Цепная реакция идей

Когда физики убедились в правильности этого заключения Бора, возможность использовать ядерную энергию, которая, казалось, приблизилась вплотную после открытия вторичных нейтронов, снова отдалилась, и некоторые ученые даже выразили полное неверие в то, что эту проблему можно решить. Но теперь уже камнем преткновения были не принципиальные соображения, а технический ... На первых порах представлялось невероятным отделить от массы урана редкий изотоп в количестве, достаточном для технического использования. Несмотря на такую сложную «психологическую» ситуацию, экспериментальные исследования продолжались все нарастающими темпами, трудности преодолевались одна за другой и в конце концов проблема использования атомной энергии была блестяще решена. Разумеется, перед физиками стояли многие задачи — не только разработка техники разделения изотопов урана, но и другие не менее сложные, потребовавшие долгой и упорной работы.

Итак, в 1939 году, т.е. к началу второй мировой войны, положение в области ядерной физики казалось двойственным. С одной стороны, было сделано самое главное для решения основной проблемы — использования внутриядерной энергии: открыт важнейший процесс цепного деления атомов урана-235; с другой — трудности разделения изотопов отодвигали решение задачи на неопределенный срок.

В этот период крайне важной оказалась роль физиков-теоретиков. Помимо работ Нильса Бора, в печати появились основополагающие статьи по теории деления ядра советских физиков Я.И. Френкеля, Ю.Б. Харитона, Я.Б. Зельдовича и других. В научных журналах различных стран были также опубликованы работы, авторы которых пытались определить условия для развития самоподдерживающейся (лавинообразной, как говорил Бор) ядерной реакции.

Франциск Перрен, сын профессора Сорбонны Жана Перрена, учившийся в детстве вместе с Ирен, опубликовал первые грубые оценки размеров уранового шара, нагреваемого за счет энергии происходящей в нем цепной ядерной реакции. Многие физики уже были близки к определению величины критической массы урана, при которой возможно осуществить цепной ядерный процесс.

Познакомившись со статьей Франциска Перрена, некоторые физики-эмигранты, переселившиеся в США, выразили опасение, что результаты работ французских физиков — Жолио-Кюри, Хальбана, Коварского, Ф. Перрена — могут быть использованы гитлеровцами для ускоренного проведения в фашистской Германии сверхсекретных работ по созданию ядерного реактора и ядерного оружия. Среди этих ученых-иностранцев были будущие создатели первого ядерного реактора в Чикаго: Ферми, Теллер, Сцилард, Вигнер, Вейскопф и другие.

Подобные же опасения возникли у Фредерика Жолио-Кюри и его сотрудников, и они приняли все меры, чтобы результаты работ по ядерной физике, связанные с использованием ядерной энергии, не попали, в руки фашистов.

С осени 1939 года все работы по ядерной физике проводились в строгой секретности и результаты их не публиковались. В США был создан мощный государственный аппарат для сохранения секретности всех работ по ядерной физике и связанных с ними технических проектов.

К этому времени Фредерик Жолио-Кюри был мобилизован в армию и в чине артиллерийского капитана возглавил «Научно-исследовательскую группу №1». Под таким зашифрованным названием скрывалась группа французских физиков, продолжавшая изучать цепные ядерные реакции. Об этом периоде Блэкетт писал, что в то время, т.е. в конце 1939 года, вероятнее всего именно Жолио и его коллеги более, нежели любая другая группа ученых, реально думали о возможности практически извлечь из урана энергию, годную для использования.

В самом деле, группа Ф. Жолио-Кюри в 1939 году подала заявки на патенты, в которых были предложения о постройке и использовании ядерных реакторов. Группа также передала 30 октября 1939 года Парижской академии наук запечатанный конверт, который впоследствии, ровно через 10 лет, в 1949 году, был вскрыт. В конверте находились материалы, излагающие «возможность создания в урановой среде практически бесконечных цепных реакций».

Сообщение, пролежавшее целое десятилетие, было подписано Фредериком Жолио-Кюри, Гансом Хальбаном и Львом Коварским. Так Фредерик Жолио-Кюри и его сотрудники совершенно ясно определили возможность создания ядерного реактора, опередив многих ученых из других стран, и если бы не обстоятельства военного поражения Франции и связанное с ним почти полное прекращение научных работ, возможно, Фредерик Жолио-Кюри во Франции построил бы ядерный реактор раньше, чем это сделал Ферми в США.

В 1932 году Гарольд Юри впервые получил тяжелую воду. Теперь она оказалась необходимой в качестве замедлителя нейтронов в ядерном реакторе. Сотрудник Фредерика Жолио-Кюри Ганс Хальбан предложил использовать тяжелую воду для замедления нейтронов, так как расчеты показали, что она способна замедлять нейтроны до необходимой степени, не поглощая их.