Отряд отморозков. Миссия «Алсос» или кто помешал нацистам создать атомную бомбу

Внешние брикеты в этой «поленнице» представляли собой сплошные куски графита, но в большинстве брикетов из ее центральной части были просверлены полости, заполненные двухкилограммовыми слитками урана. Каждый из этих 18 000 слитков был способен испускать нейтроны в любом направлении. Проходя через близлежащие графитовые брикеты, эти нейтроны замедлялись, и такая сниженная скорость позволяла им через долю секунды запустить деление в другом урановом слитке. Эти слитки можно себе представить в виде ядерного изюма в толще графитовой булки, где каждая изюмина вносит свой вклад в общую цепную реакцию.

При укладке графита и урана таким образом «поленница» сама по себе могла прийти в критическое состояние, если бы не третий компонент – кадмий. Кадмий представляет собой впитывающую элементарные частицы губку и поглощает миллиарды нейтронов. Поэтому во время строительства «поленницы» работники оставляли между графитовыми брикетами горизонтальные зазоры, куда вставляли тонкие деревянные стержни с прикрепленными к ним кадмиевыми пластинами. Там их закрепляли, чтобы предотвратить преждевременный переход ядерной «поленницы» в критическое состояние.

Наконец 2 декабря 1942 г., в один из тех морозных чикагских дней, когда так холодно, что больно дышать, все было готово. К этому моменту США уже почти год вели войну, в основном в Северной Африке и на островах в южной части Тихого океана, таких как Гуадалканал. Как раз тем утром Госдепартамент сообщил, что в Европе погибли уже 2 млн евреев.

В тот день в помещении корта для сквоша собрались 42 человека в шляпах, шарфах и перчатках; большинство стояли на балконе, разглядывая «поленницу», но несколько техников возились непосредственно на площадке. Один из них держал топор. Его называли контролером стержня аварийной защиты, и его задачей было не допустить, чтобы первая в истории ядерная цепная реакция превратилась в первую в истории ядерную аварию. Если атомная «поленница» начнет выходить из-под контроля, он, будто палач, должен был взмахнуть топором и перерубить натянутую рядом с ним веревку. Это высвободило бы свисающий с потолка дамоклов стержень кадмия, который вонзился бы в дыру в центре «поленницы» и заглушил бы ядерную реакцию. На случай если контролер оплошает, на балконе стояла троица физиков, в шутку именуемая «отрядом самоубийц», которая держала наготове ведра с раствором соли кадмия, чтобы в крайнем случае выплеснуть их на «поленницу». Обе меры безопасности были кустарными, впрочем, как и все, связанное с «поленницей».

Решающий эксперимент начался около 2 часов дня. Руководил им Энрико Ферми, итальянский физик, который когда-то носился, как спринтер, по коридорам Римского университета. Он приказал один за другим вынимать закрепленные в «поленнице» кадмиевые стержни; поблизости щелкал счетчик Гейгера. На каждом этапе Ферми производил несколько вычислений с помощью логарифмической линейки и проверял показания приборов. (Он как раз читал «Винни-Пуха», чтобы улучшить свои языковые навыки, и поэтому назвал приборы в честь персонажей книги: Пух, Крошка Ру, Тигра.) В конечном итоге он пытался определить то, что называется k-фактором. К-фактор показывает, выдыхается ли цепная реакция или приближается к критической точке. Каждый раз, когда атом урана делится, он испускает нейтроны. Иногда они вызывают новые деления, иногда нет. К-фактор показывает среднюю частоту их успеха. Например, если для одного дополнительного расщепления требуется деление четырех ядер урана, то k = 0,25. Если для дополнительного расщепления требуется всего два деления, то k = 0,5. Пороговым значением является k = 1. После его достижения каждое деление вызывает более одного нового расщепления, и реакция становится самоподдерживающейся.

После удаления всех стержней кадмия, кроме одного, k-фактор вплотную приблизился к 1. Но вместо того чтобы вытащить последний стержень и достичь критичности, Ферми немного замедлил развитие событий. Он приказал вытянуть стержень на 15 см. Затем он проверил показания Крошки Ру и Тигры, произвел короткий подсчет и кивнул. Уже теплее. Стержень вытянули еще на 15 см, и Ферми подсчитал все еще раз. Приближаемся, попробуйте еще на 15 см. Все это время контролер стержня аварийной защиты и «отряд самоубийц» стояли на своих постах, сдерживая зуд в руках. Счетчик Гейгера щелк-щелк-щелкал все отчаяннее, пока не начал трещать так быстро, что, по некоторым отзывам, напоминал «работающую дрель». Ферми продолжал делать расчеты. Еще 15 см, пожалуйста.