Убежденные в правоте Гана и Штрасмана, Фриш и Мейтнер не стали хранить молчание, и, как только закончились рождественские каникулы и Л. Мейтнер вернулась в Стокгольм, Отто Фриш отправился в Копенгаген, чтобы подробно рассказать Нильсу Бору о еще неопубликованном открытии Гана в Берлине. Он добавил и выводы, сделанные им и Мейтнер, относительно величины выделяемой при делении атомного ядра энергии. Вскоре после этого Бор отправился на несколько месяцев в США. Вместе с ним открытие пересекло Атлантический океан.
Отто Фриш и Лиза Мейтнер по телефону делились своими мыслями по поводу опытов Гана. Вскоре эти комментарии были оформлены в виде статьи, в которой впервые давалось определение реакции деления атомного ядра. В середине января статья была отправлена в редакцию журнала «Nature», однако ни в январе, ни в феврале она так и не была опубликована.
В то же самое время заменивший в группе Гана Мейтнер известный австрийский физик Иозеф Маттаух возвращался в Германию после прочитанного в Скандинавских странах курса лекций. Во время поездки в Копенгаген к нему присоединился Фриш. Всю дорогу ученые оживленно обсуждали способ определения количества выделяемой в результате реакции энергии, открытый Фришем и его родственницей Мейтнер. Фриш заявил, что недавно успешно доказал физическим путем то, чего группа Гана добилась в химической лаборатории, а именно: ему удалось ясно зафиксировать всплески ионизации на каждом этапе процесса деления атомного ядра. В Копенгагене Фриш сразу же повез Маттауха к себе в лабораторию, где продемонстрировал верность своего заявления. Он сказал, что отправил результаты своих экспериментов телеграфом Нильсу Бору в Америку.
23 января того же года, еще не зная об открытии Фриша, берлинские физики доктор Зигфрид Флюгге и доктор фон Дросте напечатали в «Zeitschrift fur Physikalische Chemie» свой отчет, из которого было видно, что они самостоятельно пришли к тем же выводам, что и Фриш с Мейтнер. К несчастью для тех и других, Нильс Бор выступил с докладом об открытии Отто Гана и сделанных на его основе расчетах физиков 26 января, на конференции по теоретической физике в Вашингтоне.
Как вспоминал один из участников конференции, «для всех присутствовавших эти новости явились полной неожиданностью». Бор заявил, что, по словам Фриша и Мейтнер, продукты деления можно выделить с помощью самой простой аппаратуры. Еще до того, как Бор, к словам которого аудитория всегда прислушивалась с особым вниманием, закончил свое выступление, некоторые из физиков-экспериментаторов вскочили со своих мест и, как были, в вечерних костюмах, поспешили в свои лаборатории, чтобы подтвердить или опровергнуть великое открытие.
В течение последующих двух дней многие американские газеты были заняты публикацией результатов их экспериментов, и, когда, наконец, месяц спустя в научной прессе появились подробные сообщения об открытиях Мейтнер и Фриша, а также их берлинских коллег, лавры первооткрывателей венчали совсем другие головы. Единственным упоминанием о памятных событиях тех дней в серьезной английской прессе была небольшая статья в лондонской газете «Таймс», где сообщалось, что в Колумбийском университете США была открыта реакция деления атома урана. Физику Энрико Ферми с помощью 60-тонного циклотрона, имевшегося в распоряжении университета, удалось «добиться этого удивительного превращения с выделением огромной энергии; такого количества энергии не выделялось ни при одной из известных современной науке реакций». Ферми вычислил, что в результате реакции было выделено в 6 миллиардов раз больше энергии, чем требовалось для ее инициации.
Через два дня после выступления Бора на конференции в Вашингтоне Отто Ган и Фриц Штрасман направили в тот же берлинский научный журнал еще одну статью. На этот раз она посвящалась продуктам деления атома урана. В статье «Доказательства образования активных изотопов бария в результате бомбардировки атомов урана и тория нейтронами» говорилось, что ученые не испытывают больше сомнений в том, каким образом можно определить вторичные продукты деления уранового ядра. Ган справедливо полагал, что при определении этих продуктов следовало исходить не из атомной массы, а из порядкового номера, который уран и продукты его деления занимали в периодической таблице: ядро имеющего номер 92 урана делилось на ядра бария (56) и криптона (36):
«Таким образом, можно сразу определить и число выделенных нейтронов».
Это было воистину золотым ключом в науке. Ган и Штрасман предположили, что в ходе инициированной с помощью нейтронов реакции выделяются дополнительные нейтроны. При этом освобождается такое огромное количество энергии, что становится очевидным, что человечество стоит на пороге нового мира. Было понятно, что освобожденные при первичной реакции деления ядра атома урана нейтроны можно было использовать для инициирования деления последующих ядер. Поскольку при новой реакции выделялись новые нейтроны, они могли бы привести к делению очередных ядер урана. При этом выделялась бы энергия, мощь которой было трудно даже представить.
Бедный профессор Ган! Теперь в 1945 году по истечении времени результаты практического воплощения его собственного открытия повергли его в ужас. Прошло всего шесть с половиной лет с тех памятных дней, и вот теперь он видел, как союзники применили его идеи в Хиросиме. Он признался своим коллегам, что долгие дни не мог спать по ночам, мучаясь угрызениями совести, и даже подумывал о самоубийстве.
Глава 2
Письмо в военное ведомство
Зять Кюри, профессор Фредерик Жолио-Кюри тщательно воспроизвел в своей лаборатории в Париже опыты Гана. В начале марта 1939 года он и его друг Ханс Халбан, а также их французский коллега Лев Коварски физическим путем доказали выделение нейтронов при реакции деления атома урана. В статье под названием «Освобождение нейтронов при взрывной реакции деления урана» они предположили, что для получения цепной реакции необходимо, чтобы при делении очередного атома урана выделялся хотя бы один нейтрон. Это предположение они пытались доказать при проведении опытов с растворами урана различной концентрации.
7 апреля группа Жолио определила с большой долей вероятности, что при делении уранового ядра выделяется от трех до пяти нейтронов[4].
Это позволяло предположить выделение энергии в ходе цепной реакции – целого каскада делений огромного количества урановых ядер. Деление каждого ядра сопровождается высвобождением энергии, что способствует лавинообразному делению на вторичные продукты распада всей массы использованного в этой реакции урана. 22 апреля статья парижских ученых была опубликована в журнале «Nature». Как позже вспоминал один из них, «ученые-физики во всем мире внезапно насторожились».
Через несколько дней в Геттингене проявились первые признаки того, что впоследствии стали называть «немецким атомным проектом». На ученом совете профессор Вильгельм Ханле сделал короткое сообщение о получении энергии в ядерном реакторе. После совета руководитель Ханле профессор Георг Иоос, признанный авторитет в области как теоретической, так и экспериментальной физики, заявил, что ученые не вправе замалчивать открытие такого масштаба. Иоос обладал традиционно прусским понятием о гражданском долге. Он немедленно написал письмо в министерство образования рейха, которому подчинялись все университеты.
В министерстве отреагировали неожиданно скоро. Профессору Абрахаму Эсау немедленно поручили организовать конференцию. Будучи авторитетным ученым, Эсау одновременно был горячим сторонником набиравшего силу националистического режима в Германии. В благодарность за активную поддержку правящей партии он был назначен руководителем имперского Бюро по стандартам.
Эсау понравилась идея подчинить себе физиков-ядерщиков. Он подготовил короткий список ученых, которых намеревался пригласить на конференцию. Первым конечно же стояло имя Отто Гана. Однако Ган с удовольствием отказался от участия в конференции: он уже был приглашен прочитать курс лекций в Швеции. Вместо него на конференцию поехал недавно прибывший из Вены в Далем на место Лизы Мейтнер профессор Йозеф Маттаух.
Конференция прошла в обстановке строгой секретности 29 апреля 1939 года. На первом совещании присутствовали профессор Эсау (председатель); профессора Йоос, Ханле, Гейгер, Маттаух, Боте и Гофман; представитель министерства доктор Дамес.
Руководитель отдела исследований министерства доктор Дамес объявил о своей озабоченности тем, что жизненно важное открытие профессора Гана оказалось опубликованным за рубежом. Маттаух заступился за своего нового шефа с горячностью, заставившей замолчать всю аудиторию. Упреки больше не повторились. После того как профессора Йоос и Ханле в нескольких словах отметили тот уровень, которого достигли исследования в области ядерной физики в Германии и за рубежом, был рассмотрен вопрос о строительстве экспериментального реактора, или «уранового котла».
Профессор Эсау рекомендовал засекретить все запасы урана в Германии. Кроме того, он предложил создать под своим руководством объединенную группу ученых, которая станет заниматься исследованиями в области ядерной физики. Большинство из присутствовавших ничего больше не слышали о немецкой урановой программе до самого начала войны.
И все же Эсау не сидел сложа руки. Была достигнута общая договоренность о том, что в первых экспериментах будет применяться оксид урана.
Позже оксиду урана и
3
8
На экспорт урана из Германии был наложен запрет. Кроме того, были начаты переговоры с имперским министерством экономики о поставках радия с шахт недавно захваченного Иоахимшталя (Иахимов, Чехословакия). Более сложной оказалась задача по обеспечению в рамках программы достаточного количества урана, однако благодаря усилиям министерства и она была успешно решена. В Геттинген на специальный анализ был доставлен образец. Почти одновременно с этим военное ведомство запросило направить туда опытного специалиста в данной области. Ничего не подозревавший Эсау проводил лабораторные исследования.
На самом деле оказалось, что очень скоро военное руководство объявило о своей собственной ядерной программе. Одновременно с тем, как профессор Георг Иоос написал свое письмо в министерство образования, была предпринята еще одна подобная инициатива. 24 апреля, через два дня после публикации в журнале «Nature» статьи французских ученых, молодой профессор из Гамбурга Пауль Гартек и его ассистент доктор Вильгельм Грот написали совместное письмо в военное ведомство, что привело к далеко идущим последствиям. В письме, в частности, говорилось:
«Мы пользуемся возможностью обратить ваше внимание на последние разработки в области ядерной физики. По нашему мнению, они позволят создать взрывчатое вещество, мощность которого во много раз выше обычной взрывчатки».
Кратко описав работы Гана и Штрасмана, а также отметив важность открытия Жолио-Кюри, немецкие ученые отметили, что в то время, когда Америка и Англия уделяют большое внимание исследованиям в области ядерной физики, в Германии эта тема полностью игнорируется. Им казалось неоспоримым, что «та страна, которая сможет полностью воспользоваться плодами открытия, получит всеобъемлющее преимущество над другими». Все последующее повествование тесно связано с именем профессора Гартека. Он был той движущей силой, которая сыграла ключевую роль в работах Германии над атомным проектом в годы войны.
Так же быстро на статью французских ученых отреагировали и в Лондоне. В газетах публиковались зловещие прогнозы, связанные с возможностями применения новой супербомбы, основанной на применении принципа деления ядра урана. Затем в дискуссию активно включились и официальные лица. Через четыре дня после публикации статьи в журнале «Nature» в министерства финансов и иностранных дел обратился председатель комиссии по научным исследованиям и противовоздушной обороне Генри Тизард. Он рекомендовал правительству Великобритании предпринять шаги с целью лишить Германию источников урана. Основным поставщиком урана в то время была Бельгия, обладавшая предприятиями по получению радия из урановой руды, поступавшей из Бельгийского Конго. По мнению Тизарда, запасы урана следовало либо выкупить немедленно, либо заявить о намерении их приобретения Великобританией, не допустив тем самым их закупки немцами.
Через несколько дней, 10 мая, состоялась встреча Тизарда с президентом бельгийской компании «Union Miniere» М. Эдгаром Сенжье, которая широко обсуждалась в официальных и неофициальных кругах. После встречи Тизард уже не настаивал на немедленном приобретении всех бельгийских запасов урана (которые, как теперь известно, составляли несколько тысяч тонн). Бельгийская сторона, в свою очередь, не была склонна признать за Великобританией право на приобретение всех ее запасов. В то же время англичанин предупредил Сенжье, что в руках его компании находится нечто, которое, попади оно в руки врага, приведет к катастрофическим последствиям для обеих стран.
Единственным положительным результатом встречи было то, что в ее ходе удалось выяснить, что в последнее время никто не проявлял повышенного интереса к закупкам у компании значительного количества урана. Британское адмиралтейство поспешило сделать из этого вывод, что другие страны либо не имеют достаточных средств для того, чтобы «включиться в эту гонку», либо решили, что создание сверхмощного взрывчатого вещества было «делом настолько далекого будущего, что заниматься решением этой проблемы пока не имело смысла».
В то же время профессор Томсон, о котором уже упоминалось, полагал весьма вероятным, что если немцы действительно работают над созданием урановой бомбы, то они, в свою очередь, должны опасаться появления такого оружия у англичан. Он предложил переправить по секретным каналам в Германию дезинформацию о том, что англичане провели испытания урановой бомбы огромной разрушительной силы. Результаты якобы были настолько ошеломляющими, что власти Великобритании решили отказаться от последних испытаний с тем, чтобы не подвергать проект риску раскрытия противником. Там же должно было упоминаться о том, что полученная энергия была эквивалентна пяти мегатоннам тринитротолуола, поэтому следовало подумать о том, как обеспечить британским самолетам необходимое время отлета на безопасное расстояние.
Черчилль, напротив, считал все разговоры немцев о супербомбе полнейшим блефом. Хотя в последнее время и появились определенные предпосылки для появления нового взрывчатого вещества «ужасающей мощи», полагал он, пройдет немало лет, прежде чем в этой области будут достигнуты серьезные результаты, следовательно, пока не было причин для опасений. Ссылаясь на своего советника по научным вопросам профессора Линдемана, впоследствии лорда Черуэлла, Черчилль назвал несколько причин, почему следовало считать безосновательными слухи о появлении в руках наци нового сверхмощного оружия. Во– первых, для изготовления нового взрывчатого вещества могла быть использована только незначительная часть природного урана. Получение этого компонента займет много лет. Во-вторых, цепная реакция возможна только при концентрации значительной массы урана; в противном случае освобождение энергии деления приведет лишь к незначительному взрыву и не даст сколь-либо серьезного эффекта. Таким образом, пока использование урана не могло быть более опасным, чем применение уже известных взрывчатых веществ. В-третьих, для получения нужных результатов было необходимо проведение широкомасштабных работ, которые вряд ли удалось бы скрыть. И наконец, в-четвертых, в распоряжении Берлина имелись лишь сравнительно небольшие месторождения урана в Чехословакии. Суммируя свои рассуждения, Черчилль полагал, что угрозу применения немцами урановой бомбы можно было игнорировать.