Хуберт Мания - История атомной бомбы

• Название: История атомной бомбы
• Автор: Хуберт Мания
• Издательство: Текст
• Жанр: Физика
• Год: 2012
• ISBN: 978-5-7516-1005-0

Эта занимательная книга рассказывает о новой эре в истории человечества — от открытия урана до первого эксперимента с атомной бомбой. Когда возникла идея, что энергию можно добыть из ядра атома, никто и представить себе не мог, какие трудности придется преодолевать лучшим умам человечества, и какие силы природы извергнутся из комочка самоподогревающегося вещества размером с апельсин, если сжать его до критической массы.

---

Для плутониевой бомбы группа Парсонса разработала две модели: удлиненного пушечного дизайна, предусмотренного и для урановой бомбы, и округлую конструкцию для взрыва обжатием, хотя позади этого имплозивного метода пока еще стоял большой знак вопроса. Будучи почитателем Дэшила Хэммета, Роберт Сервер как-то в приподнятом настроении назвал их Thin Man и Fat Man. При этом явно имея в виду роман Хэммета «Худой» и образ «Толстяка» — босса гангстеров в экранизации романа Хэммета «Мальтийский сокол». Криптологи Лос-Аламоса с воодушевлением переняли эти клички и настоятельно рекомендовали их в качестве будущих кодовых названий для переписки и телефонных переговоров. Вражеские секретные службы и шпионы, по мысли экспертов-шифровальщиков, обученных просчитывать на три хода вперед, пронюхают обманный маневр отправителей и расшифруют «Худого» как Франклина Рузвельта, а «Толстяка» как Уинстона Черчилля.

Пока в Хенфорде, штат Вашингтон, в напряженных трудах возводится атомный реактор, в Окридже маленький пилотный котел с воздушным охлаждением с марта 1944 года производит первые пробы плутония для Лос-Аламоса в масштабе граммов. Туда слетаются на горяченькое металлурги и химики, чтобы изучить свойства взрывчатого вещества, по большей части пока неизвестные. Молодые металлурги Тед Магель и Ник Даллес из чикагского метлаба только что перевербованы сюда лично Робертом Оппенгеймером, поскольку добрая слава бежит впереди них. Они примкнули к ста шестнадцати сотрудникам металлургической группы Лос-Аламоса как раз вовремя, чтобы первый реакторный плутоний из Теннесси превратить в металлический плутоний. Этот фокус — произвести грамм высокочистого плутония в форме пуговки — удается им при помощи обыкновенной центрифуги. Теперь люди впервые могут разглядывать вожделенное вещество невооруженным глазом. В следующие недели Магель и Даллес производят еще семь таких плутониевых пуговок. При этом они постоянно находятся под наблюдением врачей. Медики стараются выяснить, какое количество плутониевой пыли попадает через дыхательные пути в легкие и как она распределяется в организме. Вскоре оба причисляют себя к клубу избранных, этот клуб называется UPPU — You Pee Pu. Ты писаешь плутонием. Молодые сорвиголовы понимают свою зараженную мочу как дело чести и патриотизма. В конце концов, ведь идет война и каждый отдает лучшее, что у него есть. Они даже составляют еженедельные списки лучших UPPU, и Тед Магель однажды добирается со своими мочевыми показателями до шестого места самых зараженных Pu среди двадцати шести членов клуба. К концу сентября, когда осины снова окрашиваются в золотистый цвет, а дорогу к взрывному полигону окаймляют дикие красные астры, ученые из Лос-Аламоса могут похвастаться уже более чем двумя тысячами экспериментов, проведенных с плутонием.

Эмилио Сегре, сотрудник Энрико Ферми в Риме довоенных времен, продолжает сохранять за собой неприятную обязанность вестника плохих новостей. Он подтверждает прежние опасения Гленна Сиборга, что при облучении урана в реакторе наряду с желанным плутонием-239 неизбежно образуются и изотопы, состоящие из двухсот сорока ядерных кирпичиков. Они нежелательны, потому что квота их спонтанного расщепления так высока, что в пушечной модели бомбы существенно возрастает опасность преждевременной детонации. Сегре исследует плутоний из Окриджа. Результаты исследования убийственны. Загрязнение плутония-240, по его словам, настолько велико, что из-за множества спонтанно высвобождающихся нейтронов запускается цепная реакция. «Пуля» и «мишень» расплавятся еще до того, как встретятся, чтобы образовать критическую массу.

А ведь будущий хенфордский реактор рассчитан так, что доля 240-го изотопа в выходе плутония окажется еще выше, чем в имеющихся пробах из маленького окриджского реактора. На том же гарнизоне построены сложные высокотехничные установки для отделения урана-235 от урана-238. Чтобы уловить различие в три единицы массы между двумя химически идентичными изотопами, потребовались огромные затраты. Тогда как различие между плутония-239 и плутония-240 составляет всего-навсего одну единицу массы. Таким образом, удаление нежелательного изотопа становится почти безысходным делом. Для такой задачи атомный парк у дубрав штата Теннесси следовало бы еще раз расширить. Кризисный штаб, в состав которого входят Гровс, Оппенгеймер, Комптон и Ферми, приходит к заключению, что такое оборудование при нынешнем состоянии дел нереалистично.

Так Оппенгеймер семнадцатого июля 1944 года принимает решение отказаться от «Худого» — от пушечной модели плутониевой бомбы. Теперь на первый план событий выдвигается рабочая группа Джорджа Кистяковского. Она должна добиться успеха «Толстяка», имплозионной модели плутониевой бомбы, иначе окажутся напрасными все труды Ферми и все гигантские издержки и старания, которые сейчас прилагают сорок две тысячи работников в Хенфорде, чтобы претворить в жизнь его планы. Перед лицом практических проблем, которые подбрасывает еще и техника взрыва обжатия, даже уверенный в себе Оппенгеймер впадает в депрессию и думает о том, чтобы подать в отставку. Если бы не убеждение, что они бегут наперегонки с немцами, очень может быть, что даже такой непоколебимый руководитель, как генерал Лесли Гровс, поставил бы крест на плутониевой бомбе в этой точке спада Манхэттенского проекта.

При этом положение в Германии самое бедственное. События войны буквально разметали «урановый клуб». Так, во время одного воздушного налета в феврале 1944 года институт Отто Гана сгорел дотла. Первооткрыватель расщепления ядра переезжает в вюртембергский городок Тайльфинген — он в двух шагах от гейзенберговского Гехингена — и вынужден импровизировать с уцелевшим оборудованием в опустевшей трикотажной фабрике. Проведенные институтом Гана за последние пять лет исследования продуктов расщепления, загрязнений препарата-38 и поведения быстрых нейтронов были важным вкладом в теорию немецкой урановой машины. Но и для создания атомной бомбы без этих фундаментальных исследований не обойтись.

К этому времени немецкий атомный проект возглавляет Вальтер Герлах, профессор экспериментальной физики в Мюнхене. Пауль Хартек, Эрих Багге и еще горстка одиночек в Берлине, Киле, Гейдельберге и Вене со скромными результатами работают над получением слабо обогащенного урана-235. С этим топливом для реактора можно сократить применение дефицитной тяжелой воды. В марте 1944 года, когда Тед Магель и Ник Даллес демонстрируют как нечто само собой разумеющееся свою первую плутониевую пуговку, Герлах силится по-новому скоординировать работу «уранового клуба» и созывает для этого конференцию. Ведь немецкие деятели все еще видят друг в друге противников и конкурентов, воюя между собой за каждый кубик урана и за каждый литр тяжелой воды.

Гейзенберг проявляет мало интереса к обогащению урана. Правда, к этому времени он уже перенял дибнеровскую геометрию реактора с кубиками, однако претендует, как обычно, на львиную долю всех имеющихся в наличии материалов. Хотя Гейзенберг посвящает «урановому клубу» и не все свое внимание и силы — как-никак, он даже в конце тотальной войны регулярно читает доклады за границей, работает над своей теорией элементарных частиц и даже пишет пространный философский трактат, — он не хочет, чтобы Курт Дибнер обошел его. Как только условия для крупного эксперимента в Гехингене будут выполнены, он намерен доставить сюда из Берлина кубики урана и тяжелую воду и наконец произвести цепную реакцию.

Будь на то воля генерала Гровса, он бы всех ученых одел в униформу и интернировал в казармы, чтобы избавить их и себя от хаоса, который, по его мнению, неизбежно учиняют их жены и дети. Однако Роберт Оппенгеймер хочет, чтобы его коллеги чувствовали себя хорошо. Он распорядился возвести новые семейные дома вдоль старых, разбитых дорог Лос-Аламоса, воспротивившись при этом плоско-квадратному подходу военных архитекторов. Майси Теллер даже организует маленькое народное восстание, когда однажды к ней заявляется солдат и пытается пройти на ее участок. Мол, ему приказано выкорчевать деревья и все сровнять, чтобы можно было потом посадить новые растения. Но Майси вполне устраивают дикие заросли позади ее дома. Она не допускает выкорчевывания деревьев и отсылает солдата прочь. На следующий день он снова является с тем же приказом. Однако под деревьями уже сидят дамы из соседних домов с детьми и вязаньем, они пьют чай и, судя по всему, настроены остаться здесь надолго. Больше солдат не приходит.

Семья Ферми прибывает на Месу в августе 1944 года. Лауру раздирают противоречивые чувства. Красивые окрестности напоминают ей родной Южный Тироль и действительно похожи на климатический курорт, однако ограждение с колючей проволокой вызывают у нее ассоциации с немецкими концлагерями. Женам ученых здесь предлагается работа с неполной занятостью, и она устраивается офисной помощницей. Она носит синий отличительный значок, который не дает ей доступа в определенные отделы технической части. Не может она войти и в отсек Р, где ее муж с группой «бродячих жестянщиков» решает проблемы других отделов. Доступ сюда имеют только лица с белым значком, насквозь проверенные секретной службой и признанные благонадежными. Все вещи в квартире Ферми проштампованы «военным клеймом — начиная от электрической лампочки под потолком и кончая веником в углу». На армейских койках выцарапаны имена солдат, которые когда-то на них спали. Кухни стандартно оборудованы двумя мойками. Одна из них такая глубокая, что молодые матери купают в них младенцев.