Дэвид Холловэй - Сталин и бомба: Советский Союз и атомная энергия. 1939-1956

Пока Хлопин сосредоточил свое внимание на поставках урана, Харитон и Зельдович продолжали изучать условия возникновения цепной ядерной реакции. В ходе исследований они поставили тот же вопрос, который был поднят годом ранее Фришем и Пайерлсом: если предположить, что имеется чистый уран-235, то какова его критическая масса? Так же как Фриш и Пайерлс, они пришли к заключению, основываясь на теории Бора — Уилера, что в уране-235 почти каждое столкновение нейтрона с ядром урана приводит к делению [77] Говоря о теории Бора — Уилера, они писали, что «при бомбардировке урана-235 захват нейтрона с вероятностью, не отличающейся от единицы, ведет к делению» (Зельдович Я. Б., Харитон Ю.Б. Механизм деления ядер. II// УФН. 1983. Т. 139, № 3. С. 513. . Вместе с сотрудником Радиевого института Исаем Гуревичем они подсчитали величину критической массы для цепной реакции на быстрых нейтронах в куске чистого урана-235, окруженного отражателем нейтронов {304} 304 Там же. См. также вступительную статью к книге Я.Б. Зельдовича «Избранные труды. Химическая физика и газодинамика» (М.: Наука, 1984. С. 29). . [78] Здесь содержится указание на использование отражателя нейтронов. Трое авторов писали эту статью в мае 1941 г., но она не была опубликована. См.: Памяти И.И. Гуревича// Курчатовец. 1922. Дек. Сб. В статье, представленной в 1941 г. в журнал «Успехи физических наук», они бегло сослались на эти расчеты: «для осуществления цепного деления урана с выделением огромных количеств энергии достаточно десятка килограммов чистого изотопа урана-235» {305} 305 Зельдович Я. Б., Харитон Ю.Б. Механизм деления ядер. II. С. 513. . (Война началась до того, как их статья могла быть опубликована, и она увидела свет только сорока годами позже [79] Это вторая часть статьи о механизме деления. Первая была опубликована в сентябрьском выпуске журнала «Успехи физических паук», который был направлен в печать 15 июля. Следующий номер журнала появился только в 1944 г. К этому времени было решено, что вторая часть статьи не должна публиковаться в открытой печати; она была напечатана в «Успехах физических наук» только в 1983 г. .) Полученная ими оценка (10 килограммов) была на порядок выше сделанной Фришем и Пайерлсом (один килограмм), но разница была невелика в сравнении с более ранними оценками, по которым нужны были тонны урана-235. [80] Критическая масса сферы из урана-235 при его нормальной плотности и без отражателя составляет примерно 52 килограмма (см.: Cochran Т. В., Arkin W. В., Hoenig М.М. Nuclear Weapons: Databook. V. 1: US Nuclear Forces and Capabilities. Cambridge: Ballinger, 1984. P. 24). Как и Фриш с Пайерлсом, Харитон и Зельдович высказали несколько соображений, касающихся инициирования взрывной цепной реакции, и подсчитали, что если блок урана-235 будет сжат с помощью обычной взрывчатки, может начаться цепная реакция [81] Фриш и Пайерлс писали, что «сфера радиуса менее 3 см могла быть сделана из двух полусфер, стягивающихся с помощью пружин и отделенных друг от друга специальным приспособлением, которое может быть удалено в нужный момент» (цит. по: Gowing M. Britain and Atomic Energy. P. 391). Предложение Харитона и Зельдовича могло быть таким же. Обсуждение, касающееся конструкции, предложенной Флеровым, см. в главе 4. . Разница между работами Фриша и Пайерлса, с одной стороны, и Харитона и Зельдовича — с другой, состояла в том, что первые предложили метод разделения изотопов, а вторые этого не сделали. В 1937 г. Харитон опубликовал работу о разделении изотопов с помощью метода центрифуги, в которой он доказывал, что этот метод будет рациональным только в случае их малых количеств. В 1940 г. он и Зельдович не предложили какого-либо определенного метода разделения {306} 306 См.: Харитон Ю.Б. К вопросу о разделении газов центрифугированием// Вопросы современной экспериментальной и теоретической физики. С. 78–80. . [82] В своей статье Харитон имел в виду не уран, а азот.

Параллель с меморандумом Фриша — Пайерлса поразительна. Меморандум английских физиков, конечно, не был опубликован, и нет ни оснований, ни свидетельств в пользу того, что Зельдович и Харитон знали о нем из данных разведки. Расчеты величины критической массы, выполненные Харитоном и Зельдовичем, были логическим продолжением их ранних исследований. Семенов как директор института, в котором они работали, естественно, знал об их работе и понимал, что она открывает возможность создания атомной бомбы. Он обратился в научно-техническое управление народного комиссариата нефтяной промышленности, которому в то время подчинялся Институт химической физики, с сообщение о том, что теперь появилась возможность создания бомбы, обладающей несравненно большей разрушительной силой, чем у любого существующего взрывчатого вещества, и настаивал на расширении исследовательских работ. Он просил, чтобы его письмо было передано наркому {307} 307 Интервью с Харитоном от 12 марта 1988 г. См.: Головин И.Н. Игорь Васильевич Курчатов… С. 40. . [83] Головин пишет, что письмо было послано в Народный комиссариат тяжелой промышленности, но такого наркомата в 1940 г. уже не было. См. также: Харитон Ю. Б.// Воспоминания об академике Николае Николаевиче Семенове/ Под ред. A. Е. Шилова. М.: Наука, 1993. С. 38. Поскольку копия этого письма не была найдена, невозможно точно утверждать, каково было его содержание, а также и когда оно было написано. Это письмо могло быть написано во второй половине 1940 г. или в первые месяцы 1941 г. Но оно могло быть написано и до того, как Харитон и Зельдович провели свои расчеты критической массы урана-235. Во всяком случае, оно не вызвало никакой реакции. Здесь параллель с меморандумом Фриша — Пайерлса прерывается, потому что работа, выполненная Харитоном и Зельдовичем, не привела к созданию чего-либо подобного Комитету Мод, который был исключительно важной структурой. Семенову следовало бы, наверное, написать кому-нибудь, кто занимал в правительстве более высокое положение [84] Предложение, озаглавленное «Об использовании атома как взрывчатого элемента», было направлено в Наркомат обороны в октябре 1940 г. B. А. Масловым и В.С. Шнинелем, работавшими в Харьковском физико-техническом институте. Это предложение кочевало по отделам наркомата, который решил в начале 1941 г., что рано еще думать об использовании атомной энергии в Красной Армии. Фактически не было даже приблизительной рабочей концепции. См.: Харитон Ю. Б., Смирнов Ю.Н. О некоторых мифах и легендах вокруг советского атомного и водородного проектов// Материалы юбилейной сессии ученого совета центра. М.: Изд. Инта атомной энергии им. И.В. Курчатова, 1993. C. 41; Бабаев В. , Гудков Е. Атомная бомба: харьковский проект// Неделя. 1990. № 22. С. 14, 15. .

Во второй половине 1940 г. советские ученые все больше осознавали стратегическую значимость открытия деления ядер. Ситуация в Европе ухудшилась. Германия стала основной силой на континенте, после того как в июне нанесла оглушительное поражение Франции. Красная армия неудачно воевала с Финляндией. В Советском Союзе заметно росло чувство тревоги, и это способствовало тому, чтобы обратить внимание на использование атомной энергии в военных целях. Более того, в конце лета 1940 г. для советских ученых стало очевидным влияние, оказываемое войной на ядерные исследования. Они начали замечать, что публикации о делении ядер в зарубежных журналах стали появляться все реже. Вернадский осознал это в августе 1940 г., и тогда эта тема обсуждалась ленинградскими физиками {308} 308 См.: Мочалов И.И. Владимир Иванович Вернадский. С. 338; Александров А.П. Годы с Курчатовым// Наука и жизнь. 1983. № 2. С. 17; Первухин М.Г. У истоков урановой эпопеи// Техника — молодежи. 1975. № 6. С. 17. . Иоффе в своем письме к Нильсу Бору от 5 декабря 1940 г., написанном сразу по окончании Московской конференции по ядерной физике, намекнул на это. «К несчастью, — писал он, — мы почти не имеем новостей о научных результатах за рубежами нашей страны». Бор вскоре ответил ему из Копенгагена, который был в это время уже оккупирован нацистской Германией, но лишь очень немного сообщил о последних исследованиях {309} 309 Переписка Нильса Бора (Niels Bohr Library, American Institute of Physics, New York). Ответ Бора датируется 23 декабря 1940 г. .