Текст книги "Цепная реакция идей"

Автор книги: Федор Кедров

сообщить о нарушении

Текущая страница: 11 (всего у книги 14 страниц)

Супруги Жолио-Кюри утверждали, что более мощными частицами для облучения должны служить пучки протонов и дейтронов, разогнанные до значительных энергий в высоковольтных ускорителях. Этим и объясняется стремление Фредерика оборудовать в руководимых им лабораториях новейшие ускорители, которые в то время только что появились. После опытов Джона Кокрофта и Эрнеста Уолтона, построивших в Кевендишской лаборатории первый высоковольтный ускоритель, Эрнест Лоуренс, чьим именем теперь называется крупнейшая лаборатория по физике высоких энергий Калифорнийского университета, достиг наилучших результатов в создании ускорителя частиц – циклотрона.

С нынешней точки зрения даже примитивные по мощности ускорители того времени еще долго оставались редкостью в европейских лабораториях. Многие исследователи продолжали использовать для бомбардировки мишеней альфа-частицы, но открытие нейтронов изменило положение. Молодой итальянский ученый профессор Римского университета Энрико Ферми, как только узнал об опытах Жолио-Кюри, решил повторить их. Однако для бомбардировки он применил не альфа-частицы, как делали Жолио-Кюри, а нейтроны.

Его намерение можно понять, вспомнив слова Джеймса Чадвика из доклада, прочитанного в Стокгольме в 1933 году по случаю вручения ему Нобелевской премии. Большая эффективность нейтронов в получении ядерных реакций легко объясняется. При столкновении положительно заряженной частицы с ядром вероятность ее проникновения в ядро ограничена кулоновской силой их взаимодействия. Этим определяется минимальное расстояние, на которое может приблизиться частица. Расстояние возрастает с увеличением атомного номера ядра и вскоре достигает столь большой величины, что вероятность проникновения частицы в ядро становится очень малой. В случае же соударения нейтрона с ядром ограничений такого рода не существует. Сила взаимодействия нейтрона с ядром очень мала, только на очень малых расстояниях она начинает быстро расти и носит характер притяжения. Вместо потенциального барьера, как в случае заряженных частиц, нейтрон встречает «потенциальную яму». Поэтому даже нейтроны очень малой энергии могут проникнуть в ядро.

Ферми в статье, опубликованной в итальянском научном журнале, так охарактеризовал нейтроны как частицы для бомбардировки: «Применение нейтронов как бомбардирующих частиц страдает тем недостатком, что число нейтронов, которыми можно практически располагать, неизмеримо меньше числа альфа-частиц, которые можно получить от радиоактивных источников, или числа протонов или дейтронов, которые можно ускорить в высоковольтных устройствах. Но, с другой стороны, этот недостаток частично компенсируется большей эффективностью нейтронов при получении искусственных ядерных реакций. Нейтроны обладают также тем преимуществом, что им свойственна большая способность вызывать ядерные реакции в том смысле, что число элементов, которые могут быть активированы нейтронами, значительно больше числа активных элементов, которые можно получить с помощью других радиоактивных частиц».

Энрико Ферми использовал в своих опытах источник нейтронов в виде стеклянной трубочки, содержащей порошок бериллия и радий. Трубочка вводилась в цилиндрический образец какого-нибудь элемента, если это был, например, металл. Для газов использовалась другая методика. После того как элемент интенсивно облучался определенное время нейтронным потоком, его быстро переносили к счетчику Гейгера – Мюллера, расположенному в другой комнате, и регистрировали импульсы счетчика, определяя, радиоактивен элемент или нет. Ферми подверг бомбардировке нейтронами 68 элементов, в том числе фтор, аллюминий, кремний, фосфор, хлор, железо, кобальт, серебро, йод. В первых опытах, естественно, он использовал те же элементы, что и Жолио-Кюри. У 37 элементов Ферми, и его сотрудники, которых он привлек к этим опытам (Э. Амальди, О. Д'Агостино, Ф. Разетти, Б. Понтекорво) надежно обнаружили явление искусственной радиоактивности.

Независимо от Жолио-Кюри Ферми обнаружил, что если па пути нейтронов находится парафин или вода, то, пройдя эти вещества, нейтроны становятся более эффективными «снарядами», и результат бомбардировки в некоторых случаях повышается в 100 раз. Обнаружив это явление, важность которого стала понятна несколько позже, Ферми провел серию опытов для более детального изучения замедления нейтронов. Опыты проводили так: в центре мишени, изготовленной в виде маленького цилиндрика, помещали на определенное время источник нейтронов. Затем мишень помещали у счетчика Гейгера – Мюллера и определяли интенсивность искусственной радиоактивности; этот же опыт повторяли, помещая источник нейтронов и мишень на время облучения в полость в центре парафинового блока. После измерения интенсивности искусственной радиоактивности мишени ученые убеждались, что она гораздо больше, чем в опытах без парафина. Таким образом, было сделано еще одно важное открытие на пути к овладению атомной энергией, а именно показано, что замедление нейтронов повышает их эффективность как бомбардирующих частиц.

Эффект замедления нейтронов часто называют «эффектом Ферми», хотя правильнее было бы называть его «эффектом Жолио – Ферми». Позже свойство парафина, воды, графита замедлять нейтроны сыграло исключительно важную роль в практическом использовании атомной энергии. В ядерных реакторах, построенных под руководством Ферми в США и И.В. Курчатова в СССР, использовался в качестве замедлителя нейтронов графит. В реакторе, созданном Жолио-Кюри, замедлителем нейтронов была тяжелая вода. Но от искусственной радиоактивности до постройки ядерных реакторов необходимо было пройти еще сложный путь, и Ирен и Фредерик Жолио-Кюри были в числе лидеров.

Ферми объяснял эффект замедления нейтронов тем, что содержащиеся в парафине атомы водорода замедляют нейтроны значительно сильнее, чем атомы других элементов. Поскольку массы нейтрона и протона почти одинаковы, при каждом столкновении этих двух частиц их кинетическая энергия распределяется почти поровну. Ферми показал, что нейтрон с энергией 2 миллиона электрон-вольт после двадцати столкновений с атомами водорода теряет свою энергию почти до уровня теплового возбуждения. Поэтому медленные нейтроны называются также тепловыми нейтронами. Оставалось еще объяснить факт, казавшийся парадоксальным, а именно: почему тепловые нейтроны более эффективны для осуществления ядерных реакций, чем быстрые? Этот парадокс был объяснен с помощью квантовой механики.

Пользуясь замедленными нейтронами, Ферми и его сотрудники получили радиоактивные изотопы всех элементов, выбранных для опытов, причем в ряде случаев интенсивность излучения изотопов была больше, чем у радия.

Экспериментальные данные и теоретические соображения позволили Ферми прийти к выводу о существовании трех процессов образования искусственных радиоактивных элементов. Все они начинаются с захвата нейтрона ядром, после чего ядро испускает альфа-частицу или ничего не испускает, но во всех трех случаях образуется новый радиоактивный изотоп. Первые два процесса встречаются чаще при бомбардировке легких ядер, третий – при бомбардировке ядер тяжелых элементов.

В 1934 году в опытах, продолжавшихся в Римском университете, Ферми облучал нейтронами уран. В результате образовывалась смесь нескольких бета-радиоактивных изотопов. Среди них, по мнению Ферми, Разетти и Д'Агостино, должны были находиться элементы с атомными номерами 93 и 94. Они даже назвали эти элементы аусонием и эсперием. Позднее стало ясно, что хотя при бомбардировке урана и тория действительно образуются трансурановые элементы, сообщение Ферми об открытом им первом трансурановом элементе 93 было неверно. По словам Бруно Понтекорво, это была единственная ошибка Ферми в течение его долгой и блестящей исследовательской деятельности.

Объясняя образование нового элемента, принятого за трансурановый, Ферми исходил из классического розерфордовского механизма искусственных ядерных реакций, известного в то время. В ядерных реакциях, осуществленных Резерфордом в течение нескольких лет (с 1919 года), ядра при столкновении с альфа-частицами испускали одну или несколько частиц и превращались в ядра других элементов, находящихся в соседних клетках таблицы Д.И. Менделеева. Ферми считал, что при бомбардировке нейтронами ядро урана поглощает медленный нейтрон и становится сверхтяжелым неустойчивым ядром изотопа урана, ранее неизвестного в природе. Это неустойчивое ядро изотопа урана испускает бета-частицу и в соответствии с законом Содди и Фаянса превращается в новый элемент с порядковым номером 93.

Как ни парадоксально, но ошибка Ферми сыграла положительную роль в дальнейшем развитии ядерной физики, которое в конце концов привело к открытию реакции деления урана и, следовательно, вплотную приблизило физиков к овладению атомной энергией.

Ирен Жолио-Кюри решила проверить правильность утверждения Ферми об открытии им 93-го элемента. Вместе с Павле Савичем она исследовала вещество, принятое Ферми за новый трансурановый элемент, и показала, что оно обладает свойствами лантана. Это открытие предвещало сенсацию в физике, а именно установление того факта, что существуют ядерные реакции, при которых ядро «раскалывается» на два приблизительно равных по массе осколка. Теперь каждый знает, что такая реакция называется реакцией деления и именно она лежит в основе использования атомной энергии.

В 1938 году на конгрессе Национального химического объединения в Риме Фредерик Жолио-Кюри встретил немецкого ученого Отто Гана и рассказал ему об опытах Ирен и Павле Савича. По этому поводу профессор Ган сказал Фредерику примерно следующее: «Я очень восхищен вашей женой и очень дружелюбно отношусь к ней. И все же я решил повторить ее опыты и надеюсь в скором времени показать, что она ошиблась». Знаменитому немецкому радиохимику, ученику Резерфорда, казалось маловероятным, что при бомбардировке нейтронами урана в результате ядерной реакции получается лантан.

Возвратившись в Берлин, Отто Ган вместе с Лизе Мейтнер, а позднее с Фрицем Штрассманом занялся проверкой опытов Ирен Жолио-Кюри. Пользуясь методикой Ферми и Жолио-Кюри, Отто Ган с сотрудниками Института химии Кайзера Вильгельма в Берлине облучал уран потоком нейтронов и исследовал продукты, получающиеся при ядерной реакции. Исследователи с удивлением обнаружили среди этих продуктов не только лантан, подмеченный Ирен Жолио-Кюри, но и барий, т.е. другой элемент средней части таблицы Д.И. Менделеева.

Но прежде чем рассказать о последствиях экспериментов Ирен Жолио-Кюри, которые привели к открытию цепной реакции деления урана и значительно приблизили возможность создания ядерного реактора, напомним о том, что в продуктах деления урана действительно были также и трансурановые элементы; однако их обнаружили через несколько лет после опытов Ферми, о которых шла речь. В 1940 и 1941 годах были получены первые трансурановые элементы: нептуний и плутоний с порядковыми номерами 93 и 94. В течение последующих лет физики и радиохимики открыли еще около десятка других трансуранов – америций, кюрий, берклий, калифорний и другие. Методы выделения новых трансурановых элементов основаны на бомбардировке мишеней различными частицами. Так, кюрий и калифорнии получали облучением нейтронами плутония и америция в ядерном реакторе.

Отто Ган и Фриц Штрассман вскоре после своих опытов, проведенных для проверки открытия Ирен Жолио-Кюри и Павле Савича, высказали предположение о том, что ядро урана при бомбардировке нейтронами может раскалываться на два радиоактивных осколка, примерно одинаковых по массе.

Статья Гана и Штрассмана была в январе 1939 года получена Жолио-Кюри. Она подтвердила правильность опытов Ирен Жолио-Кюри и свидетельствовала о существовании нового типа ядерных реакций. Ирен и Фредерик Жолио-Кюри обсудили результаты опытов Гана и Штрассмана, и тут же Фредерик высказал исключительно важную мысль о том, что количество нейтронов, испускаемых при бомбардировке урана, должно превышать количество нейтронов, осуществляющих раскалывание ядер урана.

Ирен и Фредерик Жолио-Кюри выполнили некоторые опыты и произвели теоретические расчеты, не оставляющие уже сомнения в существовании нового процесса расщепления урана на осколки. При этом процессе выделяется примерно в 100 раз больше энергии, чем при ранее уже известных ядерных реакциях, вызываемых бомбардировкой элементов альфа-частицами. Можно считать, что Ирен и Фредерик Жолио-Кюри первыми экспериментально обнаружили существование нового процесса расщепления ядер. Сразу вслед за ними Лизе Мейтнер и ее племянник Отто Фриш в Копенгагене точно доказали это. Фриш назвал этот процесс делением ядер по аналогии с делением клеток, термином, широко распространенным в биологии. С развитием ядерных реакторов уран, торий, плутоний и некоторые другие природные и искусственные радиоактивные элементы, применяющиеся в качестве ядерного горючего, получили название делящихся материалов.

Опыты Фредерика и Ирен Жолио-Кюри, выполненные тотчас же после получения статьи Гана и Штрассмана, с очевидностью доказали способность ядер урана к раскалыванию. Они имели исключительно большое значение для последующего развития ядерной физики, особенно в ее практическом аспекте, но тем не менее еще недостаточно приблизили к решению проблемы практического освобождения и использования того громадного количества энергии, которое таится в недрах вещества, т.е. в ядрах атомов.

Все дело было в масштабах. При раскалывании ядра действительно освобождается огромная энергия, которую легко подсчитать по известной формуле Эйнштейна; но масштаб процесса, происходящего в одном ядре, ничтожно мал. Для того чтобы реально «ощутить» эту энергию, необходимо вызвать деление огромного количества ядер урана и притом почти одновременно. Это удалось осуществить только позднее после того, как был открыт цепной процесс деления урана.

В конце 1938 года А.Ф. Иоффе получил от Фредерика Жолио-Кюри письмо, в котором французский ученый сообщал об открытии принципиально нового вида ядерной реакции – под действием нейтронов ядро урана распадается на два радиоактивных осколка.

В первой своей информации об исследовании вторичных нейтронов, опубликованном в 1939 году, Фредерик Жолио-Кюри и его сотрудники Ганс Хальбан и Лев Коварский сообщили, что среднее число вторичных нейтронов, возникающих при делении ядер урана, бомбардируемых замедленными нейтронами, равно приблизительно двум для каждого акта деления.

Теперь широко известный коэффициент К – коэффициент воспроизводства нейтронов, применяющийся во многих расчетах, в частности в атомной технике, представляет собой величину, очень близкую к 250 вторичным нейтронам на 100 единичных актов деления, т.е. около 2,5 нейтрона на каждый акт деления ядра урана. Эта величина выражает среднее число вторичных нейтронов, испускаемых при делении. Долгое время коэффициент К был одним из строжайше охраняемых военных секретов. Однако в результате широко развернувшихся исследований вторичных нейтронов физики в разных странах, используя в общем сходные опыты, находили эту «секретную» величину.

Предположение, что вторичные нейтроны быстрые, нуждалось в точной экспериментальной проверке. Фредерик Жолио-Кюри с сотрудниками провел очень интересные опыты, подтвердившие эту гипотезу. Радий-бериллиевый источник нейтронов окружали кристаллами урановой соли – уранилнитрата и всю систему помещали в центре большого сосуда с сероуглеродом, в котором предварительно растворяли 200 миллиграммов фосфора. Под влиянием быстрых нейтронов создавался радиоактивный изотоп фосфора, который извлекали через шесть дней и подвергали проверке с помощью счетчика Гейгера – Мюллера. Оказалось, что, когда опыт производили без уранил-нитрата, фосфор, облученный нейтронами радий-бериллиевого источника, оказывался в 6 раз менее активным, чем в опытах с уранилнитратом. Это привело исследователей к выводу, что уранилнитрат способствует образованию в системе дополнительного количества нейтронов, воздействующих на фосфор вместе с нейтронами радий-бериллиевого источника. Отсюда следовало единственно возможное заключение: под действием быстрых нейтронов происходит не только ядерная реакция в фосфоре, но и реакция деления ядер урана с образованием вторичных нейтронов.

Нейтроны, образующиеся при ядерных реакциях в уранилнитрате, при сравнении с нейтронами, излучаемыми радий-бериллиевым источником, оказались совершенно тождественными – и те и другие были быстрыми нейтронами.

Итак, открытие вторичных нейтронов Фредериком Жолио-Кюри по праву считается одним из важнейших явлений в науке, направленным на отыскание путей использования ядерной энергии. Теперь уже стало совершенно ясно, что вторичные свободные нейтроны могут вызвать деление соседних ядер урана и процесс превратится в самоподдерживающийся, лавинообразный. Сможет осуществиться то, о чем говорил Нильс Бор, а именно: «зажигание» в одном месте приведет к лавинообразному «взрыву» миллиарда миллиардов (~10¹⁸) делящихся с колоссальной скоростью ядер урана и при этом выделится громадная энергия в виде тепла. В ядерных реакторах современных атомных электростанций происходит именно этот процесс, сделавшийся технически доступным благодаря трудам физиков и радиохимиков, среди которых видное место принадлежит Фредерику и Ирен Жолио-Кюри.

Профессор Отто Ган в своем Нобелевском докладе в 1944 году особо подчеркнул роль Ф. Жолио-Кюри в открытии вторичных нейтронов: «Господин Штрассман и я отмечали (в нашем сообщении от 10 февраля 1939 года) возможность того, что в процессе деления также освобождаются нейтроны. Фредерик Жолио был первым, кто нашел, что это действительно имеет место».

Лизе Мейтнер и Отто Фриш решили немедленно сообщить о новом типе ядерной реакции (делении) Нильсу Бору. Но в январе 1939 года Бор отбыл из Дании в США. По прибытии из Европы в Нью-Йорк он нашел полученную на его имя пространную телеграмму, отправление которой из Копенгагена обошлось в 400 долларов. Бор рассказал об открытии процесса деления ядер урана американским физикам, в числе которых было много эмигрантов из Европы, бежавших от фашистского режима Гитлера и Муссолини. Сам Бор очень заинтересовался сообщением своих копенгагенских коллег Л. Мейтнер и О. Фриша и сразу стал изучать процесс нового типа – деление ядра, облучаемого нейтронами, на два осколка, сопровождающееся испусканием нейтронов.

Нильс Бор, в то время профессор Колумбийского университета, первый правильно оценил значение процесса деления ядер урана, обнаруженного Ирен Жолио-Кюри, Ферми, Ганом, Штрассманом, Мейтнер и Фришем. Он увидел в нем важнейший шаг к овладению атомной энергией. Ферми, поселившийся в США после получения им Нобелевской премии, задался целью выяснить, какой изотоп урана обладает способностью делиться под влиянием нейтронов – более распространенный изотоп уран-238, составляющий 99,27 процента всей массы природного урана, или редкий изотоп уран-235, содержащийся в массе природного урана всего в количестве 0,72 процента.

Нильс Бор высказал предположение, что способностью делиться обладает именно уран-235. Ученый исходил из теоретических соображений, согласно которым ядро урана-235 может делиться на два приблизительно равных осколка, в то время как ядро урана-238 обычно поглощает нейтрон и деления не происходит.

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.

Вскоре после того как Фредерик Жолио-Кюри и Лев Коварский произвели опыты по определению поглощения тяжелой водой нейтронов, они обратились к министру вооружения Франции с просьбой оказать им широкое содействие в получении тяжелой воды, необходимой для продолжения работы по созданию французского ядерного реактора.

Действия, предпринятые руководителями министерства, и участие в них Фредерика Жолио-Кюри и его сотрудников Хальбана и Коварского по своему характеру могли бы служить сюжетом для увлекательного приключенческого романа с элементами детектива. Описываемые действия хотя и далеки от физики, но без них не могли бы обойтись в то время участники группы Фредерика Жолио-Кюри, работавшие над созданием ядерного реактора. Они многократно описаны, в том числе и в книге Рональда Кларка «Рождение бомбы». Мы остановимся лишь на некоторых эпизодах этой драматической истории, напряженной и изобиловавшей опасными ситуациями, но завершившейся благополучно.

В тридцатых годах тяжелая вода производилась в промышленных масштабах только на одном заводе – в Рьюкане в Центральной Норвегии. Завод принадлежал норвежской фирме «Норск Хайдро» и был пущен в 1934 году. Производство тяжелой воды росло очень медленно. К началу второй мировой войны ее запас на заводе измерялся десятками килограммов. Министерство вооружения Франции поручило сотруднику военной разведки лейтенанту Жаку Аллье провести все операции по оформлению покупки и доставке тяжелой воды во Францию. В начале марта 1940 года Аллье тайно покинул Париж, направляясь в столицу Норвегии Осло, оккупированную гитлеровскими войсками. В Стокгольме к нему присоединились еще три сотрудника французской военной разведки.

Лейтенант Аллье заключил с директором фирмы «Норск Хайдро» соглашение, по которому вся тяжелая вода (около 185 килограммов), имевшаяся на заводе в Рьюкане, передавалась французскому правительству. После подписания этого соглашения предстояло решить более серьезную задачу – доставить тяжелую воду во Францию, избежав вмешательства нацистов, которые, как предполагали французы, знали о визите Аллье и его целях.

Прежде всего Аллье и его сотрудникам понадобились емкости для транспортировки их драгоценного груза. Но приобрести прочные сварные канистры у какой-либо фирмы в Осло представлялось опасным – это могло навести фашистов на мысль о том, что в таких канистрах будет перевозиться тяжелая вода. Канистры заказали одному рабочему из небольшой сварочной мастерской в окрестностях Осло.

Канистры (их было двадцать шесть) наполнили на заводе в Рьюкане тяжелой водой и тайно перевезли в Осло, где сложили в доме, принадлежавшем французскому посольству. Теперь встал вопрос, как их переправить в Париж?

Сначала думали воспользоваться подводной лодкой, но от этого плана отказались. В начале марта 1940 года лейтенант Аллье и три его сотрудника прибыли с канистрами на норвежский аэродром Форнебю в нескольких километрах от Осло. Они демонстративно провели все приготовления к посадке на ежедневный рейсовый пассажирский самолет, направлявшийся в Амстердам. Но к моменту взлета этого самолета канистры по тщательно разработанному плану были тайно погружены на другой самолет, на который Аллье и один из его сотрудников, разумеется, под вымышленными именами, купили себе билеты. Самолеты поднялись в воздух с небольшим интервалом. На первом улетели в Амстердам два сотрудника Аллье. Второй самолет взял курс на Эдинбург (Шотландия), откуда должен был направиться в Париж. Как и предполагалось, немцы обыскали первый самолет.

16 марта 1940 года Аллье доставил в Париж весь мировой запас тяжелой воды. Канистры были спрятаны в подвале Коллеж де Франс. Военные события развивались очень быстро, в мае 1940 года фашистские захватчики прорвали фронт французских армий у Седана. Над Парижем нависла грозная опасность. Необходимо было любой ценой не дать немцам захватить запас тяжелой воды. Канистры перевезли в Клермон-Ферран, где спрятали в сейфах французского банка, зарегистрировав под названием «продукт Зет». Непродолжительное время Фредерик Жолио-Кюри и его группа, к которой присоединился Франциск Перрен, работали в Клермон-Ферране. Здесь они сняли виллу и в течение трех недель оборудовали в ней лабораторию. В Клермон-Ферран были перевезены из Парижа 9 тонн урановой руды, принадлежавшей Фредерику Жолио-Кюри. Он получил эту руду в дар от частной бельгийской компании «Юниор миньер дю Катанга».

Через несколько дней после того, как начались работы на вилле, директор французского банка потребовал, чтобы канистры с тяжелой водой были увезены. Тогда их удалось поместить в одной из камер для особо опасных преступников центральной тюрьмы Риома. Но и это убежище оказалось недолговечным. В июне наступил военный крах Франции, гитлеровские полчища вступили в Париж. Немецкая разведка рыскала по всей стране в поисках запаса тяжелой воды.

У Фредерика Жолио-Кюри остался единственный выход: переправить своих сотрудников с запасом тяжелой воды в союзную страну Англию, чтобы там они могли продолжить исследования. Но в условиях гитлеровской оккупации это была неимоверно трудная задача.

Канистры с тяжелой водой перевезли во французский порт Бордо (вспомним, что в этом городе Мари Кюри в годы первой мировой войны хранили спасенный от немцев запас драгоценного радия) и погрузили на борт английского угольщика «Брумпарк». Их прочно закрепили на плоту, помещенном на палубе. Если бы судно подорвалось на мине или было потоплено фашистскими бомбардировщиками, то остался бы шанс, что плот с драгоценным грузом продержится на воде и будет подобран английскими судами. На том же плоту могли бы спастись Хальбан и Коварский. (Пьер Бикар вопреки этим данным пишет, что канистры были погружены в трюм). Тем временем, пока судно грузилось, Фредерик Жолио-Кюри в префектуре Бордо случайно встретился с уполномоченным британского министерства вооружения лордом Суффолком. Пьер Бикар в своей книге рассказывает, что во время этой встречи Суффолк предложил Фредерику немедленно ехать с ним в Англию. «Не беспокойтесь ни о жене, ни о детях, – сказал Суффолк, – я обещаю их завтра же увезти в Бретань, а оттуда – на другую сторону Ламанша». Жолио-Кюри отказался от предложения, и Суффолк уехал в порт. Хальбан и Коварский находились уже на судне. До отплытия они больше не виделись с Жолио-Кюри.