Сталин и бомба: Советский Союз и атомная энергия. 1939-1956 - Дэвид Холловэй

Несмотря на поднятую учеными тревогу, к началу 1940 г. нигде не подготавливался полномасштабный проект, который определил бы развитие работ по атомной бомбе. Хотя цепная реакция и представлялась возможной, это все еще не было твердо установлено. Кроме того, никто точно не сформулировал условия возникновения взрывной цепной реакции. Также оставалось неясным, можно ли будет выделить уран-235 в количествах, достаточных для создания бомбы. Большинство физиков полагали, что понадобятся тонны обогащенного урана, и было широко распространено мнение, что процесс его получения будет слишком дорогостоящим[62].

Прорыв в этом отношении произошел в марте 1940 г., когда Рудольф Пайерлс и Отто Фриш, работавшие в университете Бирмингема, составили меморандум «О конструкции “супербомбы”, основанной на цепной ядерной реакции в уране»{271}, где сформулировали ряд основополагающих вопросов. Если вы имеете блок чистого урана-235, будет ли в нем развиваться цепная реакция на быстрых нейтронах? Если будет, то сколько урана-235 для этого потребуется? Каковы будут последствия такой цепной реакции? Каким образом можно выделить уран-235? На эти вопросы они предложили ответы, которые показали, что создание ядерной бомбы — гораздо более выполнимая задача, чем думали физики. Фриш и Пайерлс сделали вывод, что цепная реакция на быстрых нейтронах может развиться в куске металлического урана-235 весом в один килограмм, а разрушающий эффект от взрыва пятикилограммовой бомбы будет эквивалентен взрыву нескольких тысяч тонн динамита. Они отметили, что на основе цепной реакции на медленных нейтронах нельзя создать эффективную бомбу, потому что уран разогревается и его тепловое расширение приведет к утечке нейтронов и тем самым к остановке реакции. Они предположили, что уран-235 может быть выделен методом термодиффузии, который кратко описали. Меморандум Фриша — Пайерлса побудил британское правительство учредить комитет, который должен был исследовать возможность создания атомной бомбы. Этот комитет, известный как Комитет Мод, координировал решение проблемы атомной бомбы в Великобритании и представил свой доклад в июле 1941 г.

Маргарет Гоуинг писала о меморандуме Фриша — Пайерлса, что поднятые в нем «вопросы сегодня могут казаться достаточно очевидными, но они не были такими в то время. В Америке они не были поставлены даже много месяцев спустя, пока британская работа не стала доступной американцам. Немецкие физики, включая блестящего теоретика Гейзенберга, по-видимому, вообще ими не задавались»{272}.[63] Прошло несколько месяцев, прежде чем эти же вопросы были сформулированы советскими физиками.

III

Научный обозреватель газеты «Нью-Йорк Таймc» Уильям Лоуренс в 1940 г. внимательно следил за ядерными исследованиями, с особым вниманием относясь к происходящему в Германии. В конце апреля он узнал от Петера Дебая, который тогда посетил Соединенные Штаты, что большая часть сотрудников Физического института кайзера Вильгельма были ориентированы на работы по урану. Он счел это подтверждением своих подозрений о том, что нацистская Германия работает над созданием атомной бомбы. В то же время Лоуренс узнал, что два маленьких образца урана-235 были выделены Альфредом Ниром, работавшим в Миннесотском университете, и что эти образцы были использованы Джоном Даннингом из Колумбийского университета для экспериментального подтверждения того, что именно этот изотоп делится под действием медленных нейтронов. Лоуренс решил, что пришло время написать «сенсационную статью»{273}.

В воскресенье 5 мая 1940 г. газета «Нью-Йорк Таймc» поместила на своей первой странице статью Лоурейса под заголовком «Наука открыла громадный источник атомной энергии». Лоуренс писал об эксперименте Даннинга и утверждал, что «единственным шагом, который осталось сделать для решения проблемы нового источника энергии, является усовершенствование методов извлечения этой субстанции (урана-235. — Д. X.)». Он подчеркнул исключительную взрывную мощность урана-235 и «возможное колоссальное влияние последствий этого открытия на исход войны в Европе». Он также сообщал — с некоторым преувеличением — что «каждому немецкому ученому, работающему в этой области, — физику, химику, инженеру… приказано бросить все остальные исследования и посвятить себя только этой работе»{274}.

Лоуренс надеялся, что его статья насторожит политических деятелей, показав им опасность того, что нацистская Германия может создать атомную бомбу. Когда из Вашингтона не последовало никакого отклика, он был этим обескуражен{275}. Но статья Лоуренса повлекла за собой событие, которого он не ожидал и о котором, возможно, так никогда и не узнал. Георгий Вернадский, который в то время преподавал историю в Йельском университете, зная, конечно, об интересе своего отца к проблемам урана и атомной энергии, послал ему статью Лоуренса. Когда Вернадский получил это письмо, он находился в санатории «Узкое», расположенном недалеко от Москвы. История, рассказанная Лоуренсом, произвела на него очень большое впечатление{276}.[64] Вернадский был просто поражен сообщением Лоуренса об экспериментах с ураном-235. Первый вопрос, который пришел ему в голову, был о том, хватит ли у Советского Союза урановой руды для использования в качестве источника атомной энергии. Он и Хлопин, который тоже находился в «Узком», написали в Отделение геологических и географических наук, предлагая разработать план разведки залежей урана: «Уран из металла, находившего себе лишь ограниченное применение и рассматривавшегося всегда как побочный продукт при добыче радия, приобретает совершенно исключительное значение, — писали они. — …Разведки известных месторождений и поиски новых производятся темпами совершенно недостаточными и не объединенными общей идеей»{277}.

В ответ на эту записку Академия, как сообщила 26 июня газета «Известия», сформировала «тройку», в которую входили Вернадский, Виталий Хлопин и Александр Ферсман, для разработки «проекта мероприятий, которые необходимо осуществить в связи с возможностью использования внутриатомной энергии»{278}. Несколькими днями позже Вернадский написал письмо вице-президенту Академии, в котором объяснил, почему он считает этот вопрос таким срочным: «По имеющимся известиям, полученным мною почти случайно и в неполной форме из-за искусственных препятствий, установленных, к сожалению, для чтения зарубежной прессы, сейчас в США и в Германии идет энергичная и организованная работа в этом направлении, несмотря на мировые военные события. Наша страна ни в коем случае не может стоять в стороне и должна дать возможность и денежные средства для широко организованной и спешной работы в этой области первостепенного значения»{279}. Здесь Вернадский играл ту же роль, что и перед первой мировой войной, когда он настаивал на организации экспедиций для поисков урана. И снова Вернадский надеялся на помощь Хлопина и Ферсмана. 5 июля 1940 г. он писал сыну в Нью-Хэйвен: «Спасибо за присланную из Вашингтона вырезку из “Нью-Йорк Таймc” об уране. Это было первое известие об этом открытии, которое дошло до меня и до Москвы вообще. Я немедленно двинул дело. 26.VI образовалась в Академии “тройка” под моим председательством (Ферсман и Хлопин) с правом кооптации. Ферсман в Мурманске — но я начал работу немедленно. Надо использовать лето и осень. Не ожидал я, когда Содди впервые ярко выяснил возможность использования внутриатомной энергии (более 35 лет тому назад), что доживу до того времени, когда видится не только обсуждение, но и работа в этой области. Я думаю теперь, что открывающиеся возможности для будущего здесь большие, чем применение в XVIII веке пара и в XIX — электричества»{280}. В других письмах он опять проводил параллель между атомной энергией и электричеством. Именно эта перспектива — в большей степени, чем непосредственная опасность, исходящая от Германии, о чем написал Лоуренс, — побудила Вернадского к действиям, либо замечание о том, что в Соединенных Штатах и Германии работа движется быстро, «несмотря на мировые военные события», а не из-за них, подтверждало это.

12 июля Вернадский и Хлопин направили письмо Николаю Булганину, заместителю Председателя Совнаркома, ответственного за химию и металлургию, в котором обращали его внимание на открытие деления атомного ядра и на огромное количество энергии, которое при этом освобождается{281}. Представляется, что это была первая попытка советских ученых предупредить одного из главных членов правительства о том, что открытие деления урана-235 медленными нейтронами дает возможность управлять реакцией деления ядра. На пути практического использования атомной энергии, считали они, стоят весьма значительные трудности, которые «не имеют, однако, принципиального характера». Ученые просили правительство предпринять шаги, «которые обеспечили бы Советскому Союзу возможность не отстать в разрешении этой важнейшей задачи от зарубежных стран». Перед Академией должна быть поставлена задача сконструировать устройство для разделения изотопов и ускорить проектирование нового «сверхмощного» циклотрона ФИАНа[65].