Дэвид Ирвинг - Вирусный флигель
Возможно, некоторым читателям покажется, что автор уделяет слишком большое внимание вопросам получения урана. Однако этому есть веские причины. Ведь к концу 1940 года в Германии уже было поставлено на промышленные рельсы производство чистого металлического урана в форме порошка, причем максимальный месячный выход металла достигал одной тонны. В Америке же в ту пору еще и не мечтали о подобных количествах металлического урана. Только в конце 1942 года там сумели набрать для знаменитого атомного котла, построенного Энрико Ферми, шесть тонн металлического урана. Этот котел стал первым в мире действующим реактором.
В Германии нужное количество металлического урана имелось гораздо раньше; «Дегусса» выпустила семь с половиной тонн чистого металлического урана, и 99% этого количества было передано для атомных работ. Неудачу Германии в деле создания атомной бомбы и атомного реактора часто объясняют слабостью ее промышленности в сравнении с американской. Но, как мы теперь можем видеть, дело заключалось не в слабости немецкой промышленности. Она-то обеспечила физиков необходимым количеством металлического урана.
Дело в том, что немецкие ученые не сумели правильно использовать его. И, следовательно, списывать неудачу на счет низкого промышленного потенциала Германии нет оснований. Виною по существу оказался невысокий научный потенциал, слабость ученых третьего рейха.
Как это случилось, читатель узнает в следующих главах.
Роковая ошибка
Случилось так, что первые военные трудности Германии совпали с кризисом немецких атомных исследований. В те самые месяцы, когда наметился перелом в битве за Британию, а союзники Германии создали чреватое серьезными опасностями положение на Балканах, немецкие ученые впервые ясно представили себе сколь мало обоснованными оказались их надежды на возможности создания сравнительно простых методов выделения чистого урана-235. А вскоре за этим последовала и другая обескураживающая новость: гейдельбергская группа, занимавшаяся исследованиями графита, сообщила о новых данных, которые вопреки всем ожиданиям указывали на полную непригодность этого материала для использования в качестве замедлителя.
Еще в конце 1940 года немецкие физики не предвидели никаких сколько-нибудь серьезных трудностей на пути военного применения атомной энергии. Но уже в самом начале 1941 года то, что представлялось им концом пути, оказалось на деле лишь крутым поворотом, за которым раскрылась беспредельная даль нового научного поиска.
Забраковав в январе 1941 года графит, немецкие ученые совершили роковую ошибку. Теперь это хорошо известно. Но поражает и поныне, почему они приняли это заключение за истину, почему не усомнились в нем. Ведь всего полугодием раньше экспериментальное определение ядерных констант графита дало весьма благоприятные результаты. Тогда в сравнительно несложном эксперименте удалось измерить длину диффузий тепловых нейтронов, оказавшуюся равной 61 сантиметру. После этого эксперимента профессор Боте с уверенностью ожидал, что в совершенно чистом графите длина диффузии возрастет до 70 сантиметров. И этого было бы вполне достаточно для успешного применения дешевого и доступного материала в качестве отличного замедлителя в урановых котлах.
Новые эксперименты в Гейдельберге были завершены в январе 1941 года. Что-то, где-то было сделано не так, и измерения на метровой сфере из электрографита фирмы «Сименс», считавшегося исключительно чистым, дали вместо ожидаемых 70 только 35 сантиметров. А это привело Боте к выводу о невозможности создать котел на необогащенном уране и графите[15]. Чтобы применять графит, считал Боте, ядерное топливо должно быть обогащено ураном-235. Как ни странно, он почти не допускал мысли о загрязнении использовавшегося в эксперименте графита примесями водорода или азота.
Попытки получить сверхчистый углерод предпринимались в Германии еще за несколько лет до опытов, проведенных в Гейдельберге. Так, в Гёттингене профессор Йос ставил опыты по получению сверхчистого углерода, совершенно свободного даже от малейших следов бора. Он подвергал нагреву различные углеводы, включая разнообразные сахара и крахмал, и ему удавалось получать исключительно чистый углерод. Однако после опытов Боте эффективность даже самого чистого углерода как замедлителя нейтронов была поставлена под сомнение и от дальнейших опытов с углеродом отказались.
Справедливости ради следует упомянуть об очень сходной ошибке, допущенной в Кембридже. Здесь в то время работали бежавшие из Франции фон Халбан и Коварский. Оки опытным путем пытались установить, возможно ли возникновение цепной реакции при использовании графита. Полученные ими результаты тоже оказались отрицательными.
А ведь в Германии дело могло бы принять совершенно иной оборот, если бы коллеги Хартека отнеслись к его опыту с сухим льдом более лояльно. Тогда он почти наверняка провел бы свой второй эксперимент с большим количеством урана и сухого льда и узнал бы истинную величину поглощения нейтронов. Однако читатель уже, видимо, убедился, что неудача Хартека была не случайной, а являлась следствием общего состояния дел в немецкой науке. Ему еще не раз придется убедиться, сколь пагубно сказывалось оно на многих начинаниях физиков-атомщиков в Германии. Именно общим состоянием дел только и можно объяснить, почему никто из физиков не попытался проверить результаты Боте. Кто знает, как обернулось бы дело, если бы опыты Боте были своевременно повторены и его ошибка исправлена. К счастью, эта ошибка, роковая для судеб немецкого атомного проекта, оказалась счастливой для всего человечества. Она стала главным препятствием и помешала немцам создать критический реактор на графите и уране, то есть реактор такого же типа, как первый в мире действующий реактор, созданный американцами два года спустя. Ошибка Боте лишила немцев выбора — теперь всю ставку они делали на тяжелую воду.
Вся работа ставилась в зависимость от этой жидкости, по каплям получаемой на заводе высокой концентрации в оккупированном Рьюкане. Департамент армейского вооружения решил командировать кого-нибудь из физиков в Норвегию, с тем чтобы на месте разобраться в положении и выяснить, нельзя ли ускорить производство тяжелой воды. Выбор пал на Карла Виртца, который до войны являлся почти единственным специалистом по тяжелой воде. Однако истинная роль этого человека в немецком атомном проекте не ограничивалась консультациями по тяжелой воде, со временем он стал одним из его основных участников. Виртц слышал о главном инженере завода в Веморке, докторе Йомаре Вруне, он читал некоторые работы о тяжелой воде, написанные Вруном совместно с профессором Лейфом Тронстадом. Однако Виртцу не пришлось встретиться с Вруном.
В мирное время тяжелой воды, выпускавшейся Норвежской гидроэлектрической компанией, с лихвой хватало для всех научных лабораторий мира, но этого количества было явно недостаточно для удовлетворения запросов германского военного министерства. Лишенное надежд на применение графита, оно теперь требовало тяжелую воду в количествах, исчисляемых тоннами. Посетив норвежский завод, Виртц убедился я неэкономичности процесса получения тяжелой воды даже при повторном окислении обогащенного водорода и его повторном электролизе. Убедился он и в другом — и при самом идеальном процессе, проводимом в самых идеальных условиях, получение одного грамма тяжелой воды все равно будет обходиться баснословно дорого: на каждый грамм потребуется затратить 100 киловатт-часов электроэнергии. В Германии с ее тепловыми электростанциями, работающими на угле, за каждый грамм пришлось бы платить одну марку. Не говоря уже о нехватке электроэнергии, такая стоимость неумолимо указывала на полное отсутствие возможности строительства завода тяжелой воды в самой Германии.
Последствия ошибки Боте сказались бы значительно меньше, если бы немцам стал известен какой-либо практически пригодный метод повышения концентрации урана-235. Тогда им удалось бы построить реакторы, в которых в качестве замедлителя была бы пригодна даже обычная вода. Но и в этом немецких физиков постигла неудача. Работы по разделению изотопов методом Клузиуса — Диккеля с использованием шестифтористого урана, проводившиеся в Гамбурге, не дали ожидаемого эффекта, и в начале 1941 года Хартеку и Йенсену пришлось признать свое поражение.
Им нелегко было отказаться от метода Клузиуса — Диккеля. И, прежде чем пойти на это, они не один раз пытались переработать и усовершенствовать аппарат. Сначала они надеялись сделать его в Гамбурге, в своей лаборатории, где соорудили колонну из никелевых труб высотой более четырех метров. По внутренней трубе колонны пропускали перегретый пар, а внешнюю охлаждали, но находившийся в пространстве между трубами шестифтористый уран не желал «работать». Тогда было решено построить на заводе «ИГ Фарбениндустри» в Леверкузене колонну высотой пять с половиной метров и вновь попытаться разделить изотопы урана. В этой колонне, как и во всех прежних, ученые без труда разделили изотопы ксенона и, используя метан, сумели даже выделить углерод-13. Но при тех рабочих температурах, которые удавалось получить на внутренней трубе колонны, разделения изотопов урана почти не происходило: за семнадцать суток непрерывной работы колонны удалось получить всего только один грамм шестифтористого урана, в котором концентрация урана-235 лишь вдвое превысила нормальную.
