Ковровые бомбардировки

Речь идет об эксперименте профессора Вальтера Боте из Гейдельберга, проведенном в январе 1941 года. К тому времени физики Третьего рейха уже вовсю трудились над немецким «урановым проектом», ближайшей целью которого было создание компактной «урановой машины» (или первого атомного реактора на медленных нейтронах). Такая машина виделась им в двух вариантах.

Мэтр теоретической ядерной физики Вернер Гейзенберг своими расчетами показал, что существует два основных способа вызвать цепную реакцию распада в уране: либо увеличивая концентрацию изотопа уран-235 («обогащение» урана) до «критической» массы, либо изменяя скорость вылетающих нейтронов таким образом, чтобы атомы урана-238 не поглощали их. Первый из названных способов был очень дорог; кроме того, в начале 1940-х годов не существовало опробованных технологий, позволяющих «обогащать» уран в промышленных масштабах. Поэтому немецкие физики предпочли пойти по второму пути.

Но для того, чтобы «урановая машина» заработала, нужен был эффективный замедлитель – некое вещество, которое способно замедлять нейтроны, не поглощая их. Много ранее было доказано, что лучшим замедлителем является «тяжелая вода», то есть вода, в которой атомы водорода заменены дейтерием, его тяжелым изотопом. Но к началу Второй мировой войны единственной фирмой, выпускавшей тяжелую воду в промышленных количествах была норвежская «Норск-Гидро». У Германии же не было собственных установок для производства замедлителя, да и ценился он на вес золота.

В качестве альтернативы тяжелой воде рассматривался дешевый и доступный графит. И вот тут произошло то, чему до сих пор не могут найти объяснения.

Летом 1940 года профессор Вальтер Боте, которому было поручено найти новый замедлитель, бодро рапортовал из Гейдельберга, что графит вполне подходит для этих целей. Диффузионная длина тепловых нейтронов в углероде равнялась 61сантиметру; если же идеально очистить графит, то этот важнейший параметр, определяющий, в частности, степень поглощения замедлителем свободных нейтронов, возрастет до 70сантиметров.

Вермахт уже обратился к фирме «Сименс» с просьбой о поставках чистейшего графита, и вдруг блестящий научный триумф сменился оглушительным поражением. В январе 1941 года профессор Боте для закрепления результата повторил свой опыт. Новый образец был изготовлен из чистейшего электрографита фирмы «Сименс», но в результате диффузная длина тепловых нейтронов в нем составила всего лишь 30сантиметров! Получалось, что графит в замедлители не годится. Поскольку мнению Боте доверяли, все опыты с графитом были прекращены.

Лишь в 1945 году, во время эксперимента «B-VIII» в Хайгерлохе, ошибку обнаружили, но было уже слишком поздно. Возможно, причиной просчета профессора Боте стали примеси азота, попавшие в графит из воздуха, но с другой стороны Вальтер Боте был известен как ответственный и серьезный экспериментатор, а если помножить это на немецкую пунктуальность, то вопрос о причинах невероятного «промаха» остается открытым – невольно задумаешься о попущении божьем.

Американцы, например, не допустили подобной ошибки, и первый урановый реактор, запущенный в Чикаго 2 декабря 1942 года, имел графические стержни в качестве замедлителя.

Перед немцами во весь рост встала проблема дефицита тяжелой воды. Ее не хватало даже для важнейших опытов. При потребности в полторы тонны тяжелой воды в месяц фирма «Норск-Гидро» выпускала не более 140килограмм, и к концу 1941 года Германия располагала запасом в 360килограмм. В начале 1942 года фабрику оснастили новыми электролизерами, но выпуск тяжелой воды при этом снизился до 91 килограмма в месяц (!). Норвежцы занимались откровенным саботажем, и любые усилия оккупантов увеличить производительность фабрики сводились на нет.

В конце концов было решено построить опытную установку по производству тяжелой воды на территории Германии. Обязательства по ее строительству взяла на себя фирма «Лейнаверке», входившая в концерн «ИГ Фарбениндустри». Расходы должны были составить около 150 000 рейхсмарок, но зато себестоимость грамма тяжелой воды планировалось снизить до 30 пфеннингов. Впрочем, и это начинание закончилось пшиком – в 1944 году, когда положение с «урановым проектом» стало критическим, концерн отказался от договора с физиками.

Благодаря усилиям многочисленных мифотворцев от истории, сегодня главенствует представление, будто бы атомный проект был приоритетным для вождей Третьего рейха. На самом деле, все было с точностью до наоборот. Отсутствие практических результатов, дороговизна материалов и непомерные затраты на эксперименты привели к тому, что даже те из нацистских бонз, кто поначалу проявлял к разработкам ядерщиков определенный интерес, быстро охладели к «урановому проекту». На протяжении всей войны субсидии, выделяемые ядерщикам, только уменьшались.

Гитлер, судя по имеющимся свидетельствам, вообще не имел четкого представления о возможностях, которые получит Третий рейх, если в руках вермахта окажется урановый реактор или атомная бомба. Сохранилось одно-единственное свидетельство на этот счет. 23 июля 1942 года Альберт Шпеер, которому поручили разобраться с перспективными проектами в области военных технологий, докладывал фюреру об итогах своей работы. Вот запись, сделанная Шпеером в дневнике: «Фюреру вкратце доложено о совещании по поводу расщепления атома и об оказываемой нами поддержке». И это все!

Больше того, в один из критических моментов, когда фактически решалась дальнейшая судьба ядерных исследований, произошло очередное досадное недоразумение.

26 февраля 1942 года в стенах Института физики имени императора Вильгельма было назначено совещание Научно-исследовательского совета, посвященное «урановому проекту». За несколько дней до этого организаторы разослали приглашения Шпееру, Кейтелю, Гиммлеру, Редару, Герингу, Борману и другим нацистским вождям. В приглашениях содержалась следующая повестка мероприятия:

«1. Ядерная физика как оружие (проф. И. Шуман).

2. Расщепление ядра урана (проф. О. Ган).

3. Теоретические основы производства энергии путем расщепления урана (проф. В. Гейзенберг).

4. Результаты исследований установок по производству энергии (проф. В. Боте).

5. Необходимость исследования общих основ (проф. X. Гейгер).

6. Обогащение изотопов урана (проф. К. Клузиус).

7. Производство тяжелой воды (проф. П. Хартек).

8. О расширении рабочей группы «Ядерная физика» за счет привлечения представителей промышленности и различных ведомств рейха (проф. А. Эзау)».

К этому листку, – и так озадачившему умы высших офицеров рейха множеством загадочных слов, – небрежной секретаршей были подколоты еще четыре листа: темы всех докладов, слушавшихся в те же дни в Институте физики. И эти строки звучали уже сущей китайской грамотой: «диффузионная длина», «эффективное поперечное сечение» и так далее, и тому подобное.

Неудивительно, что Гиммлер, глянув на эти странные слова, отказался тратить свое драгоценное время на выслушивание подробностей. Генерал-фельдмаршал Кейтель был более дипломатичен. Он заверил организаторов, что придает большое значение «этим научным проблемам», но бремя возложенных на него обязанностей не позволяет ему принять участие в совещании. Редер уведомил о прибытии одного из своих заместителей. В итоге никто из власть предержащих так и не явился выслушивать «ученую тарабарщину».

Но не только в равнодушном отношении руководителей Третьего рейха к физикам и их проблемам следует искать причины провала немецкого «уранового проекта». Среди самих физиков не было единства. В Германии не нашлось организатора (а точнее – никому не пришло в голову такого организатора назначить), который сумел бы собрать всех физиков «под одной крышей» и заставил бы их работать, подчиняясь общей программе исследований. Вместо этого в рейхе существовало целых три группы исследователей, которые непрерывно конфликтовали друг с другом. Из-за этого весьма перспективные предложения оказались обойдены вниманием.

В качестве примера здесь можно привести историю профессора Фрица Хоутерманса, работавшего в лаборатории барона Манфреда фон Арденне. В 1933 году, когда к власти в Германии пришли нацисты, Хоутерманс бежал из страны. Бежал не в Америку или во Францию, как его коллеги, а в Россию. Здесь его вскоре записали в шпионы, и, избежав знакомства с немецким концлагерем, он попал в советский. В 1939 году, после подписания пакта Молотов-Риббентроп, его выпустили из застенков НКВД и этапировали в казематы гестапо. Там профессор просидел всего три месяца и был освобожден, однако ему запретили работать в государственных учреждениях. И тогда его спас профессор Макс фон Лауэ. Он порекомендовал Хоутерманса барону Арденне, которого академические ученые недолюбливали и чурались.

Хоутерманс стал для Арденне настоящей находкой. В августе 1941 года опальный профессор отпечатал на пишущей машинке статью на 39 страничек, озаглавленную им «К вопросу о начале цепной реакции деления ядер». В своем сообщении первым из немецких ученых Хоутерманс подробно описал цепную реакцию под действием быстрых нейтронов, а также рассчитал критическую массу урана-235, то есть наименьшую массу, при которой может протекать самоподдерживающаяся цепная ядерная реакция.

Однако в первую очередь, профессора интересовал новейший трансурановый элемент, позднее названный плутонием. В природном уране, писал Хоутерманс, содержится гораздо больше изотопа уран-238, чем урана-235. Так не логичнее ли использовать этот распространенный изотоп, нежели тратить столько времени и сил на разделение изотопов путем обогащения урана-235? За несколько месяцев до этого австрийский физик Шинтльмайстер показал, что при обстреле изотопа уран-238 нейтронами возникает новый трансурановый элемент под номером 94. Используя его, можно создать новое взрывчатое вещество. Дело лишь за химиками. Нужно придумать, как отделить этот 94 элемент от урана.

Эта скромная статья, написанная опальным ученым, могла бы стать этапной в судьбе немецкой ядерной физики. Ее автор убедительно показал, что для создания атомной бомбы не нужно разделять изотопы – надо идти совсем другим путем. Но к его доводам не прислушались.

А между тем эксперимент, проведенный американцами в марте 1941 года, показал, что плутоний расщепляется так же легко, как и уран-235. Бомба «Толстяк», сброшенная на Нагасаки, была плутониевой.

И все-таки, несмотря на огромное количество проблем и трудностей, к февралю 1942 года первый немецкий реактор был построен. Пока это была еще опытная установка, собранная под руководством профессора Гейзенберга и профессора Депеля в лаборатории Лейпцигского института. «Урановая машина» состояла из двух алюминиевых полусфер, крепко привинченных друг к другу. Внутрь поместили 572 килограмма уранового порошка и 140килограмм тяжелой воды. Общий вес агрегата, полностью погруженного в резервуар с водой, при этом составлял почти тонну. Радий-бериллиевый источник нейтронов находился посередине реактора.





Первые же измерения показали, что поверхности реактора достигало гораздо больше нейтронов, чем излучал их источник. Физики послали победный рапорт в отдел вооружений вермахта и засели за новые расчеты.

«Если увеличить реактор, загрузив в него пять тонн тяжелой воды и десять тонн литого урана, – писали они, – мы получим первый в мире „самовозбуждающийся“ ядерный реактор, то есть реактор, внутри которого будет протекать цепная ядерная реакция».

Однако и в этот раз планам немецких ядерщиков не суждено было сбыться.

23 июня 1942 года, в тот самый день, когда фюрер без особого интереса выслушивал доклад Шпеера о «расщеплении атома», в лейпцигской лаборатории произошла катастрофа. Шаровидный реактор вот уже двадцать дней покоился в чане с водой. Вдруг вода возмутилась, заклокотала. Из глубины побежали пузыри. Происходило что-то странное. Профессор Депель взял пробу пузырей. Оказалось, что это водород. Значит, где-то возникла течь, и уран вступил в реакцию с водой.

Через некоторое время пузыри исчезли, все успокоилось. Тем не менее Депель решил извлечь реактор из чана, чтобы посмотреть, сколько воды проникло внутрь. В 15 часов 15 минут лаборант ослабил колпачок штуцера. Послышался какой-то шум. Воздух с силой втягивался внутрь, словно там, в центре шара, образовался вакуум. Еще через три секунды в потолок ударила воздушная струя. Из трещины длиной 15 сантиметров вырвался раскаленный газ. Тут и там мелькали искры, вылетали горящие крупицы урана. Вслед за тем взметнулось и пламя. Высота его достигала двадцати сантиметров. Вокруг языка пламени потек алюминий. Пожар разгорелся не на шутку.

Депель, прибежавший на помощь лаборанту, стал тушить пламя водой, но огонь не убывал. Лишь с трудом его удалось сбить, зато из трещины теперь непрерывно валил густой дым, а образовавшееся отверстие становилось все шире. Предчувствуя катастрофу, профессор велел немедленно выкачивать тяжелую воду, чтобы спасти хоть какую-то важную часть реактора. Саму же «урановую машину» вновь опустили в резервуар, дабы остудить ее.

Гейзенберг, мельком заглянув в лабораторию, увидел, что «ситуация контролируется», и отбыл проводить семинар. Ситуация же вовсе не контролировалась. Температура реактора росла.

В 18.00 – опасный для жизни опыт длился уже три часа – Гейзенберг завершил семинар и вернулся к Депелю. Реактор продолжал накаляться. Физики напряженно вглядывались в воду, как вдруг реактор затрясся. Ученые переглянулись и опрометью бросились из помещения. Через секунду прогремел мощный взрыв. Струи пылающего урана разлетались повсюду. Здание лаборатории охватил огонь. Только после этого кто-то наконец догадался вызвать пожарных.

Оба ученых спаслись в тот день чудом. Большая часть их лаборатории была разрушена, все запасы урана и почти все запасы тяжелой воды погибли. Столь же серьезно пострадало самолюбие Гейзенберга. Профессора буквально перекосило, когда начальник пожарной охраны, прибыв в лабораторию и не церемонясь в выборе саксонских выражений, поздравил оглушенного мэтра со столь осязаемыми доказательствами «расщепления атома».

Правда, пожарник, костеря Гейзенберга и иже с ним, был все-таки не прав, подозревая в несчастье «цепную ядерную реакцию». На самом деле причиной взрыва стала не физика, но химия. Вода проникла сквозь оболочку шара и вступила в реакцию с порошковым ураном. Образовался водород – газ, легко взрывающийся. Достаточно было искры, чтобы все взлетело на воздух.

Отчитываясь перед начальством, Депель советовал в будущем использовать лишь твердый уран в пластинах, а не его порошок.

Дальнейшая история немецкого «уранового проекта» напоминает мучительные поиски черной кошки в темной комнате. Не хватало сырья, проверенных технологий, сплоченности ученых. Политические интриги и расовые «чистки» не способствовали улучшению климата в среде физиков. Диверсии британцев и бомбардировки лишили Германию запасов урана и тяжелой воды. Немногое оставшееся сырье распределялось «по чину и рангу», а не по значимости эксперимента…

Безрезультатно закончился и опыт доктора Тринкса, разрабатывавшего «термоядерную» взрывчатку. Подробности этой работы сохранил шестистраничный отчет «Опыты возбуждения ядерных реакций с помощью взрывов».

«Часто предлагалось, – говорилось в отчете, – использовать для возбуждения ядерных и цепных реакций скорость движения газообразных продуктов, возникающих при взрыве каких-либо взрывчатых веществ. Протекающие при этом ядерные процессы должны усиливать действие взрывчатых веществ».

Доктор Тринкс понимал, что при температуре около четырех миллионов градусов и давлении в 250 миллионов атмосфер начнутся многочисленные термоядерные реакции. Он считал, что можно создать бомбу длиной около метра, действующую по этому принципу.

Тринкс подготовил простой эксперимент. Взял полый серебряный шар диаметром в 5сантиметров, наполнил его тяжелым водородом и обложил со всех сторон взрывчаткой. Ученый был убежден, что серебро сохранит следы радиоактивного излучения, вызванного несколькими термоядерными превращениями. Взрывчатка воспламенялась одновременно с разных сторон. Возникало громадное давление, серебро сжижалось и устремлялось к центру шара с фантастической скоростью – 2500 м/с. Можно сказать, что полый шар стремительно уменьшался в размерах. Чем меньше был его диаметр, тем толще становился слой жидкого серебра. Внутренняя поверхность шара ускорялась быстрее, чем наружная. Температура и плотность сжатого внутри шара тяжелого водорода достигали громадных величин. Почти вся энергия взрывчатки «фокусировалась» на крохотном количестве тяжелого водорода. На какой-то миг в этой мельчайшей точке пространства возникали те же условия, что и в недрах Солнца. Улетучиться водород не мог, мешала прослойка серебра.

Тринкс повторил этот опыт несколько раз, но следов радиоактивного излучения не обнаружил. Современные специалисты, оценивая эксперименты Тринкса, пришли к выводу, что размеры шара были слишком малы.

Вскоре ученый разуверился, что сумеет извлечь хоть какую-то практическую пользу из этих опытов, и те были прекращены.

Таким образом немецкие физики упустили еще одну возможность создать для Третьего рейха подлинное «чудо-оружие»…

В качестве мысленного эксперимента давайте представим на минуту, что «урановый проект» завершился успешно.

Предположим, что профессор Боте все-таки допустил свою ошибку, и немецким физикам так и не удалось получить дешевый замедлитель нейтронов. Предположим, что к доводам профессора Хоутерманса не прислушались, и плутоний не стал заменой урану. С учетом этих предположений мы все же видим, что атомная бомба вполне могла быть построена к середине 1944 года. Ведь оставался еще один путь, отвергнутый Гейзенбергом, – обогащение изотопа урана-235. Если бы немецкие физики, отказавшись от всех остальных разработок, сосредоточили свои усилия на этом направлении, а руководство Третьего рейха поддержало бы их финансово, то атомная бомба на уране-235, подобная американскому «Малышу», была бы испытана на год раньше и совсем в другой стране.

Немецкие физики разработали пять способов обогащения урана. Среди них наиболее перспективным считался «инерционный способ» – когда изотопы разделялись с помощью специальной центрифуги. Этот проект не был реализован только потому, что у доктора Грота, занимавшегося строительством центрифуги, не хватило терпения и денег, чтобы довести работу до конца. Был близок к успеху и опальный барон фон Арденне, в лаборатории которого был построен «электромагнитный сепаратор», по своим характеристикам не уступавший аналогичному американскому устройству.

Отказ от «машины» в пользу «бомбы» мог изменить суть и, как следствие, судьбу немецкого «уранового проекта». Но этого, к нашему счастью, не произошло.

А что было бы, если бы Гитлер получил такую бомбу в самый разгар наступления союзников по антигитлеровской коалиции?..

Сегодня, когда обсуждается этот вариант истории, принято делать вывод о неминуемом военном крахе союзников и победе Третьего рейха. На самом же деле, не все так просто. Имея всего несколько бомб (заметим, очень дорогих бомб!), военному командованию рейха вряд ли удалось бы переломить положение на фронтах. Да и применение такой бомбы – это палка о двух концах. Вспомним, к примеру, о том, что Германия в период Второй мировой войны имела огромные запасы химического оружия, но ни разу не пустила их в ход. Гитлер был безумец, но и он понимал, что последует удар возмездия, а массированная химическая атака в густонаселенной Германии приведет к уничтожению всей нации в течении нескольких часов. Аналогичного контрудара военное командование рейха могло ожидать и в случае многократного применения атомной бомбы.

Поэтому, скорее всего, атомное оружие было бы использовано всего один раз и только на Восточном фронте – против наступающих советских войск. В результате этой впечатляющей демонстрации нацисты получили бы столь необходимую «передышку» и повод усадить своих противников за стол переговоров. Может статься, Германия выторговала бы себе некое «мирное соглашение», и война закончилась бы много раньше и совсем с другим результатом.

Но не следует забывать, что единоличное владение секретом атомной бомбы вызывает соблазн сделать очень много атомных бомб и начать новую войну по новым правилам. Неужели Гитлер смирился бы с поражением? Неужели союзники смирились бы с существованием «Атомного» рейха? Думается, что нет. Третья Мировая война пришла бы в Европу очень скоро.
®