"Это требует действий". 11 октября 1939 г. в Овальном кабинете Белого дома в центре Вашингтона беседовали двое: интеллигентного вида улыбчивый инвалид, ожидающий переизбрания на третий президентский срок, и его приятель и личный советник, без особых примет. Человека в инвалидной коляске звали Франклин Рузвельт, его собеседника, пронырливого биржевого спекулянта и способного финансиста – Александр Сакс. В кармане последнего лежал документ, подписанный еще одним действующим лицом драмы мирового масштаба, известнейшим из физиков XX в. Альбертом Эйнштейном. Собственно ради ознакомления Рузвельта с этим письмом советник и настоял на встрече с шефом. Эпистола содержала информацию о возможности использования слабо изученной реакции атомного распада для создания оружия небывалой разрушительной силы.
Рузвельту текст не понравился. У него уже было оружие для покорения мира – экономическая мощь США. Других «бомб» давно продуманная и уже работающая схема построения американского миропорядка не требовала. Президент мягко заметил своему инициативному советнику, что на данном этапе малопонятные и неподтвержденные практикой выводы Эйнштейна Белому дому не интересны.
Однако Сакса не легко было «выбить из седла», миллионы он добыл настойчивостью и энергией. Многолетняя привычка идти до конца сработала, и советник прибег к дополнительным аргументам. Он вспомнил исторические примеры, из которых явствовало, что невнимание к соображениям ученых не раз разрушало великие планы политиков. Подействовало. Когда беседа подошла к концу, президент, перекатив коляску к столу, черкнул резолюцию на документе: «Это требует действий». Кто после этого рискнет утверждать, что историческая наука лишена прикладного значения?
"Проект Манхеттен". Письмо эмигранта, бежавшего их нацистской Германии, оснащенное визой величайшего из американцев, привело в движение грандиозный механизм госдепа США, проложило новые русла для полноводных финансовых потоков, сориентировало энергию сотен тысяч людей. Оно положило начало самому масштабному начинанию первой половины XX в., кратко озаглавленному «проект Манхеттен». Его итогом стало создание оружия, изменившего представление человечества о мире и о себе самом. Оружия, смысл которого содержал «абсолютное зло».
Проще выражаясь, «атомная бомба», как все великие явления, не подлежит однозначной оценке по упрощенной ценностной шкале типа «хорошо – плохо». Она сделала политикой дисциплинированными, повысив планку ответственности, позволив избегать глобального катаклизма очередной «горячей войны». Но прежде, чем это произошло, мир сполна познал зло, содержащееся в продукте «манхеттенской разработки». Период «знакомства со злом» следует помнить всегда, дабы и впредь прошлое указывало относительно безопасный маршрут в будущее.
"Атомная революция". С точки зрения простой хронологической последовательности, американцы отнюдь не были лидерами «гонки за злом». На первичном этапе ознакомления с принципами военного использования реакции принудительного расщепления атомного ядра приоритет держали французы и немцы. В конце XIX в. ученые выяснили, что атомы, считавшиеся прежде абсолютными начальными частицами вещества, неизменными и неделимыми кирпичиками мироздания, на самом деле состоят из более мелких составляющих. Выяснилось, что каждый атом – система, по сложности не уступающая вселенной, с ее звездами, планетами и прочими другими космическими объектами. То была революция в философии и не только.
Атом и энергия. Особенно радовались физики. Вообще ученый – это тот, кто норовит посмотреть, что внутри. Биологи интересуются внутренностями мышей и лягушек. Историков волнуют подспудные побудительные мотивы общественных процессов прошлого. Химики вместе с физиками лезут глубже, норовя постичь, из чего состоит материя. Последние, уяснив, что атом – стройная система, пожелали ее разломать, чтобы разобраться, что к чему и как работает. Интерес был не праздным. Существовали смутные подозрения, что в процессе ломки ошибочно оцененного в качестве неделимого атома может возникнуть энергия.
Энергию человечество любило и любит, все время озабоченное вопросом, как избавиться от проклятия, связанного с необходимостью трудиться в поте лица ради насущного хлеба. Суть прогресса в науке как раз и сводится к поиску путей минимизации пота при увеличении количества хлеба. А для этого нужна энергия, лучше чужая. Потомки Адама желают, чтобы за них трудилось нечто, а им оставалось бы лишь потреблять. Очень человеческое желание, священное и неистребимое. Шествующие в авангарде этой борьбы физики возликовали. От перспективы демонтажа атома польза ожидалась большая. Атом – штука маленькая, зато их много. Как начнут отдавать энергию, так и заработает принцип «с миру по нитке – голому рубашка». Потому над расщеплением ядер бились лучшие умы. Однако оказалось, что разбивать атомы - дело трудоемкое. И физики, будучи все же людьми, решили переложить эту работу на сами атомы, чтобы сами дробились, отдавая энергию. В этом направлении и начались поиски.
Как работает атом. В 1938 г. в Германии отыскали атом, готовый к сотрудничеству с физиками. Им оказалось атомное ядро урана, пребывающее в состоянии неустойчивости. Частицы этого вещества стремились к саморазрушению. Время от времени по известной только им причине урановые ядра самораспадались на две половинки. При этом 2-3 нейтрона срывались со своих орбит и "бегом бежали" из опостылевшей развалившейся системы. На бегу, скорость которого определялась в 10 000 км/сек., нейтроны невежливо толкали соседние атомы. Должно быть от возмущения зацепленные лопались, в свою очередь отпуская на свободу новых беглецов. В результате гибель одного ядра провоцировала смерть 2-3 других и так далее. Явление получило название «цепная ядерная реакция». Для ученых главным следствием возмущения в среде атомов урана было то, что оно способствовало выделению огромных масс тепловой энергии.
В свете подобного открытия рисовалась возможность превращать тепло в любую другую энергию. Для этого оставалось лишь научиться провоцировать процесс и управлять им. Как всегда, мелкие доработки оказались наиболее сложной частью работы, растянувшейся на шесть напряженных лет. Годы в аккурат совпали со Второй мировой войной.
Париж: законодатель атомной моды. Оснований предполагать, что не будь войны, атомная энергия служила бы исключительно благим целям, нет никаких. Обязательно нашлись бы люди, предложившие использовать открытое явление для уничтожения себе подобных. Так что война не исказила направление работ, а лишь ускорила изучение военного аспекта открывающихся возможностей. Как любое горючее, уран можно было сжигать медленно, нагревая пар, приводящий в движение лопатки турбин или поршень паровой машины, а можно быстро - ради получения избытка тепла. Мгновенный выход тепловой энергии в просторечье именуется взрывом. Это уже по части политиков и генералов. Прошлый век тем и отличался от предшествующих, что научные достижения быстро становились достоянием всего общества, в том числе и начальства, возросший образовательный уровень коего позволял, не разбираясь в тонкостях дела, уловить практическую пользу открытий. Трудно сказать, в какой из стран политики первыми заинтересовались атомными исследованиями, так как в XX в. все важные решения начали маскировать тщательнее, чем когда-либо ранее. Но достоверно известно, что инициатором целевой поддержки физиков-ядерщиков стало правительство Франции. Именно в Париже нашли деньги на финансирование анализа возможностей военного применения открытия.
Следующим шагом стали работы по выявлению способности иных государств создать атомную "взрывчатку". К исследовательским программам подключился самый гибкий инструмент государства – разведывательные службы.
Поиски ученых Германии. В первую очередь французов беспокоила сопредельная гитлеровская Германия. Специалисты Второго бюро начали консультации с ведущими учеными Коллеж де Франс. Круг вопросов, заданный заведующему кафедрой ядерной химии Ж. Кюри, был широк. Его и ассистентов просили оценить состояние немецкой науки в сфере ядерных исследований. Оптимизма ответ не внушал. Кюри признал, что, не смотря на отток ученых из Рейха, вызванный животным расизмом гитлеровцев, оставшихся «арийских мозгов» вполне хватит для решения проблемы создания бомбы. Однако он успокоил «рыцарей кинжалов и плащей», упомянув, что, не смотря на технологическую возможность разработки бомбы, немцам, очевидно, не хватает сырья.
Офицерам разведки пришлось вникать в технические подробности, сводившиеся к следующему. Для создания "взрывчатки" в первую очередь нужно много урана. Причем, его должно быть очень много, поскольку цепную реакцию можно возбудить не во всяком атоме этого вещества. Обычный уран-238 для этой цели годится лишь после соответствующей переделки. В его массе следует выловить немногочисленные сегменты разрушения. По природе неустойчивыми являются особые атомы урана. У уранового изотопа-разрушителя слегка отличная атомная структура с меньшим числом нейтронов. Это тот же уран (U), но в его атоме не хватает трех частиц, поэтому он легче и обозначается U-235. Чтобы отделить радиоактивные изотопы от массы бесполезного для военных целей урана нужно перелопатить огромные массы этого вещества, причем сложнейшими способами.
Проблема сырья. Способов немцы знали несколько, но сырого урана для переработки до поры не имели. На заре атомной эпохи уран в ограниченных дозах, нужных химии, добывался лишь в двух местах земного шара. Богатое месторождение разрабатывалось в Бельгийском Конго на африканском континенте, в Европе уран брали близь чешского местечка Яхимов, где руда была относительно бедна. На счет чешских рудников беспокоиться не следовало. При технологиях того времени наскрести на бомбу в Яхимове было невозможно.
Второй проблемой для гитлеровцев являлось отсутствие так называемых «замедлителей». Для получения взрывчатки уран следовало погрузить в реактор, тогда его называли атомным котлом, где атомы 235-го могли расщепляться «в свое удовольствие», обогащая своими частицами пассивные ядра U-238. В итоге получался новый элемент, названный впоследствии плутонием. Он отлично подходил на роль взрывчатки. Причем создать плутоний было несравнимо проще, нежели выделить из 140 ядер обычного урана единственный, активный 235-й атом. Но вот беда, протекающими в реакторе процессами нужно управлять. Если частицам дать волю, они переколют все ядра, и реактор рванет мощно и вредоносно. Следовательно, нейтроны нужно при необходимости затормаживать.
В поисках замедлителя. Для этого годятся графит или тяжелая вода. Шустрые нейтроны вязнут в их атомной структуре, как человек, бегущий по пояс в воде, и теряют скорость. Это позволяет избежать катастрофы. Кроме того, медленными нейтронами проще крушить урановые ядра, подобно тому, как стекло проще разбить вдребезги мячиком, а не стремительной пулей, пробивающей в окошке лишь аккуратную дыру. Тяжелая вода встречается в природе еще реже, чем урановый изотоп, ее не более 1 литра на 7 тонн обычной, и это хорошо. Возможна переработка обычной Н2О в тяжелую, но для этого потребны огромные энергетические мощности. Для выделки сверхчистого графита электричества нужно еще больше. Чтобы произвести любой из замедлителей немцам предстояло отключить от энергосистемы массу предприятий, дабы сэкономить киловатты на переделку воды. Что было абсолютно невозможно, особенно учитывая, что основу германской энергетики составляли тепловые электростанции, продукция которых была очень дорогой.
Исходя из вышеописанных соображений, французские компетентные органы пришли к выводу, что создание атомного оружия – дело чрезвычайно сложное и для Германии доступное лишь гипотетически. Однако следовало «держать ухо востро», ибо полной уверенности не было ни у ученых, ни у разведчиков, поскольку вокруг урановых проектов существовало слишком много белых пятен.
"Битва за атомное сырье". Своими соображениями по атомному поводу французы поделились с британскими союзниками. Общий вывод сводился к тому, чтобы предпринять все необходимое, дабы исключить возможность получения Гитлером материалов, требующихся для экспериментов с ядерной энергией. Создание своей бомбы демократы считали вторичной задачей.
«Битва за атомное сырье» началась в 1938 г. После оккупации нацистами Чехии, яхимовские рудники попали в распоряжение ученых Рейха. Спецслужбы демократий с тревогой констатировали, что экспорт урана был немедленно прекращен. Сомнения в том, что Германия ведет соответствующие исследования, отпали сами собой.
Затем началась война. Изучение военного аспекта атомной энергетики было повсеместно ускорено. В сентябре 1939 г. в Германии при Управлении вооружений было учреждено так называемое «Урановое общество». В апреле 1940 г. британское правительство приступило к финансированию собственного проекта в тесной кооперации с французами. Не дремала и их разведка. Получив сведения, что гитлеровцы изыскивают возможность получения замедлителя, французы провели эффектную операцию противодействия. Единственный в Европе завод по производству тяжелой воды располагался в Норвегии. Узнав, что немцы готовятся заключить контракт на закупку всей производимой предприятием продукции, они перекупили запас замедлителя, все 180 литров тяжелой воды отправились в Париж. Попытки немцев перехватить груз закончились провалом.
Однако затем нацистам здорово повезло. В ходе весенне-летней компании 1940 г. им удалось прибрать к рукам невредимый завод тяжелой воды в норвежском городе Рьюкан, а затем более половины мирового запаса извлеченного урана, хранившегося на складах одной из бельгийских фирм. Рейх стал обладателем 1200 тонн уранового концентрата и возможности получать около 50 литров тяжелой воды год. В новых условиях у нацистов появились реальные шансы создать бомбу.
В этот угрожающий момент на сцене битвы за расщепляющиеся материалы впервые появились американцы. Их усилиями другая половина урана, добытого в Конго, была скрытно переправлена в Нью-Йорк, став в последствии сырьевой основой манхеттенского проекта.
Балансирование над атомной пропастью. Год 1941 стал периодом балансирования над атомной пропастью. Складывающаяся антигитлеровская коалиция и нацистский Рейх имели практические равные возможности овладеть атомной энергией. В июле британские физики, усиленные пополнением из Франции, впервые сформулировали генеральную идею бомбы. Правительственной комиссии были представлены расчеты критической массы урана-235, необходимой для подрыва взрывчатки. Дело в том, что для создания лавинообразной цепной реакции, приводящей к моментальному высвобождению энергии, т.е. к взрыву, требуется строго отмеренная масса вещества. Оно помещается в корпус бомбы в количестве слегка недостающем для начала реакции. Затем при сбросе на цель заряд обычной взрывчатки деформирует и сжимает капсулу основной начинки. В результате сжатия масса атомного заряда доходит до кондиции. Возмущенные атомы дробятся, и происходит взрыв.
Чтобы стало понятнее, следует привести пример с общественным транспортом в час-пик. Представим себе переполненный душный троллейбус, до отказа забитый пассажирами. Шевельнуться невозможно, дышать нечем, настроение у пассажиров мерзкое. Но люди крепятся, сжав зубы, терпят присутствие друг друга. Но вот зловредный водитель резко затормозил, граждане в салоне навалились на ближних своих и чья-то психика не справилась со стрессом, последовал первый бранный выкрик, резкое движение – и готово. Через секунды скандал становится всеобщим. Атомы ведут себя похожим образом.
ЭВМ. Расчеты этого процесса требуют высочайшей точности и множества сложнейших вычислений. Их успешное выполнение в Англии оказалось возможным благодаря применению первых электронно-вычислительных машин. Эти еще неуклюжие, но уже мощные машины англичане применяли для дешифровки кодов «Энигмы», затем к ним подпустили расчетчиков атомного проекта, что сэкономило массу времени. Без ЭВМ операции, выполненные за месяц, растянулись бы на годы напряженной работы сотен лучших математиков Альбиона.
Программа "Тьюб Эллойс". Вторым успехом англичан следует признать доказанную ими возможность получения плутония, использовать который в качестве начинки для атомной бомбы было гораздо выгоднее, нежели природный U-235, селекция которого поглощала огромные ресурсы. Таким образом, облик оружия будущего стал известен ученым. Оставалось самое сложное: воплотить теорию в изделие, пригодное к применению. Справиться с этим было сложнее. Промышленность Британии не обладала необходимой мощью. Синтезировать идею англичане могли, особенно учитывая, что часть интеллектуального труда они бесцеремонно присвоили у французов, оказавшихся на островах, и бежавших из Германии эмигрантов. Сырье англичане отыскали легко, начав добычу урана в доминионах на юге Африки и в Канаде. Делать чистый графит в Англии тоже умели. Но вот при постройке производственных систем возникли сбои. Не хватало электроэнергии. Металлургия не располагала технологиями создания сверхпрочных сплавов способных выдержать взаимодействие с чрезвычайно химически-агрессивными элементами атомного производства. Не существовало аппаратов сверхточной сварки, необходимых для обеспечения полной герметичности объектов производственного цикла. Но главное, британская наука не смогла решить гиперважную проблему селекции урановых изотопов, без которых запустить реактор было невозможно. Британская программа «Тьюб эллойс» забуксовала, попав в болота индустриальной немощи «экс-мастерской мира».
В последствии мстительные англичане станут всемерно распространять исторический тезис о том, что в строю демократий Альбион исполнял роль мозга. Соединенным Штатам мореплаватели отводили лишь образ мускулатуры Запада. Отчасти так оно и было. Открытия, революционизировавшие военное дело действительно делались в Англии. Радио и гидролокаторы, ЭВМ, проект атомной бомбы родились на британской земле. Однако их воплощение в жизнь стало заслугой американцев, собравших богатый интеллектуальный урожай с союзной нивы. Проект Рузвельта не оставлял Британской империи шансов на выживание, и экспроприация ее научных достижений была важным звеном в цепи расчистки мирового экономического пространства от былых хозяев.
Американцы уясняют возможности англичан. Англичане охотно шли в расставленные Рузвельтом сети осенью 1940 г., когда в небе над островами шла ожесточенная борьба за Британию, Черчилль предложил американцам сотрудничество. На первых порах оно заключалось в, своего рода, инспекциях заокеанских ученых на «атомные» объекты союзника. Американцы приглядывались, выясняя, «стоит ли игра свеч». Главное, что Вашингтон уяснил после ознакомления, это уверенность, что в сложившихся условиях бомба у англичан не получится. Это Белый дом устраивало. Там понимали, что и другие европейцы, включая нацистов, нового оружия не осилят. Однако после того, как увидели свет реальные чертежи и расчеты, опубликованные британскими учеными, американцы оживились. В декабре 1941 г. Рузвельт принял решение резко ускорить движение американского проекта. Эпизодическое финансирование теоретических научных групп сменилось мероприятиями иного уровня. Было решено создать атомную промышленность, оснастить исследовательские центры. Исторический разговор с Саксом трансформировался в предприятие, развернутое с американским размахом.
6 декабря 1941 г. На старте американцев подстерегал конфуз. Рузвельт, сам того не ведая, исхитрился подписать документы «атомного пакета» 6 декабря 1941 г. За несколько часов до нападения японцев на Перл-Харбр, т.е. до вступления США во Вторую мировую войну. Тем самым он основательно навредил своему преемнику Трумэну, пытавшемуся утверждать, что бомбардировки Хиросимы и Нагасаки были только местью за японское коварство. Американцев жаль. Если бы бумаги были подписаны в ночь на 7 декабря, никто бы не подкопался, и миф о благородных янки, лишь отплативших злом за зло выжил бы. Однако на беду последующих поколений американских идеологов, Рузвельт подмахнул проект днем 6-го числа, собственноручно проставив дату, исключающую возможность трактовать гибель японских женщин и детей как жестокий, но справедливый урок вероломным агрессорам.
Работы в Германии. А что же немцы? В Рейхе работы над бомбой полным ходом шли в тупик. Германский проект, по началу весьма перспективный, сгубило преклонение перед авторитетами. К 1941 г. члены «урановой группы» подобрали ключи к управлению атомной реакцией, однако из нескольких отмычек была выбрана самая неудачная. Загвоздка крылась в замедлителе. Руководитель «замедлительного направления» Вальтер Боте считался образцом ученого-арийца и идеалом национал-социалиста. Его эксперименты с графитом и тяжелой водой дали результаты, однозначно свидетельствующие в пользу воды. От графита "научный фюрер" решил отказаться, поставив весь проект создания рабочего ядерного котла в зависимость от привозной норвежской продукции. Опротестовать выводы светила никто не рискнул, ибо другие известные методики работы реактора, как назло принадлежали «неарийским авторам». В принципе, водный путь, действительно, был кратчайшим и самым удобным, но норвежских мощностей для обеспечения нормального ритма исследований не хватало. Строительство дополнительных заводов в Германии сочли нерентабельным. Поэтому нацистские атомщики «сидели на голодном пайке», получая из оккупированной Норвегии по 50-100 литров в год.
Причем это были плановые цифры, без учета возможных неожиданностей. О том, чтобы доказать немцам несостоятельность их расчетов, позаботились англичане. Для британских военных завод фирмы «Норск-гидро», производивший замедлитель, стал целью «№ 1». Предприятие в Рьюкане бомбили отборные летчики бомбардировщиков КВВС. Для его разрушения направлялись диверсионные группы. Против этого объекта действовало норвежское национальное сопротивление. Спокойно работать немцам не давали. Успех к англичанам пришел в феврале 1943 г., когда британские «коммандос», десантированные в районе объекта, в содружестве с местными подпольщиками проникли в самое сердце завода. Заложенный опытными руками подрывников-англичан динамит рванул так, что производственный цикл был полностью парализован на многие месяцы. Нацисты остались без замедлителя. После чего программа «Уранового общества» была по существу заморожена, так и не покинув рамок теоретического исследования.
Отставка "Уранового проекта". Были у гитлеровцев и другие проблемы. Им так и не удалось осуществить расчеты для создания непосредственно бомбы. По этой причине в Рейхе проектировалось что-то вроде самовзрывающегося реактора. Такой тип боеприпаса имел две сложности в обращении: во-первых, непомерную громоздкость, не позволявшую вместить его в самолет, во-вторых, немецкие ученые могли лишь примерно определить момент взрыва, что напрочь исключало военное применение изделия. В общем, преуспевшие на первом этапе нацисты постепенно скатились до уровня откровенной кустарщины, в чем и расписались, заявив министру вооружений Германии А. Шпееру, что создать новое оружие удастся не ранее, чем через 3-5 лет. Разговор происходил летом 1942 г. В результате Гитлер разочаровался в проекте, сделав ставку на обычные вооружения. «Урановый проект» исключили из числа приоритетных, что привело к резкому снижению объемов материально-технического и финансового обеспечения.
источник
Комментариев нет:
Отправить комментарий