Элемент‑93

Во втором отчете Гейзенберга для военного министерства очень мало говорилось о возможности создания бомбы. Причины этого до сих пор не совсем понятны. Возможно, одна из них крылась в том, что, хотя Гартек и начал в Гамбурге собирать для выделения урана‑235 аппарат Клузиуса‑Дикеля в увеличенных масштабах и уже имел основания для оптимистичных прогнозов, до получения требуемых объемов этого изотопа, по мнению Вернера, было еще слишком далеко.

Ключевым моментом оставалось количество: требовалось выяснить, сколько же именно понадобится урана‑235. До наших дней не дошло никаких источников, подтверждающих, что до весны 1940 года проводились какие‑либо подсчеты объемов 235U, необходимых для изготовления бомбы. Если Гейзенберг или другие участники «Уранового общества» и занимались в тот период подобными вычислениями, никаких свидетельств не сохранилось. Но вполне вероятно, что этого попросту никто не делал. Непонятно почему, но никто не развивал идею создания бомбы на основе «практически чистого» урана‑235.

Другой «полуфабрикат» для изготовления взрывного устройства был потенциально доступен. Бомбой мог стать нестабильный реактор, работающий на уране, обогащенном изотопами 235 U, – в нем легко могла начаться неконтролируемая цепная реакция. Расчеты одного из коллег Гейзенберга по «Урановому проекту» говорили о том, что такая «бомба‑ реактор» должна содержать до 70 % урана‑235. Конечно, очень непросто было придумать способ доставить такое устройство к цели. К тому же, подобное обогащение урана, которое требовалось для успешной активизации «бомбы‑реактора», все еще казалось невозможным, по крайней мере в ближайшее время. Это означало, что война к моменту создания такого устройства уже, скорее всего, закончится.

Но вдруг перед учеными совершенно неожиданно открылся еще один путь. Близкий друг Гейзенберга и его коллега по «Урановому обществу» Вайцзеккер частенько во время езды в берлинской подземке читал статьи по расщеплению ядер, которые пока продолжали публиковаться в американских научных журналах. Погружаясь в чтение, он не обращал ни малейшего внимания на подозрительные взгляды других пассажиров.

В Берлине Ган со своей группой выяснили, что уран‑239, образующийся из урана‑238 путем захвата нейтрона, является нестабильным изотопом и претерпевает радиоактивный распад примерно через 23 минуты. По мнению ученых, когда уран‑239 испускает бета‑частицу[22], нейтрон превращается в положительно заряженный протон, что преобразует уран (в ядре которого 92 протона) в новый элемент с 93 протонами. Ган считал, что по химическим свойствам этот элемент будет похож на рений, и поэтому назвал его эка‑рением, или сокращенно эка‑ре. В свою очередь, Вайц‑ зеккер предположил, что этот новый элемент может быть легко расщепляем, как и уран‑235.

На первый взгляд данное предположение казалось просто безобидной фразой. Однако на деле все оказалось совсем наоборот. В отличие от урана‑235, элемент‑93 не встречается в природе и по химическим свойствам отличается от урана. Вайцзеккер пришел к выводу, что этот элемент можно отделить от урана химическим способом. Суть его предположения заключалась в том, что, если в урановом реакторе получить достаточное количество элемента‑93, его можно легко отделить от урана и использовать для изготовления ядерной бомбы.

То, что элемент‑93 может быть получен путем бомбардировки нейтронами ядра урана‑238, наглядно продемонстрировали в своей радиационной лаборатории американские физики Эдвин Макмиллан и Филипп Абельсон из Беркли. Но они также зафиксировали тот факт, что данный элемент довольно нестабилен и распадается в течение нескольких дней. Неожиданно в июне 1940 года они открыто опубликовали все полученные результаты в научной литературе. Фактически они представили конкретное доказательство того, что урановый реактор действительно может использовать для получения расщепляемого вещества, необходимого для изготовления бомбы. В июле 1940 года Вайцзеккер отправил в Управление армейского вооружения доклад, в котором настойчиво просил обратить самое пристальное внимание на эту возможность.

Участникам «Уранового общества» теперь было совершенно ясно, что путь к созданию бомбы откроется не раньше, чем решатся все проблемы, связанные с запуском действующего реактора. Вопрос о выборе материала, который лучше всего подойдет на роль замедлителя, также пока еще не был снят. Ученые, работавшие в Гельдейберге, составили в июне 1940 года конфиденциальный документ, в котором сообщались первые результаты по измерению интенсивности поглощения свободных нейтронов ядрами графита. Эти данные пока не позволяли сделать никаких конкретных выводов. По всей видимости, ядра графита поглощали свободные нейтроны слишком быстро и не могли замедлить реакцию. Однако допускалось, что интенсивность поглощения могла весьма сильно варьироваться в зависимости от чистоты и однородности используемого графита. Пока что Боте имел достаточно оснований полагать, что дальнейшие эксперименты, в которых будут использованы образцы из более чистого вещества, смогут еще продемонстрировать все возможности графита как потенциального замедлителя.

«Вирусный флигель»

После того как Физический институт Общества кайзера Вильгельма перешел в распоряжение военного министерства, перед его директором, весьма уважаемым голландским физиком Петером Дебаем, замаячили большие неприятности.

Сверху ему выдвинули ультиматум: либо он принимает германское гражданство и остается на своей должности, либо на время уходит в отпуск. Дебай отказался расстаться с голландским подданством. Он отплыл из Германии в январе 1940 года, отправляясь в Америку читать курс лекций. Обратно он больше не вернулся.

Должность директора Института осталась открытой. Шуман предложил кандидатуру Дибнера, но против нее выступило Общество Кайзера Вильгельма. Вайцзеккер вместе с другим участником «Уранового общества» Карлом Вир‑ цем, также обеспокоенным тем, что «нацисты появились теперь и в Институте», втайне договорились сделать все для того, чтобы в Берлине оказался Гейзенберг. Дибнер был назначен исполняющим обязанности директора Института, ну а Гейзенберг все‑таки согласился раз в неделю приезжать из своего Лейпцига.

Теперь Гейзенберг уже мог одновременно влиять на работу группы, занимавшейся теоретическими изысканиями, следить за экспериментами с реактором, которые ставились в Берлине, и наблюдать за аналогичными экспериментами, которые он вместе со своим коллегой Робертом Депелем проводил в Лейпциге. Не будучи непосредственным руководителем проекта по изучению свойств урана, Гейзенберг все‑таки играл в нем очень важную роль.

Германская атомная программа не была согласованным сплоченным исследованием, неустанно радевшим за нужды войны. Ее проводили отдельные группы ученых, которые в чем‑то сотрудничали друг с другом, а в чем‑то соперничали и нередко конфликтовали из‑за новых партий урана и тяжелой воды.

Однако отдельные детали не могли ускользнуть от зоркого глаза.

Участники «Уранового общества» теперь имели в своем распоряжении тысячи тонн обогащенного урана. В Париже, в захваченной лаборатории Жолио‑Кюри, заканчивалась сборка первого циклотрона. Физикам также обещали огромные поставки тяжелой воды. Выделение урана‑235 оставалось такой же крайне тяжелой задачей, что и раньше, но над ее решением уже работали лучшие представители немецкой физики и химии.

В июле 1940 года начались работы по возведению нового здания Института биологических и вирусных исследований Общества кайзера Вильгельма, в котором должен был располагаться экспериментальный ядерный реактор. Это учреждение находилось также в Берлине, рядом с Физическим институтом. Чтобы избежать ненужного внимания, зданию дали кодовое имя – «Вирусный флигель».

Глава 2 «Элемент‑94»

Сентябрь 1939 – сентябрь 1940

Лео Сцилард был очень разочарован. Письмо Эйнштейна, адресованное Рузвельту, все еще не вызвало никакого заметного резонанса. Написано оно было в начале августа 1939‑го, но шли дни, за ними потянулись недели, а от Сакса все не было никаких вестей. К тому же на территории Европы уже началась война.

Ближе к концу сентября Сцилард и Вигнер снова встретились с Саксом. Их ждали неутешительные новости: послание все еще у него. Сакс уже не один раз пытался попасть на прием к Рузвельту и обсудить с ним письмо физиков, однако дальше президентского секретаря пройти пока не мог.

И октября он смог наконец попасть в Овальный кабинет. Сакс решил рассказать президенту об одном случае, который когда‑то произошел с Наполеоном. Выслушав своего советника, Рузвельт попросил принести им графин коньяка «Наполеон» и стаканы. Потягивая крепкий напиток, Сакс начал рассказывать президенту обо всем, что содержалось в письме Эйнштейна. Однако его собеседник, казалось, думал о чем‑то своем и поэтому слушал совсем невнимательно. Затем он и вовсе предложил Саксу отложить разговор до следующего дня. Опасаясь, что окончательно упустил свой шанс, на следующее утро тот явился в Белый дом весьма взволнованным. Однако на сей раз Рузвельт был уже настроен на беседу и с готовностью начал слушать.

Для краткого изложения письма Эйнштейна Саксу было достаточно восьми сотен слов. Особый упор он делал на использовании энергии атома в мирных целях, лишь вскользь упомянув о «бомбах невиданной ранее разрушительной силы». Закончив, Александр выразил собственное мнение: «Остается только надеяться на то, что [люди] не станут использовать [энергию атомного ядра] лишь для того, чтобы заставить своего соседа взлететь на воздух».

Теперь, наконец, Рузвельт узнал обо всем. «Алекс, – сказал он, – твоя задача теперь – следить за тем, чтобы нацисты не сбросили на нас бомбу». Президент заявил, что начинать действовать нужно немедленно, и уже через неделю отослал Эйнштейну ответное письмо.

В скором времени администрация решила учредить Консультативный комитет по вопросам использования урана, во главе которого поставили Лаймена Дж. Бриггса, директора Национального бюро стандартов США. Комитет состоял из физиков‑ядерщиков и экспертов по вооружениям армии и флота. Для Сциларда и его венгерских сообщников создание комитета означало то, что дело, за которое они так радели, наконец сдвинулось с мертвой точки.

Первое собрание новой организации состоялось 21 октября в Вашингтоне. Перед его началом Сцилард и Вигнер встретились с Саксом в отеле Carlton, чтобы обсудить ход будущего собрания. Сразу после этого нужно было спешить на встречу с Теллером и остальными членами Консультативного комитета. Собрание проходило непосредственно в самом Бюро стандартов, располагавшемся в помещениях Министерства торговли. Эйнштейн был также приглашен, но отказался.

Сцилард сначала рассказал собравшимся обо всех научных достижениях в сфере ядерных исследований, затем остановился на важности практического воплощения теории ядерной цепной реакции. Он заявил, что эксперименты с реактором, построенным на основе окиси урана и графита, весьма крупномасштабны. Подобные эксперименты он пытался провести еще с июля в Колумбийском университете вместе с Ферми, но до сих пор они не имели успеха. Эксперты по вооружениям не скрывали своего скептического отношения к словам физика. Разрушительный потенциал атомной бомбы попросту лежал далеко за пределами тех величин, которыми они привыкли оперировать. Подполковник Кит Адамсон авторитетно заявил, что эффективность любого оружия становится видна только тогда, когда оно пройдет испытание двумя войнами.

В свою очередь, физики весьма слабо подготовились к собранию. Прямой вопрос о сумме, которую государство должно будет выделить на исследовательский проекта Сциларда, попросту поставил их в тупик. Первым опомнился Теллер и поспешно назвал сумму: 6000 долларов. Позже он скажет: «Все друзья потом упрекали меня за мои слова, потому что огромный проект по освоению ядерной энергии пришлось начинать с такой нищенской суммы. Думаю, они и до сих пор еще держат на меня обиду».

Уже после собрания Сцилард, быстро прикинувший в уме, что на один только графит им понадобится не менее 33 ООО долларов, чуть не растерзал Теллера за его неожиданное вмешательство с такой скромной просьбой.

Но даже несмотря на ничтожность названной суммы, Адамсон решил немного «осадить пыл» ученых. «Господа, – в его тоне слышался упрек, – исход войны определяет не оружие. Оно не творит историю. Победа в любой войне зависит только от морального духа гражданского населения». Тут Вигнер, всегда вежливый и часто даже слишком официальный с коллегами, уже не мог больше сдерживаться. Присутствовавшие на собрании впервые услышали, как он говорит. «Что ж, если это действительно так, – заявил Вигнер своим высоким голосом, – то значит, мы легко можем урезать финансирование армии на тридцать процентов, а затем попросту укрепить у гражданского населения этот благодатный дух морали».

Подполковник сильно покраснел и пробормотал, что физики получат свои деньги.

Сцилард подготовил программу проекта по исследованию свойств урана на территории Америки и отправил ее Бриггсу спустя пять дней после первого заседания комитета. В программе перечислялись необходимые, по мнению Лео, эксперименты и лаборатории страны, которые должны участвовать в проекте. Ученый также настаивал на том, чтобы все будущие доклады о ходе исследований были строжайшим образом засекречены и запрещены к публикации в общедоступной научной литературе.

Однако Консультативный комитет не был готов к решительным действиям. В сообщении Рузвельту, датированном 1 ноября, говорилось о решении начать исследования контролируемой цепной реакции ядер урана. Энергия цепной реакции, как предполагалось, может стать средством поддержания автономности подводных лодок. Если выяснится, что при реакции выделяется и взрывная энергия, можно будет начать изучение урана как компонента бомбы огромной разрушительной силы. Для экспериментов Ферми и Сцилар‑ ду решили предоставить 4 тонны очищенного графита, а впоследствии 50 тонн окиси урана – при убедительном обосновании необходимости ее использования.

Бриггс был весьма уважаемым человеком. Но в то же время он почему‑то был буквально одержим стремлением держать все в секрете. Нередко давало о себе знать также его слабое здоровье. Возможно, отчасти из‑за этого он не сумел заставить членов комитета и его покровителей понять реальную необходимость как можно скорее форсировать работы над ядерным проектом. Да и война шла только в Европе, которая находилась далеко‑далеко. К тому же слишком большие суммы вкладывать в проект Бриггс не хотел. Так что деньги, обещанные 21 октября на собрании, не стоило ждать немедленно.

Важность работ над расщеплением ядра урана теперь никем не отрицалась – и это должно было в немалой степени воодушевить Сциларда, однако получилось совсем не так. Начался 1940 год, а у ученого все еще не было официального места работы, он также не имел ни малейшего понятия о том, сколько еще продлится его непрочное сотрудничество с Колумбийским университетом. Помимо всего прочего, у Сциларда не было средств, чтобы вернуть те две тысячи долларов, что он когда‑то занял для оплаты расходов на эксперименты по подтверждению образования при расщеплении ядра свободных нейтронов. Сциларду ничего не оставалось, кроме как отправиться к своему кредитору и сообщить, что он не в состоянии выплатить долг.

От Биггса все еще не было никаких вестей.