Вместо тысячи солнц. История ядерной бомбы, рассказанная её создателями

И вот он стал выводить из равновесия физиков, внушая им, что в данных обстоятельствах – это ведь было начало 1939 года и в воздухе очень попахивало войной, – что в данных обстоятельствах, при угрозе превращения атомной энергии и, может быть, атомного оружия в основное орудие нацистов для порабощения мира, обязанностью физиков было отказаться от традиции публиковать интересные результаты так быстро, как «Physical Review» или другой научный журнал мог поместить их. Вместо этого следовало проявлять осторожность и придерживать результаты до тех пор, пока не выяснилось бы, будут ли эти результаты потенциально опасны или потенциально полезны нам. Сцилард, поговорив с рядом ученых, убедил их в том, что они должны образовать нечто вроде общества – не знаю, стали бы его называть секретным обществом или как-нибудь еще. Во всяком случае – объединиться и рассылать информацию частным образом членам довольно ограниченной группы, не публикуя ее немедленно. Он послал ряд телеграмм в этом духе во Францию, Жолио, но не получил положительного отклика, и Жолио опубликовал свои результаты более или менее обычным порядком, как до этого публиковались физические результаты. Таким образом, стал общеизвестным факт испускания нейтронов при делении в заметном количестве – что-нибудь около одного, двух или трех. И, конечно, этот факт для большинства физиков означал, что возможность осуществления цепной реакции гораздо более реальна, чем это полагалось ранее.

Другая важная фаза работы в Колумбийском университете связана с предположением, сделанным Бором и Уилером на основании чисто теоретических аргументов, о том, что из двух изотопов урана не наиболее распространенный уран-238, а наименее распространенный уран-235, присутствующий в природном уране, как известно, в количестве 0,7 %, обусловливает подавляющее большинство случаев теплового деления. Их доводы касались четного числа нейтронов в уране-238 и нечетного числа нейтронов в уране-235, что, согласно проведенному Бором и Уилером рассмотрению энергий связи, позволяло считать правдоподобным утверждение о более высокой способности урана-235 к делению.

Ясно, конечно, что было очень важно знать и экспериментальные факты; работа была начата сообща Даннингом и Бутом в Колумбийском университете и Ниром[18]. Нир взял на себя масс-спектрографическую часть работы, пытаясь выделить ничтожное, но все же заметное количество урана-235, а Даннинг и Бут в Колумбии старались использовать это едва заметное количество для проверки того, будет ли на нем происходить деление с гораздо большим сечением, чем на природном уране.

Ну, как вы теперь, конечно, знаете, этот эксперимент подтвердил теоретические предположения Бора и Уилера, показав, что с точки зрения любой попытки – например, создания устройства для использования ядерной энергии – ключевым изотопом урана действительно является уран-235. Факт этот важен главным образом по следующим соображениям, которые в то время осознавались, возможно, не так отчетливо, как в настоящий момент.

Главной задачей при создании установки на цепной реакции является, конечно, забота о том, чтобы каждое деление производило определенное число нейтронов, а некоторые из этих нейтронов производили новые деления. Если начальное деление вызовет более чем одно последующее деление, то, конечно, реакция будет идти. Если же начальное деление вызовет менее чем одно последующее деление, то тогда реакция не пойдет.

Значит, если взять разделенный чистый изотоп U, то можно надеяться, что неизбежные потери нейтронов будут невелики, и, следовательно, если при реакции испускается несколько больше одного нейтрона, то получение системы, в которой шла бы цепная реакция, будет тогда просто делом создания достаточно большой кучи урана-235. Но если к каждому грамму урана-235 добавляется около 140 граммов урана-238, посылаемого нам природой вместе с ним, то возрастает конкуренция: весь этот балласт будет готов перехватить не слишком многочисленные нейтроны, испущенные при делении. Поэтому в то время было ясно, что один из путей осуществления цепной реакции состоял в том, чтобы отделить изотоп U²³⁵²³⁵ от гораздо более распространенного изотопа U²³⁸.

Сейчас в наших лабораториях стоит ряд сосудов, в которых содержатся более или менее чистые изотопы, ну, скажем, железо-56 или уран-235 или уран-238. Конечно, эти сосуды не так привычны, как банки с химическими элементами, но их удивительно легко получить, нажав должным образом на Ок-Риджскую лабораторию (смех). Но раньше изотопы считались почти мистически неразделимыми. Разумеется, было и исключение – дейтерий, который уже тогда можно было получить в сосуде. Но ведь в этом случае два изотопа водорода Н¹и Н²различаются по массам в два раза, т. е. очень сильно. А в случае урана массы относятся всего лишь как 235 к 238, т. е. различие между ними чуть больше 1 %. И это, конечно, делает различие между такими объектами настолько крошечным, что было не очень ясно, можно ли принимать всерьез задачу выделения больших количеств урана-235.