Рональд Кларк - Рождение бомбы

Теперь необходимо вернуться к Халбану и Коварскн, работавшим в Кавендишской лаборатории. Условия, в которых Халбан и его коллеги трудились, стараясь впервые в мире доказать возможность работы ядерного реактора, были тяжелыми. Подобно всем остальным группам в Британии, кембриджский коллектив располагал минимальным количеством оборудования и персонала, имел мало денег. В первые месяцы штат состоял из одного лаборанта. Даже получение новых алюминиевых канистр для тяжелой воды представляло такую же сложную проблему, как это было в свое время в Норвегии. В конце концов, на помощь снова пришла «фирма», состоявшая из одного человека, и крайне нужные канистры были изготовлены.

Решающая стадия работы французского коллектива началась осенью, когда Халбан и Коварски начали экспериментировать с порошком окиси урана, взвешенным во вращающейся алюминиевой сфере, содержащей тяжелую воду. Аппаратура была обманчиво проста и состояла в основном из двух металлических полушарий, около двух футов в диаметре каждое. Водонепроницаемость этих полушарий обеспечивалась кольцеобразной резиновой прокладкой, которая удерживалась между двумя половинками, когда сфера была сомкнута. Приходилось проявлять большую изобретательность и прикладывать много физических усилий, чтобы поддерживать вращение и в то же время производить нужные измерения. Работа сопровождалась сильным шумом, слышным по всей лаборатории. Несколько раз другие ученые жаловались на шум и беспокойство.

В начале декабря сомнений больше не оставалось: результаты экспериментов показали, что окись урана, применяемая вместе с тяжелой водой в качестве замедлителя, могла обеспечивать самоподдерживающуюся цепную реакцию. Халбан и Коварски немедленно написали подробный доклад, и еще до рождества он был вручен Томсону.

«Впервые,— вспоминает Томсон,— точно и определенно было сказано, что ядерный реактор будет работать, другими словами, становилось реально возможным использовать атомную энергию...» Для окончательного подтверждения экспериментов требовалось несколько тонн окиси урана и от трех до шести тонн тяжелой воды. Ни то, ни другое в то время не было доступно. И все же успешный результат первых пяти месяцев работы, проведенной в Кавендишской лаборатории французским коллективом и их английскими коллегами, должен был иметь важные последствия.

а первый взгляд могло показаться, что установка для получения ядерной энергии, основные данные которой были выработаны французским коллективом, мало повлияла на работу остальных коллективов «Мауд Комитти». В задачу комитета Томсона входило координировать изыскания в области ядерного оружия и «докладывать, заслуживает ли производство атомных бомб во время войны и их военный эффект тех усилий, которые необходимо было на это направить». Перед комитетом вовсе не ставилась задача исследовать возможности, которые несло с собой ядерное деление для получения промышленной энергии. Кроме того, в те времена еще не было доказано, что реактор, работающий на окиси урана и тяжелой воде в качестве замедлителя, может иметь какое-то непосредственное отношение к изготовлению бомбы.

Положение, казавшееся ясным в начале лета 1940 г., к зиме выглядело по-другому. Ученые стали приходить к выводу, что реактор, разработанный французами, мог бы производить в своем ядерном «чреве» взрывчатое сырье, которое будет в такой же степени делящимся, как и уран-235. Этот новый взрывчатый сырьевой материал, кроме того, можно было получать гораздо проще, чем трудноотделяемый изотоп урана. Такое направление имело свои положительные стороны, но оно вносило некоторую организационную путаницу в исследования.

Ранее считали, что быстрые нейтроны ведут к бомбе, а медленные— к производству промышленной энергии. Теперь это

четкое деление стало нарушаться из-за материала, которого еще никто не видел.

Новый материал — элемент 94 — не существовал в природе, и возможность получения его основывалась на чисто теоретических соображениях. Вопросы, связанные с этим материалом, обсуждались в период между летом 1940 и весной 1941 г. физиками в Соединенных Штатах и Британии. Ученые этих стран не всегда поддерживали контакт, информацией обменивались сдержанно, так как оценивали по-разному военную ценность своих вычислений.

В письме от 15 июня 1940 г. в журнале «Физикл ревю» американские ученые Макмиллан и Абельсон утверждали, что при наличии определенных условий захват нейтронов ураном-238 приводит к образованию относительно стабильного элемента с атомным номером 94 и массовым числом 239. Это письмо было прочитано в Ливерпуле Чедвиком и Ротблатом, сразу же понявшими важность сообщения. Чедвик настолько близко принял все это к сердцу, что поручил составить официальное письмо в Соединенные Штаты с просьбой не публиковать открыто информацию, относящуюся к ядер- ному делению. Новый «трансурановый элемент» не мог, конечно, иметь никакого военного значения до тех пор, пока его не удастся получать в больших количествах. И он не имел бы, конечно, военной ценности вообще, если бы не делился так же, как уран-235. Эта возможность казалась вероятной как Чедвику, так и Ротблату ввиду соображений, выдвинутых Нильсом Бором и Уилером; однако эти соображения носили очень общий характер. Несмотря на всю неопределенность, чувствовалось, что новый элемент мог приобрести большое военное значение. Однако положение не было ясным в течение всего лета 1940 г., хотя оно и часто обсуждалось. В июле 1940 г. Кокрофт, расспрашивая Халбана о деталях его работы в Коллеж де Франс, особенно старался узнать, можно ли практически получать элемент 94 в реакторе. Но этот интерес казался чисто академическим, поскольку проект сооружения ядерного реактора оставался не более чем проблемой будущего.

Такова была обстановка осенью 1940 г., когда Бретчер, работая в Кавендишской лаборатории с быстрыми нейтронами, начал размышлять о свойствах нового элемента. Казалось, остальные физики также должны были обратить внимание на этот элемент и рассмотреть его возможное использование, если, конечно, новый элемент можно будет получать в измеримых количествах. Но все зависело от ответа на следующий вопрос: могло ли ядро нового элемента с 94 протонами быть настолько неустойчивым, как предполагалось? Другими словами, могло ли оно расщепляться, грубо говоря, на две части при поглощении нейтронов, как это происходит с ядром урана-235?

В январе 1941 г. Бретчер, Кеммер и другие работники кембриджского коллектива пришли к общему мнению о присвоении какого-нибудь названия новому элементу. Уран, открытый Клапротом в 1789 г., назвали по имени планеты. Нептуний, короткоживущий элемент, образующийся в процессе распада урана, был назван в честь планеты, орбита которой следует за орбитой Урана. И было логично, чтобы элемент 94 также назвали в честь планеты Плутон, орбита которой в солнечной системе лежит еще дальше за орбитой Нептуна. Американцы, рассуждая совершенно независимо, выбрали для этого элемента такое же название.