Генри Смит - Атомная энергия для военных целей

4.45. Подводя итоги, можно сказать, что к концу 1941 года не было данных утверждать, что получение материалов в достаточных количествах и достаточной чистоты невозможно, но проблемы были еще далеки от решения.

4.46. До осени 1941 г. происходил некоторый обмен информацией с англичанами и обсуждение некоторых вопросов с английскими научными представителями, бывшими здесь по другим делам. В сентябре 1941 г. было решено, что Пеграм и Юри должны поехать в Англию и получить сведения из первых рук. Они возвратились в начале декабря 1941 г.

4.47. Вообще, в Англии работа велась в основном по тем же направлениям, что и в США. Что касается проблемы цепной реакции, то англичане концентрировали внимание на тяжелой воде, а не графите, в качестве замедлителя. По разделению изотопов они проделали большую работу над вопросами диффузии, включая общую теорию каскадов. Главное значение этого посещения и других обменов мнениями в течение лета 1941 года заключалось не в точных научных данных, а в общем впечатлении о научных работах. Англичане, в частности Дж. Чэдвик, были убеждены, что можно осуществить цепную реакцию с U-235. Они знали, что в Норвегии производится каждые сутки несколько килограммов тяжелой воды и что германское правительство заказало большие количества парафина с тяжелым водородом; применение этого материала для чего-либо иного, кроме исследований урана, нельзя было себе представить. Англичане опасались, что если немцам удастся получить атомную бомбу раньше союзников, война может закончиться в несколько недель. Чувство срочности и важности задачи, которое осталось у Юри и Пеграма, имело большое значение для дальнейшей работы.

4.48. В главе III упоминалось об учреждении Комитета Академии Наук. В первом докладе Комитета, в мае 1940 года, содержались такие вопросы: (a) радиоактивные отравляющие вещества, (b) атомная энергия, (c) атомные бомбы; но особое значение придавалось атомной энергии. Второй доклад подчеркнул важность новых результатов с плутонием, но не касался специально вопроса о возможном военном применении процесса деления ядра. Оба эти доклада побуждали значительно ускорить осуществление Проекта.

4.49. Третий доклад (6 ноября 1941 г.) был специально посвящен вопросу о «возможностях взрывной реакции деления урана-235». Если в первых двух докладах Академии Наук не указывалось, что уран может сыграть решающую роль в современной войне, то эта возможность была подчеркнута в третьем докладе. Лучше всего будет привести выдержки из этого доклада.

«Со времени нашего последнего доклада успехи, достигнутые в области разделения изотопов, с настоятельней необходимостью выдвинули следующие вопросы: (1) вероятность успеха попытки создания атомной бомбы, (2) разрушительное действие, которое можно ожидать от такой бомбы, (3) время, необходимое для того, чтобы закончить разработку атомной бомбы и наладить производство, и (4) предварительная оценка денежных затрат.

1. Условия создания атомной бомбы. Атомная бомба исключительной разрушительной силы явится результатом сближения достаточных масс элемента U-235, происходящего очень быстро. Это представляется столь же верным, как и всякое предсказание, основанное на теории и эксперименте, но не испытанное практически. Наши вычисления показывают, далее, что требуемые массы могут быть сближены достаточно быстро, чтобы реакция стала действенной…

2. Разрушительное действие атомных бомб. (а) Масса бомбы. Масса урана-235, необходимая для получения взрывного деления при подходящих условиях, едва ли может быть менее 2 кг и более 100 кг. Эти широкие пределы вызваны, главным образом, неопределенностью значения поперечного сечения захвата U-235 для быстрых нейтронов, получаемого из опытов… (b) Энергия, освобождаемая при взрывном делении. Вычисления для случая масс, надлежащим образом распределенных в начальный момент, показывают, что от 1 до 5 процентов энергии деления урана должны освободиться при взрыве, обусловленном делением. Это равно энергии от 2*108 до 10*108 ккал на килограмм урана-235. Таким образом, освобождающаяся при взрыве энергия на килограмм урана эквивалентна энергии взрыва около 800 тонн тринитротолуола.

3. Время, необходимое для разработки и получения необходимого количества U-235. (a) Необходимое количество урана. Так как разрушительная сила современных бомб является в настоящее время важным фактором военных действий, очевидно, что если разрушительную: силу бомб повысить в 10 000 раз, то такие бомбы приобретут решающее значение.

Тем не менее, требуемое количество урана будет велико. Если признать правильным расчет, согласно которому для уничтожения военных и промышленных объектов Германии понадобилось бы 500 000 т бомб из тринитротолуола, то такое же разрушительное действие произвел бы уран-235 в количестве от 1 до 10 тонн.

(b) Выделение U-235. Разделение изотопов урана может быть выполнено в нужных количествах. В настоящее время разрабатываются несколько методов, из которых по крайней мере два представляются вполне подходящими и приближаются к стадии практических испытаний. Это — метод центрифугирования и метод диффузии через пористые перегородки. Другие методы изучаются или нуждаются в исследовании; они могут оказаться в конечном счете лучшими, но пока далеки от технического применения.

(c) Время, необходимое для производства атомных бомб. В данный момент можно лишь весьма грубо оценить время, необходимое для разработки, технического освоения и производства атомных бомб. Однако, если сосредоточить все усилия да выполнении программы, то можно ожидать получения значительного количества атомных бомб через три-четыре года.

4. Грубая оценка материальных затрат. (Цифры, приведенные в докладе Академии под этим заголовком, являются лишь грубой оценкой, так как не было научных и технических данных. Они лишь показывали, что все предприятие обошлось бы колоссально дорого, но затраты были бы такого же порядка, как и другие военные расходы)».

4.50. Дальше в докладе говорится о ближайших нуждах и желательной реорганизации.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ ГЛАВЫ

4.51. В конце главы I мы подвели итог научным данным, относящимся к делению ядра, за период до июня 1940 г., а в гл. II сформулировали важнейшие проблемы за тот же период. В свете этих формулировок сделаем краткий перечень успехов, достигнутых за восемнадцать месяцев. Прогресс в техническом осуществлении Проекта был невелик. Цепная реакция осуществлена не была; заметного количества U-235 выделить из U-238 не удалось, были получены лишь ничтожные количества Pu-239; производство больших количеств металлического урана, тяжелой воды, бериллия и чистого графита в значительной мере находилось еще в стадии обсуждений. Но были также и успехи. Постоянные стали лучше известны; вычисления были проверены и расширены; предположения о существовании и о ядерных свойствах Pu-239 были подтверждены. До известной степени были изучены технические проблемы, эффективность производственных процессов, издержки производства и графики времени. И, что важнее всего, было показано, что критическая величина бомбы почти достоверно лежит в практически достижимых пределах. В общем, вероятность того, что каждая из проблем будет разрешена, стала значительно больше, чем в 1940 году. Быть может, важнее фактических изменений были изменения в сознании людей. Вигнер, Сцилард и Ферми, возможно, были теперь не более убеждены в реальности атомной бомбы, чем в 1940 году, но с этой идеей освоились многие другие и оценили ее возможные последствия. Повидимому, как англичане, так и немцы считали, что стоит заниматься проблемой атомной бомбы. Кроме того, изменилась вся психология нации. Хотя нападение на Пирл Харбор еще не произошло, нависшая угроза войны ощущалась острее, чем прежде, и затраты сил и средств, которые казались огромными в 1940 году, рассматривались как необходимая предосторожность в декабре 1941 года. Поэтому неудивительно, что Буш и его сотрудники сознавали, что пришло время резко ускорить осуществление проекта по урану. Для этой цели была создана совершенно новая организация управления, которая описана в следующей главе.

Глава V. Административно-организационные мероприятия в 1942–1945 гг.

5.1. В главе III был дан обзор организации работ по урану по декабрь 1941 г. Глава IV содержала историю развития научно-исследовательской работы до того же момента времени. В настоящей главе описаны реорганизация управления в декабре 1941 г. и различные изменения, имевшие место позднее.

РЕОРГАНИЗАЦИЯ УРАНОВОЙ СЕКЦИИ НДРК

5.2. Для дальнейшего планирования программы по урану или по атомной бомбе нужны были два важные решения. Эти решения были приняты Ванневаром Бушем, директором Управления Научно-Исследовательских работ (Office of Scientific Research and Development — OSRD) (которое включало НДРК), после совещания с различными учеными и официальными лицами (см. гл. III). Эти решения были таковы: во-первых, признать, что возможность создания атомных бомб для применения их в нынешней войне достаточно велика, чтобы оправдать огромные усилия для их разработки; во-вторых, констатировать, что Урановая Секция НДРК (известная, как Секция S-1, и состоящая из: председателя Л.Дж. Бригса, заместителя председателя Дж. Б. Пеграма, технического советника Г. Т. Векселя и членов — С. К. Алисона, Дж. У. Бимса, Г. Брейта, Э. У. Кондона, Р. Гэна, Г. Д. Смита и Г. К. Юри) организована не надлежащим образом для выполнения возложенных на нее задач.