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.

---

Если отвлечься от сомнительных добытчиков золота в среде алхимиков, то для серьезных адептов этого учения разложение земных веществ в очистительном огне их плавильных тиглей есть лишь символ необходимости самим бесстрашно погрузиться во тьму своей души и добиться очищения духа. Речь идет не о чем ином, как о тайне смерти, возрождения и трансценденции, равно как и о прискорбной нужде деятельно вмешаться в этот процесс. На уровне космических наблюдений медленный распад материи означает неотвратимый уклон в хаос. Картина будущих гибельных событий завершается в конце концов уничтожением Земли. Очищение мира в глобальном огне приближает надежду на последующий «золотой век». В этом состоит одно из многих «истинных» значений алхимического превращения неблагородных металлов в золото.

Нездоровой притягательности этого алхимического бреда Резерфорд и Содди явно не сумели избежать, тем более что потенциальная разрушительная сила энергии урана не осталась для них тайной. В первую очередь Содди в своих научно-популярных докладах выражает беспокойство по поводу высвобождения атомарной энергии. Он поднимает вверх флакончик с диоксидом урана и оглашает содержание энергии этой дозы, выраженное через теплотворную способность каменного угля: она равна двумстам тоннам. Ведь уран имеет невообразимо долгий запас времени, сопоставимый с предполагаемым возрастом Земли, чтобы отдать обильную энергию. Чтобы подключиться к ней для непосредственного использования, размышляет Содди, надо бы найти возможность искусственно ускорить распад урана. Что запустило бы саму трансмутацию. И на этом стыке, по мнению Содди, алхимия и современная наука, скорее всего, и найдут примирение: «В ногу с трансмутацией элементов шествует возможность высвободить энергию, заключенную в материи».

Однако понимание масштаба высвобождения энергии из урана внушает ему форменный страх, потому что эта энергия впервые выдвигает пророчества о конце света в область реальности. Овладев атомной энергией, человек вступает в обладание «оружием, которым можно при желании разрушить Землю». Он заклинает своих слушателей «уповать вместе с ним на то, что природа убережет свои тайны». Эрнест Резерфорд считает возможным использование атомной энергии в военных целях: «Если бы нашелся подходящий детонатор, можно было бы представить, что волна атомного распада взрывообразно распространится на всю материю, пока вся масса земного шара не превратится в гелиевые отходы». Изречение Резерфорда о придурковатом лаборанте, который может по недосмотру взорвать весь мир, становится крылатой фразой. Может быть, он вспоминал при этом о первом неудачном эксперименте своего детства. Используя полый гардеробный крюк в качестве пушечного ствола и пригоршню пороха, десятилетний мальчишка в родительском саду хотел выстрелить камешком по мишени. Детскую пушку разворотило взрывом, а камешек упал на землю.

Теперь Резерфорд хорошо разбирается во взрывах. Они парадоксальным образом совершаются беззвучно и невидимо и являются частью его лабораторных будней. В 1908 году Резерфорд при вручении ему самой желанной в мире премии по химии шведского динамитного магната продуманно описывает радиоактивные процессы как бризантные события, напоминающие ему взрывы: «Частица атома радия становится нестабильной и лопается со взрывной силой». И об инертном газе радоне, исходящем из радия: «Атомы этого вещества существенно неустойчивее, чем атомы радия, и снова взрываются...», а то и вовсе: «...во время этого атомарного взрыва выбрасывается единственный атом гелия».

Общее собрание Германского Бунзеновского общества прикладной и физической химии десятого мая 1907 года в Гамбурге грозит закончиться столпотворением. Девиз заседания гласит: «Радиоактивность и гипотеза атомного распада» и очень подходит для того, чтобы разделить всех присутствующих на сторонников и непримиримых противников теории. Главным образом старшие господа настроены почти враждебно против этой новой ветви физической химии. Революция вселяет в них неуверенность. В конце концов фундамент химии, учение о неизменности и непроницаемости элементов, основательно поколеблен самим существованием радиоактивных веществ. Скептики не хотят признавать радий в качестве самостоятельного химического элемента и отвергают статус радона как инертного газа. И соответственно, они с раздражением реагируют на совсем еще молодых, но прекрасно информированных и убедительно аргументирующих сторонников теории распада Резерфорда и Содди.

В центре бурных дебатов стоит двадцативосьмилетний доктор химии, чье заявление на получение доцентуры в качестве приват-доцента как раз рассматривается. Он страстно защищает новейший накопленный опыт международных исследований. Он может рассказать впечатляющие детали об экспериментах, которые по всем правилам химического искусства доказали, что радон не поддается вступлению ни во временные, ни в прочные соединения. Что однозначно доказывает его природу инертного газа. Как-никак молодой человек обучался в Лондоне у Уильяма Рамсея, открывшего инертные газы аргон, криптон и ксенон. Некоторым профессорам старшего поколения в голосе ученика Рамсея чудится самонадеянность и непочтительность. Его прямодушные возражения они воспринимают как дерзость. Да кто он такой, негодует один из присутствующих. «Это такой англизированный берлинец», — насмешливо говорит другой, ведь слово «англизированный» может означать и подрезанный хвост лошади, а слово «берлинец» тем более многозначно: от пончика до дорожного узелка.

Правда, родился Отто Ган, этот англизированный берлинец, во Франкфурте-на-Майне. Начиная изучать химию в Марбурге, младший сын состоятельного стекольного фабриканта проявляет мало рвения и честолюбия. После первой огорчительной лекции по математике этот предмет для него умер. С куда большей выносливостью он справляется с комплексными задачами по выпивке. Долгое время его отец на вопросы об успехах отпрыска без всяких церемоний отвечает, что основной интерес Отто сосредоточен на пиве. Тем не менее тот выдерживает докторский экзамен с оценкой «magna cum laude» («с большим почетом»). Хотя призвания к исследовательским занятиям в себе не чувствует. Ему видится скорее должность промышленного химика. Научный руководитель его докторской диссертации советует ему пожить за границей, чтобы он смог за счет знания иностранных языков повысить шансы своей карьеры в бурно расширяющейся химической отрасли Германии. Так в октябре 1904 года Отто Ган попадает в институт Уильяма Рамсея в Университетском колледже Лондона. Со странной пассивностью он просит у Рамсея о задании. Тот сразу швыряет его в холодную воду. Радиоактивность? Нет, об этом Гану не приходилось слышать во время его учебы в Марбурге и Мюнхене.

А Рамсею незадолго до этого доставили пять центнеров высокорадиоактивного минерала торианита, содержащего торий, и эти пять центнеров с тех пор сократились до 100 граммов соли бария. И вот Рамсей дает своему немецкому ассистенту задание выделить из этого вещества приблизительно подсчитанные 10 миллиграммов радия. Послушник Отто Ган основательно готовится к своему испытанию, штудирует тогда еще обозримую литературу по этому предмету, слушает лекции Рамсея и затем приступает к работе с тщанием и острой наблюдательностью, которая в будущем станет его отличительной чертой. Толковым везет, и ему с самого начала сопутствует удача. Уже скоро он маневрирует на тех же путях познания, какими шла Мария Кюри, у которой смоляная обманка после отделения урана все еще продолжала излучать, благодаря чему был открыт новый элемент. После того как Отто Ган выделил из эссенции торианита радий, остатки продолжают проявлять радиоактивность. Интенсивность излучения, однако, не сопоставима ни с одним из известных в то время радиоактивных элементов. Когда после повторений опыта и перестраховки он смог исключить ложный вывод, обусловленный неопытностью, новый радиоактивный элемент назван им с заслуженной гордостью открывателя радиотором. Он излучает в 250 000 раз сильнее тория. Гана не подвело верное чутье и смелость рук ремесленника. Руководитель института Рамсей обрадован и объявляет об открытии Гана на заседании Королевского общества шестнадцатого марта 1905 года.

Ган набрался в Лондоне достаточной уверенности в себе. Свой следующий практикум он выполняет у Эрнеста Резерфорда в Монреале. У него он учится импровизировать, мастерить из табакерок, баллонов из-под масла и консервных банок действующие аппараты для проверки радиоактивных веществ. Но и в лаборатории Резерфорда, фонтанирующего энергией и воодушевлением, давно уже облучены все инструменты и оборудование, так что измерения слабых по природе излучений приходится проводить в других помещениях. Как и Гизель и супруги Кюри, Резерфорд сам уже стал радиоактивным источником. Однажды он чинит сломанный электрометр на рабочем столе Гана. Прибор после починки хоть и заработал, но зато теперь излучает. Методом сцинтилляций Ган исследует альфа-излучение «своего» радиотора и погружается в чарующие световые явления сернистоцинкового экрана. И в Монреале он тоже открывает сразу два новых элемента, так что мастер на прощанье выдает ему свидетельство на совершенно особый нюх.