Читать интересную книгу Атомный проект: Тайна «сороковки» - В. Новоселов

Научным руководителем Манхэттенского проекта назначили Роберта Оппенгеймера. Ему удалось создать коллектив, в который вошла большая группа выдающихся ученых: Э. Лоуренс, Г. Юри, А. Комптон, Э. Ферми, Ю. Вигнер, Э. Теллер и многие другие.

В кратчайшие сроки возникли три главных атомных центра. В Ок-Ридже (штат Теннеси) из урановой руды получали уран-235 и затем изготовляли бомбу. В Ханфорде (штат Колумбия) уран-238 путем облучения в атомном реакторе превращали в плутоний, из которого также можно было сделать атомную бомбу. В Лос-Аламосе (штат Нью-Мексико) разрабатывалась конструкция бомбы, рассчитывалась критическая масса боезаряда и испытывались способы подрыва атомного заряда.

2 декабря 1942 года под трибуной спортивного стадиона в Чикаго заработал первый в мире атомный реактор, построенный под руководством Э. Ферми и Л. Сцилларда. Теперь получение атомного оружия стало делом только времени.

Относительно быстрый успех США был обусловлен многими причинами. Очень сильным мотивом ускорения работы было то, что американцы опасались поражения СССР в войне с гитлеровской Германией. В этом случае, по их мнению, ничто уже не могло помешать ей использовать атомную бомбу против США. С другой стороны, на территории США не велось боевых действий, она не подвергалась варварским бомбардировкам "люфтваффе" и поэтому здесь работы могли развернуться в полном масштабе, чего не могла позволить себе Англия. Наконец, США обладали колоссальными финансовыми и материальными ресурсами, на их территории проживали сотни ученых, эмигрировавших из порабощенной Гитлером Европы и составлявших интеллектуальную элиту всего земного шара.

Чтобы не оставаться аутсайдером, Советский Союз должен был принять самые энергичные меры для преодоления наметившегося отставания в разворачивающейся гонке по созданию атомного оружия.

Глава 2

ИССЛЕДОВАНИЕ УРАНОВОЙ ПРОБЛЕМЫ В СССР

Отечественная наука располагала плеядой выдающихся исследователей, способных решить самые сложные научные проблемы, возникающие при создании атомной бомбы.

Появление довольно значительной группы талантливых ученых было не случайным. Советские физики старшего поколения любили и умели работать с молодежью. Они постоянно искали перспективную молодежь, опекали ее, давали хорошее образование, а затем направляли в лучшие лаборатории мира к Э. Резерфорду, М. Кюри, Н. Бору и другим корифеям физики. Многие крупнейшие физики мира приезжали в двадцатые и тридцатые годы в нашу страну, а некоторые, как Н. Эрнфест, длительное время жили и работали у нас. Повышенное внимание к ученым, иногда даже слишком, проявляло советское руководство. Объективно на пользу общему делу шло соперничество двух главных физических школ СССР — московской и ленинградской.

В таких условиях становление молодых ученых осуществлялось быстрыми темпами, а советская школа физики постепенно выходила на одно из ведущих мест в мире.

До войны в СССР работали несколько научных центров, в которых шло активное изучение строения атома. Пионером многих исследований являлся коллектив Радиевого института Академии наук СССР, находившийся в Ленинграде.

По предложению молодых талантливых исследователей Г. А. Гамова (в середине тридцатых годов эмигрировал в США) и Л. В. Мысовского в 1932 году начинается сооружение циклотрона — своеобразной пушки, с помощью которой можно было бы расщеплять ядра атомов. Высокий научный авторитет и достижения коллектива Радиевого института во многом определялись тем, что его возглавляли академики, выдающиеся ученые В. И. Вернадский, а затем В. Г. Хлопин. Благодаря их усилиям в институте появилась хорошая материальная база для изучения физики атомного ядра и радиационной химии. [9]

Одновременно в Ленинградском физико-техническом институте создается ядерная группа во главе с академиком А. Ф. Иоффе и профессором И. В. Курчатовым. [10]

Третий центр исследований строения атома организовал А. Ф. Иоффе на Украине. По его инициативе в 1928 году в Харькове создали физико-технический институт, основу которого составили лучшие питомцы академика: К. Д. Синельников, А. И. Лейпунский и еще пятнадцать талантливых выпускников ленинградского физтеха.

Тогда же в Свердловск направляется И. К. Кикоин и другие физики, создавшие впоследствии известную на весь мир научную школу. [11]

В начале тридцатых годов появились первые крупные результаты. Вышла монография Г. А. Гамова "Строение атомного ядра и радиоактивность". В 1935 году опубликована книга И. В. Курчатова "Расщепление атомного ядра". Тогда же И. В. Курчатов, Б. В. Курчатов, Л. В. Мысов-ский и А.И. Русинов открыли явление ядерной изомерии — то есть таких ядер атома, которые при равном атомном весе и равном атомном номере обладают различными радиоактивными свойствами.

Уже в 1939 году Н. Н. Семенов, Ю. Б. Харитон и Я. Б. Зельдович обосновали возможность цепных ядерных реакций в виде взрыва. Расчеты Харитона и Зельдовича, опубликованные в 1940 году, показали, что в природном уране самоподдерживающейся цепной реакции не происходит. Для этого природный уран необходимо обогатить изотопом урана-235 и замедлить скорость движения нейтронов с помощью тяжелого водорода или тяжелой воды. [12]

Накануне войны в РИАНе заработал первый в Европе циклотрон. В 1940 году под руководством профессора И. В. Курчатова исследователи К. А. Петржак и Г. Н. Федоров открыли самопроизвольное деление ядер урана. [13]

Раньше многих практическую значимость открытий в области физики атомного ядра понял академик В. И. Вернадский. По его настоятельному предложению 25 июня 1940 года на заседании отделения геолого-географических наук было решено разработать перечень мероприятий по использованию запасов урановых руд в СССР.

Как это обычно происходит, разработку мероприятий поручили инициатору заседания, а также академикам В. Г. Хлопину и А. Е. Ферсману.

12 июля 1940 года три академика направляют письмо со своими предложениями в адрес заместителя председателя Совета Народных Комиссаров СССР Н. А. Булганина. В нем они подчеркивали, что открытие деления ядер урана под воздействием нейтронов "ставит на очередь вопрос о возможности технического использования внутриатомной энергии". Ученые обращали внимание члена правительства на то, что "важность этого вопроса вполне сознается за границей и, по поступающим оттуда сведениям, в Соединенных Штатах Америки и Германии лихорадочно ведутся работы, стремящиеся разрешить этот вопрос, и на эти работы ассигнуются крупные средства" [14]. Авторы письма считали, что недооценка важности нового направления в науке и технике может привести к серьезному отставанию Советского Союза в решении проблемы использования внутриатомной энергии от зарубежных стран. Чтобы этого не произошло, ученые предлагали создать Государственный фонд урана, форсировать строительство циклотрона в Москве и срочно приступить к исследованию методов разделения изотопов урана и конструированию соответствующих установок.

Однако это обращение в Кремле было воспринято равнодушно. Совнарком всего лишь дал указание Президиуму Академии наук возглавить организацию и координацию исследований по урановой проблеме. Крупных ассигнований выделено не было.

30 июля 1940 года в соответствии с указаниями правительства Президиум утвердил "Урановую комиссию", председателем которой назначили выдающегося радиохимика, академика В. Г. Хлопина.[15] Это был удачный выбор. В. Г. Хлопин не только досконально знал тонкости урановой проблемы, но и умел соединить фундаментальные исследования с промышленным производством.

В. Г. Хлопин решил объединить вокруг комиссии лучших советских ученых многих специальностей. Этого требовала комплексная программа работ по урану. Она предусматривала поиск урановых руд и способов ее переработки; разработку методов получения сверхчистого урана; исследование механизмов деления ядер урана и тория; исследование цепных ядерных реакций в смеси урана и различных замедлителей нейтронов; разработку методов разделения изотопов урана.

В октябре 1940 года создается подкомиссия под руководством академика А. Е. Ферсмана по поиску, разведке и эксплуатации урановых месторождений. Геологи и геохимики активно взялись за работу и всего за полгода провели исследование радиоактивности вод и горных пород района Кавказских Минеральных Источников. [16]

На 1941 год Академия наук планировала значительно расширить круг исследований. Физики Ленинграда и Харькова должны были выяснить механизм деления атомов урана и разработать методы разделения его изотопов. Геологам и геохимикам поручалось отработать методы поиска месторождений урана на практике в различных районах СССР. Однако война нарушила все планы.