И Арденне не пришлось жалеть об этом. С первых же дней Хоутерманс взялся за очень важные работы. Сперва он провел экономический анализ различных методов разделения изотопов, затем выполнил очень тонкие измерения эффективных сечений различных веществ для медленных нейтронов. Последняя работа была особенно трудной, ибо в Германии не было циклотронов и Хоутермансу при измерениях приходилось полагаться только на весьма маломощные природные источники нейтронов.
Через восемь месяцев после начала работы у Арденне Хоутерманс завершил самое важное из своих исследований. Отчет "К вопросу об инициировании цепной реакции" занимал всего 39 машинописных страниц, но в нем содержался замечательный по своей глубине обзор всего теоретического фундамента немецкого атомного проекта, а также впервые приводились исчерпывающие расчеты цепной реакции на быстрых нейтронах и расчеты значения критической массы урана-235.
Историки атомных исследований и разработок обычно утверждают, что немецкие ученые не предпринимали попыток определить значение критической массы урана-235 и даже не давали себе труда подумать над вопросом о цепных реакциях на быстрых нейтронах. Фактически все обстоит совершенно иначе. Хоутерманс определенно проделал и то, и другое. И даже не один он. Позже, в сентябре 1942 года, в записке, посвященной возможности осуществления цепной реакции на быстрых нейтронах, Зигфрид Флюгге совершенно недвусмысленно указывал на всю важность получения урана-235 для создания урановой бомбы. А Гейзенберг, примерно в то же самое время, говоря о возможности создания урановой бомбы, в ответ на вопрос о ее размерах сказал, что она будет не больше ананаса. А еще через год на одной из лекций Гейзенберг воспользовался диаграммой, на которой изобразил схему процесса на быстрых нейтронах в уране-235. Кроме того, на основе результатов измерений эффективного сечения урана для быстрых нейтронов, проведенных в 1943 году венцами Йентшке и Линтнером, Гейзенберг уточнил теорию критической массы Хоутерманса.
Однако вернемся к отчету Хоутерманса. Его содержание не ограничивалось перечисленными важными положениями. Еще большее внимание Хоутерманс уделил возможности получения нового делящегося элемента, пригодного для создания бомбы, то есть тому, что мы называли "плутониевой альтернативой" урана-235. В сущности, Хоутерманс не открыл ничего нового, а лишь по-иному взглянул на известные уже факты. Еще в феврале 1941 года Вольц и Хаксель экспериментально установили, что уран-238 поглощает нейтроны значительно слабее, чем ожидалось. Они были убеждены в правильности своей интерпретации экспериментов и считали, что необходим пересмотр предположения Вайцзеккера о возможности извлечения делящегося продукта распада урана-239. По мнению Вольца и Хакселя, такое извлечение будет почти невозможным, поскольку этого вещества должно образовываться очень немного.
Хоутерманс отверг подобный ход рассуждений. В существовавших тогда условиях главное внимание следовало уделять вовсе не методам разделения, куда важнее было сосредоточить усилия на поисках такой наиболее эффективной геометрии реактора. Ведь в природном уране урана-238 в 139 раз больше, чем урана-235, и поэтому гораздо выгоднее изыскать способы утилизации распространенного урана-238, а не редкого урана-235. "Каждый нейтрон, который захватывается ура-ном-238, приводит к возникновению ядра элемента нового типа. А оно уже может делиться под воздействием тепловых нейтронов", - писал в отчете Хоутерманс. Но это означало не что иное, как изменение подхода к самому атомному реактору. Теперь его можно было рассматривать не только как источник энергии, но и как "машину для преобразования элементов", которая несравненно эффективнее самого лучшего способа разделения изотопов. Имея котел, в котором происходит цепная реакция, уже не нужно заботиться о методах разделения изотопов, достаточно будет разработать способы химического извлечения нового элемента из облученного в котле урана. А это гораздо проще и дешевле.
Ясная, исчерпывающая работа Хоутерманса явилась как бы итогом и поворотной точкой всего немецкого атомного проекта. Теперь немецким ученым казалось, что они имеют неопровержимые обоснования, для того чтобы дожидаться времен, когда появится достаточное количество тяжелой воды и станет возможным пустить в ход атомный котел.
И хотя об этом никогда не говорилось явно, все сочли, что необходимость в срочном изготовлении установок для получения урана-235 отпала.
2
Замечательным свойством научного прогресса является его универсальность, всеобщность. Особенно отчетливо проступает это свойство в военные времена, когда мировая наука распадается на отдельные изолированные сообщества и ученые разных стран трудятся разобщенно, ничего не зная о достижениях своих коллег из вражеского лагеря. Параллелизм научного развития ярко проявился на примере научных достижений союзных государств и держав оси в области радиолокации и реактивных двигателей.
Летом 1940 года ученые, разбросанные по университетам Великобритании и Америки, уже успели провести критический анализ нескольких возможных методов разделения изотопов и остановили свой выбор на одном из них. В числе рассмотренных был чрезвычайно дорогостоящий метод электромагнитного разделения, которым пользовался Нир при получении первых ничтожных количеств урана-235; был также метод термодиффузии, метод центрифугирования и, наконец, метод диффузии через пористую перегородку. От метода термодиффузии отказались по тем же причинам, что и немцы: "ввиду отсутствия какого-либо известного науке уранового соединения, применение которого могло бы дать желаемый результат". Из-за дороговизны отказались и от метода, которым пользовался Нир.
Единственным сулившим успех являлся метод диффузии через пористую перегородку - метод Герца. Первыми обратили на него внимание англичане. Единственным пригодным газом и в этом случае оказался все тот же шестифтористый уран. Его требовалось пропускать сквозь пористую мембрану при очень точно подобранном давлении. Молекулы газа с атомами урана-235, будучи более легкими, диффундировали в пористой преграде с большей скоростью, чем молекулы с атомами урана-238. Процесс диффузии следовало повторять много-много раз, прежде чем концентрация урана-235 увеличится до требуемого значения. Поэтому для работы завода, основанного на процессе газовой диффузии в пористой перегородке, требовалось огромное количество электроэнергии, хотя почти вся она должна была затрачиваться на приведение в действие чрезвычайно многочисленного и сложного насосного оборудования.
В декабре 1940 года группа британских ученых, работавшая под руководством ученого-беженца Ф. Симона, закончила проект большого завода, основанного на применении аппаратов Герца и рассчитанного на суточное производство 1 килограмма урана-235 с концентрацией 99 процентов. Под завод понадобилось бы отвести участок земли площадью 16 гектаров, и он должен был потреблять весьма значительную электрическую мощность - 60 тысяч киловатт. В этом же месяце фирма "Ай-си-ай" (Imperial Chemical Industries) подписала контракт на производство первых промышленных количеств шестифтористого урана (в Германии его производство шло уже полным ходом).
Что же касается работ в США, то в ту пору они в общем-то отставали от английских, хотя физики, работавшие на гигантском калифорнийском циклотроне, вырвались далеко вперед на плутониевом направлении. Только летом 1940 года Американский урановый комитет, встревоженный весьма преувеличенными слухами об успехах, достигнутых в Вирусном флигеле, наметил обширную программу действий, руководство которыми было возложено на Национальный совет оборонных исследований, возглавляемый доктором Ваневаром Бушем.
Буш получил от Рузвельта указание обменяться с англичанами научной информацией, и в марте 1941 года британские ученые получили из Вашингтона первые научные отчеты. На их основе профессор Пайерлс произвел начальную оценку критической массы урана-235. По его предположению, она составляла 8 килограммов или даже меньше. В мае 1941 года английской фирме "Метрополитен-Виккерс" был выдан заказ на строительство опытного завода с 20 ступенями газодиффузионного разделения урана. Однако работы по плутонию в Кембридже не только не развивались, но и постепенно сворачивались, главным образом из-за отсутствия циклотрона. Была и другая причина. Некоторые авторитетные английские ученые скептически относились к возможностям изготовления плутониевой бомбы. Им казалось, что ее создание неизбежно окажется в зависимости от производства достаточного количества тяжелой воды, то есть от создания действующего реактора. А это, считали они, было едва ли более легким делом, чем производство урана-235.
В июле 1941 года специальная правительственная комиссия при министерстве авиационного производства, ведающая английскими атомными разработками, выпустила специальный отчет. В нем был дан обзор состояния ядерных исследований в Великобритании. Авторы отчета указывали, что для создания эффективной атомной бомбы с тротиловым эквивалентом 1800 тонн потребуется примерно 11 килограммов урана-235. Комиссия сочла также необходимым сделать следующее предупреждение:
Нам известно, что Германия столкнулась со множеством трудностей в своем стремлении наладить поставки вещества, называемого тяжелой водой. На начальных этапах работы мы также считали, что это вещество окажется чрезвычайно необходимым и для наших работ. Фактически же дело теперь представляется таким, что ценность тяжелой воды для производства атомной энергии ограничивается лишь теми процессами, которые по всей вероятности не имеют непосредственного военного значения. Однако к такому же выводу, возможно, пришли и немцы, а потому будет нелишним упомянуть, что избранное нами теперь направление работ таково, что оно рано или поздно станет ясным каждому мыслящему ученому.
Состояние работ в то время позволило авторам отчета предположить, что необходимый для первой атомной бомбы материал будет накоплен уже к концу 1943 года.Возникал вопрос: не опередят ли англичан немцы? Чтобы дать на него ответ, Интеллидженс сервис предприняла ряд мер. Одна из них, наиболее близко соприкоснувшаяся с немецкими урановыми исследованиями, была направлена на получение данных о заводе тяжелой воды в Рьюкане; любое упоминание о тяжелой воде в донесениях Интеллидженс сервис теперь должно было изучаться самым тщательным образом. И когда летом из Тронхейма в Лондон поступило сообщение о дальнейшем увеличении выпуска тяжелой воды, стала ясна вся серьезность работ немецких ученых.
В ход были пущены основные силы британской разведки.
В норвежском отделе Интеллидженс сервис в то время работал капитан-лейтенант Эрик Уэлш. Он был старым боевым офицером и еще в первую мировую войну служил на минном тральщике. Затем, уже в мирное время, он стал дельцом и работал в Норвегии управляющим завода Международной компании красок. В Норвегии он и женился. Он хорошо знал эту страну и имел там немало связей. К достоинствам Уэлша следует отнести и его довольно широкие в сравнении с большинством разведчиков научные познания, облегчившие выполнение возложенных на него задач.
Вскоре после того как из Тронхейма поступило донесение, одна из его копий была направлена молодому ученому доктору Джонсу, прикомандированному к Интеллидженс сервис. Ознакомившись с донесением, Джонс тут же связался по телефону с Уэлшом. Оказывается, и тот уже знал о нем, но совершенно не представлял себе, что такое тяжелая вода, кому и зачем она может понадобиться. Джонс объяснил Уэлшу всю важность донесения и попросил его затребовать от тронхеймского агента подробнейшие данные о производстве тяжелой воды Норвежской гидроэлектрической компанией.
Но тут произошла совершенно неожиданная осечка. Задание Уэлша было очень своеобразно воспринято в Тронхейме. Норвежцы истолковали его как тайные английские козни. Тронхеймский агент в своем донесении спрашивал, не кроется ли за этим запросом британская фирма "Ай-си-ай" - один из самых сильных конкурентов Норвежской гидроэлектрической компании в предвоенные годы. "Помните, - писал агент, - кровь тяжелее, чем сама тяжелая вода". Джонсу очень хотелось бы узнать, что за человек составитель донесения, но пока это было невозможно. Только осенью довелось Джонсу познакомиться с ним.
А тем временем Уэлш, единственный профессиональный разведчик, хоть чуточку разбиравшийся в научных вопросах, к ужасу всех научных советников, прикомандированных в офицерских званиях в Интеллидженс сервис, постепенно брал в свои руки все управление разведывательными операциями. Уже в первые годы в силу значения, придаваемого разведкой норвежским операциям, Уэлш считался чрезвычайно полезным, а в последующие годы он стал и вовсе незаменимым.
Даже в середине 1941 года Америка не думала серьезно о войне. И хотя война была уже у ворот, американские физики еще не ставили перед собой задач военного характера. Главный упор в их урановых исследованиях по-прежнему делался на использование урана в качестве источника энергии. Отношение американских ученых к урановым исследованиям изменилось лишь после того, как в Вашингтон неофициальным путем попала копия отчета КМАУР, где ясно и убедительно говорилось об атомных перспективах и о возможных направлениях немецких работ в этой области.
Но именно в Америке в те дни впервые прозвучал вопрос, которому впоследствии было уделено огромное внимание. Правда, первым высказал его англичанин, британский научный представитель в Вашингтоне. В письме председателю Научного консультативного комитета при кабинете министров он указывал, что немедленно после того, как будет доказана возможность изготовления урановой бомбы, потребуется ясно ответить на вопрос, следует ли применить такую бомбу: "Так, например, пожелают ли наш премьер-министр и американский президент, а также начальники соответствующих генеральных штабов санкционировать полное разрушение Берлина и окружающих сельских районов, если им будет сказано, что оно осуществимо одним ударом?"
Существовавший в то время подход к моральному аспекту атомной бомбардировки изложен официальным историком британских ядерных исследований; правда состоит в том, что тогда, на начальном этапе, британские ученые еще не видели в этом никакой дилеммы; большинство их, за исключением наиболее убежденных пацифистов, все свои силы отдавали войне и победе над Германией. "И самыми неутомимыми и решительными сторонниками поражения Германии были ученые, эмигрировавшие из Европы; на их долю выпало сыграть исключительно важную роль в разработке атомной бомбы". В то время почти не было сомнений в способности Германии изготовить урановую бомбу. Хотя эта страна и изгнала многих лучших своих ученых, ока располагала многими другими, которые, подобно Гейзенбергу, Виртцу, Гану, не пожелали покинуть ее.
И сколь ни были скудны сведения, и министерство экономической войны, и данные из шведских источников, и информация, полученная от некоторых людей, проживавших теперь в Америке, - все подтверждало худшие опасения. Так, министерство предполагало, что немцы все в большей степени интересуются португальскими урановыми рудами и уже вывозят в Германию уран из некоторых рудников. Более того, в министерство поступили сведения, еще более устрашающие: немцы заказали большую партию вентиляторов такого типа, который пригоден для газодиффузионного обогатительного завода.
Разумеется, большинство подобных сведений оказывались на поверку бумажными призраками, взращенными некоторыми незадачливыми работниками разведки. Но ведь имелись и другие сведения, которые невозможно было игнорировать. И чем, если не атомными разработками, можно было объяснить столь острый интерес немцев к повышению производительности норвежского завода тяжелой воды? Чтобы получить дополнительные и в то же время достоверные сведения, Интеллидженс сервис решила установить выполняемую работу, имена и место пребывания физиков-ядерщиков, оставшихся в Германии. Профессор Пайерлс и его коллеги составили для разведки список имен тех ученых, которые, по их мнению, являлись основными действующими лицами атомного проекта в Германии. Всего в этом списке было перечислено шестнадцать человек, и, конечно, в нем фигурировали имена физиков из Института кайзера Вильгельма в Далеме.
Установить слежку за каждым из названных физиков Интеллидженс сервис была не в состоянии, слишком мало у нее для этого было в Германии агентов, но она нашла другой достаточно эффективный метод - тщательное изучение немецкой научной периодической печати, лекционных расписаний и лишь дополняла его изучением образа жизни основных ученых. Постепенно это позволило установить достаточно полную картину деятельности немецких атомщиков.
Члены КМАУР хорошо понимали, что без прямой поддержки премьер-министра чрезвычайно сложные и в, то' же время не дающие полной гарантии на успех ядерные исследования обречены на провал. Поэтому они приложили немало старания, чтобы заручиться помощью и поддержкой профессора Линдемана, научного советника и друга Уинстона Черчилля. Именно потому Линдеману и был вручен один из экземпляров отчета КМАУР.
Ознакомившись с ним, Линдеман направил 27 августа приватное письмо Черчиллю. Письмо было написано на шести страницах и посвящалось "сверхвзрывчатке", о которой Линдеман уже не раз говорил премьер-министру. Но на сей раз советник высказывался гораздо более решительно: "У нас, в Америке, и, по всей вероятности, в Германии в данном направлении уже сделано очень многое, и это позволяет предположить, что, скажем, через два года бомбу можно будет изготовить и пустить в дело". Чтобы не докучать Черчиллю цифрами, Линдеман переделал данные из отчета КМАУР в диаграммы, наглядно показывающие возможность доставки самолетом тысячекилограммовой бомбы с тротиловым эквивалентом около 2000 тонн. В этом же письме Линдеман отмечал, что союзники уже имеют достаточные залежи руды в Канаде и в Бельгийском Конго, и тут же добавлял: "немцы, как я полагаю, имеют меньше (в Чехословакии), но, боюсь, и этого хватит".
Стоимость завода, способного еженедельно изготовлять по одной бомбе, оценивалась всего в 5 миллионов фунтов стерлингов; что же касается персонала на таком заводе, он представлялся схожим с персоналом крупного турбостроительного предприятия. Заканчивая письмо, Линдеман без всяких обиняков писал: