Елена Кочемировская - 10 гениев, изменивших мир

На переговорах в Управлении военно-морского флота США в 1939 году Ферми впервые упомянул о возможности создания атомного оружия на основе цепной реакции с мощным выделением энергии. Он получил федеральное финансирование для продолжения своих исследований. В ходе работы Ферми и Сегре установили возможность использования в качестве «взрывчатки» для атомной бомбы тогда еще не открытого элемента – плутония. Хотя плутоний (Pu), имеющий порядковый номер 94, еще не был известен, оба ученых твердо знали: элемент с массовым числом 239 (239 Pu) должен расщепляться и может быть получен в урановом реакторе при захвате нейтрона ураном-238.

Не прошло и нескольких месяцев, как Ферми начал собирать вокруг себя группу сотрудников вместо тех, кого оставил в Риме. Наиболее преданными членами этого коллектива стали Андерсон, Маршалл, Вейль и Цинн. Некоторые из основных, наиболее важных экспериментов провели еще в Колумбийском университете совместно со Сциллардом. Цель работы была чисто технической: установление самоподдерживающейся цепной реакции и производство нового элемента – плутония. Ответственность возложили на Ферми, хотя он и обладал (с юридической точки зрения) статусом «иностранца – подданного враждебной державы».

После решения президента Рузвельта от 6 декабря 1941 года о развертывании работ по созданию атомного оружия («Манхэттенский проект») и выделения необходимого финансирования группу Ферми включили в состав Металлургической лаборатории Чикагского университета и к маю 1942-го перевели в Чикаго. Ферми был назначен председателем подсекции теоретических аспектов Уранового комитета.

16 ноября 1942 года на площадке для игры в сквош под западными трибунами стадиона Чикагского университета Стэгг-Филд при общем руководстве Ферми началась сборка экспериментального атомного реактора. Если в Колумбийском университете на проведение работ отпускались весьма незначительные суммы, то в Чикаго Металлургическая лаборатория субсидировалась довольно щедро.

Сооружаемый реактор на техническом жаргоне называли «кучей», так как его составили из брусков графита (чистого углерода), которые должны были сдерживать скорость цепной реакции (замедлять нейтроны). Уран и оксид урана размещались между графитовыми брусками. Реактор проектировался в виде шара радиусом до 4 метров. На его сооружение пошло около 46 тонн урана и почти 385 тонн графита. Ферми и его команда своими руками укладывали графитовые бруски. Ученый предпочитал все делать сам, вместо того чтобы давать указания другим. В результате первый реактор Ферми был построен быстрее, чем все последующие.

Физики работали круглосуточно, и 2 декабря 1942 года в 2 часа 20 минут (менее чем через год после переезда Ферми в Чикаго и спустя 24 часа после того, как было получено достаточное количество урана), в полном соответствии с расчетами ученого, кадмиевые регулирующие стержни, поглощающие нейтроны, медленно выдвинули, чтобы запустить первую в мире самоподдерживающуюся цепную реакцию. «Было ясно, – писал впоследствии Джон Кокрофт, – что Ферми открыл дверь в атомный век». Первое испытание продолжалось (из-за отсутствия необходимой радиационной защиты) в течение 28 минут при мощности не более полуватта, что свело к минимуму радиоактивное излучение.

Возможность цепной реакции была доказана, и теперь реакторы стали интересовать Ферми лишь в более узком плане – как средство исследования и источник нейтронов. Он с радостью предоставил другим решение технических и административных проблем, связанных со строительством крупных реакторов, однако остался надежным и авторитетным консультантом для всех, кто принимал участие в решении инженерных проблем реакторостроения, и всегда был готов прийти на помощь словом и делом. Когда, например, потребовалось срочно выяснить величину радиоактивности, индуцированной медленными нейтронами в кислороде, Ферми произвел необходимые измерения в течение одного дня.

Вскоре экспериментальный реактор в Чикаго был разобран и в марте 1943 года вновь собран в Аргоннской лаборатории с незначительными усовершенствованиями. Он позволил получить все данные, необходимые для строительства в Хенфорде (штат Вашингтон) фирмой «Дюпон» больших реакторов для производства плутония. Первый такой промышленный реактор был готов к пуску в сентябре 1944 года, и фирма попросила, чтобы Ферми на всякий случай присутствовал при запуске.

Незадолго до этого, в июле, выдающийся физик и его семья стали гражданами Соединенных Штатов, а в следующем месяце они переехали в строго засекреченный городок Лос-Аламос (штат Нью-Мексико). Ученого назначили руководителем отдела современной физики в новой лаборатории, созданной под руководством Роберта Оппенгеймера для создания атомной бомбы. Отдел, который возглавил Ферми, решал сложные, непредвиденные вопросы, не входившие в компетенцию других отделов.

Все работы по созданию атомной бомбы протекали в обстановке абсолютной секретности. Очень немногие были осведомлены о том, что скрывается за вывеской Манхэттенского проекта. Даже госдепартамент США до начала Ялтинской конференции в феврале 1945 года ничего не знал об этом. О целях проекта не ведал даже Объединенный комитет начальников штабов. Владели государственной тайной лишь отдельные лица, по выбору президента Ф. Рузвельта…

Манхэттенский проект имел свою полицию, контрразведку, систему связи, склады, поселки, заводы, лаборатории, свой колоссальный бюджет. По размаху работ и размерам капиталовложений он являлся самым крупным научным центром.

В США засекретили даже опубликованные ранее книги и статьи, где говорилось о возможности создания атомной бомбы. Так, из всех библиотек государства США были изъяты номера газет «Нью-Йорк таймс» и «Сатерди ивнинг пост» со статьями У. Лоуренса, в которых рассказывалось об атомной бомбе. Существовал приказ записывать фамилию каждого, кто интересовался этими номерами газет, и ФБР затем выясняло его личность.

Известен курьез, который произошел с американским писателем-фантастом Р. Хайнлайном. В 1941 году в повести «Злосчастное решение» он описал, как американцы создадут из урана-235 бомбу и сбросят ее в конце войны на крупный город противника. Это было столь похоже на действительность, что писателя привлекли к ответственности за разглашение тайны.

Все операции в общем цикле работ были построены на принципе изолированности. Каждый сотрудник знал только те детали проекта, которые касались непосредственно его работы. Даже в случае крайней необходимости для обмена информацией между разными отделами требовалось особое разрешение.

Для Лос-Аламосской лаборатории сделали исключение. В ее библиотеке появились отчеты из других отделов и лабораторий, а с переводом сюда ученых из других подразделений поступило много новой ценной информации. Правда, за доступ к ней ученые заплатили ограничением личной свободы: с самого начала лабораторные корпуса обнесли оградой, и охрана пропускала туда только лиц, имевших разрешение. Еще один забор окружал весь городок. При входе и выходе проводилась проверка, на любые поездки требовалось разрешение. За каждым работавшим велось тщательное наблюдение. Районы Лос-Аламоса, Ок-Риджа и Хэнфорда находились под постоянным контролем служб безопасности, на всех подъездных путях к ним круглосуточно дежурили специальные патрули. Жители трех засекреченных городов могли отправлять и получать корреспонденцию только через цензуру, телефонные разговоры прослушивались.