Владимир Чиков - Охота за атомной бомбой

Решительный молодой физик

У ученых Великобритании, Америки и Советского Союза были серьезные основания опасаться того, что нацисты первыми создадут урановую бомбу, в особенности после того, как немцам удалось осуществить расщепление атома урана.

Это произошло в декабре 1938 года в Институте имени кайзера Вильгельма, в пригороде Берлина. Руководили группой ученых Отто Ган и Фриц Штрассман. Их эксперимент, подтвержденный в следующем месяце в Париже французскими физиками Ирен и Фредериком Жолио-Кюри, доказал, что ядро атома урана, подвергнутое бомбардировке медленными нейтронами, расщепляется на две части. Двое бывших коллег Гана и Штрассмана Лизе Мейтнер и Отто Фриш, уехавшие в изгнание в Скандинавию, объяснили, что при этом расщеплении, названном французами по аналогии с процессом, происходящим в биологической клетке "делением", выделяется невероятное количество энергии, которое можно подсчитать при помощи ставшей с тех пор знаменитой формулы Альберта Эйнштейна E = mЧc2 (количество выделившейся энергии равно произведению массы на квадрат скорости света). Таким образом, один фунт урана мог выделить такое же количество энергии, как и миллион фунтов углерода. Или же произвести взрыв, эквивалентный взрыву тысяч тонн тринитротолуола (ТНТ).

Опыты Гана и Штрассмана показывали, кроме того, что обе части расщепленного ядра, будучи более тяжелыми, чем это определялось величиной их заряда, и сами могли излучать нейтроны, что влекло за собой цепную реакцию. Таково же было и мнение венгерского физика Лео Сциларда, который еще в 1933 году предвидел такую возможность. Сциларда поставил в известность об эксперименте Гана - Штрассмана Нильс Бор, которому сообщил об этом Отто Фриш. За несколько дней международное сообщество физиков-ядерщиков пропустило через себя эту новость в режиме цепной реакции: урановая лихорадка распространялась тогда подобно огню по бикфордову шнуру. В конце января 1939 года в Вашингтоне состоялась конференция физиков, созванная по инициативе Джорджа (Георгия) Гамова физика, сбежавшего за три года до этого из Советского Союза. Конференция проводилась при участии и шефстве таких научных светил, как Нильс Бор, Энрико Ферми, Эдвард Теллер, Ханс Бете и Отто Штерн. Она провозгласила наступление атомной эры, которая обещала и суперизобилие энергии, и невообразимые разрушения.

Советских физиков проинформировал об этих событиях Фредерик Жолио-Кюри, который в своем письме к Иоффе направил ему также соответствующие статьи из газеты "Нью-Йорк таймс" и журнала "Физикэл ревью"1. Лейпунский, Харитон и Зельдович немедленно засели за совместную работу, о которой говорилось выше. Один из самых блестящих протеже Иоффе Игорь Курчатов предложил использовать свою лабораторию в Ленинградском физико-техническом институте для проверки и дальнейшей разработки научных открытий немцев.

Его ученики Георгий Флёров и Лев Русинов экспериментально установили, что при делении ядро атома урана излучает от двух до четырех нейтронов, что увеличивало шансы возникновения цепной реакции. В рамках другого эксперимента молодой Флёров, работая совместно с Константином Петржаком, настолько улучшил конструкцию ионизационной камеры, что они с ее помощью могли наблюдать процесс произвольного деления урана, то есть деления ядер урана при отсутствии нейтронного облучения. Проявив удивительную изобретательность, Курчатов еще раз поставил этот эксперимент в московском метро, для того чтобы исключить влияние, если таковое было, космических лучей. Получив необходимое разрешение городских властей, доставив громоздкое оборудование по городским улицам и преодолев сопротивление машинистов поездов метро, физики с неортодоксальным мышлением достигли своей цели: эксперимент под землей давал такие же результаты, что и на ее поверхности. Космические лучи не играли при этом никакой роли1.

В июне 1940 года ободренные исследователи, поддержанные Курчатовым, который великодушно отказался засекречивать результаты их работы, направили телеграмму в американский журнал "Физикэл ревью" - одно из ведущих изданий по этой научной специализации - и обратились в Академию наук СССР с предложением срочно выделить средства на изучение проблемы деления атомов урана. Это предложение первоначально выдвинул Иоффе, но, прозвучавшее из уст молодых ученых, оно не встретило у их опытных коллег особого энтузиазма.

Вызванные в столицу для доклада Курчатов и его коллеги ощутили определенное сопротивление, но им тем не менее удалось реализовать свое предложение о создании Комиссии по урану в рамках Академии наук. Директор Института радия в Ленинграде Виталий Хлопин возглавил эту комиссию. В ее состав вошли люди с самыми известными в советской науке именами: Абрам Иоффе, Владимир Вернадский, Александр Ферсман, Сергей Вавилов и Петр Капица. Все эти люди родились в прошлом веке, и каждый был лидером в своей области науки: они изучали законы природы, основывали свои научные школы и достигли желанного звания академика. Курчатов, которому только что исполнилось тридцать шесть лет, и Юлий Харитон, тридцати четырех лет, руководившие лабораторией под эгидой Иоффе, принадлежали к новому, набирающему силу поколению физиков. Еще не академики, но уже доктора наук, они были включены в состав комиссии в качестве младших членов. Флёров, Петржак и Русинов, не достигшие тридцати лет, имели звания еще ниже.

Комиссия по урану занялась созданием советской ядерной физики, обращая особое внимание на производство материалов и подготовку технологической инфраструктуры. Были созданы планы разведки и эксплуатации урановых месторождений, производства тяжелой воды и разработки методов обогащения урана, получены ассигнования и построено оборудование. Однако конкретные результаты появлялись довольно медленно, поскольку Курчатов и его молодые коллеги хотели хорошо подготовиться к исследованиям.

Для Курчатова важнее было построить экспериментальный реактор на уране-238, а не на уране-235. Работа с ураном-235 могла бы дать более быстрые результаты, но это следовало делать только после установления необходимых общих закономерностей и пропорций, что должно было занять много времени. В августе 1940 года Курчатов вместе с Харитоном направляют в президиум Академии наук меморандум, обрисовав в нем долгосрочные перспективы освоения атомной энергии и запросив на эту работу соответствующие государственные ассигнования. Ответ выяснился через двадцать три месяца лишь в ходе созванной в Москве научной конференции. Хлопин и Иоффе отвергли взгляды Курчатова, которые, по их мнению, являлись не чем иным, как проектом отдаленного будущего, "прекрасной мечтой". Не унывая и не падая духом, уверенные в себе молодые ученые обращаются к Николаю Семенову, начальнику Харитона, который соглашается войти с этим вопросом в правительство. В своем письме "наверх" Семенов вновь приводит аргументы Курчатова, делая при этом упор на военные аспекты, тем более что речь идет о бомбе более разрушительной силы, чем любое другое известное в истории оружие. Но правительство, не видя в этом особой срочности, не предпринимает никаких шагов. Нападение нацистов на Советский Союз произошло раньше, чем ленинградские физики получили какой-то ответ на свои предложения1.