Рональд Кларк - Рождение бомбы

Фриш и Пайерлс в первую военную зиму упорно думали о том, что использование ядерной энергии в каком-то оружии большой разрушительной силы технически вполне возможно. Это объяснялось несколькими причинами. Во-первых, они были физиками-практиками, проблема же использования ядерной энергии представляла собой одну из величайших задач в том мире, в котором они боролись и жили. И вполне естественно, что, чем бы ученые ни занимались, их мысли постоянно обращались к этой проблеме. Во-вторых, другими делами Фриш и Пайерлс по сравнению со своими английскими коллегами были загружены мало. В то время как многие из бирмингамского персонала занимались радарами, борьбой с магнитными минами или проблемами подводного обнаружения, Пайерлс и Фриш, как иностранцы, не допускались к таким работам, и у

них оставалось свободное время для размышлений над ядерным делением. В-третьих, Пайерлса и Фриша беспокоила мысль о той беспощадной настойчивости и энергии, которые тоталитарные державы могут вносить в любое дело для достижения своей цели — господства над миром. В-четвертых, в сознании этих двух людей таилась уверенность, что если только они смогут помочь в обеспечении Британии ядерным оружием, то будут вознаграждены этой страной, к которой они уже испытывали чувства любви и уважения.

В течение первых недель 1940 г., как уже говорилось, Пайерлс и Фриш упорно думали об использовании ядерного деления. Они делали различные предположения для разрешения того, что порой казалось тупиком. И вот однажды во время разговора возник вопрос, какой же в действительности может быть критическая масса урана-235.

В оценке последовавших событий эти ученые теперь очень скромны. «Любой компетентный физик-ядерщик,— говорит Пайерлс,— ответил бы примерно так же, как и мы, если бы его спросили: «Каковы сечение деления чистого урана-235 и его критическая масса? Какова взрывная мощность такой массы? Какие промышленные затраты необходимы для разделения изотопов и заслуживает ли всех этих затрат военная ценность деления?» Единственная наша заслуга заключается в том, что мы первые сформулировали эти вопросы. Мы принялись за работу, чтобы получить ответы на них... Нужно было сначала подсчитать ядерное сечение данного изотопа урана, а затем подставить полученные значения в формулу, опубликованную мной в «Кембриджских протоколах».

Как объясняет теперь Пайерлс, они несколько ошиблись и получили завышенное значение сечения, сделав как бы всю проблему легче для решения, чем она впоследствии оказалась. Но это было относительно неважно, поскольку вскоре стало очевидно, что критическая масса для данного изотопа выражается не в тоннах и не в центнерах, а в фунтах. «Наше первое вычисление,— замечает Пайерлс,— привело нас к критической массе весом менее одного фунта».

Этот математический подсчет имел двойное значение. Прежде всего он превращал проблему в нечто такое, что человеческое воображение уже могло охватить; конечно, отделение Даже одного фунта урана-235 являлось очень сложным делом, но это были уже не тонны. Бомбу, одна взрывчатая начинка которой весила много тонн, в 1940 г. вряд ли можно было транспортировать на самолете; но когда начинка составляет фунт или около того, тогда дело меняется и бомбу можно переносить даже в чемодане. Казалось, что остановка была лишь за механизмом, который мог сблизить два куска урана-235 (при сближении их общая масса весила бы более фунта, т. е. более критической массы).

Конечно, на деле все оказалось не так просто. Кроме трудностей, связанных с разделением различных изотопов и определением скорости сближения двух кусков урана-235, чтобы избежать преждевременной детонации, была еще одна важная проблема, мешавшая созданию атомной бомбы. Понятная лишь физикам-ядерщикам, она в общих чертах объяснялась довольно просто. «Это была,— рассказывает Пайерлс,— проблема осуществимости самого взрыва: взорвется бомба или вместо взрыва произойдет просто хлопок с разбрасыванием ее массы? Фактически все сводилось к вопросу: какой из двух факторов будет преобладать — цепная реакция или разбрасывание критической массы в ходе этой реакции?» Ученые понимали, что если заметная часть атомов в критической массе подвергнется делению в очень короткий промежуток времени, то температура урана возрастет до многих миллионов градусов и давление во много миллионов раз превзойдет атмосферное. Масса металла с огромной скоростью будет расширяться, следовательно, и плотность его уменьшится, но уменьшится и вероятность того, что вновь высвободившиеся нейтроны смогут вызвать новые деления. Но если цепная реакция обгонит этот процесс и размножение нейтронов (а в результате этого и выделение энергии) произойдет так быстро, что критическая масса не успеет разлететься в бесполезном хлопке, то какой будет характер взрыва?

«Я пришел к выводам, что такой ядерный взрыв возможен,— говорит Пайерлс.— Как Фриш, так и я были поражены ими».

Результаты проведенных Фришем и Пайерлсом вычислений еще не позволяли считать, что теперь атомное оружие можно изготовлять. Технические проблемы, требовавшие решения, были огромны. Оставались еще большие пробелы в теоретических познаниях о материале, с которым предстояло иметь дело. Сечения ядер определялись пока с весьма невысокой точностью. Задача разделения изотопов урана, практически значительно более сложная, чем задача разделения песчинок на берегу моря, казалась тогда химикам и инженерам кошмаром. Но даже и такие проблемы можно было решить. Так как

Пайерлс и Фриш вывели уравнения и получили нужный результат, го, по-видимому, последний барьер на пути к ядерному оружию можно было считать преодоленным. Оставалось, конечно, немало других, но ни один из них не имел уже такой фундаментальной важности.

Не совсем ясным казался и такой вопрос: будет ли стоить игра свеч? Как Пайерлс, так и Фриш в какой-то степени представляли себе, сколько потребуется средств для решения технических проблем. «Мы думали,— вспоминает Пайерлс,— что имело смысл изготовить бомбу, даже если ее стоимость будет равняться стоимости линкора. Знай мы ее действительную цену, может, никогда бы не стали гнаться за осуществлением этой идеи».

В тот момент, однако, вопрос о деньгах практически еще не вставал. Главным было то, что эти два человека пробились, наконец, сквозь теоретические дебри и путь к ядерному оружию казался прямым. Пайерлс и Фриш понимали, что теперь они должны как можно скорее связаться с властями, по с какими: гражданскими или военными? Перед нами курьезный случай: два человека, имевшие важную информацию, не знали, каким образом эту информацию протолкнуть к властям.