Тесла против Эйнштейна
Шрифт:
В мае 1941 года при Национальной академии наук США был сформирован Обзорный комитет. Его главная задача — оценить «военное значение проблемы урана и рекомендовать размеры затрат, необходимых для ее исследования» 115 . Он дал положительное заключение — атомную бомбу можно создать. Одновременно оптимистичные сообщения пришли из Великобритании. Местные ученые также считали, что в ближайшие годы можно будет начать серийное производство «урановых бомб».
В начале ноября 1941 года Обзорный комитет подготовил третий доклад, который был специально посвящен вопросу о «возможностях взрывной реакции деления урана-235». Если в первых двух докладах Академии наук не указывалось, что уран может сыграть решающую роль в современной войне, то эта возможность была подчеркнута в третьем докладе. Процитируем данный документ:
115
СмитГ.Д. Указ. соч. С. 87-88.
«Со времени нашего последнего доклада
Условия создания атомной бомбы. Атомная бомба исключительной разрушительной силы явится результатом сближения достаточных масс элемента и-235, происходящего очень быстро. Это представляется столь же верным, как и всякое предсказание, основанное на теории и эксперименте, но не испытанное практически. Наши вычисления показывают, далее, что требуемые массы могут быть сближены достаточно быстро, чтобы реакция стала действенной...
Разрушительное действие атомных бомб, (а) Масса бомбы. Масса урана-235, необходимая для получения взрывного деления при подходящих условиях, едва ли может быть менее 2 кг и более 100 кг. Эти широкие пределы вызваны главным образом неопределенностью значения поперечного сечения захвата и-235 для быстрых нейтронов, получаемого из опытов... (Ь) Энергия, освобождаемая при взрывном делении. Вычисления для случая масс, надлежащим образом распределенных в начальный момент, показывают, что от 1 до 5 процентов энергии деления урана должны освободиться при взрыве, обусловленном делением. Это равно энергии от 2*108 до 1 0*1 08 ккал на килограмм урана-235. Таким образом, освобождающаяся при взрыве энергия на килограмм урана эквивалентна энергии взрыва около 8 00 тонн тринитротолуола.
Время, необходимое для разработки и получения необходимого количества и-235.
Необходимое количество урана. Так как разрушительная сила современных бомб является в настоящее время важным фактором военных действий, очевидно, что если разрушительную силу бомб повысить в 10 000 раз, то такие бомбы приобретут решающее значение.
Тем не менее требуемое количество урана будет велико. Если признать правильным расчет, согласно которому для уничтожения военных и промышленных объектов Германии понадобилось бы 500 000 тонн бомб из тринитротолуола, то такое же разрушительное действие произвел бы уран-235 в количестве от 1 до 10 тонн.
Выделение и-235. Разделение изотопов урана может быть выполнено в нужных количествах. В настоящее время разрабатываются несколько методов, из которых по крайней мере два представляются вполне подходящими и приближаются к стадии практических испытаний. Это метод центрифугирования и метод диффузии через пористые перегородки. Другие методы изучаются или нуждаются в исследовании; они могут оказаться в конечном счете лучшими, но пока далеки от технического применения.
(с) Время, необходимое для производства атомных бомб. В данный момент можно лишь весьма грубо оценить время, необходимое для разработки, технического освоения и производства атомных бомб. Однако если сосредоточить все усилия на выполнении программы, то можно ожидать получения значительного количества атомных бомб через три-четыре года...» 116 .
116
Смит Г..Д. Атомная энергия для военных целей. С. 84-85.
В том, что американские ученые сделали вывод о возможности создания атомного оружия одновременно с британскими коллегами, нет ничего удивительного. США имело доступ к данным, полученным в результате реализации британского атомного проекта. Просто шпионаж и ничего личного.
18 декабря 1941 года Администрация США приняла решение о выделении необходимых ресурсов на создание ядерного оружия 117 . Америка вступила в гонку по созданию атомной бомбы.
В конце декабря 1941 года Секция Б-1 была подчинена Управлению научно-исследовательских работ. Также было создано Бюро технического планирования, в функции которого входили производственно-технические вопросы, доставка материалов и строительство опытных установок, а также сооружение установок промышленного масштаба 118 . Мы не будем подробно останавливаться на всех административных преобразованиях, а сразу перейдем к лету 1 942 года.
117
Бекман И.П. Ядерная индустрия. Курс лекций. Лекция 4. Развитие ядерной индустрии в различных странах: США, Франция, Англия, Канада. М., 2005. С. 2.
118
СмитГ.Д. Указ. соч. С. 87-88.
июня 1942 года полковник Дж.К. Маршалл (инженерные войска) получил указание от начальника Инженерной службы образовать новый округ инженерных войск для выполнения специальной работы (атомная бомба). Этот округ был официально учрежден 13 августа 1942 года и назван «Манхэттенский Округ». Работа, которую проводил этот «округ», была в целях секретности названа «Проект ДСМ» (Development of Substitute Materials—разработка заменяющих материалов).
В конце сентября 1942 года был сформирован Комитет
военной политики. Обязанностью этого органа было планирование военной политики в отношении материалов, исследований и разработки производства, стратегии и тактики и представление периодических докладов политической группе, назначенной президентом США 119 .119
Смит Г.Д. Указ. соч. С. 95-96.
В рамках американского атомного проекта во время Второй мировой войны было создано три бомбы: плутониевая «Тринити» (взорвана 16 июля 1945 года на полигоне), урановый «Малыш» (сброшена на Хиросиму 6 августа 1945 года) и плутониевый «Толстяк» (сброшена на Нагасаки 9 августа 1945 года).
Отметим, что накануне взрыва «Тринити» среди участников проекта не было единого мнения о результатах испытания. Предсказания о силе взрыва варьировались от нулевой мощности в случае полного провала испытаний до 18 килотонн в тротиловом эквиваленте (этот подтвердившийся прогноз дал физик Исидор Айзек Раби 120 ) и до уничтожения штата
120
Раби Исидор Айзек (1989-1988) — американский физик, лауреат Нобелевской премии по физике в 1944 году «за резонансный метод измерений магнитных свойств атомных ядер».
Нью-Мексико (на его территории проводились испытания) и всей планеты. В последнее почти никто не верил, но такое предположение заставило ученых поволноваться.
А ЧТО ДУМАЛИ В ЛОНДОНЕ
В начале книги мы процитировали фрагмент доклада «руководителя британской научной разведки» физика Р. В. Джонса, где он перечислил возможные варианты германского «чудо-оружия». В этом списке нет атомной бомбы. Поэтому можно предположить, что в сентябре 1939 года в Лондоне еще не знали, что открытия ядерной физики можно использовать в военных целях.
Так, в августе 1939 года Уинстон Черчилль, ссылаясь на появившиеся в печати сообщения о возможности создания нового «сверхоружия» на базе атомной энергии, пишет, что эти легенды подбрасываются
в английскую прессу нацистской «пятой колонной» с целью деморализации нации .
В январе 1940 года Рудольф Пайерлс 121 впервые в мире рассчитал сечение захвата нейтронов изотопом урана-235 и на его основе вывел величину критической массы урана для производства ядерного взрыва. Поясним, что критическая масса — это минимальное количество делящегося вещества, при которой в нем может происходить самоподдерживающаяся ядерная реакция деления. Если масса вещества ниже критической, то слишком много нейтронов, необходимых для реакции деления, теряется, и цепная реакция не идет. При массе больше критической цепная реакция может лавинообразно ускоряться, что приводит к ядерному взрыву. Критическая масса зависит от размеров и формы делящегося образца, так как они определяют утечку нейтронов из образца через его поверхность. Минимальную критическую массу имеет образец сферической формы, так как площадь его поверхности наименьшая.
121
Пайерлс Рудольф Эрнст (1907-1995] — английский физик. Развил приближенную квантово-механическую теорию движения электронов в трехмерной решетке (1929-1930); ввел представление
о так называемых процессах переброса при взаимодействии электронов с волнами решетки (1930). Вместе с X. Бете разработал теорию системы нейтрон-протон (1934-1935). Предложил общий формализм теории рассеяния элементарных частиц (1954-1959). В 1 943-1 946 годах руководил теоретическими работами по разделению изотопов (США).
Ученый допустил несколько ошибок в вычислениях и вывел критическую массу урана-235 — менее 0,45 кг. На самом деле этот показатель — 50 кг. Соответственно, для создания ядерной бомбы, «начиненной» ураном-235, требуется свыше 50 кг этого вещества.
В апреле 1940 года двое ученых, Ричард Пайерлс и Отто Фриш, представили руководителю Комитета по изучению средств противовоздушной обороны Генри Тизарду 122 (данное учреждение курировало создание радиолокационного оборудования для военных целей в Великобритании) меморандум «О создании супербомбы, основанной на ядерной цепной реакции в уране». В своем письме ученые заявили, что создание атомной бомбы практически возможно уже в ближайшее время. В меморандуме описан процесс работы завода по производству урана-235 методом газовой диффузии, дана оценка критической массы урана-235, необходимой для атомной бомбы, и предложена конкретная программа научно-исследовательских работ по созданию бомбы 123 .
122
Тизард Генри (1885-1959). Во время Первой мировой войны был секретарем Управления научных и промышленных изысканий Военного министерства Великобритании, прославился как один из специалистов по использованию научных достижений в военной сфере. С 1935 года — председатель Комитета по изучению средств противовоздушной обороны.
123
Бекман И.П. Ядерная индустрия. Курс лекций. Лекция А. Развитие ядерной индустрии в различных странах: США, Франция, Англия, Канада. С. 10.