Страница:
- 1
- 2
- 3
- 4
- 5
- 6
- 7
- Следующая »
- Последняя >>
Дэвид Ирвинг
Ядерное оружие Третьего рейха. Немецкие физики на службе гитлеровской Германии
Предисловие
Осуществлялась ли во время войны в Германии программа атомных исследований? По прошествии времени в это верится с трудом, поскольку хроники Второй мировой войны оставили слишком мало свидетельств тому, что такая программа действительно существовала. История работ Германии в области ядерных исследований в период с 1938-го по 1945 год до настоящего времени фактически не изучалась. Это объясняется тем, что группа сотрудников разведывательных служб союзников под руководством доктора Сэмюэла Гаудсмита сделала все для того, чтобы утаить от народов освобожденной Европы малейшие признаки того, что такая программа не была плодом воображения. Любому современному историку представляется кошмаром даже сама мысль о том, сколько труда следует вложить для того, чтобы получить мало– мальски целостную картину из разрозненных кусочков информации, которые все-таки не удалось спрятать под плотной завесой тайн и недомолвок. Я теперь полностью представляю себе, что мог чувствовать французский профессор Жолио[1], когда после долгих настойчивых требований о предоставлении ему всего оставшегося у немецких физиков– ядерщиков из Хехингена металлического урана, который они всеми способами пытались утаить, ему все-таки был торжественно вручен кубик размером с кусочек сахара, применявшийся в лабораторных исследованиях. На самом деле британские и американские офицеры забрали из французской зоны оккупации Германии все документы и весь оставшийся уран еще до окончания войны.
В конце концов мне пришлось поехать в поисках пропавших документов в Соединенные Штаты, где после долгих бесплодных поисков удалось обнаружить их в архиве американского Комитета по атомной энергетике в городе Оук-Ридж, штат Теннесси. Бумаги хранились без всякого применения и в полном забвении. Приношу свою глубочайшую благодарность за оказанную мне помощь Роберту Л. Шеннону и Джеймсу М. Джекобсу. Наиболее важные папки с немецкими документами были предоставлены в мое распоряжение доктором Гаудсмитом, который оказал мне самый теплый прием в Национальной лаборатории в Брукхевене, штат Нью-Йорк. Кроме того, мне хотелось бы выразить признательность его ассистенту г-же Пегги Хоуман, оказавшей мне неоценимое содействие в организации встреч с самым широким кругом лиц в ходе моего пребывания в США.
Мне хотелось бы также поблагодарить тех многих добровольных помощников, которые помогли мне в работе, согласившись встретиться со мной или предоставив в качестве ответа на мои письма комментарии по поводу различных разрозненных документов. В особенности это относится к кавалеру британских орденов «За особые заслуги» и «Военный крест» подполковнику Кнуту Хаукелиду, который во время моей поездки в Норвегию подробно ознакомил меня с акциями британского Управления специальных операций по уничтожению нацистских запасов тяжелой воды. Кроме того, выражаю свою благодарность профессору Вернеру Гейзенбергу за то, что он смог уделить мне так много своего времени для личной беседы, а также согласился ознакомиться с рукописью этой книги. Среди моих бескорыстных помощников хотелось бы назвать имя Патрика Линстеда, позволившего мне широко использовать обширные источники физической библиотеки Имперского колледжа науки, техники и медицины в Южном Кенсингтоне. Без любезного содействия всех этих людей было бы почти невозможно предложить на суд читателя весь изложенный в этой книге материал.
Дэвид Ирвинг
В конце концов мне пришлось поехать в поисках пропавших документов в Соединенные Штаты, где после долгих бесплодных поисков удалось обнаружить их в архиве американского Комитета по атомной энергетике в городе Оук-Ридж, штат Теннесси. Бумаги хранились без всякого применения и в полном забвении. Приношу свою глубочайшую благодарность за оказанную мне помощь Роберту Л. Шеннону и Джеймсу М. Джекобсу. Наиболее важные папки с немецкими документами были предоставлены в мое распоряжение доктором Гаудсмитом, который оказал мне самый теплый прием в Национальной лаборатории в Брукхевене, штат Нью-Йорк. Кроме того, мне хотелось бы выразить признательность его ассистенту г-же Пегги Хоуман, оказавшей мне неоценимое содействие в организации встреч с самым широким кругом лиц в ходе моего пребывания в США.
Мне хотелось бы также поблагодарить тех многих добровольных помощников, которые помогли мне в работе, согласившись встретиться со мной или предоставив в качестве ответа на мои письма комментарии по поводу различных разрозненных документов. В особенности это относится к кавалеру британских орденов «За особые заслуги» и «Военный крест» подполковнику Кнуту Хаукелиду, который во время моей поездки в Норвегию подробно ознакомил меня с акциями британского Управления специальных операций по уничтожению нацистских запасов тяжелой воды. Кроме того, выражаю свою благодарность профессору Вернеру Гейзенбергу за то, что он смог уделить мне так много своего времени для личной беседы, а также согласился ознакомиться с рукописью этой книги. Среди моих бескорыстных помощников хотелось бы назвать имя Патрика Линстеда, позволившего мне широко использовать обширные источники физической библиотеки Имперского колледжа науки, техники и медицины в Южном Кенсингтоне. Без любезного содействия всех этих людей было бы почти невозможно предложить на суд читателя весь изложенный в этой книге материал.
Дэвид Ирвинг
Глава 1
Поворотный пункт
Изучение истории программы ядерных исследований Германии во время Второй мировой войны легче начинать с ее заключительного этапа. Это можно объяснить тем, что, в отличие, например, от США, здесь отсутствовало четкое военное руководство. Собственно говоря, сама ядерная программа тесно переплеталась с судьбами и характерами десяти ведущих ученых, занятых в ее реализации. Эта связь прослеживается особенно четко в их записях, посвященных событиям 6 августа 1945 года.
В тот вечер британская радиослужба Би-би-си передала первое сообщение о том, что несколько часов назад на японский город Хиросима была сброшена атомная бомба. В новостях, переданных в шесть часов вечера, в частности, говорилось, что сброшенная на Японию бомба содержала количество взрывчатого вещества, эквивалентное двум тысячам десятитонных авиабомб, применяемых в Королевских ВВС. Кроме того, цитировалось высказывание президента США Трумэна о том, что немцы активно работали над «поиском путей к использованию атомной энергии», однако их усилия не увенчались успехом. В то же самое время в небольшом сельском доме в городке Фарм-Холл, неподалеку от Хантингдона, томился в заключении вместе со своими девятью коллегами человек, открытие которого сделало возможным создание ядерного оружия. Этим человеком был немецкий профессор, физик и радиохимик, Отто Ган, открывший в 1938 году совместно с Фрицем Штраусманом явление деления ядра урана нейтронами.
Через несколько минут после исторической передачи курировавший немецких ученых британский майор Т.Х. Риттнер вызвал профессора Гана к себе в кабинет и сообщил ему новость. Пожилой немец пришел в ужас: он внезапно почувствовал себя лично ответственным за гибель тысяч людей. Ган заявил Риттнеру, что еще в те далекие времена, шесть лет назад, когда он сделал свое открытие, у него уже были самые худшие опасения относительно возможных последствий. Однако тогда он даже не мог себе представить, что подобное когда-нибудь может случиться. Риттнер с помощью алкоголя попытался успокоить немца. Затем они вместе подождали повтора программы в семь часов.
Остальные пленники Фарм-Холла – все те, кто работал над немецким атомным проектом во время войны (ими были д-р Эрих Багге, д-р Курт Дибнер, профессор Вальтер Герлах, профессор Пауль Гартек, профессор Вернер Гейзенберг, нобелевский лауреат, один из создателей квантовой механики, д-р Хорст Коршинг, нобелевский лауреат, профессор Макс фон Лауэ, открывший интерференцию рентгеновских лучей в кристаллах, профессор Карл Фридрих фон Вайцзеккер, предложивший в 1935 году формулу энергии связи атомного ядра, и д-р Карл Вирц), – уже сели ужинать и обнаружили отсутствие Гана. Доктор Карл Вирц отправился за ним в кабинет Риттнера. Вирц зашел туда как раз к началу семичасового выпуска новостей. Вместе с Риттнером и Ганом он дослушал передачу, а затем с ошеломившим всех известием вернулся к своим коллегам. Вирца выслушали в гробовом молчании.
Затем тишина взорвалась взволнованным гулом голосов. Прослушивавшие помещение через скрытые микрофоны офицеры британской разведки с удовлетворением отметили, что даже самые выдающиеся немецкие ученые пребывали в уверенности, что подобное оружие просто не могло быть изготовлено. Один из виднейших авторитетов в области теоретической физики профессор Вернер Гейзенберг высказал предположение, что американцы, как обычно, блефуют. В этом отношении американцы, заявил Гейзенберг, ничем не отличаются от нацистов. Они просто открыли какой-то новый, более мощный тип взрывчатого вещества и присвоили ему устрашающее название. Последний полномочный представитель Геринга по проблемам ядерной физики профессор Герлах впоследствии записал в своем дневнике: «Гейзенберг энергично оспаривает возможность наличия у американцев атомной бомбы».
Немецким ученым казалось нереальным само существование американского ядерного проекта. Гейзенберг лично спрашивал руководителя миссии американской разведки, захватившей его в плен в мае 1945 года, доктора Сэмюэла Гаудсмита[2], работают ли в США в том же направлении, что и в Германии. И Гаудсмит, несмотря на все нежелание вводить коллегу-ученого в заблуждение, уверенно сказал: нет, не работают. Даже тогда, когда Гейзенберг стал намекать, что готов помочь бывшим противникам в начале работы над собственной ядерной программой, Гаудсмиту удалось сохранить серьезное выражение лица. Более того, когда в апреле 1945 года американцами был захвачен последний германский урановый реактор, немецким ученым, в особенности фон Вайцзеккеру и Вирцу, настойчиво предлагали раскрыть местонахождение запасов урана и тяжелой воды. Это делалось под предлогом того, что когда-нибудь немецкие физики должны будут продолжить работы в этой области. А значит, на тот момент у американцев просто не могло быть своего ядерного оружия. На самом же деле американцев заботило лишь то, чтобы материалы не попали в руки профессора Жолио и французской стороны, в зоне ответственности которой находился реактор.
Гейзенберг до сих пор не мог поверить в то, что Гаудсмит, его коллега и друг, с которым они вместе работали в США в 1939 году, мог ввести его в заблуждение. Поэтому он и уверовал в очередной «блеф» янки. Присоединившийся к коллегам Ган задумчиво заявил, что очень хотел бы надеяться на то, что Гейзенберг прав. Если американцы применили то, что сейчас принято называть реакцией деления ядра плутония, – процесс, который сами немцы рассматривали как более дешевый, по сравнению с делением урана-235, это подтверждало, как далеко они продвинулись в практическом применении законов ядерной физики. Как однажды заметил Ган: «Для плутония у них должен быть реактор, которым они смогут пользоваться длительное время».
Пытаясь скрыть, насколько его самого потрясла последняя новость, Ган с мрачным удовлетворением набросился на своего старого друга Гейзенберга: «Если у американцев уже есть урановая бомба, то все вы здесь всего лишь аутсайдеры! Бедный старина Гейзенберг!» В ответ на это профессор Гейзенберг мрачно переспросил: «Упоминали ли они (американцы) слово «уран» в связи со своей атомной бомбой?» – «Нет», – вынужден был признать Ган. «Тогда она не имеет ничего общего с атомом», – продолжал настаивать Гейзенберг. Но Ган не соглашался с его доводами: «В любом случае, Гейзенберг, вы аутсайдер и можете сворачивать свои работы». Гейзенберг продолжал упорствовать в том, что, наверное, американцы применили в своей бомбе какой-то новый вид обычного взрывчатого вещества, например, в нем могли использоваться атомы водорода или кислорода или что-то другое. Профессор продолжал цепляться за мысль, что Гаудсмит просто не мог его обмануть. Однако профессор Пауль Гартек вежливо напомнил, что в выпуске новостей речь шла о бомбе с тротиловым эквивалентом 20 килотонн. Гартек вообще отличался прекрасно развитым и очень важным для ученого чувством реализма, сочетавшегося с юмором старого холостяка. Он носил небольшие усы, которые делали его похожим на фюрера в последние годы жизни. Коллеги-ученые очень любили подтрунивать над этим сходством, особенно после того, как британская пресса принялась муссировать слухи о том, что Гитлер все еще жив. Однако в тот вечер ни у кого из них не было желания шутить.
Фон Вайцзеккер, один из самых молодых ученых в группе Гейзенберга, попросил того прокомментировать эти злополучные «20 тысяч тонн». Гейзенберг был теперь более осторожен в оценках, но он все еще не мог поверить в то, что союзникам удалось получить атомную бомбу. Профессора Вальтер Герлах и Макс фон Лауэ предложили дождаться более подробного девятичасового выпуска новостей.
В течение последующих двух часов дискуссия была продолжена. Доктора Коршинг и Вирц предположили, что американцы изготовили бомбу, основанную на принципе деления ядра урана-235. Такая реакция была им хорошо известна и подробно описана ими же. Доктор Багге, специалист в области изотопов, писал: «Очевидно, этот процесс происходит с выделением изотопов (урана). Именно так достигается взрыв большой мощности».
Доктор Вирц заявил: «Я рад, что не мы создали эту бомбу». Фон Вайцзеккер согласился с такой оценкой: «Я считаю ужасным, что американцы сделали такую бомбу. Это просто безумие с их стороны». Профессор Гейзенберг заметил с другого края стола: «Кто знает. Точно так же любой теперь может сказать, что это было сделано для скорейшего завершения войны…»
«Только это меня и утешает, – вновь присоединился к разговору Отто Ган и после недолгого молчания добавил: – Думаю, было бы лучше, если бы оказалось верным предположение Гейзенберга о том, что они блефуют».
В девять часов вечера все десять ученых собрались у радиоприемника в гостиной.
«Передаем выпуск новостей, – объявил диктор. – Огромным достижением ученых стран-союзниц является производство атомной бомбы. Одна из таких бомб уже сброшена на базу японской армии…» Далее последовали подробности, после чего диктор добавил: «Спустя несколько часов после сброса бомбы разведывательные самолеты все еще не могут оценить последствия взрыва, так как город с трехсоттысячным населением скрыт плотной завесой дыма и пыли». В продолжении радиопрограммы было упомянуто, что стоимость проекта обошлась союзникам в 500 миллионов фунтов стерлингов. В строительстве различных объектов в рамках программы было задействовано до 125 тысяч человек. Из них 65 тысяч продолжают работать в возведенных сооружениях. При этом только очень немногие знали, что же, собственно, они строят: «Они могли наблюдать за поступлением огромного количества материалов на объект. Но при этом было невозможно наблюдать за вывозом наружу никаких готовых продуктов, так как размеры нового боевого заряда очень малы». И наконец, еще одно подтверждение: министр обороны США официально объявил, что при создании новой бомбы был использован уран.
Проанализировав всю полученную информацию, от длинного заявления с Даунинг-стрит до подробных выпусков новостей, немецкие ученые пришли к выводу, что теперь уже не могло быть никаких сомнений в том, что союзники действительно создали урановую бомбу. «Наша маленькая компания оказалась в сложной ситуации», – подвел итог профессор Герлах.
То, что испытывали немцы, было смесью ужаса, недоверия и досады, в том числе и друг на друга. Офицеру разведки Уэлшу, которого немцы про себя называли Павлином за обилие галунов на его мундире, а также доктору Гаудсмиту несомненно удалось ввести их всех в заблуждение. Доктор Эрих Багге жаловался на такое «коварство»: «Гаудсмит водил нас вокруг да около с завязанными глазами». Далее он записал в своем дневнике: «…и теперь эту бомбу применили против Японии. Они передают, что даже через несколько часов подвергшийся бомбардировке город скрыт облаком дыма и пыли. Речь идет о смерти 300 тысяч человек. Бедняга профессор Ган!» Ган так описывал чувства, которые он испытал, впервые услышав страшную новость о том, как может быть использовано открытие законов деления ядра урана: «Какое-то время мной владела мысль о необходимости сбросить в море все запасы урана, чтобы избежать подобной катастрофы в будущем. Но вправе ли я или кто-либо другой лишать человечество всех тех плодов, которые может принести новое открытие? И вот теперь эта ужасная бомба. Американцы и англичане – Чедвик, Саймон, Линдеман (лорд Черуэлл) и многие другие – строили огромные предприятия в Америке, где без всяких помех получали чистый уран-235».
Теперь до немецких ученых наконец стало доходить, почему они были задержаны союзниками после поражения нацистской Германии.
В течение следующих часов немцы продолжали с горечью обсуждать услышанные новости. Доктор Коршинг заметил, что американские ученые, несомненно, были единодушны в работе над проектом, каждый старался внести свой посильный вклад в общее дело. «У нас, где каждый пытается доказать, насколько он умнее и важнее своего коллеги, такое было бы невозможно». – «Я считаю, что причиной того, что мы не изобрели такое оружие, было то, что все наши ученые просто не хотели иметь его, – возразил фон Вайцзеккер и добавил: – Если бы мы все хотели победы Германии в этой войне, мы бы сделали его».
Такое заявление потрясло всех. Действительно ли немецкий ядерный проект с самого начала саботировался изнутри? Вскоре после описанных выше событий один из немецких физиков написал: «…Нам приходилось вести постоянную борьбу с собственным руководством, которое не верило в возможность выделения изотопов (урана) и своими действиями едва ли не вставляло нам палки в колеса. В то же время внутри нас существовала своя внутренняя оппозиция из числа видных ученых, которые не могли или просто не желали пошевелить пальцем для выделения чистого урана-235. А это уже слишком для нормальной работы». Выполнявший с начала 1944 года обязанности полномочного представителя рейхсмаршала Геринга в группе ядерного проекта профессор Герлах сильнее других переживал провал немецких ученых. А доктор Багге прямо заявил: «Я считаю, что со стороны фон Вайцзеккера абсурдно говорить о том, что мы не хотели добиться успеха. Может быть, его слова справедливы для него самого, но не для всех нас».
Глубокой ночью, перед тем как отправиться спать, профессор фон Лауэ признался доктору Багге: «В детстве я всегда мечтал заниматься физикой, чтобы изменить мировую историю. Что ж, теперь я могу сказать, что занимался физикой и наблюдал, как меняется мир. То же самое я смогу повторить и перед смертью».
В ту ночь фон Лауэ не мог заснуть. В два часа ночи он постучал в дверь комнаты Багге и сказал: «Нужно что-то делать. Я очень беспокоюсь за Отто Гана. Новость настолько шокировала его, что я опасаюсь худшего».
Вдвоем они открыли дверь в спальню Гана. Тот лежал в своей кровати и не мог заснуть от волнения. Только убедившись в том, что усталость взяла свое и Ган заснул, двое ученых оставили свой пост.
Английский физик Джордж Томсон (сын знаменитого Джозефа Джона Томсона, открывшего в 1897 году электрон) в числе первых обратил внимание на один из грандиозных феноменов природы, заключающийся во взрывном выбросе огромного количества энергии при делении атомного ядра. Данный процесс основан на существовании в природе сверхтяжелых ядер таких элементов, как, например, уран или торий. Эти чрезвычайно нестабильные химические элементы тем не менее смогли пережить все пять миллионов лет существования Солнечной системы. И все же, будь они чуть менее стабильными, мир никогда не узнал бы имен Энрико Ферми, Отто Гана, Фрица Штрасмана и самого Джорджа Томсона; будь они более стабильны, и сам процесс деления атомного ядра стал бы невозможен.
Бывает так, что феномен закона природы основан на парадоксе; часто такие законы открываются вследствие цепи случайностей и совпадений. Так случилось и с открытием Отто Ганом деления уранового ядра, которому предшествовали четыре года ошибок, заблуждений и ложных гипотез. Истоки этого открытия лежат в начале 30-х годов, когда выдающийся итальянский физик Энрико Ферми предположил, что путем бомбардировки нейтронами (массивными незаряженными элементарными частицами), открытыми в 1932 году профессором Чедвиком, тяжелых химических элементов возможно получение искусственным путем их радиоактивных изотопов. Оказалось, что в тяжелые ядра, несущие большой электрический заряд, легче проникают нейтроны, нежели ядра атома гелия, так называемые альфа-частицы, которые использовали в те годы в своих экспериментах по изучению искусственной радиоактивности супруги Фредерик Жолио и Ирен Кюри. Согласно закону отталкивания одноименных зарядов, положительно заряженные альфа-частицы не могут преодолеть положительный заряд бомбардируемых ими ядер. В то же время нейтроны даже на относительно небольших скоростях легко проникают внутрь атомного ядра. Фактически случайно Ферми обнаружил, что, если источник нейтронов окружить слоем некоего вещества с высоким содержанием водорода, например твердым парафином, возможности нейтронов по воздействию на ядра некоторых тяжелых химических элементов значительно возрастают. Он доказал, что обладающие высокой скоростью нейтроны при столкновении с содержащимися в парафине легкими атомами водорода «замедляются». Такие медленные нейтроны быстрее захватываются атомным ядром.
Уран является самым тяжелым из существующих в природе химических элементов; он представляет собой чрезвычайно прочный металл белого цвета, ковкий и вязкий. Температура плавления урана значительно ниже по сравнению с другими металлами, обладающими сходными химическими свойствами, – вольфрамом, хромом и молибденом. Порядковый номер урана в таблице химических элементов 92, а номер его самого тяжелого изотопа 238. Это означает, что его ядро состоит из 92 протонов, уравновешенных 146 нейтронами. Однако в природе, кроме урана-238, в соотношении примерно 1000:7 существует его более легкий изотоп уран-235. Изотопы урана обладают одинаковыми химическими, но различными физическими свойствами. Если бы не было этой разницы физических свойств, не было бы ни возможности, ни необходимости их разделения.
Когда Ферми и его коллеги в своей лаборатории в Риме бомбардировали природный уран нейтронами, они пришли к выводу, что в результате захвата нейтрона атомом урана-238 образуется нестабильный изотоп урана-239. Затем вновь образовавшийся атом выделяет один (отрицательно заряженный) электрон и из химического элемента под номером 92 превращается в неизвестный в те времена элемент тяжелее урана, помещенный в таблице под номером 93. Для того чтобы доказать, что он действительно получил новый «трансурановый» элемент, Ферми провел серию химических реакций со всеми продуктами, полученными в результате его опыта, и к своему удовлетворению убедился в том, что хотя бы один из них по своим химическим свойствам отличается от остальных химических элементов, по крайней мере от всех существующих элементов тяжелее свинца. Как физик, он не видел смысла в сравнении свойств вновь полученного элемента с элементами, стоящими в периодической таблице ниже свинца. Ферми обосновал свой вывод тем, что полученный им новый элемент должен быть тяжелее имеющего самую большую массу из известных в то время химических элементов урана. Кроме того, он обосновал то, что в результате уже известного процесса радиоактивного распада атом урана не мог настолько уменьшиться в массе, чтобы занять в таблице место рядом со свинцом. Немецкий химик Ида Ноддак выступила против выводов Ферми: экспериментальным путем она доказала, что в результате бомбардировки нейтронами происходит деление ядра урана, а не его радиоактивный распад. Однако Ноддак отказалась от дальнейших исследований в этом направлении, поэтому ее предположение осталось незамеченным в мировой физике.
Заявление Ферми о существовании целого ряда «трансурановых» элементов не прошло незамеченным; у него сразу же появились многочисленные оппоненты. В 1934 году, практически сразу же после его открытия, в журналах «Nuovo Cimento» и «Nature» были опубликованы статьи австрийской ученой Лизы Мейтнер и знаменитого немецкого радиохимика Отто Гана, с которым Мейтнер в начале 20-х годов вместе работала над открытием мезотория и протактиния. Они вернулись к совместным исследованиям в области «трансурановых» элементов, на существовании которых настаивал Ферми. К Гану, в то время возглавлявшему лабораторию в Институте химии имени кайзера Вильгельма в Берлин-Далеме, присоединился молодой ученый доктор Фриц Штрасман, блестящий специалист в области неорганической химии и анализа, уже к тому времени хорошо знакомый с проблемами радиохимии.
Было бы излишним приводить всю программу исследований трех ученых в Берлине. Достаточно упомянуть, что за четыре года до конца последних драматических недель 1938 года Гану, Штрасману и Мейтнер удалось подтвердить фундаментальные открытия Ферми и получить те самые трансурановые элементы, что принесло им заслуженное признание в научном мире. Они получили и описали четыре новых химических элемента, которым присвоили временные названия «эка-рений», «эка-осмий»[3], «эка-иридий» и «эка-платина»: рений, осмий, иридий и платина находились прямо над этими вновь полученными элементами в периодической таблице и, следовательно, имели схожие с ними химические свойства. Несомненно, в открытии немецких ученых еще оставались белые пятна и противоречия, однако все верили, что со временем они получат свое дальнейшее развитие и будут должным образом объяснены.
В 1938 году тщательно продуманная стройная теория трансурановых элементов стала давать первые трещины. Вслед за Ферми Ирен Кюри и югославский физик Павле Савич открыли и описали новое радиоактивное вещество, полученное ими в результате бомбардировки урана нейтронами. «Странное» вещество имело период радиоактивного полураспада три с половиной часа. Сначала парижские ученые предположили, что получили изотоп тория, стоящего в периодической таблице на две позиции ниже урана. Теоретически это можно было объяснить тем, что в результате распада после захвата атомом урана нейтрона полученное нестабильное вещество выделило альфа-частицу и превратилось в торий.
До сих пор никому еще не удавалось наблюдать за выделением альфа-частицы изотопом урана, поэтому гордость знаменитой команды Гана в Берлинской лаборатории оказалась задетой таким открытием ученых-соперников.
В 1934 году Л. Мейтнер пыталась обосновать получение изотопа тория, однако при всем старании Штрасману так и не удалось обнаружить следов этого элемента в растворе, полученном в результате проведения опытов с изотопами урана. Мейтнер упрекала Штрасмана в том, что он потерпел неудачу там, где их французские коллеги добились очевидного успеха; однако она отмечала, что французы никого не посвятили в подробности методов проведения своих экспериментов и получения столь сенсационного открытия. Мейтнер попросила Штрасмана повторить эксперимент. Штрасман выполнил ее просьбу, честно пытаясь путем химической реакции с применением в качестве катализатора железа выделить из урана торий. Через неделю расстроенный ученый заверил Мейтнер, что, независимо от того, что заявляют французские коллеги, в полученном растворе торий так и не был обнаружен.
В тот вечер британская радиослужба Би-би-си передала первое сообщение о том, что несколько часов назад на японский город Хиросима была сброшена атомная бомба. В новостях, переданных в шесть часов вечера, в частности, говорилось, что сброшенная на Японию бомба содержала количество взрывчатого вещества, эквивалентное двум тысячам десятитонных авиабомб, применяемых в Королевских ВВС. Кроме того, цитировалось высказывание президента США Трумэна о том, что немцы активно работали над «поиском путей к использованию атомной энергии», однако их усилия не увенчались успехом. В то же самое время в небольшом сельском доме в городке Фарм-Холл, неподалеку от Хантингдона, томился в заключении вместе со своими девятью коллегами человек, открытие которого сделало возможным создание ядерного оружия. Этим человеком был немецкий профессор, физик и радиохимик, Отто Ган, открывший в 1938 году совместно с Фрицем Штраусманом явление деления ядра урана нейтронами.
Через несколько минут после исторической передачи курировавший немецких ученых британский майор Т.Х. Риттнер вызвал профессора Гана к себе в кабинет и сообщил ему новость. Пожилой немец пришел в ужас: он внезапно почувствовал себя лично ответственным за гибель тысяч людей. Ган заявил Риттнеру, что еще в те далекие времена, шесть лет назад, когда он сделал свое открытие, у него уже были самые худшие опасения относительно возможных последствий. Однако тогда он даже не мог себе представить, что подобное когда-нибудь может случиться. Риттнер с помощью алкоголя попытался успокоить немца. Затем они вместе подождали повтора программы в семь часов.
Остальные пленники Фарм-Холла – все те, кто работал над немецким атомным проектом во время войны (ими были д-р Эрих Багге, д-р Курт Дибнер, профессор Вальтер Герлах, профессор Пауль Гартек, профессор Вернер Гейзенберг, нобелевский лауреат, один из создателей квантовой механики, д-р Хорст Коршинг, нобелевский лауреат, профессор Макс фон Лауэ, открывший интерференцию рентгеновских лучей в кристаллах, профессор Карл Фридрих фон Вайцзеккер, предложивший в 1935 году формулу энергии связи атомного ядра, и д-р Карл Вирц), – уже сели ужинать и обнаружили отсутствие Гана. Доктор Карл Вирц отправился за ним в кабинет Риттнера. Вирц зашел туда как раз к началу семичасового выпуска новостей. Вместе с Риттнером и Ганом он дослушал передачу, а затем с ошеломившим всех известием вернулся к своим коллегам. Вирца выслушали в гробовом молчании.
Затем тишина взорвалась взволнованным гулом голосов. Прослушивавшие помещение через скрытые микрофоны офицеры британской разведки с удовлетворением отметили, что даже самые выдающиеся немецкие ученые пребывали в уверенности, что подобное оружие просто не могло быть изготовлено. Один из виднейших авторитетов в области теоретической физики профессор Вернер Гейзенберг высказал предположение, что американцы, как обычно, блефуют. В этом отношении американцы, заявил Гейзенберг, ничем не отличаются от нацистов. Они просто открыли какой-то новый, более мощный тип взрывчатого вещества и присвоили ему устрашающее название. Последний полномочный представитель Геринга по проблемам ядерной физики профессор Герлах впоследствии записал в своем дневнике: «Гейзенберг энергично оспаривает возможность наличия у американцев атомной бомбы».
Немецким ученым казалось нереальным само существование американского ядерного проекта. Гейзенберг лично спрашивал руководителя миссии американской разведки, захватившей его в плен в мае 1945 года, доктора Сэмюэла Гаудсмита[2], работают ли в США в том же направлении, что и в Германии. И Гаудсмит, несмотря на все нежелание вводить коллегу-ученого в заблуждение, уверенно сказал: нет, не работают. Даже тогда, когда Гейзенберг стал намекать, что готов помочь бывшим противникам в начале работы над собственной ядерной программой, Гаудсмиту удалось сохранить серьезное выражение лица. Более того, когда в апреле 1945 года американцами был захвачен последний германский урановый реактор, немецким ученым, в особенности фон Вайцзеккеру и Вирцу, настойчиво предлагали раскрыть местонахождение запасов урана и тяжелой воды. Это делалось под предлогом того, что когда-нибудь немецкие физики должны будут продолжить работы в этой области. А значит, на тот момент у американцев просто не могло быть своего ядерного оружия. На самом же деле американцев заботило лишь то, чтобы материалы не попали в руки профессора Жолио и французской стороны, в зоне ответственности которой находился реактор.
Гейзенберг до сих пор не мог поверить в то, что Гаудсмит, его коллега и друг, с которым они вместе работали в США в 1939 году, мог ввести его в заблуждение. Поэтому он и уверовал в очередной «блеф» янки. Присоединившийся к коллегам Ган задумчиво заявил, что очень хотел бы надеяться на то, что Гейзенберг прав. Если американцы применили то, что сейчас принято называть реакцией деления ядра плутония, – процесс, который сами немцы рассматривали как более дешевый, по сравнению с делением урана-235, это подтверждало, как далеко они продвинулись в практическом применении законов ядерной физики. Как однажды заметил Ган: «Для плутония у них должен быть реактор, которым они смогут пользоваться длительное время».
Пытаясь скрыть, насколько его самого потрясла последняя новость, Ган с мрачным удовлетворением набросился на своего старого друга Гейзенберга: «Если у американцев уже есть урановая бомба, то все вы здесь всего лишь аутсайдеры! Бедный старина Гейзенберг!» В ответ на это профессор Гейзенберг мрачно переспросил: «Упоминали ли они (американцы) слово «уран» в связи со своей атомной бомбой?» – «Нет», – вынужден был признать Ган. «Тогда она не имеет ничего общего с атомом», – продолжал настаивать Гейзенберг. Но Ган не соглашался с его доводами: «В любом случае, Гейзенберг, вы аутсайдер и можете сворачивать свои работы». Гейзенберг продолжал упорствовать в том, что, наверное, американцы применили в своей бомбе какой-то новый вид обычного взрывчатого вещества, например, в нем могли использоваться атомы водорода или кислорода или что-то другое. Профессор продолжал цепляться за мысль, что Гаудсмит просто не мог его обмануть. Однако профессор Пауль Гартек вежливо напомнил, что в выпуске новостей речь шла о бомбе с тротиловым эквивалентом 20 килотонн. Гартек вообще отличался прекрасно развитым и очень важным для ученого чувством реализма, сочетавшегося с юмором старого холостяка. Он носил небольшие усы, которые делали его похожим на фюрера в последние годы жизни. Коллеги-ученые очень любили подтрунивать над этим сходством, особенно после того, как британская пресса принялась муссировать слухи о том, что Гитлер все еще жив. Однако в тот вечер ни у кого из них не было желания шутить.
Фон Вайцзеккер, один из самых молодых ученых в группе Гейзенберга, попросил того прокомментировать эти злополучные «20 тысяч тонн». Гейзенберг был теперь более осторожен в оценках, но он все еще не мог поверить в то, что союзникам удалось получить атомную бомбу. Профессора Вальтер Герлах и Макс фон Лауэ предложили дождаться более подробного девятичасового выпуска новостей.
В течение последующих двух часов дискуссия была продолжена. Доктора Коршинг и Вирц предположили, что американцы изготовили бомбу, основанную на принципе деления ядра урана-235. Такая реакция была им хорошо известна и подробно описана ими же. Доктор Багге, специалист в области изотопов, писал: «Очевидно, этот процесс происходит с выделением изотопов (урана). Именно так достигается взрыв большой мощности».
Доктор Вирц заявил: «Я рад, что не мы создали эту бомбу». Фон Вайцзеккер согласился с такой оценкой: «Я считаю ужасным, что американцы сделали такую бомбу. Это просто безумие с их стороны». Профессор Гейзенберг заметил с другого края стола: «Кто знает. Точно так же любой теперь может сказать, что это было сделано для скорейшего завершения войны…»
«Только это меня и утешает, – вновь присоединился к разговору Отто Ган и после недолгого молчания добавил: – Думаю, было бы лучше, если бы оказалось верным предположение Гейзенберга о том, что они блефуют».
В девять часов вечера все десять ученых собрались у радиоприемника в гостиной.
«Передаем выпуск новостей, – объявил диктор. – Огромным достижением ученых стран-союзниц является производство атомной бомбы. Одна из таких бомб уже сброшена на базу японской армии…» Далее последовали подробности, после чего диктор добавил: «Спустя несколько часов после сброса бомбы разведывательные самолеты все еще не могут оценить последствия взрыва, так как город с трехсоттысячным населением скрыт плотной завесой дыма и пыли». В продолжении радиопрограммы было упомянуто, что стоимость проекта обошлась союзникам в 500 миллионов фунтов стерлингов. В строительстве различных объектов в рамках программы было задействовано до 125 тысяч человек. Из них 65 тысяч продолжают работать в возведенных сооружениях. При этом только очень немногие знали, что же, собственно, они строят: «Они могли наблюдать за поступлением огромного количества материалов на объект. Но при этом было невозможно наблюдать за вывозом наружу никаких готовых продуктов, так как размеры нового боевого заряда очень малы». И наконец, еще одно подтверждение: министр обороны США официально объявил, что при создании новой бомбы был использован уран.
Проанализировав всю полученную информацию, от длинного заявления с Даунинг-стрит до подробных выпусков новостей, немецкие ученые пришли к выводу, что теперь уже не могло быть никаких сомнений в том, что союзники действительно создали урановую бомбу. «Наша маленькая компания оказалась в сложной ситуации», – подвел итог профессор Герлах.
То, что испытывали немцы, было смесью ужаса, недоверия и досады, в том числе и друг на друга. Офицеру разведки Уэлшу, которого немцы про себя называли Павлином за обилие галунов на его мундире, а также доктору Гаудсмиту несомненно удалось ввести их всех в заблуждение. Доктор Эрих Багге жаловался на такое «коварство»: «Гаудсмит водил нас вокруг да около с завязанными глазами». Далее он записал в своем дневнике: «…и теперь эту бомбу применили против Японии. Они передают, что даже через несколько часов подвергшийся бомбардировке город скрыт облаком дыма и пыли. Речь идет о смерти 300 тысяч человек. Бедняга профессор Ган!» Ган так описывал чувства, которые он испытал, впервые услышав страшную новость о том, как может быть использовано открытие законов деления ядра урана: «Какое-то время мной владела мысль о необходимости сбросить в море все запасы урана, чтобы избежать подобной катастрофы в будущем. Но вправе ли я или кто-либо другой лишать человечество всех тех плодов, которые может принести новое открытие? И вот теперь эта ужасная бомба. Американцы и англичане – Чедвик, Саймон, Линдеман (лорд Черуэлл) и многие другие – строили огромные предприятия в Америке, где без всяких помех получали чистый уран-235».
Теперь до немецких ученых наконец стало доходить, почему они были задержаны союзниками после поражения нацистской Германии.
В течение следующих часов немцы продолжали с горечью обсуждать услышанные новости. Доктор Коршинг заметил, что американские ученые, несомненно, были единодушны в работе над проектом, каждый старался внести свой посильный вклад в общее дело. «У нас, где каждый пытается доказать, насколько он умнее и важнее своего коллеги, такое было бы невозможно». – «Я считаю, что причиной того, что мы не изобрели такое оружие, было то, что все наши ученые просто не хотели иметь его, – возразил фон Вайцзеккер и добавил: – Если бы мы все хотели победы Германии в этой войне, мы бы сделали его».
Такое заявление потрясло всех. Действительно ли немецкий ядерный проект с самого начала саботировался изнутри? Вскоре после описанных выше событий один из немецких физиков написал: «…Нам приходилось вести постоянную борьбу с собственным руководством, которое не верило в возможность выделения изотопов (урана) и своими действиями едва ли не вставляло нам палки в колеса. В то же время внутри нас существовала своя внутренняя оппозиция из числа видных ученых, которые не могли или просто не желали пошевелить пальцем для выделения чистого урана-235. А это уже слишком для нормальной работы». Выполнявший с начала 1944 года обязанности полномочного представителя рейхсмаршала Геринга в группе ядерного проекта профессор Герлах сильнее других переживал провал немецких ученых. А доктор Багге прямо заявил: «Я считаю, что со стороны фон Вайцзеккера абсурдно говорить о том, что мы не хотели добиться успеха. Может быть, его слова справедливы для него самого, но не для всех нас».
Глубокой ночью, перед тем как отправиться спать, профессор фон Лауэ признался доктору Багге: «В детстве я всегда мечтал заниматься физикой, чтобы изменить мировую историю. Что ж, теперь я могу сказать, что занимался физикой и наблюдал, как меняется мир. То же самое я смогу повторить и перед смертью».
В ту ночь фон Лауэ не мог заснуть. В два часа ночи он постучал в дверь комнаты Багге и сказал: «Нужно что-то делать. Я очень беспокоюсь за Отто Гана. Новость настолько шокировала его, что я опасаюсь худшего».
Вдвоем они открыли дверь в спальню Гана. Тот лежал в своей кровати и не мог заснуть от волнения. Только убедившись в том, что усталость взяла свое и Ган заснул, двое ученых оставили свой пост.
Английский физик Джордж Томсон (сын знаменитого Джозефа Джона Томсона, открывшего в 1897 году электрон) в числе первых обратил внимание на один из грандиозных феноменов природы, заключающийся во взрывном выбросе огромного количества энергии при делении атомного ядра. Данный процесс основан на существовании в природе сверхтяжелых ядер таких элементов, как, например, уран или торий. Эти чрезвычайно нестабильные химические элементы тем не менее смогли пережить все пять миллионов лет существования Солнечной системы. И все же, будь они чуть менее стабильными, мир никогда не узнал бы имен Энрико Ферми, Отто Гана, Фрица Штрасмана и самого Джорджа Томсона; будь они более стабильны, и сам процесс деления атомного ядра стал бы невозможен.
Бывает так, что феномен закона природы основан на парадоксе; часто такие законы открываются вследствие цепи случайностей и совпадений. Так случилось и с открытием Отто Ганом деления уранового ядра, которому предшествовали четыре года ошибок, заблуждений и ложных гипотез. Истоки этого открытия лежат в начале 30-х годов, когда выдающийся итальянский физик Энрико Ферми предположил, что путем бомбардировки нейтронами (массивными незаряженными элементарными частицами), открытыми в 1932 году профессором Чедвиком, тяжелых химических элементов возможно получение искусственным путем их радиоактивных изотопов. Оказалось, что в тяжелые ядра, несущие большой электрический заряд, легче проникают нейтроны, нежели ядра атома гелия, так называемые альфа-частицы, которые использовали в те годы в своих экспериментах по изучению искусственной радиоактивности супруги Фредерик Жолио и Ирен Кюри. Согласно закону отталкивания одноименных зарядов, положительно заряженные альфа-частицы не могут преодолеть положительный заряд бомбардируемых ими ядер. В то же время нейтроны даже на относительно небольших скоростях легко проникают внутрь атомного ядра. Фактически случайно Ферми обнаружил, что, если источник нейтронов окружить слоем некоего вещества с высоким содержанием водорода, например твердым парафином, возможности нейтронов по воздействию на ядра некоторых тяжелых химических элементов значительно возрастают. Он доказал, что обладающие высокой скоростью нейтроны при столкновении с содержащимися в парафине легкими атомами водорода «замедляются». Такие медленные нейтроны быстрее захватываются атомным ядром.
Уран является самым тяжелым из существующих в природе химических элементов; он представляет собой чрезвычайно прочный металл белого цвета, ковкий и вязкий. Температура плавления урана значительно ниже по сравнению с другими металлами, обладающими сходными химическими свойствами, – вольфрамом, хромом и молибденом. Порядковый номер урана в таблице химических элементов 92, а номер его самого тяжелого изотопа 238. Это означает, что его ядро состоит из 92 протонов, уравновешенных 146 нейтронами. Однако в природе, кроме урана-238, в соотношении примерно 1000:7 существует его более легкий изотоп уран-235. Изотопы урана обладают одинаковыми химическими, но различными физическими свойствами. Если бы не было этой разницы физических свойств, не было бы ни возможности, ни необходимости их разделения.
Когда Ферми и его коллеги в своей лаборатории в Риме бомбардировали природный уран нейтронами, они пришли к выводу, что в результате захвата нейтрона атомом урана-238 образуется нестабильный изотоп урана-239. Затем вновь образовавшийся атом выделяет один (отрицательно заряженный) электрон и из химического элемента под номером 92 превращается в неизвестный в те времена элемент тяжелее урана, помещенный в таблице под номером 93. Для того чтобы доказать, что он действительно получил новый «трансурановый» элемент, Ферми провел серию химических реакций со всеми продуктами, полученными в результате его опыта, и к своему удовлетворению убедился в том, что хотя бы один из них по своим химическим свойствам отличается от остальных химических элементов, по крайней мере от всех существующих элементов тяжелее свинца. Как физик, он не видел смысла в сравнении свойств вновь полученного элемента с элементами, стоящими в периодической таблице ниже свинца. Ферми обосновал свой вывод тем, что полученный им новый элемент должен быть тяжелее имеющего самую большую массу из известных в то время химических элементов урана. Кроме того, он обосновал то, что в результате уже известного процесса радиоактивного распада атом урана не мог настолько уменьшиться в массе, чтобы занять в таблице место рядом со свинцом. Немецкий химик Ида Ноддак выступила против выводов Ферми: экспериментальным путем она доказала, что в результате бомбардировки нейтронами происходит деление ядра урана, а не его радиоактивный распад. Однако Ноддак отказалась от дальнейших исследований в этом направлении, поэтому ее предположение осталось незамеченным в мировой физике.
Заявление Ферми о существовании целого ряда «трансурановых» элементов не прошло незамеченным; у него сразу же появились многочисленные оппоненты. В 1934 году, практически сразу же после его открытия, в журналах «Nuovo Cimento» и «Nature» были опубликованы статьи австрийской ученой Лизы Мейтнер и знаменитого немецкого радиохимика Отто Гана, с которым Мейтнер в начале 20-х годов вместе работала над открытием мезотория и протактиния. Они вернулись к совместным исследованиям в области «трансурановых» элементов, на существовании которых настаивал Ферми. К Гану, в то время возглавлявшему лабораторию в Институте химии имени кайзера Вильгельма в Берлин-Далеме, присоединился молодой ученый доктор Фриц Штрасман, блестящий специалист в области неорганической химии и анализа, уже к тому времени хорошо знакомый с проблемами радиохимии.
Было бы излишним приводить всю программу исследований трех ученых в Берлине. Достаточно упомянуть, что за четыре года до конца последних драматических недель 1938 года Гану, Штрасману и Мейтнер удалось подтвердить фундаментальные открытия Ферми и получить те самые трансурановые элементы, что принесло им заслуженное признание в научном мире. Они получили и описали четыре новых химических элемента, которым присвоили временные названия «эка-рений», «эка-осмий»[3], «эка-иридий» и «эка-платина»: рений, осмий, иридий и платина находились прямо над этими вновь полученными элементами в периодической таблице и, следовательно, имели схожие с ними химические свойства. Несомненно, в открытии немецких ученых еще оставались белые пятна и противоречия, однако все верили, что со временем они получат свое дальнейшее развитие и будут должным образом объяснены.
В 1938 году тщательно продуманная стройная теория трансурановых элементов стала давать первые трещины. Вслед за Ферми Ирен Кюри и югославский физик Павле Савич открыли и описали новое радиоактивное вещество, полученное ими в результате бомбардировки урана нейтронами. «Странное» вещество имело период радиоактивного полураспада три с половиной часа. Сначала парижские ученые предположили, что получили изотоп тория, стоящего в периодической таблице на две позиции ниже урана. Теоретически это можно было объяснить тем, что в результате распада после захвата атомом урана нейтрона полученное нестабильное вещество выделило альфа-частицу и превратилось в торий.
До сих пор никому еще не удавалось наблюдать за выделением альфа-частицы изотопом урана, поэтому гордость знаменитой команды Гана в Берлинской лаборатории оказалась задетой таким открытием ученых-соперников.
В 1934 году Л. Мейтнер пыталась обосновать получение изотопа тория, однако при всем старании Штрасману так и не удалось обнаружить следов этого элемента в растворе, полученном в результате проведения опытов с изотопами урана. Мейтнер упрекала Штрасмана в том, что он потерпел неудачу там, где их французские коллеги добились очевидного успеха; однако она отмечала, что французы никого не посвятили в подробности методов проведения своих экспериментов и получения столь сенсационного открытия. Мейтнер попросила Штрасмана повторить эксперимент. Штрасман выполнил ее просьбу, честно пытаясь путем химической реакции с применением в качестве катализатора железа выделить из урана торий. Через неделю расстроенный ученый заверил Мейтнер, что, независимо от того, что заявляют французские коллеги, в полученном растворе торий так и не был обнаружен.