Химия навсегда. О гороховом супе, опасности утреннего кофе и пробе мистера Марша

В Рьюкане главной целью компании Norsk Hydro было производство аммиака, который далее переправлялся на одну из фабрик в Херёйе (да, то самое место, которое упоминалось в главе 10), где из него делали азотную кислоту и удобрения. Первоначально азотную кислоту производили прямо в Рьюкане, используя очень энергозатратный электродуговой метод, когда азот и кислород вынуждают вступать в реакцию прямо в воздухе; но к 30-м годам этот метод заменили гораздо более эффективным процессом Габера – Боша. В реакции Габера – Боша азот из воздуха соединяется с газообразным водородом, и в результате получается аммиак:

N₂+3H₂ → 2NH₃.

Для этой реакции не нужен электрический ток, но Norsk Hydro использовала электроэнергию для получения необходимого газообразного водорода путем электролиза воды[143].

Вскоре стало понятно, что этот процесс обогащает D₂O и HDO воду, не превращенную в газы: поскольку Н легче D, реакция, производящая Н₂, будет проходить быстрее, чем та, в результате которой получается D_2[144]. В числе осознавших это был и Лейф Тронстад, молодой профессор неорганической химии из Норвежского технологического института в Тронхейме. Представьте себе, как имеющие меньший размер ионы Н⁺ быстро несутся к отрицательно заряженному катоду, где смогут поймать электрон и образовать газообразный водород, соединившись с другим шустрым ионом Н⁺; более крупные ионы D⁺ слегка отстают в этой гонке. Следовательно, атомы водорода будут удаляться из раствора быстрее, чем атомы дейтерия, и оставшаяся вода будет обогащена D₂O и HDO.

Однако разница в скорости реакции все же мала, поэтому школьный эксперимент с водой, аккумулятором и одним-единственным сосудом не представлял бы для немцев почти никакой ценности. Тронстад и несколько других людей спроектировали процесс, где первичный раствор переходит во вторую ячейку для электролиза и вновь слегка обогащается – и так далее, и так далее. Этот так называемый каскадный процесс заканчивается в n-ной ячейке, в которой вы наконец получаете обогащенную тяжелую воду.

На этот процесс вы затратите огромное количество энергии. Вы не только подвергнете электролизу все молекулы Н₂О, но также большое количество молекул HDO и D₂O. Чтобы заниматься этим в промышленных масштабах, вам нужна огромная электростанция, а впервые заработавшая в 1911 году электростанция «Веморк» была тогда крупнейшей в мире. В электролизе используется постоянный ток (DC) – тот, что получают при помощи аккумулятора, в отличие от переменного тока (AC), который используется в бытовых электроприборах. Теоретически электроэнергию лучше транспортировать в виде постоянного тока, но в то время не все инженерные проблемы были решены, поэтому в 30–40-х годах крупному производству, занимающемуся электролизом, для работы требовалось находиться рядом с электростанцией.

Тронстад бежал в Лондон в 1941 году, и благодаря опыту службы в вооруженных силах и опыту научной работы его вскоре приняли на службу в находившееся в изгнании норвежское высшее командование. Поскольку он обладал глубокими познаниями по части производства тяжелой воды, которую в своих дневниках неизменно называл «сиропом», ему предстояло играть одну из главных ролей в различных операциях, известных под общим названием «диверсия на производстве тяжелой воды». Прежде чем покинуть службу, именно он отправил Реджинальду Джонсу первую важную телеграмму, касавшуюся тяжелой воды, а впоследствии сообщил еще некоторые крайне важные сведения, хоть и с условием, что никакая информация не будет передана Имперскому химическому тресту (ICI) – крупнейшему британскому химическому концерну, поскольку «кровь – не вода, пусть даже тяжелая»[145].

Рисунок 25. А – Херёйя, Норвегия, место расположения Norsk Hydro; В – Рьюкан, Норвегия; С – Эвимор, Великобритания, база УСО; D – Уик, Великобритания, база ВВС; Е – Хайгерлох, Германия, экспериментальный реактор.

Во время первой из военных акций, операции «Тетерев», четверых норвежцев из роты Линге в конце 1942 года успешно сбросили с парашютами на плато Хардангервидда для проведения рекогносцировки. Второй операции было суждено превратиться в трагедию.

Вечером 19 ноября 1942 года с авиабазы Скиттен Королевских ВВС неподалеку от Уика на северо-востоке Шотландии взлетели два бомбардировщика Halifax («Галифакс»); они вели за собой два планера, на борту которых находились 48 молодых, прошедших особую подготовку добровольцев из Королевских инженерных войск. Назад вернулся только один бомбардировщик, а большая часть операции «Незнакомец» пошла наперекосяк. Найти подходящую посадочную площадку оказалось невозможно, погода стояла плохая, один Halifax разбился, погубив семь членов экипажа, а планеры совершили трудную посадку вдали от цели, и при этом несколько солдат получили ранения.