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

Второй раздел оказался более важным, так как касался альтернативного пути к атомной бомбе. «В части материала, посвященной проблеме ядерного взрыва и горения, — писал Курчатов, — содержатся очень важные замечания об использовании в качестве материала для бомбы элемента с массовым числом 239, который должен быть получен в урановом котле в результате поглощения нейтронов ураном-238»{424}. Курчатов сознавал возможность получения в процессе цепной ядерной реакции делящихся трансурановых элементов. Для советских физиков очень большой интерес представляла статья Макмиллана и Абельсона (июнь 1940 г.), в которой сообщалось о получении элемента 93. Макмиллан и Абельсон писали, что этот элемент распадается, образуя 94-й элемент с массовым числом 239. В разведывательных материалах указывалось, что этот элемент мог быть использован в бомбе вместо урана-235.

В третьей части Курчатовской памятки рассматривалась физика процесса деления. Здесь интересного материала было меньше. Курчатов был, однако, весьма удовлетворен тем, что Фриш подтвердил существование спонтанного деления, открытого Флеровым и Петржаком. Из-за спонтанного деления невозможно, писал Курчатов, держать весь «бомбовый заряд урана» как единое целое. Уран должен быть разделен на две части, которые в момент взрыва должны соединиться с относительно высокой скоростью. «Этот способ приведения урановой бомбы в действие рассматривается в материале и для советских физиков также не является новым, — писал Курчатов. — Аналогичный прием был предложен нашим физиком Г.М. Флеровым; им была рассчитана необходимая скорость сближения обеих половин бомбы, причем полученные результаты хорошо согласуются с приведенными в материале»{425}.

В заключение Курчатов отметил, что материалы, с которыми он ознакомился, заставили его пересмотреть свои взгляды на многие вопросы и нацелиться па три новых направления исследований: разделение изотопов газовой диффузией, цепную реакцию в смеси с тяжелой водой и исследование характеристик элемента 94. Из этих материалов следовало, что для решения урановой проблемы требуется значительно меньше времени, чем думали советские ученые, которые не знали о том, что делается за границей. У Курчатова создалось впечатление, основанное на тщательном изучении материалов, что они подлинные и не рассчитаны на дезинформацию советских ученых. Это особенно важный момент, отмечал он, поскольку советские ученые из-за отсутствия технической базы пока не в состоянии проверить многие данные. Хотя в материалах имеются некоторые сомнительные выводы, писал Курчатов, это связано скорее всего с ошибками британских ученых, а не с источником информации.

Ровно через две недели, 22 марта, Курчатов написал Первухину другую памятную записку. Эта записка является основополагающим документом, поскольку знаменует поворотный момент, когда Курчатов решил: плутониевый путь к атомной бомбе становится наиболее перспективным. Разведывательные материалы, с которыми он ознакомился, содержали намек на возможность производить с помощью уранового котла элемент, который будет использован в бомбе вместо урана-235. «Имея в виду эти замечания, — писал Курчатов, — я внимательно рассмотрел последние из опубликованных американцами в “Физикэл Ревью” работ по трансурановым элементам (эка-рений-238 и эка-осмий-239) и смог установить новое направление в решении всей проблемы урана — направление, обусловленное особенностями трансурановых элементов. Перспективы этого направления чрезвычайно увлекательны»{426}. Если эка-осмий обладает теми же свойствами, что и уран-235, писал Курчатов, то он может быть произведен в урановом котле и использован как активный материал в «эка-осмиевой» бомбе. В этом случае можно обойти всю проблему разделения изотопов.

Этот путь к бомбе имел бы смысл только в том случае, если бы эка-осмий-239 был действительно аналогом урана-235. В Советском Союзе работы по элементам 93 и 94 полностью отсутствуют, писал Курчатов. Все, что известно, получено Макмилланом в Беркли с использованием самого мощного в мире циклотрона, и последняя его публикация появилась в «Физикэл Ревью» в номере от 15 июля 1940 г. Курчатов писал, что советские ученые не будут иметь возможности изучить свойства эка-осмия до лета 1944 г., когда будут восстановлены и запущены советские циклотроны. Следовательно, очень важно узнать, что известно в Соединенных Штатах об элементах 93 и 94. Курчатов сформулировал четыре ключевых вопроса: делится ли элемент 94 быстрыми или медленными нейтронами? если да, то каково сечение деления (для быстрых и медленных нейтронов в отдельности)? подвержен ли элемент 94 спонтанному делению, и каков период полураспада по отношению к этому процессу? какие превращения претерпевает элемент 94 со временем? Курчатов привел список лабораторий в Соединенных Штатах, где могли проводиться подобные работы. Список открывался Радиационной лабораторией в Беркли{427}. Первухин послал Курчатовскую записку в НКВД. Гайку Овакимяну, заместителю начальника иностранного отдела Главного управления государственной безопасности НКВД, было поручено передать вопросы Курчатова агентам за границей{428}.[121]

Две памятные записки Курчатова, составленные в марте 1943 г., сыграли решающую роль в советском атомном проекте. Они показали, что Курчатов уже начал организацию исследований, определяя для своих сотрудников основные вопросы для изучения, в особенности вопросы, касающиеся методов разделения изотопов. Из этих записок также видно, в какой степени советские исследования тормозились из-за отсутствия урана, тяжелой воды и оборудования (циклотрона). В этих записках можно видеть путь, который был выбран Курчатовым и который приведет к первой советской атомной бомбе. В марте 1943 г. Курчатову стало ясно, что плутониевый путь к бомбе позволил бы обойти комплекс необычайно трудных проблем, связанных с разделением изотопов. Он, однако, еще не знал об успехе Ферми в Чикаго, так как писал в своей памятной записке от 22 марта, что ему неясно, возможна ли реализация уран-графитовой системы (именно это и осуществил Ферми).

Тон Курчатовской записки много говорит об Игоре Васильевиче. Здесь отсутствует торжество по поводу того, что получена информация, которую правительства западных держав пытались сохранить в секрете, нет в ней и горечи по поводу того, что война ускорила исследования в Англии и Соединенных Штатах, но замедлила их в Советском Союзе. Курчатов не пытается преуменьшить достижения английских и американских ученых или преувеличить роль работ своих коллег. Видна его взволнованность тем, что делается за границей, и восхищение качеством исследований. Памятные записки создают впечатление о человеке, который способен взяться за ключевые вопросы, не давая воли личным чувствам.

Примерно в это же время Молотов спросил Курчатова: «Ну, как материалы?». Позднее Молотов говорил, что ничего не понимал в существе полученных разведывательных материалов, но знал, что они исходят из надежного, достоверного источника. Курчатов ответил: «Замечательные материалы, как раз то, чего у нас нет, они добавляют». Молотов рассказывает, что представил Курчатова Сталину. Курчатов «получил всяческую поддержку, и мы на него стали ориентироваться, — утверждал он впоследствии. — Он организовал группу, и получилось хорошо»{429}. Отсюда следуют два вопроса: в какой мере приоритетными стали теперь работы по ядерному проекту и насколько советские лидеры понимали значение атомной бомбы?

Глава пятая.

Начало

I

12 апреля 1943 г., выполняя решение Государственного комитета обороны — приступить к атомному проекту, Академия наук приняла секретное постановление о создании новой лаборатории для Курчатова. Она стала известна как Лаборатория № 2, поскольку руководство не хотело, чтобы название раскрывало ее функции[122]. Находясь формально в составе Академии наук, Лаборатория № 2 подчинялась на самом деле Первухину и Совету Народных Комиссаров. Первухин был тем представителем правительства, с которым Курчатову предстояло иметь дело. Кафтанов отошел на задний план.

Курчатов написал для Первухина доклад, озаглавленный «Протон, электрон и нейтрон», из которого тот мог получить основные сведения о структуре атомов{430}. В следующем месяце он составил более обширный доклад «Урановая проблема», где описал путь, пройденный от открытия радиоактивности к пониманию атомной структуры, и рассказал о разработке ускорителей частиц и их роли в ядерной физике{431}. В этом докладе давался обзор представлений о цепной ядерной реакции по состоянию на июнь 1941 г., когда соответствующие исследования в СССР были прекращены. Курчатов лишь кратко остановился на атомной бомбе, упомянув, что цепная реакция на быстрых нейтронах в блоке урана-235 приведет к «взрыву исключительной силы». Но это будет зависеть, писал он, от «решения невероятно сложной технической задачи выделения большого количества этого изотопа из обычного урана»{432}. Потребуется по меньшей мере несколько килограммов чистого урана-235. Оценки критической массы лежат, отмечал Курчатов, в пределах от двух до сорока килограммов. В этом докладе Курчатов коротко коснулся и элемента 94, но не упомянул, что его можно использовать вместо урана-235 в качестве активного материала для бомбы{433}.