Многие привыкли критиковать германскую атомную программу, ничего о ней не зная. Другие обнаруживали некоторое знакомство с соответствующими документами. Здесь необходимо провести черту различия между достижениями в области теории, о которых говорилось в рассмотренном выше документе, и работами в области технологии атомного реактора. В последнем случае Германия явно отставала, и причинами этого отставания были и отсутствие должных механизмов контроля, и недостаточное взаимодействие между отдельными группами ученых, и, как уже упоминалось выше, нехватка материалов и оборудования. Идея кадмиевых защитных стержней была всего лишь обозначена соответствующим числовым индексом в очередном отчете, но никто не рассматривал ее всерьез. Во время экспериментов не была предусмотрена даже возможность быстрого слива тяжелой воды через дренажные отверстия в донной части реактора в случае, если реакция выйдет из-под контроля. Если бы в Хайгерлохе удалось достичь критической реакции, немцы столкнулись бы с теми же неожиданными сложностями в ее остановке, что и американцы в середине 1944 года, когда там впервые был построен критический реактор.
Немецкие физики не понимали и значения задержанных нейтронов как фактора контроля работы атомных реакторов.
Если попытаться проследить параллельные курсы, по которым двигались атомные исследования в Германии и странах антигитлеровской коалиции после того, как в 1939 году наука разделилась на два лагеря, становится ясно, что и для тех и для других поворотным пунктом стал 1942 год. До того момента обе стороны находились примерно на одном уровне, за исключением, пожалуй, того, что немецкая сторона без большого энтузиазма занималась исследованиями в области выделения изотопов урана. В самом деле, немцы первые в мире добились положительного показателя для роста числа нейтронов на своем реакторе «L–IV» в Лейпциге. Немецким ученым не удалось заручиться поддержкой своего правительства: руководители страны, поглотившей половину Европы, не видели большого смысла в финансировании не очень понятных им абстрактных исследований. В то же самое время в США к этому проекту отнеслись с искренним энтузиазмом еще до того, как в декабре 1942 года Ферми удалось построить в Чикаго критический реактор; они инвестировали в проект «Манхэттен» в тысячу раз больше средств, чем их немецкие коллеги. После середины 1942 года в Германии начали считать время до окончания войны. За три оставшихся военных года там постарались накопить как можно больше знаний, которыми можно будет воспользоваться в дальнейшем. Доктор Дибнер писал: «Теперь каждому известно, что возможность построения самоподдерживающих урановых реакторов была доказана в Германии к 1942 году. Все наши более поздние эксперименты были направлены на то, чтобы подтвердить это». Немецким ученым не удалось завоевать доверие руководства страны к ядерному проекту; они были выброшены на мель океаном наступившей атомной эпохи.
Примечания
1
Имеется в виду выдающийся французский физик Ф. Жолио-Кюри. (Здесь и далее примеч. ред.)
2
Гаудсмит Сэмюэл американский физик-теоретик; в 1925 г. вместе с Джорджем Уленбеком ввел понятие спин электрона.
3
«Эка-рений» и «эка-осмий», химические элементы, имеющие соответственно в периодической системе номера 93 и 94, сейчас называются «нептуний» и «плутоний».
4
Ныне доказано, что выделяется от 2 до 5 нейтронов.
5
Термин «эффективное сечение» ядра определяет его состояние относительно возможности захвата нейтрона. В нашем случае речь идет о площади некой «мишени», центром которой является атомное ядро, когда нейтрон, оказавшись в пределах этой площади, будет взаимодействовать с ядром. Чем больше эффективное сечение, тем выше вероятность захвата нейтрона. Эффективное сечение ядра выше для медленных (тепловых), чем для быстрых нейтронов.
6
Американцы не учитывали возможности засорения шлаками своих больших урановых реакторов до тех пор, пока не пришлось остановить один за другим несколько огромных плутониевых реакторов в Ханфорде. Причиной остановки было образование в ходе реакции деления ксенона-135. Несмотря на относительно низкую концентрацию этого изотопа, он обладает свойством поглощения значительного количества тепловых нейтронов.
7
3 марта ученый из университета в Миннесоте Альфред О'Нир и еще трое физиков Колумбийского университета напечатали в «Physical Review» статью, в которой описывали, как с помощью масс-спектрометра им удалось изолировать небольшое количество урана-235. Опыты показали, что «этот изотоп урана подвержен делению при бомбардировке медленными нейтронами». 3 апреля те же авторы в том же журнале опубликовали подробное описание прежнего опыта, на этот раз проведенного с большим количеством различных изотопов урана.
8
Данная беседа приводится в рукописи неопубликованных мемуаров профессора М. фон Арденне.
9
Резонансными называются нейтроны с энергиями от 0,5 до 1000 электронвольт. Для средних и тяжелых ядер эффективное нейтронное сечение (о нем уже говорилось) достаточно велико, и график зависимости этого сечения от энергии представляет собой по внешнему виду «частокол», то есть большое число острых резонансных всплесков. Важную роль в исследовании этой зависимости сыграли проводившиеся в 1936 году в СССР работы выдающегося физика-экспериментатора Л.В. Шубникова (1901 1937), расстрелянного в годы ежовщины, в которых также участвовал молодой И.В. Курчатов.
10
Длиной диффузии в ядерной физике называется основная характеристика процесса диффузии нейтронов. Если Rg среднеквадратичное расстояние, на которое уходит в веществе тепловой нейтрон от места рождения до места поглощения, то величины L и Rg связаны соотношением L2 = Rg2.
11
Сейчас кажется вероятным, что причиной такой низкой длины диффузии были компоненты воздуха, скорее всего азот. И вплоть до 1945 г., когда в ходе эксперимента «B-VIII» в Хайгерлохе в качестве отражателя нейтронов были использованы графитовые блоки, ученые не догадывались, что расчеты Боте были неверны. Менее значительной ошибкой было определение Фольцем и Хакселем сечения захвата медленных нейтронов природным ураном в пределах 0,1 0,2 х 104 см, в то время как на самом деле это значение составляет 3,5 х 104 см. Это несоответствие было выявлено и учтено в дальнейшем. Кроме того, к нему было принято добавлять величину, которую назвали сечением «дополнительного поглощения», составлявшего 2,8 х 104 см. Этот пример является свидетельством «творчества» ученых, возможно допустимого во время войны.
12
Племянник Генриха Герца, экспериментально доказавшего в 1888 г. существование электромагнитных волн.
13
В СССР особенности цепных реакций на быстрых и медленных нейтронах рассмотрели в 1939 г. Я.Б. Зельдович и Ю.Б. Харитон.
14
Точное определение этих новых подлежащих делению ядер за несколько месяцев до этого было дано ученым из Вены Шинтльмейстером. Он доказал, что этот элемент, который теоретически мог быть использован в качестве взрывчатого вещества, получается в результате химической реакции, происходящей в урановом реакторе. Он является элементом № 94 периодической таблицы (и теперь известен как плутоний), а не № 93 (нептуний).
15
Также уместно вспомнить о самостоятельных исследованиях в области ядерной физики, проводившихся в те годы в СССР, например о создании под руководством И.В. Курчатова первого советского ядерного реактора, запущенного в декабре 1946 года и имевшего мощность 4000 кВт, в отличие от чикагского реактора 1942 года Э. Ферми мощностью 200 Вт.
16
Фамилии этих 16 ученых: В. Гейзенберг, Г. Гофман, О. Ган, Ф. Штрасман, 3. Флюгге, К. фон Вайцзеккер, И. Маттаух, К. Вирц, X. Гейгер, В. Боте, Р. Флейшман, К. Клузиус, Г. Диккель, Г. Герц, П. Гартек и Г. Штеттер. Все они действительно работали над германской атомной программой, кроме Герца, который из расовых соображений не был допущен к проекту.
17
В книге Маргарет Гоуинг «Британия и атомная энергия в 1939 1945 гг.» полностью приводится этот текст и обращается внимание на допущенную в нем ошибку. Как было обнаружено после войны, в руки немцев на самом деле попало примерно 600 тонн оксида урана; по мнению профессора Н. Риля, даже эта цифра сильно занижена.
18
В СССР первые микропорции плутония (порядка 1017 атомов) были получены радиохимиком Б.В. Курчатовым (братом И.В. Курчатова) осенью 1944 г. в обычной бочке с водой. В течение трех месяцев с помощью радий-бериллиево– го источника непрерывно облучалась колба с гидратом оксида закиси урана. В 1947 г. на первом советском ядерном реакторе, построенном под руководством И.В. Курчатова, получили 20 микрограммов плутония их уже можно было разглядеть под микроскопом. Первый промышленный реактор для получения плутония был также построен под руководством И.В. Курчатова и запущен в июне 1948 г.
