Дэвид Ирвинг - Вирусный флигель
Эксперимент фон Дросте оказался последним, так сказать, промежуточным экспериментом. В начале октября было закончено строительство и оборудование Вирусного флигеля, проводившееся под руководством Карла Виртца.
В задней части лаборатории Вирусного флигеля помещался выложенный кирпичом круглый бассейн глубиной около двух метров. Вода в этот бассейн поступала из лаборатории выращивания вирусов, оттуда же подавалась и электроэнергия. Бассейн заполнялся обычной водой, которая должна была играть одновременно роль защиты и отражателя для нейтронов. При необходимости воду можно было в течение часа откачать из бассейна с помощью быстродействующего насоса. Над бассейном находился портальный кран, предназначенный для подъема и опускания реакторного контейнера. В соседних помещениях разместили насосы, необходимое лабораторное и научное оборудование, а также контейнер для хранения радиоактивного источника нейтронов.
Вероятности того, что вопреки предосторожностям и благоприятным результатам теоретических расчетов котел все-таки может выйти из-под контроля, создатели Вирусного флигеля уделили не особенно много внимания. Правда, они все же в какой-то мере помнили о ней и на случай, если худшее все-таки произойдет, стены и крышу Вирусного флигеля сделали из легких и хрупких материалов. Надо сказать, что и американцы, запуская свой первый котел, шли на риск. Но у них это был единственный случай, все последующие реакторы они уже строили в почти ненаселенных районах. Что же касается Вирусного флигеля, то он находился в сердце Берлина.
Гораздо большее внимание было уделено предосторожностям при обращении с окисью урана, но не потому, что это вещество радиоактивно — оно совершенно нерадиоактивно, — а потому, что окись урана чрезвычайно ядовита. В Вирусном флигеле ученые должны были работать в специальной одежде и обуви, защищать глаза очками и пользоваться респираторами.
В декабре 1940 года в Вирусном флигеле закипела работа. Гейзенберг, Вайцзеккер, Виртц и еще двое физиков начали собирать первый атомный котел. Контейнер котла представлял собой алюминиевый цилиндр с диаметром 1,4 метра с такой же высотой. Торцы цилиндра были слегка выпуклыми. В контейнер они заложили тонкими чередующимися слоями окись урана и парафин. Затем контейнер погрузили в бассейн с водой, игравшей роль защиты от нейтронов.
Что должно произойти, никто из участников опыта не знал. Проведенные незадолго до того расчеты показывали, что даже при использовании в качестве замедлителя только парафина в котле начнется размножение нейтронов. Но насколько возрастет количество нейтронов, что произойдет, когда в сердцевину котла введут первичный источник нейтронов, не брался предсказывать никто. На этот вопрос должен был ответить опыт. Оставалось лишь ввести в котел источник первичных нейтронов. И вот он уже введен через трубу в самую сердцевину котла… Котел не подавал даже признаков жизни. Самые тонкие измерения не показали наличия нейтронов. Даже те нейтроны, которые излучал введенный в котел источник, полностью поглощались и не выходили наружу.
Через несколько недель ученые провели два новых опыта. Как и раньше, в качестве замедлителя они взяли парафин. Но зато количество ядерного топлива значительно увеличили. На сей раз в тот же алюминиевый цилиндр закладывали 6800 килограммов окиси урана. Физики проверили два различных варианта, две различные конфигурации. Но тщетно. Ни один из вариантов не дал желаемого размножения нейтронов.
Как мы помним, Гейзенберг ни за что не хотел переехать в Берлин. Он не оставил Лейпцига, где под его руководством также велись работы в области атомной энергии. В этом городе опытами с котлом на окиси урана и парафине непосредственно занимался профессор Дёппель. Сущность опытов оставалась той же самой, но конструкция котла была иной. Контейнер котла представлял собой алюминиевую сферу, внутри которой, подобно игрушечной русской матрешке, помещались алюминиевые сферы меньшего диаметра, отделявшие друг от друга чередующиеся слои окиси урана и парафина. Всего слоев было четыре. Конструкция котла была очень сложной, и потому эксперимент, запланированный еще в июне 1940 года, удалось провести через много месяцев. Результаты же оказались ничуть не более обнадеживающими, чем результаты опытов в Вирусном флигеле.
Гейзенбергу не оставалось ничего лучшего, как признать неудачу. Однако она убедила его в невозможности создания реактора на окиси урана и обычной воде или парафине.
Только тяжелая вода, которой все еще не располагали немецкие физики, вероятно, позволила бы применить в качестве атомного топлива окись урана.
Пожалуй, самой ценной работой того периода были опыты, проведенные в Гейдельберге. Здесь Вальтер Боте и Фламмерсфельд провели очень точные измерения коэффициента размножения нейтронов и вероятности резонансного поглощения нейтронов, воспользовавшись простейшей конструкцией — огромным горшком из обожженной глины, в который они загрузили смесь из 4,5 тонны черной окиси урана и 435 килограммов воды. Полученные результаты привели их к тому же выводу, что сделал и Гейзенберг; создать котел на окиси урана и тяжелой воде теоретически возможно.
В конце 1940 года было принято решение о производстве чистого металлического урана. Сейчас уже невозможно установить, кто из ученых явился инициатором нового подхода, но так или иначе военное министерство высказалось за то, что окончательный решающий эксперимент должен быть проведен на чистом металлическом уране.
Берлинская «Ауэр гезельшафт», поставщик высокочистой окиси урана, не располагала производственными возможностями для восстановления металлического урана из окиси. Но у доктора Риля имелись хорошо налаженные связи с франкфуртской фирмой, обладавшей очень высокой репутацией в области переработки редких металлов. Этой фирмой была «Дегусса», или «Германская корпорация по очистке золота и серебра». Фирмы были связаны друг с другом уже не первый год, их сотрудничество началось, когда «Дегусса» по заказу «Ауэр гезельшафт» провела работы по восстановлению металлического тория из его окислов. Получив металлический торий, «Ауэр гезельшафт» начала его коммерческое использование. А «Дегусса» решила создать под руководством доктора Вайсса постоянно действующую установку для получения металлического тория на своем заводе № 2, помещавшемся на Гутлейтштрассе, 215. С 1938 года по декабрь 1940 года на установке было получено свыше 200 килограммов тория.
После решения военного министерства роль этой установки чрезвычайно возрастала. Теперь, благодаря сходству технологических процессов, ее решено было использовать для получения металлического урана из очищенной окиси, поступавшей из «Ауэр гезельшафт». Восстановление урана выполнялось при температуре 1100° С в атмосфере инертного газа аргона с помощью флюса из хлорида кальция. Однако в получаемом таким способом металлическом уране содержалось много примесей, даже больше, чем в исходной окиси урана. Они возникали вследствие применения кальциевого флюса. А между тем металлический уран высокой чистоты можно было получать и с помощью более распространенного способа — электрометаллургического. Но «Дегусса» продолжала придерживаться своего прежнего способа, считая его наиболее удобным для получения чистого металлического урана. Все же были попытки применения других методов. Так, в Берлине доктор Хорст Коршинг пытался получать высокочистый уран на основе электролиза. Но Риль счел этот способ неэкономичным.
Каковы бы ни были причины такого отношения, фактом остается то, что весь чистый уран, выпускавшийся во время войны в Германии, изготавливался франкфуртской фирмой «Дегусса». Первые 280,6 килограмма тяжелого и очень опасного черного порошка, полученные еще на лабораторных установках, прибыли в управлении «Ауэр гезельшафт» в конце 1940 года. Чистый металлический уран предназначался специально для немецкого атомного проекта.
Возможно, некоторым читателям покажется, что автор уделяет слишком большое внимание вопросам получения урана. Однако этому есть веские причины. Ведь к концу 1940 года в Германии уже было поставлено на промышленные рельсы производство чистого металлического урана в форме порошка, причем максимальный месячный выход металла достигал одной тонны. В Америке же в ту пору еще и не мечтали о подобных количествах металлического урана. Только в конце 1942 года там сумели набрать для знаменитого атомного котла, построенного Энрико Ферми, шесть тонн металлического урана. Этот котел стал первым в мире действующим реактором.
В Германии нужное количество металлического урана имелось гораздо раньше; «Дегусса» выпустила семь с половиной тонн чистого металлического урана, и 99% этого количества было передано для атомных работ. Неудачу Германии в деле создания атомной бомбы и атомного реактора часто объясняют слабостью ее промышленности в сравнении с американской. Но, как мы теперь можем видеть, дело заключалось не в слабости немецкой промышленности. Она-то обеспечила физиков необходимым количеством металлического урана.
