Страница:
Но его смерть уже мало что изменила бы – джин вырвался из бутылки.
В начале марта 1939 года французские физики Жолио-Кюри, Халбан и Коварски экспериментальным путем доказывают возникновение цепной реакции. Седьмого апреля того же года они сообщают, что при расщеплении одного ядра урана выделяется в среднем 3,5 нейтрона [3]. В конце того же месяца статью французских физиков публикует журнал «Nature».
В середине апреля во время коллоквиума по физике в Геттингене профессор Вильгельм Ханле прочитал собравшимся небольшую статью, подготовленную им к печати. Речь в ней шла о некоей машине, использующей ту самую энергию, что выделяется при расщеплении урана. Сразу после коллоквиума к ученому подошел его шеф – профессор Георг Йоос, авторитетный специалист по экспериментальной и теоретической физике. «Ваше открытие не должно пропасть втуне,» – ободрил он своего помощника.
Йоос, пруссак по происхождению, не мог и помыслить, чтобы научное открытие, да еще такое перспективное, не принесло государству никакой пользы. Он немедленно написал письмо в рейхсминистерство образования, коему подчинялись тогда университеты.
Министерство отреагировало с поразительной быстротой. Профессору Абрахаму Эзау из Йены было поручено тотчас созвать конференцию. Вообще-то он был специалистом по высокочастотной технике, а не физиком-ядерщиком, но зато не раз выказывал похвальную в ту пору политическую активность, вовремя «осуждал и одобрял», и кому как не этому правоверному нацисту надлежало постичь тайны атомного ядра с истинно арийским блеском? Тем паче что партия, памятуя о его заслугах, выдвинула Абрахама на высокий пост, поручив ему руководить сектором физики в Научно-исследовательском совете, созданном при рейхсминистерстве образования.
Он рьяно взялся за дело, немедленно выписав несколько фамилий ученых, которым полагалось присутствовать на конференции. На первом месте, конечно же, значился Отто Ган. Однако тот, подобно юркому нейтрону, ускользнул из сетей старательного партийца, сославшись на то, что его ждут в Швеции, куда давно уже пригласили для чтения лекций. Его замещал профессор Йозеф Маттаух.
Заседание проходило 29 апреля 1939 года в министерстве на Унтер-ден-Линден в обстановке строгой секретности. Присутствовали профессор Эзау (председатель), профессора Йоос, Ханле, Гайгер, Маттаух, Боте и Хофман, а также доктор Дамес, представлявший само министерство.
Последний в своем выступлении выказал крайнее недовольство легкомысленным профессором Ганом, который раструбил о своем открытии на весь мир вместо того, чтобы в интересах Германии хранить его в строгой тайне. Впрочем, Маттаух, лишь недавно оказавшейся в третьем рейхе и еще не научившийся бояться, столь яростно вступился за своего шефа, что его поспешные критики умолкли и упреки в его адрес более не поступали.
Потекла деловитая беседа. Профессора Йоос и Ханле лаконично обрисовали уровень развития ядерной физики в Германии и в ведущих зарубежных странах, а также поговорили о том, насколько реально строительство экспериментального уранового реактора. Профессор Эзау рекомендовал собрать воедино все запасы урана, имеющиеся в стране. Теперь вывоз любых соединений урана из страны был запрещен – тем более что его было мало.
В то время крупнейшие запасы его находились в Бельгии, поскольку ее колония, Конго, была богата месторождениями урановых руд. На тамошних складах хранились тысячи тонн урана. Их следовало срочно скупить.
Кроме того, решили создать научно-исследовательскую группу, куда войдут все ведущие физики рейха. Руководить ей собирался сам профессор Эзау.
В конце апреля все того же 1939 года председатель комитета научного планирования Великобритании сэр Генри Тизар обратился с просьбой к своему правительству воспрепятствовать немецким закупкам урана. Десятого мая состоялись переговоры между Г. Тизаром и Э. Сенжером, генеральным директором бельгийской фирмы «Union Miniere». Однако они закончились безрезультатно – бельгийцы не собирались упускать свою выгоду; в кои-то веки объявился оптовый покупатель на этот, мало кому нужный уран. Ведь до сих пор его покупали лишь университеты для проведения некоторых исследований.
Тем временем атомная машина Германии набирала обороты. Когда Маттаух вернулся к себе в институт, его немедленно атаковали два молодых физика-теоретика: доктор фон Вейцзеккер и доктор Флюгге. Их интересовали все подробности конференции.
Барону Карлу Фридриху фон Вейцзеккеру было тогда 27 лет. Он уже успел прославиться, развив теорию о метаморфозах химических элементов в недрах звезд. «Человек скорее аскетический, нежели практичный», – так отзывались о нем впоследствии офицеры американской разведки. Он не был национал-социалистом, но хорошо разбирался в устремлениях тогдашней власти, ибо его отец был важным сановником в ведомстве Риббентропа. Молодой знаток звездных недр поневоле знал о «глубинных течениях» политики больше, чем другие ученые.
Зигфрид Флюгге поведал Маттауху, что уже написал популярную статью о ядерной энергии, но боится ее публиковать. В конце концов, он все же обнародовал свои идеи в июньском номере «Naturwissenschaften». Статья вышла под заголовком «Можно ли использовать ради технических нужд энергию, заключенную внутри атомных ядер?»
Один кубический метр порошка уранового оксида весит 4,2 тонны и содержит три тысячи септильонов (3 х 10 27) молекул или девять тысяч септильонов атомов урана, говорилось в ней. При расщеплении каждого из этих атомов высвобождается энергия, равная 100 миллионам электрон-вольт. Итак, одного кубометра оксида урана будет достаточно, чтобы взметнуть один кубический километр воды, весящий около двенадцати триллионов тонн (12 х 10 12), на высоту 27 километров!
Проблема лишь в том, что это невероятное количество энергии выделяется молниеносно, в течение какой-то сотой доли секунды. Можно ли как-то замедлить эту реакцию? Можно ли контролировать ее, чтобы использовать энергию, таящуюся в урановом сырье, в мирных целях? Флюгге полагал, что в будущем создадут «урановую машину», обогатив воду солями кадмия, которые поглотят избыточную энергию нейтронов и удержат ее в недрах машины. Кадмий – очень сильное абсорбирующее средство. С его помощью можно даже «отключить» машину, если реакция выйдет из-под контроля.
За этой статьей последовала еще одна, опубликованная Флюгге в августе 1939 года в «Deutsche Allgemeine Zeitung» («Общая немецкая газета»). Обе статьи вызвали огромное внимание властей. Верхи страны неожиданно увлеклись ядерной физикой.
А ведь еще год назад большинство ученых полагало, что ядерная физика не имеет практического значения. Считалось, чтобы высвободить энергию, заключенную внутри атомного ядра, придется затратить гораздо больше энергии. Все изменило открытие Отто Гана.
…Тут же засуетились и военные. Они тоже затеяли свой «атомный проект». Двадцать четвертого апреля, через два дня после памятной публикации в «Nature», молодой профессор из Гамбурга Пауль Хартек и его ассистент д-р Вильгельм Грот обратились с письмом в военное министерство. Они сообщали, что новые открытия в области ядерной физики, вероятно, позволят изобрести взрывчатку невиданной мощи. Вкратце они изложили суть исследований Гана и Штрассмана и, упомянув о недавнем эксперименте Жолио-Кюри, пояснили, что американцы, французы и англичане придают огромное значение развитию ядерной физики. В Германии же ей пренебрегают. И зря: «Страна, которая добьется в этой области наибольшего прогресса, получит такой перевес над другими, что сравняться с ней будет уже невозможно».
Письмо поначалу попало к генералу Беккеру, в отдел вооружений сухопутных войск. Оттуда его переправили в отдел научных исследований, коим руководил профессор Эрих Шуман. Наконец, тот вручил письмо доктору Курту Дибнеру, специалисту вооруженных сил по ядерной физике и взрывчатым веществам.
В то время ему исполнилось только 34 года. Ядерную физику он изучал в университете города Галле (его научным руководителем был профессор Позе). В 1931 году он защитил диссертацию на тему «Ионизация под действием альфа-лучей» и некоторое время трудился в лаборатории Физико-технического общества над созданием нового ускорителя. Но в 1934 году его призвали в армию, и он попал в упомянутый нами отдел научных исследований. Вместе с доктором Фридрихом Беркеи он изучал по заказу ВВС кумулятивные взрывчатые вещества. Ему, физику-ядерщику, работа его не очень нравилась, и он просил Шумана создать при отделе новую группу, которая занималась бы только ядерной физикой. К тому времени Дибнер уже снискал определенную известность в этой области; залогом служили около двух десятков его публикаций.
Прочитав послание, он обратился за советом к прославленному ученому, профессору Хансу Гейгеру, создателю хорошо известного всем счетчика ионизирующих излучений. Тот одобрительно отнесся к размышлениям неизвестных ему физиков о новой взрывчатке.
Летом Дибнер с интересом прочитал обе статьи Флюгге, а также заявку на патент, поданную профессором из Вены Штеттером и посвященную производству атомной энергии. Таким образом ему не понадобилось много времени, чтобы понять всю ценность новой идеи и поднять в военном ведомстве соответствующий шум. Итогом его деятельности стал приказ о создании группы по урановым исследованиям, которую, конечно же, возглавил сам доктор Дибнер.
Позднее, впрочем, он вспоминал, что быстро расшевелить военных удалось только потому, что в обход их министерства была создана некая «группа Абрахама Эзау», и это задело генералов. На самом же деле они и в августе 1939 года все еще не верили, что армии будет какая-то польза от этой «странной науки».
Так Германия оказалась единственной великой державой, где еще накануне Второй мировой войны был создан научный коллектив, который исследовал возможности применения атомной энергии в военных целях.
Впрочем, в Германии возникли сразу два научных коллектива. Один возглавил военный ставленник – доктор Дибнер; другой – истинный ариец и партиец, враг «сынов Авраама», профессор Абрахам Эзау. Как и следовало ожидать, оба стали заклятыми врагами, немало мешая друг другу в достижении хоть каких-то практических результатов.
В воскресенье, 3 сентября 1939 года, Великобритания и Франция в ответ на вторжение в Польшу объявили Германии войну. На следующий день профессор Эзау встретился с генералом Беккером, и тот заверил его, что он может положиться на поддержку армии. Эти изыскания нужны рейху.
В тот же день Эзау отправился в рейхсминистерство экономики, поскольку «атомный проект» неожиданно оказался под угрозой. Командование ВВС вдруг решило конфисковать все запасы урановых соединений и радия, чтобы из этого ценного научного сырья изготовить какие-то люминесцентные краски для своих самолетов. Чтобы не быть голословным перед министром, Эзау хотел заручиться официальной бумагой, гласившей, сколь важны для судеб страны работы этих ученых и что обойтись без урана им никак нельзя. Составить подобную бумагу мог бы наш отдел научных исследований, посоветовал Беккер, невольно сталкивая двух конкурентов друг с другом.
Профессор Шуман, к коему порывались попасть на прием Абрахам Эзау и его помощник, профессор Меллер, оказался лицом труднодоступным. Наконец, промаявшись весь день в коридорах в ожидании «высшего эксперта», Эзау переговорил со случайно встреченным им доктором Х. Баше (как выяснилось, непосредственным начальником Дибнера). Был уже вечер, и растерянный Эзау, выхватив из папки бумагу, составленную им самим за эти часы, с надеждой протянул ее Баше. «Быть может, мы обойдемся без подписи Шумана, ведь дело не терпит отлагательств? Поставьте только какую-то закорючку, чтобы я мог смело показывать этот документ! В четверг, седьмого сентября, мне нужно подать его министру экономики!» Баше мог лишь изобразить сочувствие, поясняя, что «подобные дела так быстро не делаются». Пришлось Эзау отправляться восвояси с пустыми руками.
На следующее утро Меллер немедленно стал названивать «неуловимому Шуману». Вскоре в здании Физико-технического общества собственной персоной появился вчерашний сострадательный собеседник – доктор Баше. Теперь не оказалось на месте Эзау. Однако гость не намерен был ждать, ибо единственное, ради чего он приехал, так это объявить, что профессор Шуман выдать им вожделенный документ никак не может. Не может! Урановыми исследованиями будем заниматься мы сами! И точка!
Так началась первая в истории человечества «атомная война». На наше счастье протекала она лишь в «коридорах власти».
Эзау этой «словесной оплеухи» не стерпел и помчался в рейхсминистерство образования, дабы пожаловаться своему шефу, профессору Рудольфу Менцелю. А тот добавил масла в огонь, сообщив, что командование сухопутных войск распорядилось немедленно прекратить все урановые исследования в стенах Физико-технического общества. Эзау ничего не мог понять. Он еще не знал, что расшевелил «осиное гнездо». Военные, взволнованные его напором, сами активно взялись за работу. Восьмого сентября был призван в армию, то бишь в отдел Шумана, молодой даровитый физик из Лейпцигского университета, доктор Эрих Багге.
Можно представить себе чувства, которые испытывал молодой ученый, держа в руках – в первые же дни войны! – одиозный желто-коричневый пакет с предписанием «немедленно прибыть в Берлин, в распоряжение военного министерства». Взяв с собой несколько семейных фотографий и сложив в чемоданчик белье, Багге приготовился к отправке на фронт. Какая же радость охватила его, когда, прибыв в особняк на Харденбергштрассе, он встретил там доктора Дибнера, который и объяснил ему, чем придется заниматься.
В последующие дни были «призваны на службу» еще целый ряд молодых, перспективных ученых. Так что, нет худа без добра: работы над атомным проектом спасли многих физиков от пуль, снарядов и штыков.
И вот уже молодой «военспец» Багге вместе с Дибнером готовит первую «боевую операцию». Армейское руководство решило провести секретное совещание, чтобы обсудить перспективы «уранового проекта». Два физика-ядерщика, командуя своими коллегами как послушной им армией, составляют список ученых, которых непременно надо пригласить на совещание. На лежащем перед ними листе бумаги колонной выстраиваются фамилии: профессор Вальтер Боте, профессор Гейгер, профессор Штеттер, профессор Хофман, профессор Ган, профессор Маттаух и доктора Багге, Флюгге и Дибнер.
Совещание состоялось 16 сентября. В тот день на перекидном календаре, лежавшем на столе Отто Гана, появилась следующая краткая запись: «Совещание у Шумана. Присутствовали физики-ядерщики, не было Шумана. Составление программы. Звонок Эзау, сообщил о своем визите (Лауэ, Дебай, Гейзенберг)». Попробуем расшифровать эту ремарку.
«Не было Шумана». Потомок знаменитого композитора был одержим двумя страстями: к физике и музыке. И последняя нередко брала верх вопреки той высокой должности, что занимал Шуман (а впридачу к ней он еще возглавлял кафедру военной физики в Берлинском университете). Так, он сочинял неплохие военные марши и разбогател на этом. Страсть к музыке (и дивидендам от нее) становилась все более пламенной, вызывая ехидные насмешки недругов. Прямыми же обязанностями Шуман-младший нередко манкировал. Мы уже упоминали, что разозленный Эзау так и не застал витавшего где-то профессора. Напрасно дожидались его и физики-ядерщики. По своей доброй воле Шуман ни за что не согласился бы проводить целый день в их крохотном кружке, обсуждая их скучные проблемы. В конце концов, на это есть специалист – Дибнер.
Эзау как-то случайно прознал о готовящемся «очень важном совещании у профессора Шумана». Он немедленно поплакался своему шефу, Менцелю. Тот лишь уверил «неутешного Абрахама», что он «в курсе происходящего». Эзау чувствовал, что его постепенно отодвигают в сторону. Впрочем, если некоторым профессорам и показалось странным, что их недавнего куратора попросту не пригласили на совещание, то вслух они эти претензии никак не выказали.
Итак, заседание началось. Доктор Баше заявил, что, по сообщению Германского агентства зарубежных новостей, исследованиями урана занимаются в целом ряде стран. Собравшимся в зале надлежит оценить, нужен ли подобный проект вермахту. Сделать это не легко. Однако даже отрицательный результат станет благом для рейха, ибо будет означать, что наши враги не сумеют разработать атомное оружие. Если же результат экспертизы окажется положительным, значит нам удастся создать либо мощный источник энергии, либо супербомбу.
Развернулась оживленная дискуссия. Ученые спорили о том, какой может быть «урановая машина» и как она будет функционировать. Всего несколько дней назад, начал свое выступление Отто Ган, в американском журнале «Physical Review» (кстати, очень популярном в годы войны у немецких ученых) появилась любопытная статья Нильса Бора и Дж. Э. Уилера. В ней говорилось, что расщепляется прежде всего легкий изотоп урана – U-235. Однако в природном уране содержание его ничтожно мало – всего семь десятых процента! Если же мы попытаемся отделить его от остальных изотопов (природный уран состоит из смеси трех изотопов: U-238/99, 274 %/, U-235/0,72 %/ и U-234 /0,006 %/ – прим. ред.), то столкнемся с неодолимыми трудностями.
«Лауэ, Дебай, Гейзенберг». А что если обратиться к профессору Гейзенбергу, – новоявленный «военспец» Багге вспомнил своего лейпцигского наставника, – и попросить его разработать теорию «цепной реакции»? Не всем понравилось это предложение. Между физиками-теоретиками и экспериментаторами давно уже развернулось негласное соперничество. Точнее будет сказать: они враждовали друг с другом. На это совещание пригласили одних лишь экспериментаторов, и тут вмешивается некий молодой «выскочка» и просит «воззвать о помощи» к этому «кабинетному гению»! Профессора Боте и Хофман поднялись со своих мест и заявили, что не хотят иметь дело с Гейзенбергом. Можно обойтись без него!
Позднее, когда заседание закончилось, Багге подошел к Дибнеру и все-таки упросил его в следующий раз позвать Гейзенберга. Не зря же говорят, что на свете нет ничего практичнее хорошей теории. А Гейзенберг в таких делах мастак!
Ученые на совещании так и не решили, какой именно изотоп расщепляется при обстреле урана нейтронами. Впрочем, вслед за Бором многие склонялись к мысли, что это U-235. Следовало бы провести чистый эксперимент: рассортировать изотопы урана, обстрелять их по очереди и посмотреть, что произойдет. Проведение опыта поручили профессору Хартеку. Он уже занимался разделением изотопов различных элементов, в том числе ксенона и ртути.
Процесс разделения – «термодиффузия» – был, казалось, несложен. Установка состояла из двух концентрических трубок: внутренняя была разогретой, наружная – более холодной. Пространство между трубками заполняли пары уранового соединения. По теории, более легкие изотопы (U-235) должны были группироваться возле теплой поверхности. Все вроде бы ясно.
Довольно быстро профессор Хартек пришел к выводу, что для сортировки урана лучше всего использовать пары одного из его соединений – гексафторида урана. Работать с ними, правда, было нелегко. Газ вел себя очень агрессивно. Он разъедал часть материалов, из которых был изготовлен «диффузор». При температурах ниже 50 градусов твердел. Твердел он и при соприкосновении со многими веществами, например водой. Приходилось идти на разные ухищрения. Но прежде всего надо было добыть этот газ. Для нормального эксперимента требовался один его литр, то есть всего 12 граммов.
Двадцать пятого сентября Хартек написал письмо профессору О. Руффу – человеку, который описал свойства гексафторида урана. Хартек просил достать литр этого редкого газа. Руководители концерна «ИГ Фарбениндустри», к которым обратились, размышляли около двух недель. Наконец, предложили прислать им 100 граммов урана – из него они изготовят нужный газ.
В тот же день, 25 сентября, доктор Багге беседовал в Лейпциге с Гейзенбергом. Они обсуждали, каким должен быть прибор, чтобы измерять число нейтронов, выделяющихся при расщеплении урана.
На следующий день Багге вернулся в Берлин. Его ждало новое совещание в отделе вооружений сухопутных войск. Теперь он четко сознавал, что есть два способа извлечения энергии из урана. Либо неконтролируемая реакция, то есть взрыв, бомба, либо управляемый процесс и урановый реактор. Чтобы процесс стал управляемым, нужно смешать уран с каким-то веществом, которое будет тормозить быстрые нейтроны, испускаемые в момент расщепления ядра, но не поглощать их. Значит, нужен «замедлитель». А для создания бомбы надо выделить довольно редкий изотоп урана – U-235, поскольку при обстреле его нейтронами начинается цепная реакция деления ядер урана. Происходит взрыв.
Тем временем в Гамбурге профессор Хартек в ожидании выделенных граммов урана вел беседы со своим помощником доктором Хансом Зюссом. Как-то раз тот заговорил про «тяжелую воду»: ему подумалось, что, создавая урановый реактор, ее можно взять в качестве «замедлителя».
– Ничего не выйдет! – перебил его Хартек.
Ему моментально вспомнился собственный плачевный опыт. Пять лет назад он стажировался в лаборатории Резерфорда. И вот первое задание, которое дал ему метр, заключалось именно в получении мизерного количества тяжелой воды для каких-то опытов. Ох, и намучился же он тогда! В конце концов Хартек придумал крохотную (высотой 30 см) электролитическую ячейку. В течение многих недель он пропускал сквозь нее бессчетное количество воды, пока, наконец, не получил требуемую толику – несколько кубических сантиметров тяжелой воды.
– Знаете ли вы, – вопрошал он Зюсса, – сколько же времени нам потребуется, чтобы изготовить несколько тонн этой воды?! Многие годы, а то и десятилетия… А ведь для реактора нужны именно тонны ее. Разве правительство согласится финансировать такой расточительный проект?..
Тем не менее, собираясь на совещание в Берлин, он накропал статейку об использовании тяжелый воды «во избежание резонансного поглощения в уране-238». Важнейшие его идеи были таковы: тяжелая вода идеально замедляет нейтроны; урановое топливо и тяжелую воду следует разместить в реакторе не вперемешку, а отдельными слоями. Этими размышлениями он и поделился с коллегами.
На том совещании обсуждались ближайшие планы. Во-первых, надо научиться отделять легкий изотоп урана (U-235) от других его изотопов. Во-вторых, определить «эффективное поперечное сечение» атомных ядер всех тех веществ, которые можно использовать в качестве «замедлителя» (то есть определить вероятность захвата этими ядрами летящих к ним нейтронов; величину этого сечения можно сравнить с размером мишени в тире – чем больше мишень, тем вероятнее попадание). В-третьих, понять, может ли урановый реактор работать на медленных нейтронах.
Далее распределили роли. Гейзенберг изучает теоретические основы цепной реакции. Багге возвращается в Лейпциг, исследует «эффективное поперечное сечение» дейтерия. Профессор Хартек доводит до конца «термодиффузию» изотопа урана U-235. Различные задания получили и другие ученые. Всем было обещано, что «деньги на это найдутся».
В заключение профессор Шуман (на этот раз ему не удалось променять физику на музыку) сообщил, что Институт физики имени императора Вильгельма, находящийся в берлинском районе Далем, передан в ведение отдела вооружений сухопутных войск. Институт располагает отличной аппаратурой. Туда будут переведены все ученые, работающие над «урановым проектом». Их соберут, так сказать, «под одной крышей».
Эта идея сама по себе была хороша. Но что прикажете делать с самолюбием? Как упрятать его «под одну крышу»? Как заставить «провинциальных светил», боготворимых у себя в Гамбурге, Лейпциге и т. д., переехать в берлинскую «золотую клетку», где их образ явно потускнеет от соприкосновения со множеством таких же, как они «гениев», «талантов» и т. д., и т. п. Идея «научной шарашки» на немецкий манер была встречена в штыки. Работать над хорошо финансируемым проектом хотели все, переезжать в Берлин все же наотрез отказывались.
Хартек писал начальнику отдела вооружений: «Мне нужно остаться здесь, в Гамбурге… В случае надобности я могу каждую неделю на несколько дней приезжать в Берлин». Его можно понять: в ту пору поезд из Гамбурга в Берлин добирался всего за два часа. Другим ведущим ученым, представлявшим Гейдельберг, Мюнхен, Вену, приходилось бы проводить в пути гораздо больше времени, но и они не хотели срываться с насиженных мест.
Впрочем, проблема объединения светил могла пока подождать. Для начала неплохо было бы раздобыть достаточное количество урана для опытов. Берлинская фирма «Auer» занималась обработкой редкоземельных металлов. К ней и обратились армейские чины с необычной просьбой: нужно изготовить несколько тонн чистого оксида урана. Их направили в центральную лабораторию, коей руководил доктор Николаус Риль, 38-ми лет, уроженец Петербурга, ученик Гана и Майтнер.
Когда в 1939 году Германия захватила Чехословакию, фирма «Ауэр» одной из первых стала осваивать тамошние урановые рудники. В ту пору всех интересовал радий. Уран считался побочным продуктом, но фирма располагала некоторыми его запасами в виде оксида урана и неочищенного ураната натрия. Доктор Риль моментально оценил перспективы проекта и лично занялся очисткой урана. Он будет заниматься этим до конца войны.
В начале марта 1939 года французские физики Жолио-Кюри, Халбан и Коварски экспериментальным путем доказывают возникновение цепной реакции. Седьмого апреля того же года они сообщают, что при расщеплении одного ядра урана выделяется в среднем 3,5 нейтрона [3]. В конце того же месяца статью французских физиков публикует журнал «Nature».
В середине апреля во время коллоквиума по физике в Геттингене профессор Вильгельм Ханле прочитал собравшимся небольшую статью, подготовленную им к печати. Речь в ней шла о некоей машине, использующей ту самую энергию, что выделяется при расщеплении урана. Сразу после коллоквиума к ученому подошел его шеф – профессор Георг Йоос, авторитетный специалист по экспериментальной и теоретической физике. «Ваше открытие не должно пропасть втуне,» – ободрил он своего помощника.
Йоос, пруссак по происхождению, не мог и помыслить, чтобы научное открытие, да еще такое перспективное, не принесло государству никакой пользы. Он немедленно написал письмо в рейхсминистерство образования, коему подчинялись тогда университеты.
Министерство отреагировало с поразительной быстротой. Профессору Абрахаму Эзау из Йены было поручено тотчас созвать конференцию. Вообще-то он был специалистом по высокочастотной технике, а не физиком-ядерщиком, но зато не раз выказывал похвальную в ту пору политическую активность, вовремя «осуждал и одобрял», и кому как не этому правоверному нацисту надлежало постичь тайны атомного ядра с истинно арийским блеском? Тем паче что партия, памятуя о его заслугах, выдвинула Абрахама на высокий пост, поручив ему руководить сектором физики в Научно-исследовательском совете, созданном при рейхсминистерстве образования.
Он рьяно взялся за дело, немедленно выписав несколько фамилий ученых, которым полагалось присутствовать на конференции. На первом месте, конечно же, значился Отто Ган. Однако тот, подобно юркому нейтрону, ускользнул из сетей старательного партийца, сославшись на то, что его ждут в Швеции, куда давно уже пригласили для чтения лекций. Его замещал профессор Йозеф Маттаух.
Заседание проходило 29 апреля 1939 года в министерстве на Унтер-ден-Линден в обстановке строгой секретности. Присутствовали профессор Эзау (председатель), профессора Йоос, Ханле, Гайгер, Маттаух, Боте и Хофман, а также доктор Дамес, представлявший само министерство.
Последний в своем выступлении выказал крайнее недовольство легкомысленным профессором Ганом, который раструбил о своем открытии на весь мир вместо того, чтобы в интересах Германии хранить его в строгой тайне. Впрочем, Маттаух, лишь недавно оказавшейся в третьем рейхе и еще не научившийся бояться, столь яростно вступился за своего шефа, что его поспешные критики умолкли и упреки в его адрес более не поступали.
Потекла деловитая беседа. Профессора Йоос и Ханле лаконично обрисовали уровень развития ядерной физики в Германии и в ведущих зарубежных странах, а также поговорили о том, насколько реально строительство экспериментального уранового реактора. Профессор Эзау рекомендовал собрать воедино все запасы урана, имеющиеся в стране. Теперь вывоз любых соединений урана из страны был запрещен – тем более что его было мало.
В то время крупнейшие запасы его находились в Бельгии, поскольку ее колония, Конго, была богата месторождениями урановых руд. На тамошних складах хранились тысячи тонн урана. Их следовало срочно скупить.
Кроме того, решили создать научно-исследовательскую группу, куда войдут все ведущие физики рейха. Руководить ей собирался сам профессор Эзау.
В конце апреля все того же 1939 года председатель комитета научного планирования Великобритании сэр Генри Тизар обратился с просьбой к своему правительству воспрепятствовать немецким закупкам урана. Десятого мая состоялись переговоры между Г. Тизаром и Э. Сенжером, генеральным директором бельгийской фирмы «Union Miniere». Однако они закончились безрезультатно – бельгийцы не собирались упускать свою выгоду; в кои-то веки объявился оптовый покупатель на этот, мало кому нужный уран. Ведь до сих пор его покупали лишь университеты для проведения некоторых исследований.
Тем временем атомная машина Германии набирала обороты. Когда Маттаух вернулся к себе в институт, его немедленно атаковали два молодых физика-теоретика: доктор фон Вейцзеккер и доктор Флюгге. Их интересовали все подробности конференции.
Барону Карлу Фридриху фон Вейцзеккеру было тогда 27 лет. Он уже успел прославиться, развив теорию о метаморфозах химических элементов в недрах звезд. «Человек скорее аскетический, нежели практичный», – так отзывались о нем впоследствии офицеры американской разведки. Он не был национал-социалистом, но хорошо разбирался в устремлениях тогдашней власти, ибо его отец был важным сановником в ведомстве Риббентропа. Молодой знаток звездных недр поневоле знал о «глубинных течениях» политики больше, чем другие ученые.
Зигфрид Флюгге поведал Маттауху, что уже написал популярную статью о ядерной энергии, но боится ее публиковать. В конце концов, он все же обнародовал свои идеи в июньском номере «Naturwissenschaften». Статья вышла под заголовком «Можно ли использовать ради технических нужд энергию, заключенную внутри атомных ядер?»
Один кубический метр порошка уранового оксида весит 4,2 тонны и содержит три тысячи септильонов (3 х 10 27) молекул или девять тысяч септильонов атомов урана, говорилось в ней. При расщеплении каждого из этих атомов высвобождается энергия, равная 100 миллионам электрон-вольт. Итак, одного кубометра оксида урана будет достаточно, чтобы взметнуть один кубический километр воды, весящий около двенадцати триллионов тонн (12 х 10 12), на высоту 27 километров!
Проблема лишь в том, что это невероятное количество энергии выделяется молниеносно, в течение какой-то сотой доли секунды. Можно ли как-то замедлить эту реакцию? Можно ли контролировать ее, чтобы использовать энергию, таящуюся в урановом сырье, в мирных целях? Флюгге полагал, что в будущем создадут «урановую машину», обогатив воду солями кадмия, которые поглотят избыточную энергию нейтронов и удержат ее в недрах машины. Кадмий – очень сильное абсорбирующее средство. С его помощью можно даже «отключить» машину, если реакция выйдет из-под контроля.
За этой статьей последовала еще одна, опубликованная Флюгге в августе 1939 года в «Deutsche Allgemeine Zeitung» («Общая немецкая газета»). Обе статьи вызвали огромное внимание властей. Верхи страны неожиданно увлеклись ядерной физикой.
А ведь еще год назад большинство ученых полагало, что ядерная физика не имеет практического значения. Считалось, чтобы высвободить энергию, заключенную внутри атомного ядра, придется затратить гораздо больше энергии. Все изменило открытие Отто Гана.
…Тут же засуетились и военные. Они тоже затеяли свой «атомный проект». Двадцать четвертого апреля, через два дня после памятной публикации в «Nature», молодой профессор из Гамбурга Пауль Хартек и его ассистент д-р Вильгельм Грот обратились с письмом в военное министерство. Они сообщали, что новые открытия в области ядерной физики, вероятно, позволят изобрести взрывчатку невиданной мощи. Вкратце они изложили суть исследований Гана и Штрассмана и, упомянув о недавнем эксперименте Жолио-Кюри, пояснили, что американцы, французы и англичане придают огромное значение развитию ядерной физики. В Германии же ей пренебрегают. И зря: «Страна, которая добьется в этой области наибольшего прогресса, получит такой перевес над другими, что сравняться с ней будет уже невозможно».
Письмо поначалу попало к генералу Беккеру, в отдел вооружений сухопутных войск. Оттуда его переправили в отдел научных исследований, коим руководил профессор Эрих Шуман. Наконец, тот вручил письмо доктору Курту Дибнеру, специалисту вооруженных сил по ядерной физике и взрывчатым веществам.
В то время ему исполнилось только 34 года. Ядерную физику он изучал в университете города Галле (его научным руководителем был профессор Позе). В 1931 году он защитил диссертацию на тему «Ионизация под действием альфа-лучей» и некоторое время трудился в лаборатории Физико-технического общества над созданием нового ускорителя. Но в 1934 году его призвали в армию, и он попал в упомянутый нами отдел научных исследований. Вместе с доктором Фридрихом Беркеи он изучал по заказу ВВС кумулятивные взрывчатые вещества. Ему, физику-ядерщику, работа его не очень нравилась, и он просил Шумана создать при отделе новую группу, которая занималась бы только ядерной физикой. К тому времени Дибнер уже снискал определенную известность в этой области; залогом служили около двух десятков его публикаций.
Прочитав послание, он обратился за советом к прославленному ученому, профессору Хансу Гейгеру, создателю хорошо известного всем счетчика ионизирующих излучений. Тот одобрительно отнесся к размышлениям неизвестных ему физиков о новой взрывчатке.
Летом Дибнер с интересом прочитал обе статьи Флюгге, а также заявку на патент, поданную профессором из Вены Штеттером и посвященную производству атомной энергии. Таким образом ему не понадобилось много времени, чтобы понять всю ценность новой идеи и поднять в военном ведомстве соответствующий шум. Итогом его деятельности стал приказ о создании группы по урановым исследованиям, которую, конечно же, возглавил сам доктор Дибнер.
Позднее, впрочем, он вспоминал, что быстро расшевелить военных удалось только потому, что в обход их министерства была создана некая «группа Абрахама Эзау», и это задело генералов. На самом же деле они и в августе 1939 года все еще не верили, что армии будет какая-то польза от этой «странной науки».
Так Германия оказалась единственной великой державой, где еще накануне Второй мировой войны был создан научный коллектив, который исследовал возможности применения атомной энергии в военных целях.
Впрочем, в Германии возникли сразу два научных коллектива. Один возглавил военный ставленник – доктор Дибнер; другой – истинный ариец и партиец, враг «сынов Авраама», профессор Абрахам Эзау. Как и следовало ожидать, оба стали заклятыми врагами, немало мешая друг другу в достижении хоть каких-то практических результатов.
В воскресенье, 3 сентября 1939 года, Великобритания и Франция в ответ на вторжение в Польшу объявили Германии войну. На следующий день профессор Эзау встретился с генералом Беккером, и тот заверил его, что он может положиться на поддержку армии. Эти изыскания нужны рейху.
В тот же день Эзау отправился в рейхсминистерство экономики, поскольку «атомный проект» неожиданно оказался под угрозой. Командование ВВС вдруг решило конфисковать все запасы урановых соединений и радия, чтобы из этого ценного научного сырья изготовить какие-то люминесцентные краски для своих самолетов. Чтобы не быть голословным перед министром, Эзау хотел заручиться официальной бумагой, гласившей, сколь важны для судеб страны работы этих ученых и что обойтись без урана им никак нельзя. Составить подобную бумагу мог бы наш отдел научных исследований, посоветовал Беккер, невольно сталкивая двух конкурентов друг с другом.
Профессор Шуман, к коему порывались попасть на прием Абрахам Эзау и его помощник, профессор Меллер, оказался лицом труднодоступным. Наконец, промаявшись весь день в коридорах в ожидании «высшего эксперта», Эзау переговорил со случайно встреченным им доктором Х. Баше (как выяснилось, непосредственным начальником Дибнера). Был уже вечер, и растерянный Эзау, выхватив из папки бумагу, составленную им самим за эти часы, с надеждой протянул ее Баше. «Быть может, мы обойдемся без подписи Шумана, ведь дело не терпит отлагательств? Поставьте только какую-то закорючку, чтобы я мог смело показывать этот документ! В четверг, седьмого сентября, мне нужно подать его министру экономики!» Баше мог лишь изобразить сочувствие, поясняя, что «подобные дела так быстро не делаются». Пришлось Эзау отправляться восвояси с пустыми руками.
На следующее утро Меллер немедленно стал названивать «неуловимому Шуману». Вскоре в здании Физико-технического общества собственной персоной появился вчерашний сострадательный собеседник – доктор Баше. Теперь не оказалось на месте Эзау. Однако гость не намерен был ждать, ибо единственное, ради чего он приехал, так это объявить, что профессор Шуман выдать им вожделенный документ никак не может. Не может! Урановыми исследованиями будем заниматься мы сами! И точка!
Так началась первая в истории человечества «атомная война». На наше счастье протекала она лишь в «коридорах власти».
Эзау этой «словесной оплеухи» не стерпел и помчался в рейхсминистерство образования, дабы пожаловаться своему шефу, профессору Рудольфу Менцелю. А тот добавил масла в огонь, сообщив, что командование сухопутных войск распорядилось немедленно прекратить все урановые исследования в стенах Физико-технического общества. Эзау ничего не мог понять. Он еще не знал, что расшевелил «осиное гнездо». Военные, взволнованные его напором, сами активно взялись за работу. Восьмого сентября был призван в армию, то бишь в отдел Шумана, молодой даровитый физик из Лейпцигского университета, доктор Эрих Багге.
Можно представить себе чувства, которые испытывал молодой ученый, держа в руках – в первые же дни войны! – одиозный желто-коричневый пакет с предписанием «немедленно прибыть в Берлин, в распоряжение военного министерства». Взяв с собой несколько семейных фотографий и сложив в чемоданчик белье, Багге приготовился к отправке на фронт. Какая же радость охватила его, когда, прибыв в особняк на Харденбергштрассе, он встретил там доктора Дибнера, который и объяснил ему, чем придется заниматься.
В последующие дни были «призваны на службу» еще целый ряд молодых, перспективных ученых. Так что, нет худа без добра: работы над атомным проектом спасли многих физиков от пуль, снарядов и штыков.
И вот уже молодой «военспец» Багге вместе с Дибнером готовит первую «боевую операцию». Армейское руководство решило провести секретное совещание, чтобы обсудить перспективы «уранового проекта». Два физика-ядерщика, командуя своими коллегами как послушной им армией, составляют список ученых, которых непременно надо пригласить на совещание. На лежащем перед ними листе бумаги колонной выстраиваются фамилии: профессор Вальтер Боте, профессор Гейгер, профессор Штеттер, профессор Хофман, профессор Ган, профессор Маттаух и доктора Багге, Флюгге и Дибнер.
Совещание состоялось 16 сентября. В тот день на перекидном календаре, лежавшем на столе Отто Гана, появилась следующая краткая запись: «Совещание у Шумана. Присутствовали физики-ядерщики, не было Шумана. Составление программы. Звонок Эзау, сообщил о своем визите (Лауэ, Дебай, Гейзенберг)». Попробуем расшифровать эту ремарку.
«Не было Шумана». Потомок знаменитого композитора был одержим двумя страстями: к физике и музыке. И последняя нередко брала верх вопреки той высокой должности, что занимал Шуман (а впридачу к ней он еще возглавлял кафедру военной физики в Берлинском университете). Так, он сочинял неплохие военные марши и разбогател на этом. Страсть к музыке (и дивидендам от нее) становилась все более пламенной, вызывая ехидные насмешки недругов. Прямыми же обязанностями Шуман-младший нередко манкировал. Мы уже упоминали, что разозленный Эзау так и не застал витавшего где-то профессора. Напрасно дожидались его и физики-ядерщики. По своей доброй воле Шуман ни за что не согласился бы проводить целый день в их крохотном кружке, обсуждая их скучные проблемы. В конце концов, на это есть специалист – Дибнер.
Эзау как-то случайно прознал о готовящемся «очень важном совещании у профессора Шумана». Он немедленно поплакался своему шефу, Менцелю. Тот лишь уверил «неутешного Абрахама», что он «в курсе происходящего». Эзау чувствовал, что его постепенно отодвигают в сторону. Впрочем, если некоторым профессорам и показалось странным, что их недавнего куратора попросту не пригласили на совещание, то вслух они эти претензии никак не выказали.
Итак, заседание началось. Доктор Баше заявил, что, по сообщению Германского агентства зарубежных новостей, исследованиями урана занимаются в целом ряде стран. Собравшимся в зале надлежит оценить, нужен ли подобный проект вермахту. Сделать это не легко. Однако даже отрицательный результат станет благом для рейха, ибо будет означать, что наши враги не сумеют разработать атомное оружие. Если же результат экспертизы окажется положительным, значит нам удастся создать либо мощный источник энергии, либо супербомбу.
Развернулась оживленная дискуссия. Ученые спорили о том, какой может быть «урановая машина» и как она будет функционировать. Всего несколько дней назад, начал свое выступление Отто Ган, в американском журнале «Physical Review» (кстати, очень популярном в годы войны у немецких ученых) появилась любопытная статья Нильса Бора и Дж. Э. Уилера. В ней говорилось, что расщепляется прежде всего легкий изотоп урана – U-235. Однако в природном уране содержание его ничтожно мало – всего семь десятых процента! Если же мы попытаемся отделить его от остальных изотопов (природный уран состоит из смеси трех изотопов: U-238/99, 274 %/, U-235/0,72 %/ и U-234 /0,006 %/ – прим. ред.), то столкнемся с неодолимыми трудностями.
«Лауэ, Дебай, Гейзенберг». А что если обратиться к профессору Гейзенбергу, – новоявленный «военспец» Багге вспомнил своего лейпцигского наставника, – и попросить его разработать теорию «цепной реакции»? Не всем понравилось это предложение. Между физиками-теоретиками и экспериментаторами давно уже развернулось негласное соперничество. Точнее будет сказать: они враждовали друг с другом. На это совещание пригласили одних лишь экспериментаторов, и тут вмешивается некий молодой «выскочка» и просит «воззвать о помощи» к этому «кабинетному гению»! Профессора Боте и Хофман поднялись со своих мест и заявили, что не хотят иметь дело с Гейзенбергом. Можно обойтись без него!
Позднее, когда заседание закончилось, Багге подошел к Дибнеру и все-таки упросил его в следующий раз позвать Гейзенберга. Не зря же говорят, что на свете нет ничего практичнее хорошей теории. А Гейзенберг в таких делах мастак!
Ученые на совещании так и не решили, какой именно изотоп расщепляется при обстреле урана нейтронами. Впрочем, вслед за Бором многие склонялись к мысли, что это U-235. Следовало бы провести чистый эксперимент: рассортировать изотопы урана, обстрелять их по очереди и посмотреть, что произойдет. Проведение опыта поручили профессору Хартеку. Он уже занимался разделением изотопов различных элементов, в том числе ксенона и ртути.
Процесс разделения – «термодиффузия» – был, казалось, несложен. Установка состояла из двух концентрических трубок: внутренняя была разогретой, наружная – более холодной. Пространство между трубками заполняли пары уранового соединения. По теории, более легкие изотопы (U-235) должны были группироваться возле теплой поверхности. Все вроде бы ясно.
Довольно быстро профессор Хартек пришел к выводу, что для сортировки урана лучше всего использовать пары одного из его соединений – гексафторида урана. Работать с ними, правда, было нелегко. Газ вел себя очень агрессивно. Он разъедал часть материалов, из которых был изготовлен «диффузор». При температурах ниже 50 градусов твердел. Твердел он и при соприкосновении со многими веществами, например водой. Приходилось идти на разные ухищрения. Но прежде всего надо было добыть этот газ. Для нормального эксперимента требовался один его литр, то есть всего 12 граммов.
Двадцать пятого сентября Хартек написал письмо профессору О. Руффу – человеку, который описал свойства гексафторида урана. Хартек просил достать литр этого редкого газа. Руководители концерна «ИГ Фарбениндустри», к которым обратились, размышляли около двух недель. Наконец, предложили прислать им 100 граммов урана – из него они изготовят нужный газ.
В тот же день, 25 сентября, доктор Багге беседовал в Лейпциге с Гейзенбергом. Они обсуждали, каким должен быть прибор, чтобы измерять число нейтронов, выделяющихся при расщеплении урана.
На следующий день Багге вернулся в Берлин. Его ждало новое совещание в отделе вооружений сухопутных войск. Теперь он четко сознавал, что есть два способа извлечения энергии из урана. Либо неконтролируемая реакция, то есть взрыв, бомба, либо управляемый процесс и урановый реактор. Чтобы процесс стал управляемым, нужно смешать уран с каким-то веществом, которое будет тормозить быстрые нейтроны, испускаемые в момент расщепления ядра, но не поглощать их. Значит, нужен «замедлитель». А для создания бомбы надо выделить довольно редкий изотоп урана – U-235, поскольку при обстреле его нейтронами начинается цепная реакция деления ядер урана. Происходит взрыв.
Тем временем в Гамбурге профессор Хартек в ожидании выделенных граммов урана вел беседы со своим помощником доктором Хансом Зюссом. Как-то раз тот заговорил про «тяжелую воду»: ему подумалось, что, создавая урановый реактор, ее можно взять в качестве «замедлителя».
– Ничего не выйдет! – перебил его Хартек.
Ему моментально вспомнился собственный плачевный опыт. Пять лет назад он стажировался в лаборатории Резерфорда. И вот первое задание, которое дал ему метр, заключалось именно в получении мизерного количества тяжелой воды для каких-то опытов. Ох, и намучился же он тогда! В конце концов Хартек придумал крохотную (высотой 30 см) электролитическую ячейку. В течение многих недель он пропускал сквозь нее бессчетное количество воды, пока, наконец, не получил требуемую толику – несколько кубических сантиметров тяжелой воды.
– Знаете ли вы, – вопрошал он Зюсса, – сколько же времени нам потребуется, чтобы изготовить несколько тонн этой воды?! Многие годы, а то и десятилетия… А ведь для реактора нужны именно тонны ее. Разве правительство согласится финансировать такой расточительный проект?..
Тем не менее, собираясь на совещание в Берлин, он накропал статейку об использовании тяжелый воды «во избежание резонансного поглощения в уране-238». Важнейшие его идеи были таковы: тяжелая вода идеально замедляет нейтроны; урановое топливо и тяжелую воду следует разместить в реакторе не вперемешку, а отдельными слоями. Этими размышлениями он и поделился с коллегами.
На том совещании обсуждались ближайшие планы. Во-первых, надо научиться отделять легкий изотоп урана (U-235) от других его изотопов. Во-вторых, определить «эффективное поперечное сечение» атомных ядер всех тех веществ, которые можно использовать в качестве «замедлителя» (то есть определить вероятность захвата этими ядрами летящих к ним нейтронов; величину этого сечения можно сравнить с размером мишени в тире – чем больше мишень, тем вероятнее попадание). В-третьих, понять, может ли урановый реактор работать на медленных нейтронах.
Далее распределили роли. Гейзенберг изучает теоретические основы цепной реакции. Багге возвращается в Лейпциг, исследует «эффективное поперечное сечение» дейтерия. Профессор Хартек доводит до конца «термодиффузию» изотопа урана U-235. Различные задания получили и другие ученые. Всем было обещано, что «деньги на это найдутся».
В заключение профессор Шуман (на этот раз ему не удалось променять физику на музыку) сообщил, что Институт физики имени императора Вильгельма, находящийся в берлинском районе Далем, передан в ведение отдела вооружений сухопутных войск. Институт располагает отличной аппаратурой. Туда будут переведены все ученые, работающие над «урановым проектом». Их соберут, так сказать, «под одной крышей».
Эта идея сама по себе была хороша. Но что прикажете делать с самолюбием? Как упрятать его «под одну крышу»? Как заставить «провинциальных светил», боготворимых у себя в Гамбурге, Лейпциге и т. д., переехать в берлинскую «золотую клетку», где их образ явно потускнеет от соприкосновения со множеством таких же, как они «гениев», «талантов» и т. д., и т. п. Идея «научной шарашки» на немецкий манер была встречена в штыки. Работать над хорошо финансируемым проектом хотели все, переезжать в Берлин все же наотрез отказывались.
Хартек писал начальнику отдела вооружений: «Мне нужно остаться здесь, в Гамбурге… В случае надобности я могу каждую неделю на несколько дней приезжать в Берлин». Его можно понять: в ту пору поезд из Гамбурга в Берлин добирался всего за два часа. Другим ведущим ученым, представлявшим Гейдельберг, Мюнхен, Вену, приходилось бы проводить в пути гораздо больше времени, но и они не хотели срываться с насиженных мест.
Впрочем, проблема объединения светил могла пока подождать. Для начала неплохо было бы раздобыть достаточное количество урана для опытов. Берлинская фирма «Auer» занималась обработкой редкоземельных металлов. К ней и обратились армейские чины с необычной просьбой: нужно изготовить несколько тонн чистого оксида урана. Их направили в центральную лабораторию, коей руководил доктор Николаус Риль, 38-ми лет, уроженец Петербурга, ученик Гана и Майтнер.
Когда в 1939 году Германия захватила Чехословакию, фирма «Ауэр» одной из первых стала осваивать тамошние урановые рудники. В ту пору всех интересовал радий. Уран считался побочным продуктом, но фирма располагала некоторыми его запасами в виде оксида урана и неочищенного ураната натрия. Доктор Риль моментально оценил перспективы проекта и лично занялся очисткой урана. Он будет заниматься этим до конца войны.