Атомный проект. История сверхоружия

Большинство ученых-ядерщиков оставили свои исследования, чтобы работать на нужды фронта. Физический институт был эвакуирован из Москвы в Казань, где члены группы ядерной физики использовали свои знания для разработки акустической аппаратуры по обнаружению самолетов и контроля качества военной продукции. Институт химической физики также переехал в Казань, а Зельдович и Харитон оставили свои исследования цепной реакции деления, занявшись совершенствованием пороховых смесей для снарядов реактивной артиллерии «БМ» («катюша»). Харьковский физико-технический институт был эвакуирован в Алма-Ату и в Уфу, где сконцентрировал свои усилия на разработке нового оружия и помощи промышленности. Только Радиевый институт, также переехавший в Казань, продолжил работу по синтезу соединений урана с целью их использования в процессах разделения изотопов, однако исследования проводились в очень малом масштабе.

С началом войны Урановая комиссия прекратила свою работу. Владимир Вернадский вместе с группой других пожилых академиков был эвакуирован в курортную местность Боровое в Казахстане. В своем дневнике в записях от 13 и 14 июля он выразил опасение, что Германия сможет применить на полях сражений отравляющие газы или «энергию урана», но его вера в победу СССР была непоколебимой.

Особую озабоченность влиянием науки на жизнь людей выразил Пётр Капица на митинге ученых, состоявшемся в Москве 12 октября 1941 года. Капица не забыл об атомной бомбе. «Мое личное мнение, что технические трудности, стоящие на пути использования внутриатомной энергии, еще очень велики, – сказал он. – Пока еще это дело сомнительное, но очень вероятно, что здесь имеются большие возможности. Мы ставим вопрос об использовании атомных бомб, которые обладают огромной разрушительной силой». Будущая война будет еще более ужасной, чем эта, сказал Капица, и «поэтому ученые должны сейчас предупредить людей об этой опасности, чтобы все общественные деятели мира напрягли все свои силы, чтобы предотвратить возможность другой войны, будущей». Хотя Капица говорил о возможном влиянии науки на ход войны, он не призывал к разработке атомной бомбы для использования ее против Германии.

Впрочем, среди советских физиков был человек, который ощущал настоятельную необходимость возобновления ядерных исследований. То был 28-летний Георгий Флёров, открывший спонтанное деление атомов урана. В начале войны он был призван в армию и направлен в Ленинградскую военно-воздушную академию для подготовки в качестве инженера, обслуживающего пикирующие бомбардировщики «Пе-2». Мысль о ядерной физике не оставляла Флёрова. Он написал Абраму Иоффе о своем желании выступить на научном семинаре. Флёрова командировали из Йошкар-Олы, куда была эвакуирована Военно-воздушная академия, в Казань. Там в середине декабря 1941 года он и выступил перед группой ученых, среди которых были Иоффе и Капица. Георгий Флёров говорил, как всегда, с энтузиазмом, живо, но убедить академиков у него не получилось, что объяснимо: война вошла в самую ожесточенную фазу, немцы приближались к Москве, а военная промышленность еще не оправилась от разрушительных ударов, нанесенных ей гитлеровским вторжением.

И всё же неугомонный Флёров не дал своей инициативе заглохнуть. Он отправил большое письмо Курчатову. В нем молодой физик начал с утверждения, что цепная реакция на медленных нейтронах в природном уране невозможна, а на обогащенном уране или же в природном уране с замедлителем она оказалась бы столь дорогостоящей, что использование ядерной энергии стало бы экономически невыгодным. Но энергетический выход цепной реакции на быстрых нейтронах, писал он, был бы эквивалентен взрыву ста тысяч тонн тринитротолуола, и поэтому соответствующие исследования заслуживают времени и затрат. «Основной вопрос, – писал он, – сможем ли мы вообще осуществить цепную ядерную реакцию на быстрых нейтронах».

Первое условие для осуществления цепной реакции на быстрых нейтронах, отмечал Флёров, состоит в том, чтобы каждый акт деления вызывал по меньшей мере еще одно деление. Далее Флёров рассматривал число нейтронов, образующихся в одном акте деления, для урана-235 и протактиния-231. Оба эти элемента, писал он, можно использовать как активный материал, а критическая масса для каждого оценивается между 0,5 и 10 килограммами. Вторым условием взрывной цепной реакции является быстрый скачкообразный переход в сверхкритическое состояние. Если переход будет слишком медленным, то делению подвергнется лишь малая доля ядер урана и произойдет преждевременная детонация от случайных нейтронов.