Абрам Иойрыш - А-бомба

Но конкурентная борьба на этом не прекратилась. Через министерство народного образования Саксонии и имперский исследовательский совет были предприняты попытки отменить соглашение Гофмана с фирмой «Сименс и Гальске» и с этой целью даже принято решение об изъятии циклотрона из ведения Физического института Лейпцигского университета и передаче его в собственность земли Саксония. Гофман в ответ сослался на такие мощные силы, как президент «Стального треста» А. Фёглер и председатель президиума «Сименс и Гальске» доктор фон Буоль; министр народного образования Саксонии вынужден был отступить и утвердить все предыдущие решения, дающие фирме «Сименс и Гальске» монопольное право на использование циклотрона. Однако самого циклотрона все еще не было.

В истории немецкого Уранового проекта борьба за тяжелую воду занимает особое место. На последнем этапе она переросла в битву с военными действиями, жертвами, успехами и неудачами, но вначале проходила мирно и даже порой комически, когда на пути осуществления планов вермахта встал сам… вермахт. Для чего же была нужна тяжелая вода и почему немецкие ученые именно с ней связывали свои работы?

Дело в том, что для эффективного расщепления ядра надо замедлить нейтроны. Лучший способ — «поставить» на их пути замедлители нейтронов. Эксперименты показали, что такими свойствами обладают немногие вещества, в частности углероды (графит, парафин) и тяжелый водород (дейтерий), входящий в состав тяжелой воды. Американцы в своих реакторах применяли только графит, как более дешевый и доступный. Немецкие ученые (Гейзенберг и др.) также сначала планировали использование графита (Германия располагала весьма большими запасами этого материала), но позже целиком перешли на тяжелую воду. Это решение сильно затруднило осуществление Уранового проекта. Германия в то время не имела своей тяжелой воды и должна была ввозить ее из-за границы.

В мировой литературе о немецком Урановом проекте указывается только одна причина отказа немецких ученых от графита — ошибка профессора В. Боте при исследовании свойств электрографита фирмы «Сименс». Первым об этом написал Гейзенберг в послевоенной статье «О работах по техническому использованию энергии атомного ядра в Германии» (1946 г.). Ту же версию повторили и другие авторы, называя ошибку Боте, якобы не сумевшего учесть возможность загрязнения графита водородом или азотом воздуха, «роковой для судеб немецкого атомного проекта». Однако такая версия отказа от графита, может быть и удобная для некоторых руководителей Уранового проекта, не подтверждается фактами, и больше того — противоречит им.

Свойства замедлителей изучались в Германии Гейзенбергом, Дёпелем, Боте, Йенсеном и другими учеными. Исследования проводились вплоть до 1945 г., но больше половины работ было завершено в 1940–1941 гг., а работы Фламмерсфельда и Боте выполнены в первой половине 1940 г. Именно в это время наиболее интенсивно выбирался материал для замедлителей. Боте действительно исследовал свойства электрографита фирмы «Сименс». Ожидалось, что длина пробега нейтрона в графите составит около 70 см, но она оказалась почти в 2 раза меньше. Вот выдержка из одного немецкого отчета (с сохранением принятой в то время терминологии):

Измерения Боте и Йенсена на электрографите плотностью 1,7 дали l==36+-2 см, откуда при ss=4 следует

sa=(7,5+-1)x10 -27 см

С таким сечением захвата машина с углеродом невозможна. Но истинное сечение захвата, вероятно, меньше, поскольку точное исследование использованного электрографита, проведенное позже, обнаружило в нем небольшое содержание бора. Так как углерод более высокой степени чистоты, чем использованный, практически не может быть изготовлен, то, пожалуй, он едва ли сможет приниматься в расчет как замедлитель.

Отсюда видно, что графит, исследованный Боте, не был «чистейшим», а был загрязнен, и не азотом или водородом, а бором, и ученые об этом знали; они браковали не графит вообще, а только графит, загрязненный бором.

Таким образом, тезис об «ошибке Боте» неверен по той простой причине, что Боте не сделал никакой ошибки. Его заключение справедливо и сегодня, ибо, как известно, даже самое малое содержание бора в графите мешает ядерным цепным реакциям.

Указанное выше сечение захвата нейтронов в электрографите фирмы «Сименс» было установлено Боте в марте — апреле 1940 г. Немецкие ученые в то время очень надеялись на использование графита и, чтобы не впасть в ошибку, приняли меры к перепроверке опыта. Эту работу провел профессор Физического института Гиссенского университета доктор В. Ханле. Он разработал новую методику определения бора в угле, провел дополнительные измерения, проверил результаты опыта Боте и более ранних аналогичных работ Гейзенберга и Гольдшмидта и пришел к выводу, что имеющийся в Германии углерод чрезмерно загрязнен бором. Насколько обстоятельно проводилось это исследование, можно увидеть из простого перечисления исследованных веществ: каменный уголь, уголь букового дерева, электроды дуговых ламп, уголь из крупнокристаллического, пищевого и виноградного сахара, уголь из картофельного крахмала, электрографит фирмы «Сименс».

Результаты опытов Боте и Ханле были изложены ими в апреле и июне 1940 г. в соответствующих отчетах.

Ни Боте, ни другие ученые не скрывали своего заключения. Отчеты посылались в Управление армейского вооружения и министерство вооружения и боеприпасов, т. е. были известны военным руководителям и заказчикам Уранового проекта, которые имели полную возможность проверить, действительно ли промышленность не может выпускать более чистый графит, провести дополнительные замеры, дать в конце концов поручение на разработку новых методов очистки графита, т. е. организовать и провести целеустремленный отбор наиболее оптимальных вариантов. Но ничего подобного сделано не было.

Таким образом, графит как замедлитель не был использован в немецком Урановом проекте не из-за ошибки Боте и не из-за «общего состояния дел в немецкой науке», как пишет Д. Ирвинг, а вследствие несостоятельности военных властей как руководителей сложного комплекса ядерных исследований. Непосредственную ответственность за выполнение работ по Урановому проекту в то время несло Управление армейского вооружения, в котором группу ядерной физики возглавлял доктор К. Дибнер. Однако он в своих воспоминаниях совершенно не касается исследований графита.

Но, так или иначе, графит в качестве замедлителя немецкими учеными не применялся, и всю ставку они делали на тяжелую воду. За нее началась длительная борьба, на первом этапе которой немецкие ученые в союзе с крупнейшими промышленниками были вынуждены выступить против неповоротливости… собственного вермахта.