Новый трансурановый элемент можно получить из изотопа урана U-238.
«Значит, мы можем превратить этот изотоп в новый „трансуран“, а затем с помощью простейших химических методов отделить его от U-235… „ Новый элемент, как пояснил он в записке, поданной в отдел вооружений сухопутных войск, может быть использован трояким образом, в том числе «в качестве взрывчатого вещества“.
В мае 1940 года профессор Хартек не только бомбардировал Берлин просьбами прислать немножко урана, но еще и готовился провести опыт по разделению изотопов U-235 и U-238. Напомним, что для этого ему нужен был гексафторид урана – газ необычайно агрессивный. Он разъедал часть материалов, из которых был изготовлен «диффузор». Предстояло выяснить, какие металлы выдерживают соприкосновение с ним, а какие разрушаются.
Во время опытов образцы из стали, никеля и других металлов подвергали действию этого газа в течение 14 часов при температуре 100 градусов Цельсия. По окончании опытов образцы еще раз взвесили. Вес никеля ничуть не изменился, значит, он не корродировал. Опыт повторили уже при 350 градусах, но и это испытание металл выдержал.
Огорчало одно: в то время никель в Германии было не достать. Его добывали в Канаде, Австралии, во французских колониях, но не в странах-союзниках. Еще одна гримаса фортуны! Что же делать?
Десятого июня руководители атомного проекта обратились к мюнхенскому профессору Карлу Клузиусу (он-то и разработал метод «термодиффузии», о котором мы говорили). Итак, его вопрошали, можно ли заменить гексафторид урана – газ, никак не подходящий ни для промышленного его использования, ни даже для проведения опытов, – каким-либо другим летучим соединением урана? Через восемь дней пришел ответ. Профессор мог порекомендовать лишь пентахлорид урана – к чьим недостаткам, однако, можно отнести свойства, еще более нетерпимые, чем свойства гексафторида урана.
Похоже, что этот вредоносный газ ничем не заменить. На заводе концерна «ИГ Фарбениндустри» в Леверкузене взялись сооружать установку по изготовлению гексафторида.
Безжалостно развеяв прежние мечты, Карл Клузиус поспешил вновь обнадежить военных. «При нынешнем уровне наших знаний о летучих урановых соединениях следует рассчитывать на серьезный успех лишь в том случае, если мы откажемся от газообразных соединений, заменив их жидкими». Профессор сам вызвался разработать новый метод диффузии изотопов.
Примерно в то же время «жидкостной» метод предложил и физик из Гейдельберга Р. Фляйшман. Водный раствор нитрата урана смешивается с раствором этого же нитрата в эфире. Как показывает теория, легкие изотопы урана (U-235) останутся в основном в эфире. Теперь с помощью нехитрых физических методов можно их изолировать.
В октябре 1940 года в Лейпциге пришлось проводить специальную конференцию, чтобы обсудить многочисленные трудности, возникшие при разделении изотопов урана. В. Валхер описал электромагнитный метод: крохотные количества изотопов можно выделить с помощью масс-спектроскопа. Х. Мартин говорил об «ультрацентрифуге», которую хотел использовать у себя в Киле. Постепенно, из докладов участников, стало ясно, что немецкие ученые пока не могут предложить надежный метод получения изотопа U-235 в промышленных количествах.
Во многом мешало и отношение властей к науке. Оно, как это случалось не раз, в разные эпохи и разных странах, было настороженным и пренебрежительным. На европейском театре войны вермахт одерживал одну победу за другой. Для этих блестящих побед ему не нужны были ни «супероружие», ни «сверхбомба», ни «чудо-реактор». Простое, проверенное опытом оружие приносило успех. Зачем же было тратить деньги на какие-то загадочные эксперименты? «Все для фронта, все для победы» – этот знакомый нам лозунг витал и в умах немецких вождей.
Для ученых же этот парадный девиз оборачивался иной стороной – мрачной резолюцией «Ничего для науки!» Какое оборудование имели научные лаборатории в канун войны, тем и довольствовались. Ученым оставалось лишь радоваться, что их не выпроваживают штурмовать какой-нибудь норвежский город Рьюкан.
Впрочем, с их научным арсеналом штурмовать тайны атома было ничуть не легче. В Германии не было готового циклотрона – главного оружия физиков-ядерщиков. Те же американцы получили плутоний лишь с помощью циклотрона. Еще в 1938 года Институт физики в Гейдельберге, коим руководил Боте, подал заказ на циклотрон, но обзавелся им (забежим вперед) лишь в 1943 году. Как же тут было не отстать от американцев? Нищая наука проиграет любую битву!
В начале 1940 года барон Манфред фон Арденне, блестящий техник, обратился к профессору Филиппу, одному из помощников Отто Гана, ведавшему его приборами, и предложил встретиться с Герингом и уговорить его хоть чем-то помочь при строительстве «установки по преобразованию атомов». Что вы! Это же бестактно обращаться к нему, минуя руководителей Общества имени императора Вильгельма. В каждом деле нужна своя субординация, хотя что поделаешь, если сам министр образования Бернард Руст совершенно не понимает, насколько важны ядерные исследования? Так, начав с соблюдения приличий, профессор Филипп закончил свой монолог совсем уж неприличным возмущением.
Тогда барон фон Арденне, не отличавшийся особой щепетильностью, нагрянул к министру почт Онезорге (он узнал, что при министерстве есть большой и изобильно финансируемый научно-исследовательский отдел). В самых общих, но многозначительных выражениях он объяснил министру, что благодаря недавним открытиям физиков можно изготавливать особые бомбы и особые реакторы и что американцы уже собираются устанавливать эти реакторы на своих кораблях вместо привычных паровых машин.
Взволнованный министр, отставший было от своего просвещенного века, настолько увлекся речами барона-корреспондента, что при первом удобном случае явился с докладом к Гитлеру и рассказал ему все, что узнал об урановой бомбе.
Однако в конце 1940 года, когда случилось это памятное событие, фюрер был настолько увлечен радостями недавних блицкригов и планами будущих войн, что этот – на его взгляд, эксцентрический – доклад министра лишь раздосадовал его. Фюрер насмешливо бросил:
– Вот как! Пока мои генералы думают, как выиграть войну, мой почтовой министр уже все решил?
Онезорге пришлось ретироваться. Однако он все же не оставил мыслей о чудо-бомбе и решил на свой страх и риск поддержать Арденне – благо, мог выделить на это средства, предназначенные для развития рейхспочты.
Итак, теперь уже три группы немецких ученых работали над атомным проектом. Одной руководил Дибнер, другая бездействовала в Геттингене, третья возникла в Лихтерфельде, в лаборатории, где всем заправлял блестящий изобретатель Арденне.
Ученые из академических институтов встретили «явление Арденне науке» с явным неудовольствием. Образование, полученное им, равно как и методы, им используемые, претили большинству ученых.
В течение четырех семестров он изучал в Берлине физику, математику и химию, но так и не получил ценимый научным цехом диплом. Далек он был и от «дуайена» немецкой физики, Гейзенберга… В общем, он слыл белой вороной, самоучкой, незваным гостем, затесавшимся на праздник научной мысли.
Десятого октября встретились два ученых дворянина. Карл Фридрих фон Вейцзеккер, – возможно, по совету Гейзенберга – посетил «мятежного барона». «В весьма определенных выражениях» Вейцзеккер втолковал ему, что, как и Гейзенберг, считает невозможным создание атомной бомбы. Причина в следующем: эффективное поперечное сечение урана с ростом температуры уменьшается, поэтому цепная реакция постепенно затухает.
Возможно, фон Арденне поверил этим вкрадчивым речам. Во всяком случае вплоть до конца 1940 года он занимается лишь тем, что втолковывает «своему министру», что означает «конструировать установки по превращению атомов». Министр оказался способным учеником. К концу года он выделил Арденне деньги на строительство в Лихтерфельде «ленточного генератора Ван-де-Граафа напряжением в один миллион вольт». Вскоре «просвещенный министр» распорядился оборудовать в Мирсдорфе еще один «почтовый» центр ядерных исследований и оснастить его каскадным генератором. В обеих лабораториях начали строить 60-тонные циклотроны. До тех пор, пока они не были готовы, немецким ученым пришлось довольствоваться циклотроном, найденным в Париже.
В сентябре 1940 года в Париж переселился профессор Вольфганг Гентнер, ведущий специалист по ускорителям, работавший в свое время в Америке, в лаборатории Лоуренса .
В Бельгии, покоренной вермахтом, были найдены большие запасы ураната натрия. Две тонны доставили в Берлин, в лабораторию фон Дросте. Уранат содержал много примесей; вдобавок был очень влажным. Несмотря ни на что, Дросте начал эксперимент. Уранат расфасовали в две тысячи бумажных пакетов. Из них составили солидный куб высотой в метр. Схема опыта напоминала ту, что четыре месяца назад использовал Хартек, вот только Дросте верил, что бумага и вода могут служить замедлителем нейтронов, и потому обошелся без сухого льда. И этот эксперимент завершился ничем – разве что ученым стало ясно, что в уране не должно быть никаких примесей.
Это был последний «промежуточный опыт». В начале октябре 1940 года в Далеме построили лабораторию, или «Дом вирусов». Он находился в стороне от Института физики. Сделано это было не только ради вящей секретности, но и чтобы обезопасить институт. Если случится авария, пострадает лишь этот скромный деревянный барак.
Признаем, что ученые мужи были самонадеянны и опрометчивы, рассчитывая, что дощатые стены спасут от потока радиоактивных частиц. Впрочем, американцы от них недалеко ушли, поскольку воздвигли свой первый реактор на университетском стадионе хоть и под бетонными трибунами, но в центре Чикаго. Лишь наши физики, работавшие, как известно, под руководством Курчатова, постарались убрать свой реактор с глаз подальше. Но кто же знал, что Москва в будущем так разрастется, что и курчатовский ядерный центр окажется ныне в густонаселенном районе столицы?
В общем, так или иначе рейхсфизики строили свою «адскую машину» в центре Берлина. Между тем они ведь знали, как опасно иметь дело с оксидом урана. Хотя он и относится к слаборадиоактивным материалам, зато чрезвычайно ядовит. Прежде чем войти в «Дом вирусов», сами исследователи облачались в респираторы, защитные комбинезоны, обувь, очки.
Первый урановый реактор в «Доме вирусов» представлял собой сводчатый алюминиевый цилиндр. Диаметр и высота его были одинаковы – 1,4 метра. Его до краев заполнили оксидом урана. Слои оксида перемежались тонкими парафиновыми вставками – замедлителем. Цилиндр погрузили в воду, служившую отражателем нейтронов. Никто не знал, как поведет себя реактор.
Последние расчеты, сделанные К. Х. Хеккером, показали, что реактор будет работать, даже если замедлителем послужит парафин. Источник нейтронов (радий/бериллий) помещался в трубке, которую опустили в центр реактора. Однако цепная реакция не наблюдалась. Реактор абсорбировал нейтроны. Через несколько недель опыт повторили. На этот раз проверили две другие схемы реактора, потратив на это 6800 килограммов оксида урана. Замедлителем снова служил парафин. Опять никакого результата! Так Гейзенберг доказал, что невозможно построить реактор на оксиде урана, если в качестве замедлителя брать парафин или обычную воду. Требовалась тяжелая вода, а ее-то как раз все еще и недоставало.
Гейзенберг метался между Лейпцигом и Берлином. В Лейпциге профессор Депель повторил эксперимент с оксидом урана и парафином. Правда, все четыре слоя урана в его реакторе были отделены друг от друга еще и алюминиевыми сферами, в которые их заключили. Опять безуспешно!
Самые интересные результаты были получены в Гейдельберге, где профессор Вальтер Боте и доктор Фламмерсфельд смешали в огромном чане почти 4,5 тонны оксида урана с 435 килограммами воды, а затем с большой точностью измерили размножение нейтронов и их «резонансную абсорбцию» в упомянутых веществах. Оба ученых тоже констатировали, что без тяжелой воды реактор на оксиде урана не будет работать.
После этой череды неудач инициативу захватили военные. Не советуясь с учеными, они решили использовать в последних, важнейших опытах не оксид урана, а металлический уран. Однако фирма «Aуэр», столь выручавшая прежде, не располагала оборудованием для переработки оксида урана в чистый уран. Поэтому доктор Риль обратился за помощью во Франкфурт, к директору фирмы «Degussa» доктору Бервинду. Ведь в 1938–1940 годах тот проделал для Риля схожую работу – превратил оксид тория в двести с лишним килограммов металлического тория.
Оказалось, процессы восстановления что урана, что тория очень похожи. Даже оборудование можно было не менять. Очищенный оксид урана помещали в инертную аргоновую атмосферу, нагревали до 1100 градусов Цельсия и восстанавливали с помощью металлического кальция и хлорида кальция (флюса). Как видите, здесь предпочитали термическое восстановление, а в других странах использовали традиционные электрометаллургические методы. Дело в том, что руководители фирмы были уверены, что получаемый ими уран будет необычайно чист. Однако он содержал даже больше примесей, чем исходный продукт – оксид. Уран оказался безнадежно загрязнен кальцием.
Позднее доктор Хорст Коршинг из Берлина попробовал получить немного чистого урана с помощью электролиза, но Риль посчитал «его возню» делом невыгодным. До конца войны металлический уран поставляла только фирма «Дегусса». К концу 1940 года здесь изготовили уже 280,6 кг этого опасного порошка.
Для сравнения скажем, что в США порошковый уран удалось получить лишь в конце 1942 года. Таким образом, выискивая истоки неудач, мы не вправе упрекать немецкую промышленность, ее рабочих и инженеров. Источник просчетов, ошибок и поражений коренился в умах ученых, их склоках, их поступках, их неверных шагах, их слабостях.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73