А-бомба

Участники совещания не видели больших трудностей в решении поставленных задач и без оговорок приняли ориентировочный срок разработки ядерного оружия, установленный Управлением армейского вооружения — 9-12 месяцев, Такой оптимизм в то время не омрачался ничем. И даже, наоборот, подкреплялся солидными сообщениями из-за рубежа. В сентябрьском номере английского журнала «Дисковери», вышедшем как раз к моменту проведения совещания в Управлении армейского вооружения, Чарльз Споу писал: «Некоторые ведущие физики думают, что в течение нескольких месяцев может быть изготовлено для военных целей взрывчатое вещество, в миллион раз более мощное, чем динамит. Это не секрет: начиная с весны лаборатории Соединенных Штатов, Германии, Франции и Англии лихорадочно работают над этим».

Время разговоров прошло, началась пора действий. Совещание дало большой толчок работам. Были выделены средства и размещены заказы в промышленности. Крупнейший концерн «ИГ Фарбениндустри» начал изготовление шестифтористого урана, пригодного для получения обогащенного урана изотопом 235. Этот же концерн начал сооружение полупромышленной установки по разделению изотопов. Установка была очень простой: две концентрические трубы, одна из которых, внутренняя, нагревалась, а вторая, наружная, охлаждалась. Между трубами должен был подаваться газообразный шестифтористый уран. При этом более легкие изотопы (уран-235) должны были бы подниматься вверх быстрее, а более тяжелые (уран-238) медленнее, что позволило бы отделять их друг от друга.

Эта установка была названа по именам ее создателей — Клузиуса Диккеля — и достаточно надежно и давно работала по разделению изотопов ксенона и ртути. В начале 1940 г. был вычислен порядок величины массы ядерного заряда, необходимой для успешного осуществления ядерного взрыва, от 10 до 100 кг. Зная производительность установки Клузиуса — Диккеля, немецкие ученые не считали это количество слишком большим.

Пока разворачивались работы по получению урана-235, Гейзенберг проводил необходимые опыты по сооружению атомного реактора, который по принятой в то время в Германии терминологии назывался «урановой» или «тепловой» машиной. В своем отчете «Возможность технического получения энергии при расщеплении урана», законченном в декабре 1939 г., Гейзенберг подытожил результаты работ Бора, Ферми, Сциларда и других зарубежных ученых, использовал данные исследований конструкционных материалов в Берлине, Лейпциге и Гейделъберге и материалы по свойствам замедлителей, полученные им самим, Дёпслем, Боте, Йенсеном и Хартеком. Сопоставив и проанализировав полученные экспериментальные данные и проведя необходимые теоретические расчеты, Гейзенберг пришел к следующему выводу: «В целом можно считать, что при смеси уран — тяжелая вода в шаре радиусом около 60 см, окруженном водой (около 1000 кг тяжелой воды и 1200 кг урана), начнется спонтанное выделение энергии». Одновременно Гейзенберг рассчитал параметры другого реактора, в котором уран и тяжелая вода не смешивались, а располагались слоями. По его мнению, «процесс расщепления поддерживался бы долгое время», если бы установка состояла из слоев урана толщиной 4 см и площадью около 1 м2, перемежаемых слоями тяжелой воды толщиной около 5 см, причем после трехкратного повторения слоев урана и тяжелой воды необходим слой чистого углерода (10–20 см), а весь реактор снаружи также должен быть окружен слоем чистого углерода.

На основании этих расчетов промышленность Германии получила заказ на изготовление небольших количеств урана (в фирме «Ауэрге-зелыпафт»), а Управление армейского вооружения дало поручение на приобретение соответствующего количества тяжелой воды в норвежской фирме «Норск-Гидро». Как видно, и здесь прогнозы быстрого освоения атомной энергии были весьма оптимистичными. Во дворе Физического института в Берлине для подтверждения расчетов Гейзенберга началось сооружение реакторной сборки.

К концу года был подготовлен договор между Управлением армейского вооружения (действовавшим по поручению главного командования армии и его финансового управления) и Обществом кайзера Вильгельма о передаче Физического института. Дебай в подготовке договора не участвовал, хотя продолжал числиться директором института. Его пригласили на последнее обсуждение, точнее, на первую его часть и объявили, что институт переходит в ведение армии и что Дебай может поехать в зарубежную командировку, о которой давно хлопотал. На время его отсутствия будет назначен исполняющий обязанности директора. Дебая даже спросили, не захочет ли он продолжать свои исследования в области низких температур и что ему для этого нужно. Дебай был так рад возможности выбраться из нацистской Германии, что не высказал никаких просьб.