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.

---

Между тем сотрудники Кистяковского так и продолжают биться над проблемами при литье взрывчатых линз. Воздушные включения и эффект кристаллизации грозят помехами при имплозии. «Расплав взрывчатки заливается в форму, а затем люди сидят у этих проклятых штук и стерегут их, будто яйца высиживают; постоянно приходится заново приспосабливать температуру охлаждающей воды», — комментирует Кистяковский. Постоянное — изо дня в день — обращение с взрывчаткой наводит его зимой 1944 — 1945 годов на одну блестящую идею, встреченную ликованием любителей лыж на Месе. Все хотят, чтобы здесь был лыжный спуск. Однако ближний склон неудобно порос хвойным лесом. Для взрывника Кистяковского и его специального метода это не проблема: «Если приставить к комлю дерева пол-ожерелья [из пластиковой взрывчатки], оно в этом месте подламывается так, будто его подпилили цепочной пилой. Разве что дело продвигается куда быстрее. Ну да, немного шумновато». Кто-то удачно «увел» откуда-то материалы для примитивного лыжного подъемника, и вот уж и гость Оппенгеймера Николас Бакер — в свои пятьдесят девять лет он в этом молодежном городе настоящий Мафусаил — счастлив продемонстрировать молодым, динамичным любителям скоростного спуска, как выглядит спортивный слалом, когда им по-настоящему владеешь.

Никто в Лос-Аламосе отродясь не слыхал этого имени, однако кто ни встретит этого кряжистого мужчину с массивным черепом и вратарскими лапами по его прибытии на Месу, тут же узнаёт его и уважительно приветствует, а иной и бросается к нему на шею — как Отто Фриш — с диким воплем радости. Николас Бакер — это псевдоним для прикрытия Нильса Бора. После своего авантюрного бегства из Дании он одержим идеей убедить сильных мира сего, что знанием о расщеплении ядра надо поделиться с правительствами всех наций. Бор настаивает на международном соглашении по контролю над вооружением, чтобы воспрепятствовать катастрофе атомной гонки вооружений после войны. Уже теперь, по его мнению, должны быть созданы основные положения в атомной политике послевоенного времени. В каждой поездке к Бору и его сыну Оге приставляют новых телохранителей. И всякий раз их забавляет та серьезность, с какой новые охранники расписываются в получении своих подопечных.

Непривычная идея Бора — использовать уничтожительную силу атомного оружия в качестве устрашения, чтобы обеспечить на земле продолжительный мир, — дает большое облегчение тем молодым ученым в Лос-Аламосе, которые задумываются о смысле своей работы: это было бы желанным решением тяжелого конфликта совести, терзающего многих сотрудников. Виктор Вайскопф, ученик Борна и Гейзенберга, говорит о целебном воздействии Бора на Месе: «Всякая большая и глубокая проблема содержит решение в себе самой, потому и награда должна быть тем большей, чем больше была беда. Этому мы учились у него... Он дал ход политическому движению в науке». Летом 1944 года Бору удалось поговорить о своих планах с двумя самыми могущественными в мире людьми. Но если Рузвельт выказал хотя бы видимость согласия с международным контролем за силой атома, то Черчилль реагировал на идеи Бора с возмущением и даже подумывал, не ограничить ли ему свободу передвижения. Лорду Червеллу он говорил, что следует «хотя бы объяснить Бору, насколько близко он подошел к границе чудовищного преступления». Глядя на разбушевавшегося Черчилля, американский президент тоже надломился. Британо-американское лидирование в области атомного оружия не будет сдано добровольно ни сейчас, ни после войны.

Химическая фабрика в Окридже поставляет уран-235 с сентября 1944 года — правда, лишь в небольших количествах, однако они регулярно передаются в Нью-Мексико по железной дороге с вооруженными курьерами, поездка длится двадцать шесть часов. Усовершенствование процесса фильтрации позволяет в январе 1945 года увеличить ежедневное производство до половины фунта. Вещество обогащено до восьмидесяти процентов и тем самым пригодно для бомбы. Теперь, если ничто не помешает, к началу июля должно накопиться достаточно материала для критической массы, рассчитанной для пушечной модели бомбы. В то время как Джордж Кистяковский так и не решил пока проблемы плутониевой бомбы и предается ожесточенной борьбе за эффективность взрывных линз с Уильямом Парсонсом, в лагере конструкторов урановой бомбы царит сдержанный оптимизм по поводу удачного исхода.

Чтобы экспериментально подтвердить расчетные значения для критической массы урановой бомбы, Отто Фриш предлагает не вполне безопасный опыт. Изобретатель понятия «расщепление ядра» придумал складывать штабелем небольшие комочки бомбового вещества и таким образом, постоянно измеряя активность нейтронов, постепенно приближаться к критическим величинам, не доводя дело до детонации. Для этого опыта взят богатый водородом гидрид урана, который реагирует более инертно, чем чистый уран-235. Ричард Фейнман, загоревшись идеей Фриша, говорит, что это все равно «что щекотать хвост спящего дракона». На всякий случай автомобили перед лабораторией припаркованы так, чтобы они — с вставленными ключами зажигания — были готовы для бегства в пустыню. Фриш и дюжина его людей, укладывая кусочек за кусочком урана в штабель, прекрасно отдают себе отчет в том, что орудуют с материалами, которые не только безмерно дороже золота, но и таят в себе смертельную опасность. Камень на камень, кирпич на кирпич — так они на ощупь подбираются к «голому устройству». Это порог, подошедший вплотную к критической массе. Фриш любовно называет ее «леди Годива» — по имени английской графини XI века, которая, если верить легенде, голая верхом на коне проехала по городу Ковентри, чтобы избавить подданных своего мужа от непосильных налогов. Кто осмеливался взглянуть на прекрасную леди, на месте карался слепотой. И теперь, при этом бризантном возведении лос-аламосской башни, чтобы не рискнуть чем-то и более ценным, чем зрение, нельзя было ни на миг упускать из виду контрольные лампочки измерительных приборов.

В какой-то момент Отто Фриш по неосторожности слишком приближается к мифической леди. Чтобы взглянуть на счетчик нейтронов, он на пару секунд наклоняется над голым устройством и вдруг замечает, «что лампочки... горят непрерывно», как ему показалось. На самом деле они мигают так быстро, что частота уже не воспринимается глазом. Он отпрянул, быстрым движением смахнув со штабеля пару комочков урана. Лампочки тут же замигали нормально. До Фриша доходит, в чем состояла его фатальная ошибка: когда он наклонился вперед, атомы водорода в его теле отразили несколько лишних нейтронов, вылетевших из «леди Годивы» — как раз достаточно, чтобы привести ее в критическое состояние и стремительно повысить скорость ее реакции. «Помедли я еще две секунды, — комментирует Фриш, — и доза облучения была бы смертельной».

Замковая церковь курорта Хайгерлох на краю Швабской Юры стоит на двадцатиметровой скале, возвышаясь над соседней общиной Гехинген. Под церковью в скале вырублена пещера, которая служила пивовару из Хайгерлоха в качестве пивной, пока в феврале 1945 года сюда не явились физики и не конфисковали пещеру для нового, защищенного от бомбежек помещения Берлинского Физического института кайзера Вильгельма. Здесь предполагается заново построить секретную урановую машину. В марте Гейзенберг, Вайцзеккер и Вирц погружают дибнеровскую модель — 664 кубика металлического урана, подвешенные на 17 цепях, — в емкость с полутора тоннами тяжелой воды. Показания счетчика нейтронов настраивают команду на оптимистический лад. Не принимая мер безопасности — таких, как встраивание кадмиевых стержней, — они приближаются к критической массе. Они хотят ее знать наконец. Участники догадываются, что это, скорее всего, будет последний опыт. К концу эксперимента в скальном подвале Хайгерлоха достигнуто доселе небывалое размножение нейтронов. Но для самоподдерживающегося реактора группе Гейзенберга необходимо раза в полтора больше урана и тяжелой воды. Надо разыскать Дибнера, который проводит неясные опыты где-то в Тюрингии. Пусть он предоставит недостающий материал.

В каньоне Омега, вдали от жилых зданий и лабораторий Лос-Аламоса, Отто Фриш и его люди продолжают работать над своей имитацией урановой бомбы. Теперь комочки располагаются в форме кольца на верстаке под открытым небом и осторожно возводятся штабелем до высоты «леди Годивы». Недостающий до критической массы кусок — чека гидрида урана размером пятнадцать на пять сантиметров. Она висит прямо над кольцом из урана на железной раме трехметровой высоты, которую какой-то шутник окрестил «гильотиной». По команде Фриша чека будет отпущена. Чтобы она не застряла в тесном отверстии кольца и не вызвала катастрофы, ее сбрасывают вниз по направляющим, и она пролетает насквозь, приведя «леди Годиву» в возбуждение. На долю секунды в кольце воспроизведены условия для «мягкого» ядерного взрыва. Сильный поток нейтронов и большой скачок температуры сигнализируют испытателям «цепную реакцию в виде прерванного взрыва». В начале апреля 1945 года Фришу предоставлена возможность манипулировать с серебристыми комочками урана, которые уже не содержат гидрида, а представляют собой чистый металл. В каньоне Омега, на открытом воздухе бомбовое вещество быстро окисляется до «насыщенной сливовой синевы» — необычный оттенок, который в 1789 году еще отсутствовал в ярком спектре урановых красок берлинского аптекаря Мартина Генриха Клапрота. С этими опытами Фриш и его сотрудники все ближе подходят к точному определению критической массы урана-235 для атомного взрывного сердечника.