Николай Карпан - Чернобыль. Месть мирного атома

История этой находки, вкратце, такова. В 1972 году в африканской республике Габон, на урановом месторождении Окно, был проведен изотопный анализ руд. Это была скорее формальность, чем серьезное научное исследование. Но результаты анализов оказались неожиданно для всех необычными: концентрация изотопа уран-235 в руде была намного ниже обычной - в некоторых местах обеднение («выгорание») урана достигало 50 процентов. В то же время исследователи обнаружили огромный избыток таких изотопов, которые обычно возникают при реакции деления урана-235 (неодима, рутения, ксенона и других).

Феномен Окло породил множество гипотез, и самая простая из них (а потому и наиболее правдоподобная) приводит к фантастическому на первый взгляд выводу: около двух миллиардов лет тому назад в Окло работал природный атомный реактор, на протяжении примерно пятьсот тысячелетий. Пришельцы? Совсем не обязательно. Для работы реактора нужен замедлитель нейтронов (например, вода), и геометрически правильное взаимное расположение топлива (уран) и замедлителя (вода). Можно предположить, что в толще уранового месторождения, имеющего высокую концентрацию урана-235, были пустоты, в которых вода могла случайно скопиться и запустить ядерный котел. И он заработал в режиме саморегулирования: с увеличением мощности реактора выделялось тепло, и поднималась температура в том объеме уранового месторождения, в котором скопилась вода. Вода испарялась, её слой, замедляющий нейтроны, становился тоньше. Соответственно уменьшалось число замедленных нейтронов, вызывающих реакцию деления ядер урана и мощность реактора падала. Потом вода скапливалась вновь, и цикл возникновения и регулирования цепной реакции деления ядер повторялся».

Вернемся в 20-й век. Для атомной промышленности США удачный эксперимент Ферми означал окончание последнего исследовательского этапа перед началом производства плутония в Хэнфорде. С невероятной быстротой были смонтированы три гигантских реактора на южном берегу реки Колумбия. Атомный реакторы Ферми работали, как часы. Когда в годы войны их запустили на полную мощность, они стали ежедневно вырабатывать примерно по 0,5 кг плутония каждый.

Благодаря точным ультрамикрохимическим исследованиям ученые очень скоро стали располагать данными по всем основным физикохимическим свойствам плутония. Он оказался чрезвычайно опасным веществом, прежде всего вследствие своей долговременной радиоактивности (десятки тысяч лет), а также своей способности задерживаться в человеческом организме. В 1 м 3воздуха максимально допустимое содержание плутония составляет всего 10" 9грамма. Сравнение плутония с синильной кислотой - одним из сильнейших химических ядов, показывает, что он опаснее её в 10 тысяч раз (предельно допустимая концентрация синильной кислоты равна целых 11 мг на 1 м 3воздуха, или 1,1х10" 5грамма).

Справка: По данным новейших исследований, плутоний уже нельзя называть искусственным элементом, ибо в 1971 году его обнаружили в природном редкоземельном минерале бастнезите, не содержащем урана. В 90 кг горной породы содержится 10' 14г плутония-244, что было установлено с помощью масс-спектрографа. Это единственный изотоп 94-го элемента, который еще не совсем исчез с лица Земли за время ее существования. По приблизительной оценке, вся земная кора толщиной в 16 км содержит всего около 1 кг природного плутония. Другие изотопы плутония, которые сегодня в виде следов еще находятся в природных урановых рудах, имеют, как уже говорилось, искусственное происхождение.

Энрико Ферми использовал для своего реактора графит в качестве замедлителя. Немцы, как известно, предпочли тяжелую воду. Однако они не достигли цели, потому что Германия с конца 1941 года уже не располагала такими материальными и техническими средствами, какими обладали США. В октябре 1941-го США еще не включились в войну, и всем казалось, что Г ермания побеждает Советский Союз, а Великобритания вообще обессилена. Но зимой германский блицкриг был остановлен и Советский Союз перешел в наступление. А после Пирл-Харбора и Америка включилась в войну, против Японии, поэтому Гитлеру пришлось объявить войну Соединенным Штатам. В этот момент - всего за два-три месяца - картина войны существенно изменилась. Она перестала быть европейской войной, в которой Г ермания побеждала, и превратилась в мировую войну, в которой Германии предстояло воевать против трех наиболее развитых стран с гигантским совокупным экономическим и промышленным потенциалом и превосходящими людскими ресурсами.

После этой перемены в ходе войны, 4 июня 1942 года имперский министр вооружений Альберт Шпеер созвал в Берлине совещание с представителями всех родов войск и ученых Уранового проекта. Доклад по бомбе представили сторонники военного направления атомных исследований Пауль Хартек и Курт Дибнер, которые впечатлили аудиторию описанием мощности ядерного взрывного устройства, которое (теоретически) может иметь критическую массу «размером с ананас» [16]. По поводу сроков изготовления урановой бомбы В. Гейзенберг заверил министра Шпеера, что научное решение не будет трудным, но для решения производственно-технических проблем потребуются годы [17, с. 98-102]. Гейзенберг добавил, что бомба - как цель, вполне реальна, однако чтобы достичь её, необходимо обеспечить его дефицитными материалами, выделить людей и огромные финансово-материальные ресурсы на создание новых технологий и производств.

23 июня 1942 года министр Шпеер докладывает Гитлеру о мерах по обеспечению армии вооружением. Вопрос об атомном оружии он включает шестнадцатым пунктом доклада, сообщая, что для его создания потребуется не менее пяти лет [17, с. 102-103.].

И хотя проект не был закрыт, немецкая армия уже не делала на него ставку как на решающий аргумент в войне. Работа ученых продолжалась, проект по-прежнему финансировали, но в нем участвовали всё те же 50-60 человек, и до конца войны он так и не вышел за стены университетских лабораторий.

Отто Ган писал в конце 1946 года, что гитлеровское правительство с

1942 года оставило его с коллегами «в покое». Тем не менее, говорил Ган, гитлеровцы «злились» на него и его сотрудников за то, что он по-прежнему публиковал в научных журналах все результаты исследований и отвергал любые предложения сохранять научную тайну. В результате этого у заинтересованных наблюдателей за границей создалось впечатление, что в гитлеровской Германии ведется лихорадочная работа в области ядерных исследований. К тому же зарубежные физики продолжали получать «из первых рук» точные сведения о состоянии немецких ядерных исследований. «Американцы получали также преимущество от того, - замечал Ган в автобиографии, - что мы в течение всей войны публиковали наши результаты; они же, напротив, ничего не публиковали. Так, они могли в полной мере контролировать и использовать наши результаты, мы же не могли ничего от них перенять». Действительно, первое сообщение о работах американских, английских и канадских исследователей-атомщиков было опубликовано только в 1946 году, через год после применения атомного оружия.