Джим Бэгготт - Тайная история атомной бомбы

• Название: Тайная история атомной бомбы
• Автор: Джим Бэгготт
• Издательство: Эксмо
• Жанр: История
• Год: 2011
• ISBN: 978-5-699-46639-9

Ядерное оружие начало вызывать у людей страх уже с того самого момента, когда теоретически была доказана возможность его создания. И уже более полувека мир живет в этом страхе, меняется лишь его величина: от паранойи 50-60-х до перманентной тревоги сейчас. Но как вообще стала возможной подобная ситуация? Как в человеческий разум могла прийти сама идея создания такого жуткого оружия? Мы ведь знаем, что ядерная бомба фактически была создана руками величайших ученых-физиков тех времен, многие из них были на тот момент нобелевскими лауреатами или стали ими впоследствии.

Автор попытался дать понятный и доступный ответ на эти и многие другие вопросы, рассказав о гонке за обладание ядерным оружием. Главное внимание при этом уделяется судьбам отдельных ученых-физиков, непосредственно причастных к рассматриваемым событиям.

---

ФБР сразу согласилось установить слежку за Элтентоном. В начале сентября было перехвачено короткое сообщение от Вайнберга некому «С» (предполагалось, что это Стив Нельсон); в сообщении говорилось, что с ним (Вейнбергом) больше нельзя связываться. Паш настаивал, что это — верное доказательство вмешательства Оппенгеймера, который мог предупредить Вайнберга об опасности. После этого в растущий хор специалистов добавил свой голос и Пеер де Силва. 2 сентября он написал Гровсу: «Автор письма хочет официально письменно заявить, что Ю. Р. Оппенгеймер играет ключевую роль в попытке СССР заполучить путем шпионажа совершенно секретную информацию, жизненно важную для Соединенных Штатов».

Однако интенсивная слежка за радикальными молодыми физиками из радиационной лаборатории не выявила новых доказательств шпионажа. Тем не менее физиков отстранили от участия в программе и смежных проектах. Ломаница, как упоминалось, призвали в армию, Фридмана отстранили вскоре после того, как он получил в Беркли должность преподавателя физики для новобранцев. И Ломаниц, и Фридман считали, что их проблемы — из-за их профсоюзной деятельности и не более.

На прощальной вечеринке перед отъездом Ломаница Вайнберг предположил, что у их общих бед может быть и другая причина, но не признался, что эта причина, возможно, — он сам. Тем временем за Вайнбергом в кампусе Беркли шла активная слежка: существовала вероятность, что он раскроет еще кого-нибудь из советских разведчиков.

Оппенгеймер попросил включить в группу физиков, отправлявшихся в Лос-Аламос, Бома. Гровс сообщил Оппенгеймеру, что не может дать санкции на перевод, обосновав свое решение весьма туманно: у Бома есть родственники в Германии. Вайнберг и Бом получили должности преподавателей-ассистентов и стали читать курс квантовой теории — когда-то этот предмет вел сам Оппенгеймер.

12 сентября 1943 года в Вашингтоне Лэнсдейл снова провел с Оппенгеймером беседу. Лэнсдейл объяснил, что в сложившейся ситуации, особенно имея в виду его прошлые связи, не остается ничего иного, кроме как подозревать Оппенгеймера:

…чья супруга некоторое время была членом Партии; кто сам знаком со многими известными коммунистами, имеет связи с ними, является членом многочисленных так называемых подставных организаций, и, возможно, действует в интересах самой Партии; кому шесть месяцев назад стало известно о попытке шпионажа со стороны Партии, но он об этом не сообщил; и кто по-прежнему отказывается от полного раскрытия известных ему фактов.

Но сам Лэнсдейл заверил Оппенгеймера, что не считает его замешанным в каких-либо правонарушениях: «Я думаю, что вы не виновны, — сказал он. — Иначе я бы с вами об этом не говорил. Понимаете?»

«Лучше бы был. Больше мне сказать нечего», — ответил Оппенгеймер.

«Худой» и «Толстяк»

К осени 1943 года Оппенгеймер и его исследовательская группа уже ясно представляли себе путь к созданию атомной бомбы и не менее ясно видели проблемы, которые встретятся на этом пути.

В то время в Ок-Ридж возводились два комплекса для крупномасштабного выделения урана-235. Один из них назывался Y-12; это был завод для электромагнитного разделения изотопов на базе калютрона, сконструированного Лоуренсом. Лоуренс предполагал, что для выделения 100 граммов урана-235 в день нужно оборудовать калютрон как минимум 2000 коллекторными баками и все они должны располагаться вертикально между лицевыми поверхностями полюсов тысяч и тысяч тонн магнита. Баки и магниты должны образовать овальные блоки (получившие название «беговые дорожки») — по 96 баков в каждой дорожке. Гровс счел, что постройка 2000 коллекторных баков — 20 дорожек — это нереальная задача для строительной компании, и снизил их количество до 500, то есть до 5 дорожек, предполагая, что совершенствование технологии, которое будет ощутимо еще до завершения строительства, позволит ускорить темпы производства урана и компенсировать разницу.

Чтобы комплекс заработал, нужны были вакуумная система и магниты, которые никогда еще не приходилось конструировать в таких истинно лоуренсийских масштабах. Длина каждого магнита составляла 76 метров, вес — от 3000 до 10 000 тонн. На их конструкцию ушла почти вся добытая в США медь; министерство финансов США ссудило для проекта 15 000 тонн серебра, из которого изготавливались обмотки электромагнитных катушек. Магниты требовали больше энергии, чем крупный город, и были такими сильными, что тянули даже гвоздики, забитые в обувь рабочих. Если к магниту случайно приближалась женщина, он мог вытянуть у нее из волос заколки. Трубы оттягивало от стен. На заводе было занято 13 000 рабочих. Первая дорожка — «Альфа-1» — начала работу в ноябре 1943 года и неожиданно сломалась.

Несмотря на колоссальные масштабы Y-12, Гровс все еще с сомнением относился к перспективам электромагнитного метода. Это была совсем новая технология, поэтому и территория завода была засекречена. Примерно в 13 километрах юго-западнее от Y-12 находился комплекс с газодиффузионной установкой — он назывался К-25 и также пока еще находился на стадии возведения. Этот завод располагался в U-образном строении длиной в почти километр и шириной 3 километра. В то время это было самое крупное здание в мире. На заводе должно было работать еще 12 000 человек. Метод газовой диффузии считался более освоенной технологией, нежели электромагнитное разделение. Но укрощение и этой технологии все еще напоминало авантюру. В Колумбийском университете процесс газовой диффузии по-прежнему активно изучали, еще не решены были проблемы, связанные с коррозией, вызываемой гексафторидом урана.

Неясность с выделением урана-235 в некоторой степени компенсировалась растущей уверенностью в том, что непременно сработает пушечный метод и, более того, что можно создать бомбу, пригодную для транспортировки.

Специалист по баллистике, консультант в лаборатории Лос-Аламоса вскоре после вводных лекций, прочитанных в апреле, обнаружил ошибку в исследовательской логике физиков. Сравнительно пессимистичные оценки ученых о размерах снаряда базировались на том, что пушка для атомного выстрела строятся так же, как и обычные пушки. Но последние конструировались с расчетом, что стрелять из них придется многократно. Очевидно, что та пушка, которая забьет «затравку» в докритическую массу урана-235, сделает только один выстрел, после чего превратится в облако из атомов. Поэтому размер такой пушки можно существенно уменьшить.

Механизм действия бомбы (при условии использования урана-235) уже не виделся проблемой. Все, что сейчас требовалось, — это ядерное топливо.

Физики Манхэттенского проекта занимались теперь приручением еще одного демона. После того как в декабре 1942 года Ферми успешно продемонстрировал самоподдерживающуюся ядерную реакцию, ученые приступили к сборке гораздо более крупного реактора, предназначенного для производства плутония. Комплекс сооружали в «Зоне W» — на территории города Хэнфорд, на юге штата Вашингтон. Работы начались в марте 1943 года, в строительстве было занято 45 000 человек. Первый ядерный реактор, названный «В», или «105-В», на основе ураново-графитовой модели, предложенной Ферми, начали строить в августе 1943 года.

На возведение завода должно было уйти около года, следовательно, первая значительная партия плутония, достаточная для применения в атомной бомбе, могла быть получена не ранее 1945 года.

Однако, в отличие от ситуации с ураном-235, пока было не совсем ясно, будет ли эффективен пушечный метод в плутониевой бомбе. На тот момент ученые слишком мало знали о физических свойствах нового элемента (в частности, о спонтанном распаде и о преждевременной детонации), чтобы делать какие-то выводы. Если плутоний покажет выраженную тенденцию к преждевременной детонации, начальной скорости заряда не хватит даже при выстреле из самой большой пушки. Плутониевая «затравка» войдет в докритическую массу слишком медленно, чтобы вызвать взрыв.

В отличие от пушечного метода, имплозия позволяла собрать сверхкритическую массу гораздо быстрее и более надежно. Более того, Теллер предположил, что докритическую массу плутония в сверхкритическую может сжать сильная взрывная волна: обычный взрыв буквально спрессует докритическую массу до сверхкритической плотности, и после этого последует уже ядерный взрыв. В таком случае отпадала необходимость добиваться большой сверхкритичесой массы с обычной плотностью из полой сферы, собранной из отдельных компонентов.

Правда, чтобы реализовать имплозию, для обычного детонатора, которым обкладывалась сердцевина бомбы, нужно было создать ударную волну обязательно сферической формы. Математик и физик Джон фон Нейман показал, что ударная волна должна быть практически идеальной сферой с погрешностью не более 5 %. В начале июля Неддермейер приступил к небольшим имплозивным экспериментам, которые проходили на плато к юго-востоку от лаборатории Лос-Аламос; между плато и лабораторией пролегал каньон. Опыт состоял в следующем. Обычные взрывчатые вещества, обернутые вокруг коротких отрезков трубы, взрывали — в итоге трубы должны были тесно сблизиться друг с другом, образуя таким образом плоские металлические слитки. Сначала результаты были неудовлетворительными: трубы кривились и сгибались — это означало, что ударная волна имеет далеко не правильную форму.