Атомный проект. История сверхоружия

Возглавив отдел «G», Отто Фриш сконструировал первую из серии таких сборок в небольшой лаборатории в каньоне Омега, немного отдаленной от основного комплекса Лос-Аламоса. Фриш работал круглыми сутками, чтобы провести первые точные измерения критической массы урана-235. Эксперименты были очень успешными. Ядро проскакивало через сборку за доли секунды, и в это мгновение происходил огромный выброс нейтронов, а температура аппарата возрастала на несколько градусов. Максимальный показатель выделения энергии составил 12 миллионов ватт; выброс, длившийся в течение всего лишь трех тысячных долей секунды, увеличил температуру сборки на 6 °C. Это был первый опыт изучения сверхкритической массы урана в лабораторных условиях.

В то же время отдел «X», руководимый Георгием Кистяковским, развил бурную деятельность. Леса, окружавшие Лос-Аламос, гудели от бесконечной череды взрывов, грохотавших все чаще по мере того, как ученые наращивали мощь своих экспериментов. Группа расходовала примерно по тонне фугасной взрывчатки ежедневно, наполняя ею формы и создавая кумулятивные заряды, каждый из которых весил около 23 килограммов и требовал ювелирной точности при обработке. Изучая имплозию, сотрудники отдела «G» придумали серию диагностических испытаний: в них можно было проверить, насколько симметричной получалась взрывная волна. Джон фон Нейман разработал разновидность взрывных линз, состоявших из быстро сгоравшего внешнего слоя и медленно горевшего внутреннего компонента – вместе они действовали как увеличительное стекло, формируя контуры взрывной волны и направляя ее прямо к ядру бомбы. Каждая линза преобразовывала волну от исходного взрыва из сферической, распространяющейся во все стороны, в сферическую, сходящуюся к центральной точке. Второй слой быстро сгоравшего топлива наращивал и усиливал взрывную волну.

7 февраля 1945 года испытания дали обнадеживающие результаты, хотя сферического сжатия твердого ядра всё еще достичь не удалось. 28 февраля состоялось совещание, на котором в числе прочих присутствовали Роберт Оппенгеймер, Лесли Гровс, Джеймс Конент и Георгий Кистяковский. В ходе обсуждения ученые окончательно определили химический состав взрывных линз и общие принципы конструирования плутониевой бомбы.

1 марта Оппенгеймер создал комитет «Ковбой», руководить которым поручил физику Сэмюелю Эллисону, недавно освобожденному от работ в «Метлабе». Задачей «Ковбоя» было «гнать процесс» на заключительных стадиях разработки бомбы. Кистяковский не доверял Эллисону и считал, что Оппенгеймер приказал новоприбывшему коллеге наблюдать за ним. Давление возрастало, нервы у физиков начинали сдавать.

Хотя в Ок-Ридже надежно наладили производство оружейного урана-235, до вероятного конца войны вряд ли было возможно создать хотя бы одну бомбу. С другой стороны, в Хэнфорде полным ходом шла наработка плутония, которого хватило бы на несколько бомб, но обычная «пушечная» схема детонации не могла применяться с реакторным плутонием. Получалось, что все зависело от успеха работ с имплозией. Кистяковский оказался на своеобразной линии фронта. Неважно, насколько ценен был плутоний, прибывавший из Хэнфорда: ученые в Лос-Аламосе сомневались, что «Толстяк» взорвется. Поэтому требовалось провести полномасштабное испытание.

«Троица»

План такого испытания начал разрабатываться годом ранее. Тогда определили место – на краю полигона Аламогордо в пустыне в Нью-Мексико. Его использовала военная авиация для учебных бомбометаний. Полигон имел почти 39 километров в длину и 29 километров в ширину. Когда пришло время дать полигону название, эрудированный Роберт Оппенгеймер вспомнил XIV-й сонет Джона Донна:

Раздави мое сердце, Трехликий Господь,
Постучи, подыши, посвети, посмотри,
Разломай и сожги мою смертную плоть
И сотри в порошок, и опять сотвори[1]

.

В итоге полигон стал называться «Трехликий Господь», то есть «Троица» («Тринити»). Таким же кодовым словом пользовались и для обозначения самого испытания. Подготовку полигона Оппенгеймер поручил гарвардскому физику Кеннету Бейнбриджу.

В середине марта 1945 года ученые получили экспериментальное доказательство сжатия твердого ядра взрывной волной, симметрия которой была настолько близка к идеалу, что результаты четко соответствовали теоретическим прогнозам. Можно было вздохнуть с облегчением. 11 апреля Оппенгеймер написал письмо генералу Лесли Гровсу, поделившись с ним добрыми известиями. Темпы производства урана-235 в Ок-Ридже позволяли предположить, что первая атомная бомба на этом изотопе будет готова к 1 июля. Теперь Оппенгеймер сообщил Гровсу, что и плутониевая бомба может быть собрана в июле.

На следующий день, 12 апреля, умер Франклин Рузвельт. Президент позировал портретисту, когда вдруг внезапно скончался от инсульта.