Генри Смит - Атомная энергия для военных целей

3.21. В результате докладов, которые были представлены Комитетом Национальной Академии Наук. британскими учеными и Юри и Пеграмом, а также по настоянию ряда физиков. Буш, как начальник Управления Научно-Исследовательских работ (ОСРД) (Office of Scientific Research and Development), в которое НДРК входит, как часть, решил, что работу по вопросам урана необходимо продвинуть вперед более энергично.

3.22. Прежде чем был составлен третий доклад Национальной Академии Наук и до того, как Пеграм и Юри посетили Англию, Буш передал все вопросы, связанные с ураном, на рассмотрение президенту Рузвельту и вице-президенту Уоллесу. Буш кратко изложил им сущность английской точки зрения, которая в общем была оптимистичной, и отметил ненадежность предсказаний. Президент согласился, что необходимо расширить программу работ, обеспечить иную организацию, изыскать средства из специального источника и осуществить обмен подробной информацией с англичанами. Было принято решение поручить обсуждение вопросов общей политики следующей группе: президент, вице-президент, военный министр, начальник генерального штаба, Буш и Конант. Эта группа часто упоминалась под названием Высшей Политической Группы (Top Policy Group).

3.23. Ко времени представления Национальной Академией третьего доклада и возвращения Юри и Пеграма из Англии начал вырисовываться общий план реорганизации. Как указывал Буш в письме к президенту Рузвельту от 27 ноября 1941 г., доклад Академии был сдержаннее, чем доклад англичан. Тем не менее, он был достаточно оптимистичен, чтобы поддержать план расширения работ. Предложенная реорганизация обсуждалась на собрании секции урана непосредственно перед нападением на Пирл Харбор, и описана в главе V.

3.24. На возможное военное значение деления урана уже через несколько недель после открытия явления, в марте 1939 г., было обращено внимание правительства. Осенью 1939 г. был создан первый правительственный комитет по урану. Весной 1940 г. был создан аппарат для ограничения публикации статей, имеющих значение в данной области. Когда в июне 1940 г. был учрежден НДРК, Урановый комитет был преобразован и передан НДРК. Однако, вплоть до осени 1941 г. общие затраты были сравнительно малы. В декабре 1941 г., после представления доклада Национальной Академией Наук и получения информации от англичан, было принято решение об изменении и расширении программы.

4.1. В главе II были изложены общие проблемы, связанные с получением цепной реакции и применением ее для военных нужд. В начале лета 1940 года наибольшую важность приобрели следующие вопросы:

(1) Возможно ли найти такие условия, при которых происходила бы цепная реакция?(2) Можно ли добиться выделения изотопа U-235 в промышленном масштабе?(3) Можно ли получить замедлитель и другие материалы достаточной чистоты и в нужном количестве?

Эти три вопроса, как видно из дальнейшего, предопределили ход работ за последующие восемнадцать месяцев, хотя и было много других второстепенных задач.

4.2. В июне 1940 г. почти вся работа по вопросам цепной реакции была сосредоточена в Колумбии под общим руководством Пеграма и при ближайшем участии Ферми и Сциларда. Было установлено, что самыми благоприятными условиями для цепной реакции являются, вероятно, те, в которых деление происходит в неоднородной смеси графита и урана под действием тепловых нейтронов. Весной 1940 года Ферми, Сцилард и Г.Л. Андерсон повысили точность измерения поперечного сечения захвата нейтронов углеродом, резонансного поглощения нейтронов (промежуточных скоростей) изотопом U-238 и более детально изучили замедление нейтронов в углероде.

4.3. Пеграм, в записке Бригсу от 14 августа 1940 года писал: «Не очень легко измерять эти величины с большой точностью, не применяя больших количеств веществ. Результаты этих опытов весною 1940 года свидетельствовали о том, что возможность цепной реакции с достоверностью не доказана, хотя еще меньше можно считать ее полностью опровергнутой. В целом полученный указания были более благоприятны, чем выводы, сделанные из предыдущих результатов.»

4.4. На собрании 15 июня (см. главу III) были обсуждены эти результаты и было рекомендовано, чтобы: (А) были проведены дальнейшие измерения ядерных постоянных и (В) были произведены опыты над решетками из урана и углерода, содержащими уран в количествах 1/3-1/4 вычисленных критических количеств.

4.5. Доклад Пеграма от 15 февраля 1941 г. показывает, что большая часть работ, выполненных к этому времени, относилась к пункту (А), тогда как работы по пункту (В) — так называемому промежуточному эксперименту — задерживались из-за недостатка материалов.

4.6. Перефразируя доклад Пеграма, можно представить главные результаты в следующем виде:

(а) Замедление нейтронов в графите было исследовано путем изучения интенсивности активации различных детекторов (родий, индий, йод), расположенных различным образом внутри прямоугольной графитовой колонны, имеющей размеры 338 футов, когда в нее помещался источник нейтронов. Подбирая соответствующие кадмиевые экраны, можно было исследовать действия резонансных и тепловых нейтронов в отдельности. [2] Присутствие нейтронов можно обнаружить при помощи ионизационных камер или счетчиков или посредством искусственной радиоактивности, индуцированной в тонких металлических листочках (см. Приложение 1). Чувствительность каждого из этих детекторов зависит от их природы и от скорости нейтронов (например, нейтроны с энергией около 1,5 вольта особенно эффективны в активации индия). Кроме того, некоторые вещества обладают весьма большими поперечными сечениями поглощения для нейтронов в определенных интервалах скоростей (например, кадмий — для тепловых нейтронов). Таким образом, измерения с различными детекторами и с разными поглотителями или без них дают некоторое указание как о количестве присутствующих нейтронов, так и о распределении их энергии. Однако, методы таких измерений довольно несовершенны.

Математический анализ экспериментальных данных, основанный на теории диффузии, позволил предсказать результаты, ожидаемые в других расположениях. Эти результаты в сочетании с теоретическим изучением диффузии тепловых нейтронов послужили основой для расчета числа тепловых и резонансных нейтронов, обнаруживаемых в какой-нибудь точке в массе графита заданной формы, если источник нейтронов помещается в определенном положении внутри графита или вблизи него.