Превращение элементов

Достоверных сведений о том, чего достигла Германия в области атомного оружия, не было до конца войны. Были только предположения, догадки и косвенные данные вроде производства тяжёлой воды. Как только американские войска вступили на территорию фашистской Германии, начала усиленно работать секретная миссия «Алсос». Это была неслыханная по своим масштабам разведывательная операция по розыску и интернированию учёных, захвату оборудования, лабораторий, документов, сырья — всего, что имело отношение к атомному производству.

Всё это было позже, а пока в США шла лихорадочная работа гигантского масштаба и невероятной секретности.

Пустив в ход урановый реактор, Ферми, по выражению известного американского физика Р.Лэппа, открыл дверь в атомный век.

Почему же реактор заработал, ведь его заполнял природный уран, в котором основная масса состояла из неделящегося под воздействием нейтронов урана-238? Каким образом этот неактивный изотоп не заглушал реакции? Первый ответ на этот вопрос уже был дан выше, где говорилось о замедлении нейтронов. Второй заключается в том, что при делении ядра урана-235, как было выяснено ещё Ф.Жолио-Кюри, выбрасывался не один нейтрон, а примерно три. Для самоподдерживающейся реакции «уранового пожара» этого достаточно, хотя сам вопрос создания взрывчатого материала для атомной бомбы таким образом не решался. Необходимо было полностью разделить изотопы урана-238 и 235 и последний использовать в качестве делящегося материала. Для решения такой очень сложной задачи нужны были столь же сложные и невероятно громоздкие технологические установки. В них весь уран переводился в газообразное соединение — фтористый уран, а затем этот продукт многократно прогонялся через полупроницаемые перепонки, в результате чего газовая смесь всё более и более обогащалась соединением урана-235. Это так называемый диффузионный метод. Применялся и другой метод — электромагнитный.

Путь этот к накоплению взрывчатого материала был, однако, не единственный. Второй совершенно не предусматривал получения урана-235.

Ещё до того, как Ферми пустил в ход урановый реактор, американские физики Ф.Абельсон и Э.Макмиллан, использовав остроумную методику, выяснили, что уран превращается (после бета-излучения) в элемент № 93, тот самый, который причинил столько волнений Ферми и другим европейским физикам. Теперь его открытие не вызывало сомнений, и он получил имя нептуний. Этот первый заурановый элемент оказался очень недолговечным, примерно через две недели от него ничего не оставалось. Самопроизвольно распадаясь, он превращался в следующий заурановый элемент № 94 — плутоний, по своим ядерным характеристикам схожий с ураном-235. Таким образом, название уранового реактора как машины для превращения элементов вполне оправдано: с помощью этого устройства в больших количествах стали получать не какие-нибудь, а такие элементы, которые до того не значились в числе «жителей» периодической системы.

В «Манхеттенском проекте», как условно были названы работы по созданию атомной бомбы, взрывчатый материал получали на разных заводах в виде урана-235 и плутония.

Европейская война была завершена, и гитлеровская Германия пала под ударами Советских Вооружённых Сил и союзных войск. До использования атомного оружия в этой части земного шара не дошло. Япония изнемогала в борьбе и была близка к капитуляции. Тем не менее американские политики, исходя из своих далеко идущих планов, решили продемонстрировать силу своего оружия перед всем миром.

6 августа 1945 г. на японский город Хиросиму одиночный американский самолёт сбросил бомбу, изготовленную из урана-235, и более 140 тысяч человек мирного населения было убито и ранено. А через три дня испепеляющая смерть обрушилась на другой японский город — Нагасаки. Её принёс не уран, а новый, созданный человеком химический элемент — плутоний. Спустя некоторое время ещё несколько тысяч человек умерло от последствий этой варварской акции.

Вот во что воплотилась, казалось бы, наивная и фантастическая мечта алхимиков.

Против атомного шантажа

Президент Рузвельт, давший указание на развёртывание работ по созданию атомного оружия, не дожил до конца войны. Его место в Белом доме занял Гарри Трумэн. Новый президент, говорят, не знал о ведущихся работах, и военное министерство не торопилось что-нибудь сообщать ему по этому вопросу. Лишь незадолго до безоговорочной капитуляции гитлеровской Германии военный министр США Г.Стимсон передал Трумэну записку, в которой просил безотлагательно принять его по чрезвычайно важному и секретному делу. Он намекал, что решение некоего вопроса представляется исключительно важным для дальнейшего развития международных отношений. Президент тут же согласился принять министра и был подробно информирован о содержании программы ядерных исследований.

Рассчитывая, что США в самом ближайшем времени будут располагать невероятной силы боевым средством, Трумэн стал под любыми предлогами уклоняться от запланированных встреч с руководителями государств-союзников. Дважды ему это удавалось. Но наступил момент, когда развитие международных событий исключало возможность дальнейшей оттяжки такой встречи. Работы по созданию атомного оружия стали вестись в лихорадочном темпе. Роберт Оппенгеймер, возглавлявший всю научную и техническую программу проекта, вспоминал потом: «Я не думаю, что мы когда-нибудь работали быстрее, чем в период капитуляции Германии».

15 июля 1945 г. президент США прибыл в Потсдам. Вечером же следующего дня военный министр США получил сообщение, в котором говорилось: «Провели операцию этим утром. Диагноз ещё не окончателен, но результаты представляются удовлетворительными и уже превзошли ожидания». Эта информация, пока крайне общего характера, немедленно была передана Трумэну и государственному секретарю Бирнсу.

На конференции обсуждались сложные вопросы, и по ним выявились серьёзные расхождения. Тянулось длительное обсуждение. Но вот к президенту США прибыл специальный курьер с донесением, в котором подробно и полно были описаны результаты первого атомного взрыва. Президента словно подменили, он стал выступать против советских предложений самым решительным образом. Черчиллю он сообщил о полученном документе, советскую же делегацию они оба решили не ставить в известность. В частном же разговоре президент сделал осторожный, но прозрачный намёк на то, что разработано новое оружие неслыханной силы, не упомянув при этом слов «атомное», «урановое», «ядерное» или других, по которым и можно было догадаться, о чём идет речь. Однако советская делегация почему-то никак не отреагировала, и Черчилль с Трумэном заключили, что их просто не поняли.

Применение атомных бомб в войне против Японии было совершенно ненужным — исход был уже предрешён и без них. Однако у тех, кто стоял за немедленное их применение, были свои расчёты, сводившиеся к тому, чтобы произвести устрашающее впечатление на весь мир и прежде всего на союзника по оружию — Советский Союз.

Началась так называемая атомная дипломатия, исходившая из уверенности реакционных, воинствующих кругов США в том, что они монопольно владеют атомным оружием и что при самых оптимистических оценках ни у кого не может быть создана бомба ранее чем через 7-10 лет.

23 сентября 1949 г. успешно прошло испытание атомной бомбы в Советском Союзе. Оказалось, что отсутствие реакции на намёки Трумэна на Потсдамской конференции — вовсе не результат какого-то недопонимания. В СССР давно уже велись подобные работы.

В Советском Союзе в области атомной физики работали молодые талантливые учёные, чьи научные интересы в немалой степени сформировались под влиянием А.Ф.Иоффе — папы Иоффе, как величала его молодёжь. В молодые годы, как уже упоминалось, он работал у знаменитого Рентгена. Его хлопотами П.Л.Капица был принят в институт Резерфорда. Им был создан Ленинградский физико-технический институт ещё в 1918 г. Позже, в 30-х гг., вторым притягательным центром для советских физиков стал институт в Харькове. В этом институте очень скоро был повторен опыт Кокрофта и Уолтона по расщеплению лития.

Открытие нейтрона на советских физиков произвело такое же неотразимое впечатление, как и на западных учёных. Советские учёные не только с огромным интересом следили за теми работами, которые выходили из Кембриджа, Парижа, Рима и других центров новой физики, но и сами работали — жадно и страстно.

И.В.Курчатов, его брат Б.В.Курчатов и Л.И.Русинов приступили к изучению искусственной радиоактивности, открытой супругами Жолио-Кюри. И уже в апреле 1936 г. они опубликовали сообщение об открытом ими новом явлении — ядерной изомерии. Они облучили нейтронами бром и установили, что при этом образуются бета-радиоактивные изотопы с разными периодами полураспада.