Под знаком кванта. - Леонид Иванович Пономарёв
В истории атомной энергии поражает контраст между простотой конечного результата (урановые стержни в баке с водой) и изощренностью физических идей, необходимых для понимания процессов, происходящих в этом баке. Для решения проблемы ядерной энергии были использованы все главные достижения науки XX века: теория относительности и квантовая механика, атомная и ядерная физика, учение о радиоактивности и техника ускорителей. Пожалуй, никогда прежде повседневная жизнь людей не зависела так явно от успехов самого абстрактного знания.
АТОМНАЯ БОМБА
Сочетание слов «атомная бомба» впервые появилось в научно-фантастическом романе Герберта Уэллса «Освобожденный мир» в 1913 г. (Любопытно, что в этом же романе Уэллс предсказал открытие искусственной радиоактивности в 1933 г. и пуск первой атомной электростанции в 1953 г. и в обоих случаях ошибся всего на год.) Постепенно к этим словам привыкли.
«Мир — рвался в опытах Кюри
Атомной, лопнувшею бомбой
На электронные струи...»
— напишет Андрей Белый в 1921 г.
В 1933 г. венгерский ученый Лео Сцилард, спасаясь от фашизма, приехал в Англию и там впервые прочел роман Уэллса. Впечатление от романа, недавнее открытие нейтрона, предчувствие надвигавшейся войны и ненависть к нацизму — вся эта сложная смесь эмоций и новых знаний привела к тому, что весной 1934 г. (вскоре после открытия искусственной радиоактивности) Сцилард взял патент на первую атомную бомбу, действие которой он мыслил себе как взрыв в результате цепной реакции размножения нейтронов в бериллии:
n + 9Ве→8Ве + 2n.
По-видимому, это была первая попытка осуществить незатухающую цепную ядерную реакцию, обреченная, однако, на неудачу, поскольку в предложенной схеме энергия не выделяется, а, напротив, поглощается. Поэтому, когда Сцилард пришел со своей идеей к Резерфорду, тот попросту отказался ее обсуждать.
Тем не менее мысль о том, что атомную бомбу в принципе можно сделать и, что еще хуже, она может попасть в преступные руки нацистов, не давала Сциларду покоя, и, когда в январе 1939 г. он узнал от своего соотечественника Юджина Вигнера об открытии Гана и Штрассмана, он немедленно начал действовать: одолжил деньги у знакомых на аренду радия, необходимого для экспериментов, написал Жолио-Кюри и убедил Виктора Вайскопфа дать тому телеграмму с просьбой о прекращении дальнейших научных публикаций по проблеме урана, а также призвал к добровольной самоцензуре своих коллег. Наконец, после того как Жолио-Кюри все-таки опубликовал свои результаты, из которых следовало, что в принципе цепная реакция в уране осуществима, Сцилард написал знаменитое письмо о грозящей цивилизованному миру опасности, которое 2 августа 1939 г. за подписью Эйнштейна было послано президенту США Рузвельту. (В мае 1945 г., после разгрома фашизма, Сцилард станет писать другие письма: с призывом запретить использование атомного оружия — поистине ему суждено было стать Кассандрой атомной проблемы.)
В течение всего 1939 г. об атомной бомбе говорили и писали повсеместно, вплоть до вечерних газет, вероятно, потому, что сами физики все-таки не очень верили в ее реальность — особенно после того, как Нильс Бор объяснил, что для этого надо сначала разделить изотопы урана, о чем тогда и помыслить еще не решались. (Сам Нильс Бор готов был сформулировать «пятнадцать веских аргументов, доказывающих, что это невозможно», а Отто Ган с надеждой повторял: «Несомненно, это было бы противно воле божьей».) Не случайно поэтому, что первый разговор Ферми об атомной бомбе с чинами из военно-морского ведомства США, который состоялся уже в марте 1939 г., окончился вежливым взаимным недоверием.
Начало второй мировой войны в сентябре 1939 г., вторжение немецких дивизий в Бельгию весной 1940 г., падение Парижа в июне 1940 г., нападение Германии на СССР в июне 1941 г. и атака Японии на Пёрл-Харбор в декабре 1941 г. заставили государственных чиновников прислушаться, наконец, к предостережениям физиков. К тому же стало известно, что все ведущие немецкие физики собраны в «Урановое общество», что 1200 т уранового концентрата из Бельгийского Конго (половина мирового запаса) конфискованы Германией у побежденной Бельгии и что единственный в мире завод по производству тяжелой воды в Норвегии находится под особой охраной частей СС.
Нависшую опасность острее всего чувствовали ученые-эмигранты: Лео Сцилард и Юджин Вигнер из Венгрии, Альберт Эйнштейн, Виктор Вайскопф, Ганс Бете, Франц Симон и Рудольф Пайерлс из Германии, Энрико Ферми из Италии, Отто Фриш из Австрии, Фрэнсис Перрен, Ганс Халбан и Лео Коварски из Франции, Иосиф Ротблат из Польши, — они и стали инициаторами военной атомной программы. И все же до лета 1940 г. очевидные трудности разделения изотопов урана оставляли мало надежд на то, что атомную бомбу можно будет сделать в обозримом будущем.
Положение сильно изменилось после 15 июня 1940 г., когда Филипп Абельсон и Эдвин Макмиллан сообщили, что при облучении урана-238, по-видимому, образуется делящийся изотоп нового трансуранового элемента, названный впоследствии плутонием-239. Поскольку плутоний можно отделить от урана химическими методами, то проблема разделения изотопов тем самым устраняется. Джеймсу Чэдвику следствия этой работы казались настолько очевидными, что он послал в США официальный протест против публикации такого рода исследований в открытой печати. Его беспокойство имело основания: в июле 1940 г. Карл фон Вейцзеккер в Германии уже понимал, что уран-235 в атомной бомбе можно заменить плутонием-239, а вскоре к тому же выводу пришел и Фриц Хоутерманс. Несколько раньше, 27 мая 1940 г., в США на значение 239Pu обратил внимание Луис Тёрнер в представленном секретном тогда докладе. (Именно в это время все публикации по проблеме урана в США были запрещены.)
Раньше других реальную возможность сделать атомную бомбу осознали в Англии, и там же (Фриш, Пайерлс, Перрен и Чэдвик) в 1939—1940 гг. были сделаны первые оценки ее критической массы. Именно эти работы в значительной мере повлияли на решение правительства США от 6 декабря 1941 г. начать работы по созданию атомной бомбы. 16 июля 1945 г. в 5 ч
