Атомный проект. История сверхоружия

Официальных документов, которые подтверждают принятие решения о начале работы американского атомного проекта, по всей видимости, не существует. Сохранилась только короткая записка, нацарапанная на сопроводительной бумаге из Белого дома, вместе с которой возвратили доклад группы Комптона. В записке, датированной 19 января 1942 года, говорится: «В. Б., всё в порядке, возвращаю – думаю, лучше хранить это в вашем сейфе. Ф. Д. Р.».

Страсть Оппенгеймера

Соединенные Штаты Америки вступили в войну 7 декабря 1941 года, после того как японская авиация атаковала американские базы в Пёрл-Харборе. На политике «изоляционизма» был поставлен жирный крест. Изменилось и отношение к атомному проекту. Одним из главных приоритетов на этом этапе стало создание реактора, причем сразу с прицелом на получение плутония.

Работы над реактором следовало вести в одном месте, и Артур Комптон должен был принять решение, что это будет за место. Лео Силард предлагал Колумбийский университет на Манхэттене. Эрнест Лоуренс настаивал на университете Беркли в Калифорнии. Рассматривались также Принстонский университет в Нью-Джерси и промышленные лаборатории в Питтсбурге и Кливленде. Но Комптон выбрал Чикаго.

Из соображений секретности в Чикаго развернули некий проект под названием «Металлургическая лаборатория» (или просто «Метлаб») – название не менее загадочное, чем «Комитет Мауд» или «Трубные сплавы». Энрико Ферми практически сразу согласился переехать из Колумбии в Чикаго. Одной из причин быстрого решения было то, что его исследовательская группа достигла значительных успехов в создании реактора на основе кубиков оксида урана, вставленных в решетку из графитовых брусков, но распалась, поскольку физиков директивно переводили на решение других проблем в рамках программы S-1.

Гленн Сиборг прибыл в Чикаго 19 апреля 1942 года. Если перед Ферми стояла задача запустить новый реактор до конца года, то Сиборг взялся разработать метод, который позволил бы выделить плутоний из отработанного ядерного топлива. Самая большая трудность для Сиборга состояла в том, что ему нужно было понять химию нового элемента еще до того, как будет построен реактор. Следовательно, ему нужно было найти некий другой способ накопления плутония в количестве, достаточном для химического анализа. Лучшее, что он мог придумать, – бомбардировать нитрат урана в циклотроне в течение нескольких месяцев кряду. И к 14 августа группе Сиборга удалось выделить первую крохотную партию плутония.

В рамках программы S-1 разрабатывалось несколько различных путей создания атомной бомбы. Кроме «Метлаба», целью которого были конструирование реактора и производство плутония, развивались и другие проекты: в частности, проект по выделению урана-235 способом газовой диффузии и электромагнитными методами, основанными на 94-сантиметровом циклотроне Лоуренса и на центробежной сепарации. На тот случай, если не удастся создать ураново-графитовый реактор, разрабатывалась также модель реактора на тяжелой воде. В Канаде начали строительство завода по ее производству. Учитывая неясности и проблемы, Комитет S-1 не мог определить, какой из различных способов создания атомной бомбы наиболее предпочтителен. И было принято решение прорабатывать все пути. «Чтобы реализовать такой наполеоновский подход к проблеме, потребуются инвестиции в размере около пятисот миллионов долларов и приличная партия оборудования», – заключил Джеймс Конент.

Хотя британские физики и могли по праву считать, что продвинулись дальше американских коллег в теории создания бомбы, было очевидно: американцы значительно опережают их на практическом поприще. «Ясно одно, – отмечал Уоллес Акерс вскоре после прибытия в США, – этой работой занято огромное количество людей, так что возможностей по быстрой разработке схем у них значительно больше, чем у нас».

Перед англичанами замаячила перспектива поглощения их атомного проекта американцами. Даже если бы правительство Великобритании отказалось от столь тесных контактов, американцы все равно продолжали бы работу, но больше не делились бы с союзниками своими достижениями. Серьезным препятствием было и то, что иностранцев не допускали к секретным американским проектам. Ванневар Буш считал, что для британских подданных можно сделать исключение, но далеко не все физики, работавшие в Англии, были британцами. Казалось, что проблема непреодолима.

Полным ходом работая над материалом для бомбы, Артур Комптон обращал внимание на физику реакций под действием быстрых нейтронов и последствия создания бомбы. Он поручил это направление физику Грегори Брейту, выходцу из России, но Брейт разочаровался медленным продвижением проекта и вернулся в морской флот, где служил до участия в программе S-1. Тогда Комптон пригласил на роль руководителя Роберта Оппенгеймера, который изначально был помощником у Брейта.

Роберт Оппенгеймер был выдающимся физиком, но его личные качества вызывают споры до сих пор. Сын еврейских эмигрантов, разбогатевших в США, он вырос в достатке и имел феноменальную способность к обучению. В возрасте девяти лет он мог предложить кузену задать вопрос по-латыни, на который сам отвечал по-гречески. Однако при всех его талантах Оппенгеймеру было чуждо человеческое сочувствие. Мальчиком Роберт чрезмерно гордился своей ученостью, любил покрасоваться. Роберт мог вести себя хвастливо и покровительственно, у него был острый язык. Чувства, которые он вызывал у однокашников, а потом у коллег и сотрудников, колебались от жалости до раздражения.

Окончив Гарвард, под руководством Джозефа Томпсона он занимался в Кавендишской лаборатории Кембриджа, а потом перебрался в Германию, в Гёттинген. Здесь он работал с Джеймсом Франком и Максом Борном, познакомился с Вернером Гейзенбергом, с английским физиком Полем Дираком и многими другими прославленными учеными.

Получив докторскую степень, Оппенгеймер снова прибыл в Гарвард, а потом перешел в Калифорнийский технологический институт в Пасадене. Затем он отказался от нескольких предложений научных должностей, чтобы вернуться в Европу и продолжить образование. Сначала он отправился в голландский Лейден, где сотрудничал с Паулем Эренфёстом, а потом перебрался в швейцарский Цюрих, чтобы обменяться опытом с Вольфгангом Паули, который только что завершил первый этап совместной работы с Гейзенбергом по квантовой электродинамике. В июле 1929 года Оппенгеймер вернулся в Америку и получил должность на кафедре Калифорнийского университета в Беркли.

Кроме всего прочего, Роберт Оппенгеймер также активно интересовался политикой. В середине 1930-х годов он состоял практически во всех коммунистических организациях, которые существовали в Калифорнии. Позже он пытался объяснить свою страсть к «левацким» идеям:

Я ощущал непрерывную, неугасающую ярость, вызванную тем, как с евреями обращались в Германии. У меня там были родственники, и я собирался помочь им бежать и добраться до [Америки]. Я видел, что сделала с моими студентами Великая депрессия. Они не могли найти работу, а та работа, что попадалась, совершенно им не подходила. И на их примере я начал понимать, как сильно на человеческие жизни влияют политические и экономические события.

Поэтому неудивительно, что Оппенгеймер стал участвовать в сборе средств на борьбу с растущей угрозой европейского фашизма. Говоря откровенно, он был «находкой для шпиона», и все же его вклад в программу S-1 был ценен. Поэтому Артур Комптон без задней мысли поручил ему работу над реакциями на быстрых нейтронах и над принципиальной схемой атомной бомбы. Руководство проекта настаивало, чтобы Оппенгеймер прекратил якшаться с леворадикальными политиками, и тому пришлось уступить. После этого он получил временный допуск к секретной информации и теперь мог помогать Эрнесту Лоуренсу в работе. Анкету на проверку благонадежности Оппенгеймер заполнил в апреле 1942 года, причем на вопросы ответил по большей части честно.

В Беркли ученые начали с теории, обратившись в первую очередь к докладу «Комитета Мауд» и результатам исследований различных групп. Вскоре стало ясно, что атомная бомба «наверняка может получиться», оставалось доработать детали. В августе Оппенгеймер писал, что для бомбы на уране-235 потребуется около 30 килограммов этого изотопа, а ее «разрушительный эффект сравнится с эффектом от взрыва более 100 000 тонн тротила». Это было гораздо больше 1800 тонн тротила, заявленных физиками из «Комитета Мауд» годом ранее.