Хуберт Мания - История атомной бомбы
Будущий нобелевский лауреат по химии Эдвин Макмиллан весной 1940 года выделяет из облученного урана первый настоящий трансуран нептуний, который через два дня распадается в плутоний — открытие, чреватое большими последствиями, оно-то в конце концов приведет и его в Лос-Аламос. Однако есть одна дата, которой Макмиллан придает еще большее значение. Семнадцатого сентября 1943 года наступает, на его взгляд, решающий поворот в истории атомной бомбы. В этот день мирную идиллию Месы нарушает первый большой взрыв. Сет Неддермейер, своеобычный физик и взрывник, оборудовал свой небольшой испытательный полигон на южном конце плато Лос-Аламос, на ранчо Анкор в конфискованной крестьянской усадьбе. Здесь он при поддержке Макмиллана работает над бомбой скорее необычной конструкции. Электричеством к этому времени Месу снабжают четыре последовательно подключенных дизельных генератора. Их привезли сюда с закрывшихся рудников в Колорадо вместе с седоголовым техником, который только и разбирался в коварстве этих машин.
На апрельской конференции, собственно, обсуждалась лишь одна форма концепции бомбы: по так называемому пушечному методу. При этом одна маленькая «пуля» из урана-235 выстреливается в «мишень» из большей массы урана-235. Из двух пространственно разделенных подкритических масс возникает одна критическая масса, которая тут же взрывается. При этом силы стремятся изнутри корпуса бомбы наружу. И теперь Неддермейер предлагает в качестве альтернативы метод сжатия. Здесь ударная волна, созданная взрывом снаружи, устремляется к центру бомбы, и она сильнее, чем внутреннее давление, так что объект сжимается. Коллеги реагируют на эту идею скептически. Оппенгеймер же, напротив, предоставляет Неддермейеру свободу действий. И вот однажды летним днем Эдвин Макмиллан тащит открытый ящик взрывчатки тринитротолуола, также называемого тротилом, в виде порошка сквозь заросли колючек к импровизированному стрельбищу на заброшенном ранчо Анкор, у самого края каньона. И вдруг застывает, сообразив, что в уголке рта у него тлеет сигарета.
В железнодорожной поездке в Вашингтон Отто Роберт Фриш должен делать пересадку в Ричмонде, штат Вирджиния. Когда он выходит на улицу и видит выкладку перед фруктовой лавкой, он разражается истерическим смехом: «Пирамиды апельсинов, подсвеченные ярким ацетиленовым пламенем!». Непостижимая картина после нескольких лет «военной скудости» и предписаний по затемнению окон в Англии. Фриш прибыл в США пароходом «Андес», который держался подальше от обычных морских путей и к тому же шел зигзагообразным курсом, чтобы уклониться от нападения немецких подводных лодок и надежно доставить в Ньюпорт-Ньюс, штат Вирджиния, «возможно, самый большой груз научных мозгов, когда-либо пересекавший океан». Подкрепление для Манхэттенского проекта из Соединенного Королевства под руководством первооткрывателя нейтронов Джеймса Чедвика.
В начале декабря 1943 года Фриша посылают в Лос-Аламос, где его приветствует лично Роберт Оппенгеймер: «Добро пожаловать в Лос-Аламос, только кто вы такой, черт возьми?». Первый интерпретатор расщепления ядра размещен в Биг-хаусе, бывшем главном здании школы. Там ему встречаются одни холостяки, тогда как для женатых сотрудников сооружаются сборные деревянные дома — на четыре семьи каждый. Роберт Оппенгеймер и его жена Кити живут со своим сыном Петером на Bathtub Row, которая так называется, потому что только здесь есть дома, оборудованные ванной. Это бывшие квартиры учителей интерната. Тайная община на холме растет стремительнее, чем было запланировано ее организатором. Если еще весной Оппенгеймер полагал, что организовал вполне боеспособную группу из сотни первоклассных специалистов, то на момент прибытия Фриша на Месе живут уже несколько сот человек. Фриш не был отнесен ни к какой определенной группе. Сам он обозначает себя «бродячим жестянщиком», который кочует из лаборатории в лабораторию, из одного кабинета в другой с одним и тем же вопросом: «А что вы тут делаете?» Вникнув в суть дела, он вносит рационализаторские предложения, оптимизирует установки или подсказывает толковые эксперименты.
Хотелось, чтобы это было нечто особенное. Поэтому Майей Теллер не упустила случая, когда в Чикаго был выставлен на торги отель, и купила для своего Эдварда концертный рояль из имущества несостоятельного должника. Как инструменту удалось добраться до Месы в целости и сохранности, остается для теллеровских гостей загадкой. Steinway занимает почти всю гостиную. Ученик Гейзенберга и закоренелый фанат Моцарта, Эдвард Теллер играет, когда ему заблагорассудится — иной раз и среди ночи, что нередко приводит к конфликтам с соседями. Второе фортепьяно в Лос-Аламосе стоит в квартире семьи Йоргенсен, где регулярно собирается поужинать и помузицировать группа Джона Мэнли. Когда туда заглядывает Отто Фриш, он сопровождает работу поваров сонатами Бетховена. Время от времени он приводит с собой скрипача и виолончелиста. За невольные удары литавр — к сожалению, они редко попадают в такт — отвечают взрывные опыты Сета Неддермейера на ранчо Анкор.
Этот пиротехник, над которым все смеются, теперь приматывает стержни взрывчатки к полой железной трубе, располагая их по диаметру на симметричном расстоянии друг от друга. Он экспериментирует с различными точками взрывателей, чтобы найти их оптимальное расположение. Ибо волны детонации должны сжимать трубу как можно равномернее и сминать ее так, как было наперед рассчитано. Однако то, что потом выковыривается из песка и пыли после взрыва, по большей части оказывается жестоко деформированным. Измученный начальник Неддермейера, капитан Уильям Парсонс, на еженедельных коллоквиумах насмехается над этими опытами: «За ним нужен глаз да глаз: как бы, сплющивая банку с пивом, он не разбрызгал содержимое».
Эдвард Теллер уже давно, в начальной фазе, когда первые сборные дома еще только ставились в весеннюю слякоть, сделал решающий вклад в определение главных направлений работы теоретического отдела. И теперь ему обидно, что руководителем отдела назначен не он, а его друг Ганс Бете. От обиды он отказывается исполнить распоряжение Бете и взять на себя часть трудоемких расчетов по имплозионной технике так называемого взрывного схлопывания. Для подкрепления призывают Фриша и его британских коллег, но вряд ли Фриш знает, что одна из причин этого призыва — строптивость Теллера. Манхэтгенскому проекту остро не хватает математиков-вычислителей. Положение в корне меняется, когда на сцену Лос-Аламоса осенью 1943 года вступает венгерский математик Джон фон Нейман.
Захваченный динамичной деятельностью «Джонни», даже Эдвард Теллер выбирается из паучьих углов своей оскорбленности, возобновляет старинное юношеское знакомство со своим земляком и проявляет заметное рвение к расчетам. В то время как Ганс Бете спрашивает себя, а не является ли прилив интеллектуальных сил известного во всем мире пожарного укротителя очагов математических возгораний симптомом появления новой специальности, которая превзойдет возможности человека.
При множественных взрывателях Неддермейера взаимодействия разнонаправленных ударных волн вызывают неравномерности и не позволяют произвести эффективный «взрыв обжатия», направленный внутрь. Но взрывные эксперименты с цилиндрическим объектом — всего лишь упражнения для разогрева. Конечная геометрия, ради которой эти эксперименты затеваются, — полый шар из плутония. При взрыве он должен плотно спрессоваться. В своих совместных расчетах фон Нейман и Теллер замечательно дополняют друг друга. Они обнаруживают, что точный взрыв схлопывания мог бы невообразимо сжать плутоний. Материя сходной плотности мыслима лишь в недрах звезд. При этом бомбовая начинка, прежде некритическая, с огромной скоростью достигает критической массы.
Имплозионным взрывом предстояло овладеть не просто в виде ответа на военный вызов, но надо было выковать из него математически точный инструмент. Только тогда будут выполнены условия для действующей плутониевой бомбы. Эту точку зрения фон Нейман в последнее время прочно перенял от гарвардского химика Джорджа Кистяковского. Тупая вычислительная сила машины, как гласит вердикт фон Неймана, прекрасно подходит для того, чтобы выдать лучшие параметры для равномерной симметричной имплозии. И вот вычислительная машина с перфокартами фирмы «IBM» — один из последних экземпляров этого вида на пороге к эре электронных компьютеров — доставляется на холм в апреле 1944 года, и там ее кормят данными ударных волн. Через три недели круглосуточного машинного счета появляются первые промежуточные результаты.
В ноябре 1943 года союзники снова бомбят фабрику тяжелой воды в норвежском Феморке и причиняют ей серьезные повреждения. Уцелевшие элементы, правда, демонтируют и перевозят в Германию. Но ввиду ожесточеннейшей войны, которая поглощает все ресурсы, усилия по построению в рейхе опытных установок для производства тяжелой воды застопориваются в начальной стадии. В феврале 1944 года норвежские силы Сопротивления берут на прицел пассажирский паром, который перевозит сорок девять бочек тяжелой воды. Она предназначалась для Германии. В результате бомбовой атаки на паром эти бочки тонут. При этом погибают и четырнадцать штатских. Дело складывается так, что весной 1944 года Курту Дибнеру приходится, несмотря на свой последний весьма успешный эксперимент с кубиками урана, отказаться от своей мечты о «самоподдерживающемся реакторе» из-за нехватки тяжелой воды.
