Ядерное оружие Третьего рейха. Немецкие физики на службе гитлеровской Германии

Ирвинг Дэвид

СУБКРИТИЧЕСКИЙ РЕАКТОР «B-III» В «ВИРУС-ХАУСЕ» В БЕРЛИНЕ

В алюминиевой сфере поочередно размещены слои металлического урана и твердого парафина, использованного как замедлитель. Источник нейтронов помещался в середину реактора через «дымоход». Измерения интенсивности излучения нейтронов проводились под различными углами к «экватору» реактора. Конструкция на время проведения экспериментов размещалась в емкости с водой, которая применялась в качестве отражателя нейтронов

Сам эксперимент планировали провести после завершения работ по строительству подземной лаборатории, однако все понимали, что было необходимо решить еще целый ряд технических проблем для того, чтобы обеспечить безопасность института. В это время профессор Боте и профессор Иенсен в Гейдельберге рассчитали, что минимальный радиус реактора, работающего на уране и тяжелой воде, при условии использования в качестве отражателя воды и графита составит 166 сантиметров. Теперь было необходимо решить более сложные технические проблемы, которые могли возникнуть при работе уранового реактора. В. Фриц и Э. Юсти работали над отводом тепла и энергии, генерируемой в таком

реакторе. Кроме того, необходимо было устранить коррозию урана под воздействием воды, а эту проблему, как показал печальный опыт Гейзенберга и Допеля в Лейпциге, было решить крайне сложно. Ее обсуждение в ходе ряда научных конференций так и не помогло найти нужное решение. От покрытия уранового топлива слоем золота пришлось отказаться сразу же, поскольку золото обладает высокой способностью поглощения нейтронов. Ученые решили, что уран необходимо покрыть слоем никеля или хрома при условии, что никелирование или хромирование будет выполнено равномерным и достаточно глубоким слоем. Поднимался даже вопрос о замене тяжелой воды на другой замедлитель. Впрочем, от этого предложения сразу же отказались. Можно было попробовать использовать тяжелый парафин, то есть парафин, в котором атомы водорода заменены на дейтерий. Но в этом случае каждая полученная в процессе деления уранового ядра альфа-частица разрушит до 100 тысяч молекул парафина. «Таким образом, – говорилось в резолюции, принятой на состоявшейся в конце лета в Берлине научной конференции с участием Воте, фон Вайцзеккера, Вирца, Гартека и других ученых, – придется отказаться от использования в реакторе тяжелого парафина. Единственным источником дейтерия остается тяжелая вода». Возможность «консервирования» уранового топлива в оболочку из металлов с низкими поглощающими и коррозийными свойствами просто не пришла немецким ученым в голову. По этому пути пошли их коллеги в США, используя в качестве замедлителя графит, а не тяжелую воду. 2 декабря 1942 года генерал Л. Гровс получил из Чикаго историческое известие: «Итальянский мореплаватель (то есть Ферми) только что прибыл в Новый Свет. Аборигены настроены дружелюбно». Это значило, что в ходе эксперимента на реакторе, в котором в качестве замедлителя использовалось 350 тонн чистого графита, а в качестве топлива – 5,6 тонны урана и 36,6 тонны оксида урана, удалось добиться критической реакции. Эксперимент проводился на поле для гольфа, расположенном под трибуной стадиона Чикагского университета. Спустя еще двенадцать дней были разработаны первые проекты возведения в городе Ханфорд предприятия по производству плутония. Для этого было необходимо построить четыре реактора с водяным охлаждением (в том числе один резервный), расположенных на расстоянии примерно двух километров друг от друга. Кроме того, нужно было возвести два химических цеха для выделения из облученного уранового топлива плутония. Вокруг каждого из цехов предполагалось иметь восьмикилометровую зону безопасности. Каждый из урановых реакторов должен был работать в течение трех месяцев, после чего закрывался на месяц для удаления радиоактивных шлаков и загрузки нового топлива. Радиоактивные шлаки предполагалось транспортировать в специальных железнодорожных вагонах в районы хранения, где они должны были помещаться в емкости с водой до тех пор, пока уровень приобретенной в процессе извлечения плутония радиоактивности в них не снизится до допустимого предела. Американцы составляли эти проекты, даже еще толком не зная, сколько именно плутония понадобится для создания бомбы.

В конце 1943 года в Оук-Ридже было начато строительство предприятий по сепарации изотопа урана-235. При этом предполагалось использовать две технологии: в расположенных в 30 километрах друг от друга долинах были построены предприятия электромагнитной сепарации и выделения методом газовой диффузии. Случилось так, что в производстве бомбы, сброшенной на Хиросиму, был использован уран, полученный методом электромагнитной сепарации. В декабре 1942 года президента Рузвельта проинформировали, что стоимость всей американской атомной программы составит около 400 миллионов долларов. Примерно одну четвертую часть этой суммы составляли затраты на разработку и внедрение электромагнитного процесса, который получил высший по сравнению с методом диффузии приоритет.

Примерно в это же время в Германии рейхсминистр почтовых сообщений Онезорге срочно потребовал новой встречи с Гитлером. Организацией встречи занимался Гиммлер, которому сообщили: «По его (Онезорге) данным, в настоящее время в Америке собираются ведущие специалисты в области физики и химии, которые должны обеспечить достижение заданных результатов». По мнению одного из лучших ученых Онезорге фон Арденне, министр имел в виду американскую атомную программу. Каким образом ему удалось получить такие данные, до сих пор остается секретом. Фон Арденне вспоминал, что информация об американском проекте поступала в Германию через Швецию. Известно также, что весной 1942 года специалистам Онезорге удалось расшифровать код трансатлантической радиотелефонной связи и записать тысячи телефонных разговоров, в том числе и переговоры самого У. Черчилля. Утечка могла произойти и из этого источника.

Ученые в США, в свою очередь, были озабочены слухами о ведущихся в Германии работах над атомным проектом. За несколько недель до того, как на чикагском реакторе была получена цепная реакция, до группы ученых под руководством А. Комптона [28] дошла весть о том, что 1 октября руководителем пресловутого Института имени кайзера Вильгельма был назначен профессор Гейзенберг, который собирается отправиться с кратким визитом в нейтральную Швейцарию. Эта информация заинтересовала американскую разведывательную службу, которая через знаменитого американского физика голландского происхождения С. Гаудсмита, имевшего связи в Великобритании, постаралась срочно довести ее до британских коллег. Сам Гаудсмит в то время ничего не знал об американской атомной программе, однако по просьбе Комптона он упомянул в своем письме несколько имен и кодовых слов. В письме в Англию он подчеркивал, что деятельность Гейзенберга в Швейцарии «может заинтересовать сотрудников проекта «Tube Alloys», к которым относится, в частности, доктор Пайерлс. Их коллег в США интересует, является ли факт перехода Гейзенберга (в Институт имени кайзера Вильгельма) свидетельством того, что некая проблема теперь воспринимается в Германии более серьезно, чем прежде». Было маловероятно, что Гейзенберг сам добровольно расскажет об этом, однако, возможно, удастся узнать, «кто еще работает вместе с ним и насколько серьезно ведутся такие работы». Письмо дипломатической почтой было отправлено в Лондон; его копию переслали в разведку ВВС.

28

Комптон А. лаурет Нобелевской премии по физике 1927 г. за открытие

упругого рассеяния электромагнитного излучения в рентгеновском и гамма-диапазоне на свободных или слабо связанных электронах. Ныне это излучение, сопровождающееся увеличением длины волны, известно в физике как эффект Комптона и является прямым доказательством существования фотонов, то есть квантов электромагнитного излучения.

Вскоре после успешного эксперимента Ферми во время встречи в офисе Комптона в Чикаго обсуждался вопрос: когда можно ожидать появления в Германии первой собственной атомной бомбы? Самый пессимистично настроенный из участников обсуждения доктор Вигнер, стоя у доски, доказывал, что такая бомба будет изготовлена к декабрю 1944 года.

Тем временем летом и осенью 1942 года членов имперского совета по научным исследованиям больше заботили проблемы собственной реорганизации. Члены его президиума, в первую очередь Шпеер и Розенберг, очень медленно реагировали на запросы рядовых членов совета; зачастую ответов на письма приходилось ждать по несколько месяцев. Соответственно росла и неразбериха в ходе реализации германской атомной программы. В ходе июньского совещания 1942 года, в котором принимали участие руководители различных служб вооруженных сил Германии, к проекту неожиданно проявили интерес представители ВМС, технические специалисты которых развернули дискуссию о возможности применения атомной энергии в боевых кораблях. Их же заинтересовали ранее неисследованные физические свойства урана, в первую очередь способность этого металла противостоять коррозии при нагреве воды до высоких температур. Речь зашла о создании ядерного реактора, применение которого позволило бы увеличить радиус действия немецких субмарин до 25 тысяч миль. При этом расход «топлива» должен был составить всего один килограмм урана. К работе над решением этой проблемы подключились специалисты министерства ВВС, а также некоторые сотрудники Института имени кайзера Вильгельма. Особо активное участие в работах принимала гамбургская группа ученых под руководством профессора Гартека.

И вновь, несмотря на то что управление вооружений определило атомную программу как «не имеющую первоочередного военного значения» и даже передало ее в подчинение Имперскому исследовательскому совету старого состава, военные продолжали финансировать группу ученых в Готтове под руководством доктора Дибнера. Промышленность Германии нуждалась в мощных источниках нейтронов для испытаний особо прочных материалов; медицине были необходимы радиоизотопы; биологи-генетики интенсивно изучали эффект воздействия радиации на организм. Командование люфтваффе надеялось, что реализация проекта позволит получить искусственным путем заменители радия, жизненно необходимые для производства светящейся краски, применявшейся при изготовлении шкалы приборов и циферблатов часов [29] . И даже почтовое ведомство надеялось воспользоваться плодами программы и пристально следило за ходом работ лаборатории под руководством фон Арденне, расположенной в Темпельхофе. В октябре испытательный ракетный полигон в Пенемюнде даже предоставил этой лаборатории контракт «на исследования возможности использования эффекта атомного распада и процесса цепной реакции в ракетных двигателях».

29

К концу 1942 г. в Германии оставалось всего 60 г радия. При существовавших потребностях в этом материале его запасов должно было хватить всего на три года.

24 ноября вновь назначенный глава исследовательского совета профессор Эсау написал письмо своему коллеге и конкуренту профессору Рудольфу Ментцелю, в котором высказался за централизацию работ над урановым проектом. Он объяснял это тем, что «за последние несколько месяцев исследовательскому совету пришлось обеспечить работу над целым рядом дополнительных направлений в рамках программы и, как следствие, открывать новые научные центры и расширять число сотрудников». Проект способен принести практические результаты только в том случае, если он будет обеспечен соответствующим персоналом и инфраструктурой. Кроме того, все работы в рамках проекта должны быть обеспечены по высшему в Германии приоритету DE. Ранее, при строительстве бункера под реактор в Институте физики в Далеме, Альберту Фоглеру удалось обеспечить для строительства такой приоритет. Имя Фоглера Эсау упоминал с некоторой досадой. Ментцель отправил на подпись Герингу проект директивы об официальном создании группы исследований в области ядерной физики. В письме к заместителю Геринга Ментцель напоминал, что со времен открытия профессора Гана над проблемой работают ученые всего мира; особенно больших успехов добились американские физики: «Даже не упоминая о том, что никогда невозможно заранее определить масштабы важности научно-исследовательского проекта, и забыв о том фантастическом эффекте, который могут дать исследования в области ядерной физики, сама проблема кажется мне настолько важной, что даже теперь, во время войны, ее нельзя оставлять ни на минуту. Именно с ядерной физикой связано решение самых смелых военных программ».

Ментцель предложил Герингу назначить профессора Эсау «полномочным представителем рейхсмаршала по ядерной физике». Несмотря на то что Эсау не был по образованию ядерным физиком, он обладал широкой эрудицией. Кроме того, поскольку это был человек со стороны, он был нейтральной кандидатурой, не представлявшей ничьих узковедомственных интересов. А это, по мнению Ментцеля, «тоже было немаловажно, поскольку, принимая во внимание то, что работающие над атомной программой физики обладают сложными характерами и весьма ранимы по натуре, назначение на этот пост специалиста из их среды может привести к неожиданным сложностям и трениям».

Профессор Эсау действительно поддерживал хорошие отношения с учеными, работавшими в рамках проекта в различных ведомственных группах, включая группу, подчиненную министру Онезорге. Однако его слабым местом было то, что он не пользовался авторитетом в государственных структурах рейха. Особенно огорчительным было то, что рейхсминистр Шпеер был о профессоре самого низкого мнения. То же самое касается и самого Ментцеля. Через несколько дней после того, как Ментцель написал письмо заместителю Геринга Герннерту, в его личном деле появился донос, в котором утверждалось, что, еще работая в министерстве образования, профессор Ментцель нанес немецкой науке огромный вред. «В физике все захватила клика, защищающая Эйнштейна с его теорией относительности… Этот факт подтверждается тем, что в Институте физики имени кайзера Вильгельма место профессора Дебая, этого непревзойденного мастера экспериментальной физики, занял профессор Гейзенберг, который всегда был главой теоретиков». Анонимный доносчик далее писал, что физики – ветераны партии, которые уже более двадцати лет критиковали Эйнштейна и его теорию, безо всякого объяснения причин были уволены Ментцелем. А самой ужасной аноним считал эту «аферу с так называемой урановой машиной, которую пытается продвигать Ментцель».