А-бомба

И хотя в Германии не было еще выделено ни одного грамма урана-235, в мае 1940 г. был закончен теоретический отчет «Условия для применимости урана в качестве взрывчатого вещества». Автор отчета П. Мюллер писал, что «в предлагаемой работе исследовано, насколько минимально должен быть обогащен изотоп урана-235, чтобы он мог действовать в качестве взрывчатого вещества». И далее: «Чтобы получить действенное взрывчатое вещество, необходимо обогатить изотоп урана-235 так сильно, чтобы превзойти резонансное поглощение ура-на-238».

Управление армейского вооружения предписывало ученым форсировать исследования, и теперь они велись в двух направлениях: поиск соединений урана, пригодных для разделения изотопов, и разработка методов обогащения.

В Лаборатории неорганической химии Высшей технической школы в Мюнхене профессор Хибер исследовал карбонильные соединения урана.

В Химическом институте Боннского университета профессор Ш. Монт изучал соединения урана с хлором.

В Физико-химическом институте Лейпцигского университета Хейн работал над органическими соединениями урана.

В Институте органической химии Высшей технической школы в Данциге профессор Г. Альберс исследовал урановые алкоголяты.

В конце 1940 г. в Германии разрабатывалось и применялось несколько методов обогащения: масс-спектрометрический, метод изотопного шлюзования, метод ультрацентрифугирования. Кроме того, рассматривалась возможность применения и других методов.

Наиболее успешно масс-спектрометрический метод совершенствовался в частной лаборатории талантливого инженера-изобретателя барона М. фон Арденне, субсидировавшейся министерством почт. Арденне работал независимо от Управления армейского вооружения. Он узнал, что у министра почт Онезорге имеются средства на исследовательскую работу. Увлекающегося генерал-почтмейстера покорили рассказы Арденне о перспективах ядерных реакций. Рассказывают, что Онезорге добился аудиенции у Гитлера и доложил фюреру о том, что атомная бомба технически осуществима и что он хотел бы ее изготовить в своих почтовых учреждениях. Гитлер поднял министра на смех и, показывая своим генералам на сконфуженного министра, воскликнул:

— Послушайте, господа, это восхитительно! Вы все ломаете голову, как нам победить в этой войне, а наш почтмейстер приносит готовое простое решение! Ну, не чудо?

Онезорге все же выделил средства для строительства в частной лаборатории Арденне сложной аппаратуры для ядерных исследований. Созданная Арденне установка была несколько совершеннее сделанной в Киле Вальхером, но и она не имела практического значения.

Немецкие ученые не использовали метод обогащения урана-235 с помощью диффузии газообразного соединения урана через пористую перегородку. Этот способ, разработанный в Германии в 30-х годах, был использован в США для получения урана-235. Немецкие ученые знали о работах американцев в этом направлении. Однако в Германии не применяли метода газовой диффузии из-за его очень высокой энергоемкости и стоимости.

Второй удар был нанесен Урановому проекту в Берлине. Здесь в конце 1940 г. Гейзенберг проводил эксперимент по созданию реакторной сборки на основе выполненных им ранее расчетов. Для опытной установки построили так называемую Внешнюю лабораторию во дворе Физического института на Больцманштрассе, в стороне от основного здания, поскольку Гейзенберг в первом же опыте ожидал возникновения цепной реакции и связанного с нею мощного радиоактивного излучения. Установка представляла собой алюминиевый цилиндр высотой и диаметром 1,4 м, в который было уложено попеременно 14 слоев окиси урана и 13 слоев парафина в качестве замедлителя. В центре цилиндра помещался радиевобериллиевый источник нейтронов. Весь цилиндр опускался в шахту, заполненную водой. Всего в опыте использовалось около 5,5 т окиси урана. Проводили опыт непосредственно Гейзенберг, Вайцзеккер и Виртц. Но эта попытка не привела к эффективному размножению нейтронов и не вызвала появления цепной реакции. Гейзенбергу и его сотрудникам стало ясно, что теоретические расчеты, положенные в основу эксперимента, неверны и предстоит много поработать над определением действительно необходимого количества ядерного топлива — урана и повышением его качества, а также над выбором замедлителя нейтронов и конструкционных материалов.

Таким образом, к концу 1940 г. немецкие ученые убедились в необоснованности своего оптимизма не только в деле получения урана-235, но и в вопросе быстрого осуществления цепной ядерной реакции. Это была большая неудача, поскольку уже в середине 1940 г. теоретическое рассмотрение процессов, происходящих в ядрах атомов урана при обстреле их нейтронами, привело Вайцзеккера к важному выводу: в атомном реакторе ядро атома урана-235, захватив нейтрон, изменяется, превращаясь в уран-239, который должен распасться за 23 мин., после чего возникает новый элемент. Этот последний, имея свойства урана-235, сможет быть применен для создания взрывчатого вещества и сооружения очень малого реактора.