Борис Иоффе - Без ретуши. Портреты физиков на фоне эпохи

В последнее время в печати интенсивно обсуждается вопрос, какую роль в осуществлении советского атомного проекта сыграла информация, добытая шпионами, или, как иногда утверждается, добровольно переданная некоторыми западными физиками. Харитон публично признал, что такая информация при создании первой советской атомной бомбы была крайне существенной, более того, эта бомба явилась точной копией американской. В физике атомных реакторов дело обстояло не совсем так. Действительно, ряд важнейших идей об использовании плутония для бомбы и его производстве в атомных реакторах пришёл «оттуда». Но многое из реализованного в физике, и особенно в теории атомных реакторов — это, как уже говорилось выше, результат творчества советских учёных и инженеров. Я мало что могу сказать о конструкции атомных реакторов в этом аспекте. Про конструкцию графитовых реакторов, сооружённых по проектам Лаборатории №2 (ЛИПАН), я не могу сообщить ничего определённого: были ли тут шпионские данные, и если были, то какую роль они сыграли, — не знаю. В Лаборатории №3 имелся чертёж канадского тяжеловодного исследовательского реактора, и при сооружении первого в СССР реактора такого типа оттуда кое-что было позаимствовано: общий размер бака для тяжёлой воды, размер графитового отражателя. Однако другие важнейшие элементы конструкции, такие как крышка реактора (через неё загружаются и выгружаются урановые стержни и осуществляется регулирование), уплотнение урановых каналов и многое другое, было изобретено и сконструировано в Лаборатории №3. При сооружении промышленных тяжеловодных реакторов никаких заимствований не было вообще, они итог собственных разработок. Что касается теории атомных реакторов, то я со всей определённостью могу свидетельствовать, что созданная в СССР теория атомных реакторов была оригинальна и, более того, превосходила американскую. Первые работы, в которых сформулированы основные положения теории цепной реакции деления урана на тёплых нейтронах в ядерном реакторе, написаны и опубликованы Зельдовичем и Харитоном ещё в 1940 году. Это последние открытые работы по данной проблеме — на Западе публикация статей на эту тему прекратилась ещё раньше. В этих работах была получена знаменитая формула трёх сомножителей для вычисления коэффициента размножения в ядерном реакторе. (Позднее Г. Н. Флёров добавил к ней четвёртый сомножитель.) Теория резонансного поглощения нейтронов в урановых блоках реактора была построена Гуревичем и Померанчуком в 1943 году. В ней заложена определённая физическая идея, тогда как аналогичная теория, выдвинутая Ю. Вигнером в США — это, по сути дела, просто интерполяционная формула. Теория Гуревича и Померанчука в отличие от формулы Вигнера, — настоящая физическая теория, которую можно было развивать, улучшать, что и происходило. При построении теории диффузии тепловых нейтронов в реакторе очень плодотворной оказалась предложенная Ландау идея: характеризовать урановый блок одной величиной — тепловой постоянной. В построении теории ядерных реакторов в 1945-1947 годах участвовали также Е. Л. Фейнберг, И. М. Франк, В. С. Фурсов, но основной вклад был сделан И. Я. Померанчуком. В 1945-1947 годах А. И. Ахиезер и И. Я. Померанчук написали книгу «Теория нейтронных мультиплицирующих систем». В ней систематически изложены все вопросы теории ядерных реакторов. В то время о её публикации не могло быть и речи — она считалась «совершенно секретной». Книга была издана только в 2002 году (М.: ИздАТ, 2002). В дальнейшем, более тонкие проблемы теории — теория гетерогенных решёток и другие — были исследованы А. Д. Галаниным и С. М. Фейнбергом. Так что при расчёте конкретных реакторов использовалась только «отечественная теория», никаких заимствований не было.

Единственным местом в расчёте ядерных реакторов, где использовались шпионские данные (мы называли их «икспериментальные данные»), были величины сечений захвата и деления тепловых нейтронов ураном и плутонием, а также число вылетающих при делении нейтронов. Существовали и данные измерений этих величин, выполненных в СССР (ЛИПАН и ТТЛ), но точность их была несколько ниже, и мы больше верили «икспериментальным данным». Однако цифры по резонансному поглощению использовались свои, в основном полученные в ЛИПАНе и, частично, в ТТЛ.

Шпионские материалы, которые поступили в Лабораторию №3 в 40-х годах, шли обычно за подписью Я. П. Терлецкого — профессора МГУ (он читал там курс статистической физики), по совместительству работавшего в МГБ. В его обязанности входило сортировать поступающие из-за границы материалы по атомному проекту. (Терлецкий не был специалистом по ядерной физике и никакого иного участия в атомном проекте не принимал.) В 1945 году Терлецкого (с рекомендательным письмом от П. Л. Капицы) послали в Копенгаген к Н. Бору, с целью выяснить у того, что он знает об атомной проблеме. (Беседа Терлецкого с Бором опубликована в газете «Московский комсомолец» от 29 июня 1994 года.) Подавляющее большинство ответов Бора носит общий характер и малоинформативно. Но один ответ представляет интерес и мог бы дать полезную для того времени информацию (если, конечно, она уже не была известна). Терлецкий спросил Бора, через какое время извлекаются урановые стержни из атомного реактора. Ответ Бора был, что точно он не знает, но вроде бы примерно через неделю. Эта информация важна по следующей причине. В урановых стержнях при работе реактора накапливается плутоний-239, который затем химически извлекается из них и используется как заряд в атомной бомбе. Однако за счёт захвата нейтронов плутонием-239 происходит также накопление другого изотопа плутония 240 Pu . Этот изотоп вреден для бомбы, и при большом его содержании взрыва не будет — будет «пшик». Химически эти два изотопа не разделяются, извлекается смесь обоих изотопов. Для обеспечения взрыва бомбы нужно, чтобы отношение 240 Pu к 239 Pu не превосходило определённой величины. Концентрация 240 Pu растёт квадратично со временем выдержки уранового стержня в реакторе, а концентрация 239 Pu — линейно. Поэтому время выдержки плутония, пригодного для получения бомбы, не может быть очень большим, и его величина — существенный параметр, определяющий, какова допустимая концентрация 240 Pu в бомбе [20]. Таким образом, Бор сообщил нечто важное. Но ответ Бора был грубо не верен! То ли Бор сам не знал, то ли умышленно ввёл Терлецкого в заблуждение. Последнее не исключено, поскольку, скорее всего, Бор должен был относиться к Терлецкому с предубеждением (Терлецкий из МГУ, а оттуда незадолго до того изгнали всех крупных физиков: Ландау — ученика Бора, Тамма, Леонтовича и других).

Остановлюсь на эпизоде, относящемся к прибытию в СССР Б.Понтекорво. Как известно, в конце 40-х годов Понтекорво жил в Англии. Примерно в начале 1950 года он поехал с семьей в Финляндию, якобы на отдых. Там их ждал советский пароход «Белоостров», на котором они и прибыли в СССР. Операция по выезду из Финляндии была проведена нелегально, и лишь потом, когда Понтекорво исчез, западные спецслужбы определили, что исчез он именно таким образом. В нашей печати никаких сообщений о его приезде не было, и я, например, узнал об этом значительно позже из американского журнала Science News Letters. По прибытии в СССР Понтекорво жил и работал в Дубне. Выезд из Дубны ему был запрещён примерно до 1955 года, он пребывал там как бы в ссылке. Его фамилию упоминать запрещалось. Померанчук, который в то время часто ездил в Дубну, по возвращении оттуда неоднократно говорил, что обсуждал такой-то вопрос с «профессором» или что «профессор» сказал то-то. «Профессор» — это был Понтекорво, но имени его Померанчук не произносил: табу сохранялось до 1954 года.