Roger Orrit - Получение энергии. Лиза Мейтнер. Расщепление ядра

Неизвестно, по какой причине (из-за саботажа или из-за недостаточной подготовленности немецких ученых), но нацистская армия так и не получила ядерного оружия. Впоследствии Гейзенберг и его соратники заявляли, что специально саботировали немецкую ядерную программу изнутри, чтобы не позволить Германии создать это оружие. Однако большинство историков считают, что многие ученые готовы были приложить все силы для разработки атомной бомбы — по крайней мере в начале войны.

В Соединенном Королевстве Отто Фриш и Рудольф Пайерлс подготовили меморандум, в котором объясняли, какими характеристиками должна обладать атомная бомба. В меморандуме Фриша — Пайерлса было определено, что цепная реакция на основе урана-235 не требовала большого количества этого радиоактивного материала. Ученым удалось определить критическую массу — показатель, который не смогли установить немцы. Для того чтобы избежать взрыва во время манипуляций, были установлены меры безопасности в виде разделения содержимого контейнера на два части. Критическая масса достигалась только при соединении двух частей, бомба детонировала после начала поддерживаемой цепной реакции. Эта информация вновь была передана в США, где, казалось, никто не проявлял особого интереса к разработке нового оружия.

Все изменилось в декабре 1941 года, после атаки на Перл-Харбор, когда США окончательно пришлось вступить в войну. В тот же год была организована встреча комитета МАУД с американскими исследователями для уточнения программы. После вступления США в войну началась реализация Манхэттенского проекта.

На данный момент я считаю, что война закончится скорее, чем будет сконструирована первая атомная бомба.

Вернер Гейзенберг в докладе о возможности разработки атомной бомбы

В этот ключевой момент был открыт плутоний — элемент, оказавшийся более подходящим материалом, чем уран, для изготовления бомбы. Плутоний занимает в периодической таблице позицию под номером 94. Ферми считал, что обнаружил его еще в 1934 году, когда проводил бомбардировку урана нейтронами. Он назвал новое вещество гесперием, но, как выяснили Ган и Мейтнер, Ферми не нашел новый трансурановый элемент, а вызвал расщепление урана. Между 1940 и 1941 годом в Калифорнийском университете была проведена серия экспериментов с циклотроном, в которых производилась бомбардировка урана дейтерием. В этот момент был получен изотоп плутоний-239, который оказался подходящим элементом для процессов ядерного расщепления, то есть прекрасным материалом для атомной бомбы. Несмотря на то что ученые хотели опубликовать свои результаты в каком-нибудь научном журнале, правительство запретило какие-либо публикации по этому вопросу.

Манхэттенский проект был запущен 13 августа 1942 года под руководством генерала Лесли Грувса. В ноябре был отдан приказ проводить исследования в Лос-Аламосе, секретной лаборатории в Нью-Мексико. Исследовательским центром руководил физик Роберт Оппенгеймер, выбравший для работы лучших ученых той эпохи: Ферми, Фриша, Бора, Лоуренса и Фейнмана. Он пригласил и Мейтнер, но она отказалась по этическим причинам.

Теперь оставалось только доказать, что цепную реакцию можно поддерживать. Энрико Ферми удалось добиться этого на старой площадке для игры в сквош, находившейся в подвале стадиона Чикаго. Это был необыкновенный успех. Несмотря на то что США поздно присоединились к гонке за создание бомбы, они быстро получили все основные элементы для воплощения проекта в жизнь.

Мы знали, что мир уже не будет прежним.

Роберт Оппенгеймер после создания первой атомной бомбы

В 1942 году были построены несколько заводов для производства плутония-239. Нужно было совершить бесконечное количество подсчетов, например касавшихся распространения нейтронов, для реализации первого ядерного опыта. Хотя в экспериментах использовали плутоний, в конце концов было решено, что бомбой, которая должна будет разрушить Хиросиму, станет бомба с ураном-239. Для бомбы, сброшенной над Нагасаки, использовали плутоний-239.

Enola Gay, бомбардировщик В-29 североамериканской армии, стал самолетом, с которого 6 августа 1945 года впервые сбросили атомную бомбу. Целью был город Хиросима. Экипаж воздушного судна состоял из 12 человек, пилотом и командиром корабля был Пол Тиббетс. Самолет взлетел с базы на острове Тиниан в Тихом океане. Компоненты бомбы были отправлены на остров заранее, а затем прямо на месте были собраны и подготовлены для использования. Самолет вылетел с базы один, однако недалеко от острова Иводзима, недавно захваченного США, к нему присоединились два бомбардировщика, сопровождавшие его до Хиросимы. Внутри Enola Gay шла подготовка к запуску бомбы, затем летчик нажал на кнопку, открывавшую створки люка. Бомба «Малыш» (Little Boy), пролетев меньше минуты, взорвалась в 600 метрах над землей. Если бы она взорвалась раньше, ее энергия погасла бы в воздухе, если позже — много энергии было бы затрачено на образование огромного кратера. Именно на этой высоте бомба имела наибольшую разрушительную силу. В результате ее взрыва погибли 140 тысяч человек. Один из членов экипажа говорил:

«Несколько минут назад здесь стоял город, и вот он исчез».

Бомба «Малыш» на острове Тиниан, перед погрузкой в Enola Gay.

Через три дня, 9 августа, над Нагасаки был сброшен «Толстяк» (Fat Man) — бомба с плутонием-239. В этот раз бомбу и экипаж перевозил Bockscar, также бомбардировщик В-29. В результате атаки погибли 40 тысяч человек. Япония подписала акт о капитуляции, ознаменовавший окончание Второй мировой войны.

В то время как мир, казалось, занимался саморазрушением, Мейтнер проходила через свой личный ад. Катастрофа началась с аншлюса Австрии 12 марта 1938 года. Исследовательница автоматически становилась гражданкой Германии, и немецкие законы, дискриминировавшие еврейское население, распространялись и на нее. Между тем в Вене гремели торжества по поводу аншлюса.

Бор начал активные и решительные действия, чтобы помочь Мейтнер найти работу в другой стране. Они рассматривали разные варианты, включая и возможность работы в Копенгагене в институте Бора, где Лиза могла бы находиться рядом со своим племянником Отто Робертом Фришем. Казалось, все было готово, но возникло еще одно препятствие: австрийский паспорт Мейтнер оказался недействительным, а немецкие власти не спешили выдавать ей новый.