Ядерное оружие Третьего рейха. Немецкие физики на службе гитлеровской Германии
Шрифт:
Перед Имперским исследовательским советом стояла задача заново искать источники финансирования всей программы. Совет рекомендовал профессору Эсау составить на будущий год бюджет на сумму два миллиона рейхсмарок, что тот и сделал. Вскоре эта сумма была утверждена Герингом. Запрошенные профессором Эсау на 1943–1944 годы два миллиона рейхсмарок распределялись следующим образом:
эксперименты на урановом реакторе, включая в основном затраты на получение металлического урана, – 40 тысяч;
тяжелая вода, в первую очередь затраты на организацию опытного производства в Германии – 560 тысяч;
выделение изотопов урана, в первую очередь строительство 10 двойных ультрацентрифуг – 600 тысяч;
исследования в области получения люминесцентных красителей для ВВС – 40 тысяч;
исследования в области радиационной защиты – 70 тысяч;
дополнительные расходы на получение источников нейтронов высокого напряжения – 50 тысяч;
химические реагенты,
непредвиденные дополнительные расходы – 200 тысяч.
Бюджет Эсау предусматривал выделение самых больших средств (600 тысяч рейхсмарок) на строительство 10 двойных ультрацентрифуг, предназначенных для обогащения урана-235. Первый эксперимент с «вибрационным потоком» с применением ксенона прошел в Киле в середине января. 2 марта в машине впервые был использован гексафторид урана. В результате эксперимента удалось добиться обогащения до 7 процентов. Через восемь дней после этого гамбургская группа официально предложила перейти к серийному производству таких машин, одновременно представив военным списки требуемых механизмов и материалов. Поскольку это произошло сразу же после диверсии британских агентов в Веморке, предложение было немедленно одобрено.
До 17 апреля последствия диверсии в Веморке так и не были преодолены в полном объеме. Выступая через несколько недель на очередной конференции, профессор Эсау поспешил заверить присутствующих, что ущерб, причиненный в результате диверсии в Веморке, не является катастрофическим, поскольку его последствия были преодолены относительно быстро. Кроме того, в ближайшее время в Норвегии вступят в строй еще два небольших предприятия, выпускающих ту же продукцию, – в Захейме и Нотоддене. Однако после этого профессор счел нужным добавить: «Однако, принимая во внимание обстановку в Норвегии, нельзя исключать возможность повтора таких актов саботажа, несмотря на все принимаемые нами меры безопасности. Поэтому в самое ближайшее время необходимо организовать дублирование всех основных производственных процессов, выполняющихся в Норвегии на предприятии «И.Г. Фарбен». В самое ближайшее время при выведении из строя цеха высокой концентрации в Норвегии произведенную в Норвегии тяжелую воду низкой концентрации можно будет отправлять в Германию для завершения технологического процесса». По словам Эсау, даже следуя самым пессимистичным прогнозам и предположив, что электростанция в Веморке будет полностью разрушена, предприятие «Leuna» могло рассчитывать на получение «сырья» из других источников: в обстановке строжайшей секретности по инициативе профессора Гартека велись переговоры с представителями предприятия Монтекатини в Мерано о поставках в Германию низкоконцентрированной тяжелой воды. «В любом случае, – продолжал Эсау, – в нашем распоряжении находится достаточное количество тяжелой воды для проведения экспериментов».
Конечно, такие слова были опасным преувеличением: возможно, именно эта убежденность профессора Эсау была причиной того, что до конца 1943 года так и не был окончательно решен вопрос массового производства для нужд Германии тяжелой воды низкой концентрации. А в 1944 году, когда Эсау покинул свой пост, решать эту проблему было уже поздно.
Годом раньше, при проведении эксперимента на реакторе «L–IV» Гейзенберг и Допель были вынуждены помещать порошок урана в алюминиевую сферу с относительно толстыми стенами. Возможно, из-за этого ученые не смогли точно определить интенсивность роста числа нейтронов. Четкое решение относительно того, как избежать применения в реакторе любых дополнительных материалов, предложил доктор Дибнер, к тому времени работавший в прямом подчинении профессора Эсау. Эта догадка пришла к нему, когда он сам проводил свой первый эксперимент с металлическим ураном. В 1942 году предприятие номер 1 компании «Degussa» во Франкфурте получило для плавки и формовки около тонны урана. Дибнер предложил часть этого металла изготовить в виде небольших кубиков. Однако к тому времени все, чем располагали ученые, были урановые пластины толщиной около одного сантиметра, изготовленные для экспериментов в Берлине. Теоретически было рассчитано, что идеальный размер стороны такого кубика составлял 6,5 сантиметра. Однако Дибнеру пришлось делать кубики с размером сторон 5 сантиметров; как ему объяснили коллеги, такие размеры позволяли оптимально нарезать пластины, величина которых составляла 19 х 11 сантиметров.
Доктор Дибнер относился к таким рабочим трениям в ученой среде, когда поневоле приходится выполнять чьи-то распоряжения, вполне философски. Недостаток своего влияния как теоретика он восполнял талантами экспериментатора. Например, ему удалось убедить коллег заморозить тяжелую воду, в которой слоями в форме гигантских сот предполагалось размещать кубики урана. Это позволяло не использовать в реакторе дополнительные материалы, такие как алюминий. Этот необычный, но перспективный эксперимент с тяжелым льдом был проведен в лаборатории низких температур
имперского института химических технологий при Национальном бюро стандартов. В сферическую форму поместили 232 килограмма кубиков урана и 210 килограммов замороженной тяжелой воды. Эту форму, в свою очередь, разместили в шаре из твердого парафина диаметром 75 сантиметров.Эксперимент был сложным, и, если бы ученые заранее сознавали все трудности, с которыми им придется столкнуться, они, возможно, предпочли бы отказаться от него и провести испытания по более простой схеме. Много сложностей вызывала необходимость поддерживать в реакторе температуру 12 градусов ниже нуля. Кроме того, использование в качестве замедлителя тяжелого льда делало невозможным при необходимости менять геометрическое расположение ячеек урана для улучшения характеристик реактора. И все же ученые были вознаграждены за свои труды: им удалось достичь невиданного доселе показателя роста нейтронов. Например, результаты эксперимента намного превосходили достигнутые в Лейпциге на реакторе «L–IV». Даже сами ученые группы Дибнера были изумлены «неожиданно чрезвычайно благоприятными результатами», полученными при относительно небольших размерах реактора. Очевидным выводом из эксперимента было то, что применение урановых ячеек из кубиков, по крайней мере, не уступало, а может быть, и превосходило принятое прежде распределение урана и замедлителя горизонтальными слоями.
Ученые приступили к подготовке двух последующих экспериментов, целью которых было попытаться определить, как изменение размера реактора, притом что все прочие факторы останутся постоянными, повлияет на рост нейтронов. Первый эксперимент планировалось провести в реакторе того же размера, но при нормальной температуре. Для следующего эксперимента размеры реактора предполагалось увеличить вдвое. Группа Дибнера планировала свести к минимуму применение дополнительных материалов, закрепив кубики урана внутри реактора на выполненных из специального сплава нитях. «Не было ни малейших сомнений в том, что увеличение размеров реактора должно было непременно привести к достижению критической массы, – писал впоследствии сам Дибнер, – проблема состояла лишь в достаточном увеличении количества урана и тяжелой воды».
По понятной причине профессор Гейзенберг не желал достойно оценить результаты, полученные группой Дибнера, и признать использование урана в кубиках оптимальным. На состоявшейся через несколько дней после проведения эксперимента в Берлине конференции Гейзенберг снова подчеркивал значение конструкции реактора, примененной им и профессором Допелем в прошлом году в Лейпциге. При этом он свел роль эксперимента Дибнера к «внесению некоторых изменений в тот реактор», что «привело к получению аналогичных результатов». Профессор «забыл» упомянуть важнейшее отличие реактора Дибнера от конструкции Допеля. Гейзенберг не был склонен проводить эксперименты с изменением геометрии расположения урана внутри реактора, которые запланировали его Берлинский институт и институт профессора Боте в Гейдельберге с целью проверить усовершенствования, предложенные группой доктора Дибнера. Ради провозглашенной Гейзенбергом логичности и последовательности реактор, на котором ученые текущим летом планировали продолжить эксперименты, должен был, как прежде, использовать уран в пластинах, один уровень которого отделялся от другого тяжелой водой.
Кроме того, Гейзенберг не выказывал ни малейших сомнений в том, что после достижения критической массы реактор сам по себе придет в температурное равновесие. Сейчас, однако, известно, что, если после достижения критической массы не использовать кадмиевый регулятор, последствия для реактора будут катастрофическими.
Такова была оценка, данная профессором Гейзенбергом эксперименту с тяжелым льдом на Берлинской конференции по ядерной физике, созванной Германской академией исследований по аэронавтике 6 мая 1943 года. Это учреждение пользовалось высоким авторитетом в ученой среде, однако его репутация в правительственных кругах была весьма посредственной. Всего месяц назад президент физического общества Карл Рамзауэр с трибуны этого заведения подверг критике правительство рейха за его неспособность организовать исследования в области ядерной физики в военное время.
Выло неудивительно, что, когда большинство ведущих физиков получили приглашение на конференцию, где должны были отчитаться о ходе своих работ, их формальный лидер профессор Эсау демонстративно попытался уклониться от участия в ее работе. Официальные власти попытались сорвать работу конференции: фельдмаршал Мильх на тот же самый день назначил собственную конференцию, которая тоже должна была состояться в Берлине. Это привело к тому, что в работе конференции, посвященной вопросам ядерной физики, снова приняло участие лишь небольшое число военных и политических руководителей страны. Отто Ган сделал общий доклад о проблемах деления ядра атома и о важности их решения для будущего; профессор Клузиус описал различные способы выделения изотопа урана-235; профессор Воте перечислил преимущества, связанные с разработкой в лабораториях Германии циклотронов и бетатронов.