Уильям Лоуренс - Люди и атомы

Именно эта редкая разновидность урана, говорил Бор физикам, будет поддерживать саморазвивающуюся цепную реакцию и, таким образом, явится исходным элементом, для освобождения атомной энергии в широком масштабе. При регулируемой скорости эта реакция может быть использована в качестве мощного источника энергии, в три миллиона раз превышающей энергию угля; при нерегулируемой скорости — в двадцать миллионов раз мощность тротила.

С другой стороны, продолжал Бор, тяжелый уран-238, бесполезный в качестве атомного топлива или взрывчатого вещества, может служить в качестве гасителя атомного пламени, задерживая распространение атомного огня в легком уране. То есть, говоря более научным языком, уран-238 поглотит большую долю нейтронов, необходимых для поддержания цепной реакции в уране-235.

Это было одновременно и плохим, и хорошим известием. Плохим потому, что в го время считалось невозможным получить уран-235 в чистом виде, свободном от урана-238 — гасителя атомного пламени, а это означало, что использование атомной энергии носило лишь теоретический характер. С другой стороны, это и успокаивало, так как невозможность отделения 0,7% урана-235 от 99,3% урана-238 означала, что создание атомной взрывчатки также являлось только теоретическим вопросом.

Я поинтересовался, нельзя ли найти простой способ отделения урана-235 от урана-238. Прогресс науки строится на том, что всегда кто-то сумеет сделать «невозможное». А вдруг фашистские ученые найдут способ сконцентрировать уран-235!

Я решил посоветоваться с Ферми и Бором. Как только заседание закончилось, я попросил профессора Даннинга представить меня ученым и прямо спросил этих двух великих людей: «Может ли небольшое количество урана-235, скажем килограмм, быть использовано как бомба, по мощности взрыва эквивалентная тысячам тонн тротила?».

Лишь через несколько лет я узнал от Ферми, как он и Бор среагировали на мой вопрос. Тогда я даже не мог подозревать, что они совместно с другими ведущими учеными— беженцами из нацистских и фашистских стран — уже тайно обсуждали планы предупреждения американского правительства об опасности, грозящей миру.

Не мог я также знать и того, что Бор, Ферми и другие пионеры в деле освоения атомной энергии уже подумывали о необходимости добровольного засекречивания ими этих работ.

После паузы, достаточно продолжительной, чтобы я понял, что задал довольно щекотливый вопрос, Ферми ответил, медленно и тщательно подбирая слова:

—Мы не должны делать поспешных выводов. Все это так ново... Нам надо еще много узнать, прежде чем мы сможем дать ответ. На это уйдут годы.

—Сколько, по вашему мнению, на это потребуется времени? — спросил я.

Только через шесть лет он мне объяснил, что умышленно ответил так, чтобы разочаровать меня:

—. По крайней мере двадцать пять, а возможно, и пятьдесят лет.

Помня, как первая мировая война стимулировала развитие авиации и радио, я счел его оценку слишком осторожной.

—Допустим, Гитлер решит, что это именно то оружие, которое ему необходимо для завоевания мира,— настаивал я,— разве не исключена возможность значительного сокращения этого срока?

—Ничто не является невозможным,— ответил он,— но это крайне маловероятно. Слишком много нам еще надо узнать.

—Все может оказаться значительно проще, чем вы думаете,— настаивал я.— Возможно, все, что нужно,— это эффективный метод концентрирования урана-235 в количестве нескольких килограммов.

—На это может потребоваться много лет. А мы должны еще найти доказательство тому, что цепная реакция действительно будет иметь место.

—Как можно экспериментально доказать, протекает или нет цепная реакция в уране, если невозможно отделить уран-235 в количествах, необходимых для осуществления такой реакции?

Ферми немного подумал и улыбнулся своей характерной улыбкой,

—Может быть, мы сделаем это довольно просто, вообще не отделяя уран-235. Прежде всего возьмем большой кусок природного урана, содержащего 0,7% урана-235. Затем пробуравим в куске большую дыру и заполним ее радием и бериллием. Это обеспечит нас нейтронами, необходимыми для начала процесса. Потом положим этот кусок в открытой местности, далеко от населенных пунктов, допустим где-нибудь в Канзасе, и подождем, когда пойдет дождь. (Вода замедляет нейтроны, уменьшая их энергию настолько, что они могут расщепить лишь атомы урана-235.)

То, что описывал Ферми, как теперь известно, являлось грубым прототипом ядерного реактора, или атомного котла — силовой установки атомного века.

—Работать такой атомный котел будет следующим образом. «Пули» (ядра атомов гелия), которые вылетят из радия в результате его естественного распада, вышибут нейтроны из ядер атомов бериллия. Дождевая вода замедлит нейтроны до необходимой скорости, при которой их сможет притянуть лишь уран-235, так же, как железные опилки, разбросанные в куче песка, притягиваются к мощному магниту.

Медленные нейтроны расщепят атомы с выделением нейтронов; те в свою очередь также замедлятся падающими каплями дождя, расщепят новое количество атомов урана-235 и, следовательно, освободят новую порцию нейтронов, т. е. начнется самопроизвольная цепная реакция, которая превратится в гигантский атомный пожар.

Мы все рассмеялись. Но после этого вечера жизнь для всех нас перестала идти по-прежнему.

Есть такая древняя сказка о трех принцах Серендипа. Путешествуя по свету, они случайно или благодаря своему уму находили то, что даже не искали. Ссылаясь на эту сказку, Гораций Волполь создал слово «серендипность» (serendipity), что означает «дар находить ценные или приятные вещи, которые не ищешь».

Истории науки известны яркие примеры серендипности; многие из величайших открытий были сделаны волей случая. Подъем воды в ванне дал Архимеду ключ к открытию закона плавающих тел, на принципе которого основана конструкция всех кораблей. Падающее яблоко привело Исаака Ньютона к установлению закона всеобщего тяготения — одного из величайших открытий всех времен, которое позволило ему сформулировать законы движения, управляющие вращением планет и всех небесных тел в мировом пространстве. Когда Майкл Фарадей заметил, что электрический ток индуцируется в проводе, перемещаемом поперек силовых линий магнитного поля, он пришел к чудесному выводу о возможности превращения механической энергии непосредственно в электрическую — фундаментальное открытие, которое в современный век сделало возможным получение дешевой электроэнергии.

Хотя пути, которые привели к этим и многим другим открытиям, были найдены случайно, потребовалось вдохновение гения, чтобы эти случайные находки превратить в великие открытия. Как заявил великий Пастер, «случай помогает подготовленному уму». Многие важные открытия не были сделаны потому, что ум наблюдателя не был подготовлен к восприятию виденного.