Народження проектів атомної бомби: Європа 1940 -х рр.

“Це вимагає дій”. 11 жовтня 1939 в Овальному кабінеті Білого дому в центрі Вашингтона розмовляли двоє: інтелігентного вигляду усміхнений інвалід, котрий очікує переобрання на третій президентський термін, і його приятель і особистий радник, без особливих прикмет. Людини в інвалідному візку звали Франклін Рузвельт, його співрозмовника, пронозливого біржового спекулянта і здатного фінансиста – Олександр Сакс. У кишені останнього лежав документ, підписаний ще одним дійовою особою драми світового масштабу, найвідомішим з фізиків XX в. Альбертом Ейнштейном. Власне заради ознайомлення Рузвельта з цим листом радник і наполіг на зустрічі з шефом. Епістола містила інформацію про можливість використання слабо вивченої реакції атомного розпаду для створення зброї небувалої руйнівної сили.

Рузвельту текст не сподобався. У нього вже була зброя для підкорення світу – економічна міць США. Інших « бомб » давно продумана і вже працююча схема побудови американського світопорядку не вимагала. Президент м’яко зауважив своєму ініціативному раднику, що на даному етапі малозрозумілі і непідтверджені практикою висновки Ейнштейна Білому дому не цікаві.

Однак Сакса нелегко було «вибити із сідла », мільйони він добув наполегливістю і енергією. Багаторічна звичка йти до кінця спрацювала, і радник вдався до додаткових аргументів. Він згадав історичні приклади, з яких випливало, що неувага до міркувань вчених не раз руйнувало великі плани політиків. Подіяло. Коли бесіда підійшла до кінця, президент, перекатив коляску до столу, черкнув резолюцію на документі: «Це вимагає дій». Хто після цього ризикне стверджувати, що історична наука позбавлена прикладного значення ?

“Проект Манхеттен”. Лист емігранта, який втік їх нацистської Німеччини, оснащене візою найбільшого з американців, привело в рух грандіозний механізм держдепу США, проклало нові русла для повноводних фінансових потоків, зорієнтувало енергію сотень тисяч людей. Воно поклало початок наймасштабнішого почину першої половини XX в., Коротко озаглавленому «проект Манхеттен ». Його підсумком стало створення зброї, що змінив уявлення людства про світ і про себе самого. Зброї, сенс якого містив «абсолютне зло».

Простіше виражаючись, « атомна бомба», як усі великі явища, не підлягає однозначній оцінці за спрощеною ціннісній шкалі типу « добре – погано». Вона зробила політикою дисциплінованими, підвищивши планку відповідальності, дозволивши уникати глобального катаклізму черговий « гарячої війни ». Але перш, ніж це сталося, світ сповна пізнав зло, що міститься в продукті « Манхеттенського розробки». Період « знайомства зі злом » слід пам’ятати завжди, щоб і надалі минуле вказувало відносно безпечний маршрут в майбутнє.

“Атомна революція “. З точки зору простий хронологічній послідовності, американці аж ніяк не були лідерами « гонки за злом». На первинному етапі ознайомлення з принципами військового використання реакції примусового розщеплення атомного ядра пріоритет тримали французи та німці. Наприкінці XIX в. вчені з’ясували, що атоми, які колись вважалися абсолютними початковими частинками речовини, незмінними і неподільними цеглинками світобудови, насправді складаються з більш дрібних складових. З’ясувалося, що кожен атом – система, за складністю не поступається всесвіту, з її зірками, планетами та іншими іншими космічними об’єктами. То була революція у філософії і не тільки.

Атом та енергія. Особливо раділи фізики. Взагалі вчений – це той, хто норовить подивитися, що всередині. Біологи цікавляться нутрощами мишей і жаб. Істориків хвилюють приховані спонукальні мотиви суспільних процесів минулого. Хіміки разом з фізиками лізуть глибше, намагаючись осягнути, з чого складається матерія. Останні, з’ясувавши, що атом – струнка система, побажали її розламати, щоб розібратися, що до чого і як працює. Інтерес був не зайвим. Існували певні підозри, що в процесі ломки помилково оціненого в якості неподільного атома може виникнути енергія.

Енергію людство любило і любить, весь час заклопотане питанням, як позбутися від прокляття, пов’язаного з необхідністю трудитися в поті чола заради насущного хліба. Суть прогресу в науці саме і зводиться до пошуку шляхів мінімізації поту при збільшенні кількості хліба. А для цього потрібна енергія, краще чужа. Нащадки Адама бажають, щоб за них трудилося щось, а їм залишалося б лише споживати. Дуже людське бажання, священне і незламне. Простують в авангарді цієї боротьби фізики зраділи. Від перспективи демонтажу атома користь очікувалася велика. Атом – штука маленька, зате їх багато. Як почнуть віддавати енергію, так і запрацює принцип « з миру по нитці – голому сорочка». Тому над розщепленням ядер билися кращі уми. Однак виявилося, що розбивати атоми – справа трудомістка. І фізики, будучи все ж людьми, вирішили перекласти цю роботу на самі атоми, щоб самі дробилися, віддаючи енергію. У цьому напрямку і почалися пошуки.

Як працює атом. У 1938 р. в Німеччині відшукали атом, готовий до співпраці з фізиками. Ним виявилося атомне ядро урану, що перебуває в стані нестійкості. Частинки цієї речовини прагнули до саморуйнування. Час від часу за відомою лише їм причини уранові ядра самораспадающейся на дві половинки. При цьому 2-3 нейтрона зривалися зі своїх орбіт і ” бігом бігли ” з остогидлої розваленої системи. На бігу, швидкість якого визначалася в 10 000 км / сек., Нейтрони неввічливо штовхали сусідні атоми. Повинно бути від обурення зачеплені лопалися, в свою чергу відпускаючи на свободу нових втікачів. В результаті загибель одного ядра провокувала смерть 2-3 інших і так далі. Явище отримало назву « ланцюгова ядерна реакція». Для вчених головним наслідком обурення в середовищі атомів урану було те, що воно сприяло виділенню величезних мас теплової енергії.

У світлі подібного відкриття малювалася можливість перетворювати тепло в будь-яку іншу енергію. Для цього залишалося лише навчитися провокувати процес і керувати ним. Як завжди, дрібні доопрацювання виявилися найбільш складною частиною роботи, що розтягнулася на шість напружених років. Роки в акурат збіглися з Другою світовою війною.

Париж: законодавець атомної моди. Підстав припускати, що не будь війни, атомна енергія служила б виключно благим цілям, немає ніяких. Обов’язково знайшлися б люди, які запропонували використовувати відкрите явище для знищення собі подібних. Так що війна не спотворила напрямок робіт, а лише прискорила вивчення військової аспекту відкриваються. Як будь-яке пальне, уран можна було спалювати повільно, нагріваючи пар, що приводить у рух лопатки турбін або поршень парової машини, а можна швидко – заради отримання надлишку тепла. Миттєвий вихід теплової енергії в просторіччі іменується вибухом. Це вже по частині політиків і генералів. Минуле століття тим і відрізнявся від попередніх, що наукові досягнення швидко ставали надбанням всього суспільства, в тому числі і начальства, зрослий освітній рівень якого дозволяв, не розбираючись в тонкощах справи, вловити практичну користь відкриттів. Важко сказати, в якій з країн політики першими зацікавилися атомними дослідженнями, так як в XX в. всі важливі рішення почали маскувати ретельніше, ніж будь-коли раніше. Але достеменно відомо, що ініціатором цільової підтримки фізиків- ядерників стало уряд Франції. Саме в Парижі знайшли гроші на фінансування аналізу можливостей військового застосування відкриття.

Наступним кроком стали роботи з виявлення здатності інших держав створити атомну ” вибухівку “. До дослідним програмам підключився самий гнучкий інструмент держави – розвідувальні служби.

Пошуки учених Німеччини. У першу чергу французів турбувала суміжна гітлерівська Німеччина. Фахівці Другого бюро почали консультації з провідними вченими Колеж де Франс. Коло питань, заданий завідувачу кафедри ядерної хімії Ж. Кюрі, був широкий. Його та асистентів просили оцінити стан німецької науки в сфері ядерних досліджень. Оптимізму відповідь не вселяв. Кюрі визнав, що, не дивлячись на відтік вчених із Рейху, викликаний тваринам расизмом гітлерівців, що залишилися « арійських мізків » цілком вистачить для вирішення проблеми створення бомби. Однак він заспокоїв « лицарів кинджалів і плащів », згадавши, що, не дивлячись на технологічну можливість розробки бомби, німцям, очевидно, не вистачає сировини.

Офіцерам розвідки довелося вникати в технічні подробиці, які зводилися до наступного. Для створення ” вибухівки ” в першу чергу потрібно багато урану. Причому, його має бути дуже багато, оскільки ланцюгову реакцію можна порушити не у всякому атомі цієї речовини. Звичайний уран- 238 для цієї мети годиться лише після відповідної переробки. У його масі слід виловити нечисленні сегменти руйнування. За природою нестійкими є особливі атоми урану. У уранового ізотопу – руйнівника злегка відмінна атомна структура з меншим числом нейтронів. Це той же уран (U), але в його атомі не вистачає трьох частинок, тому він легше і позначається U -235. Щоб відокремити радіоактивні ізотопи від маси марного для військових цілей урану потрібно перелопатити величезні маси цієї речовини, причому найскладнішими способами.

Проблема сировини. Способів німці знали кілька, але сирого урану для переробки до пори не мали. На зорі атомної епохи уран в обмежених дозах, потрібних хімії, добувався лише в двох місцях земної кулі. Багате родовище розроблялося в Бельгійському Конго на африканському континенті, в Європі уран брали близь чеського містечка Яхімов, де руда була відносно бідна. На рахунок чеських рудників турбуватися не слід було. При технологіях того часу нашкребти на бомбу в Яхімове було неможливо.

Другою проблемою для гітлерівців була відсутність так званих « сповільнювачів ». Для отримання вибухівки уран слід було занурити в реактор, тоді його називали атомним котлом, де атоми 235 -го могли розщеплюватися « втіху », збагачуючи своїми частками пасивні ядра U- 238. У підсумку виходив новий елемент, названий згодом плутонієм. Він відмінно підходив на роль вибухівки. Причому створити плутоній було незрівнянно простіше, ніж виділити з 140 ядер звичайного урану єдиний, активний 235 -й атом. Але от біда, що протікають в реакторі процесами потрібно управляти. Якщо часткам дати волю, вони переколют всі ядра, і реактор рвоне потужно й шкідливо. Отже, нейтрони потрібно при необхідності загальмовувати.

У пошуках сповільнювача. Для цього годяться графіт або важка вода. Спритні нейтрони грузнуть в їх атомної структурі, як людина, що біжить по пояс у воді, і втрачають швидкість. Це дозволяє уникнути катастрофи. Крім того, повільними нейтронами простіше трощити уранові ядра, подібно до того, як скло простіше розбити вщент м’ячиком, а не стрімкої кулею, що пробиває у віконці лише акуратну дірку. Важка вода зустрічається в природі ще рідше, ніж урановий ізотоп, її не більше 1 літра на 7 тонн звичайної, і це добре. Можлива переробка звичайної Н2О у важку, але для цього потребни величезні енергетичні потужності. Для вичинки надчистого графіту електрики потрібно ще більше. Щоб справити будь-який з сповільнювачів німцям належало відключити від енергосистеми масу підприємств, щоб заощадити кіловати на переробку води. Що було абсолютно неможливо, особливо враховуючи, що основу німецької енергетики становили теплові електростанції, продукція яких була дуже дорогою.

Виходячи з вищеописаних міркувань, французькі компетентні органи дійшли висновку, що створення атомної зброї – справа надзвичайно складна і для Німеччини доступне лише гіпотетично. Однак слід було « тримати вухо гостро », бо повної впевненості не було ні у вчених, ні у розвідників, оскільки навколо уранових проектів існувало занадто багато білих плям.

“Битва за атомне сировину”. Своїми міркуваннями щодо атомного приводу французи поділилися з британськими союзниками. Загальний висновок зводився до того, щоб зробити все необхідне, щоб виключити можливість отримання Гітлером матеріалів, потрібних для експериментів з ядерною енергією. Створення своєї бомби демократи вважали вторинної завданням.

«Битва за атомне сировину » почалася в 1938 р. Після окупації нацистами Чехії, Яхимовского рудники потрапили в розпорядження вчених Рейху. Спецслужби демократій з тривогою констатували, що експорт урану було негайно припинено. Сумніви в тому, що Німеччина веде відповідні дослідження, відпали самі собою.

Потім почалася війна. Вивчення військового аспекту атомної енергетики було повсюдно прискорено. У вересні 1939 р. у Німеччині при Управлінні озброєнь було засновано так зване « Уранове суспільство». У квітні 1940 р. британський уряд приступило до фінансування власного проекту в тісній кооперації з французами. Не дрімала і їх розвідка. Отримавши відомості, що гітлерівці вишукують можливість отримання сповільнювача, французи провели ефектну операцію протидії. Єдиний в Європі завод з виробництва важкої води розташовувався в Норвегії. Дізнавшись, що німці готуються укласти контракт на закупівлю усієї виробленої підприємством продукції, вони перекупили запас сповільнювача, всі 180 літрів важкої води вирушили до Парижа. Спроби німців перехопити вантаж закінчилися провалом.

Проте потім нацистам здорово пощастило. У ході весняно- літньої компанії 1940 їм вдалося прибрати до рук неушкоджений завод важкої води в норвезькому місті Рьюкан, а потім більше половини світового запасу витягнутого урану, що зберігався на складах однієї з бельгійських фірм. Рейх став володарем 1200 тонн уранового концентрату і можливості отримувати близько 50 літрів важкої води рік. У нових умовах у нацистів з’явилися реальні шанси створити бомбу.

У цей загрозливий момент на сцені битви за розщеплюванні матеріали вперше з’явилися американці. Їх зусиллями інша половина урану, добутого в Конго, була таємно переправлена в Нью -Йорк, ставши надалі сировинною основою Манхеттенського проекту

Посилання на основну публікацію