстрировал ученым некоторые неприятные свойства порошка металлического урана. В этом виде уран является чрезвычайно горючим материалом: он самовозгорается при малейшем контакте с воздухом. Один из ассистентов Гейзенберга пытался осторожно поместить порошок внутрь алюминиевой сферы, когда вдруг из отверстия с глухим звуком вырвался столб пламени высотой примерно четыре метра. Техник получил сильнейший ожог, огнем был подожжен стоящий рядом барабан с ураном. Допель с ассистентом забросали барабан песком, однако на следующий день, разбросав песок, обнаружили, что уран все еще продолжал интенсивно гореть. В некоторой растерянности ученые опрокинули тлеющие угольки в воду; методом такой импровизации они пришли к выводу, что горящий уран можно потушить водой.