Текст книги "История атомной бомбы"
Автор книги: Хуберт Мания
сообщить о нарушении
Текущая страница: 19 (всего у книги 23 страниц)
Эдвард Теллер уже давно, в начальной фазе, когда первые сборные дома еще только ставились в весеннюю слякоть, сделал решающий вклад в определение главных направлений работы теоретического отдела. И теперь ему обидно, что руководителем отдела назначен не он, а его друг Ганс Бете. От обиды он отказывается исполнить распоряжение Бете и взять на себя часть трудоемких расчетов по имплозионной технике так называемого взрывного схлопывания. Для подкрепления призывают Фриша и его британских коллег, но вряд ли Фриш знает, что одна из причин этого призыва – строптивость Теллера. Манхэтгенскому проекту остро не хватает математиков-вычислителей. Положение в корне меняется, когда на сцену Лос-Аламоса осенью 1943 года вступает венгерский математик Джон фон Нейман.
Захваченный динамичной деятельностью «Джонни», даже Эдвард Теллер выбирается из паучьих углов своей оскорбленности, возобновляет старинное юношеское знакомство со своим земляком и проявляет заметное рвение к расчетам. В то время как Ганс Бете спрашивает себя, а не является ли прилив интеллектуальных сил известного во всем мире пожарного укротителя очагов математических возгораний симптомом появления новой специальности, которая превзойдет возможности человека.
При множественных взрывателях Неддермейера взаимодействия разнонаправленных ударных волн вызывают неравномерности и не позволяют произвести эффективный «взрыв обжатия», направленный внутрь. Но взрывные эксперименты с цилиндрическим объектом – всего лишь упражнения для разогрева. Конечная геометрия, ради которой эти эксперименты затеваются, – полый шар из плутония. При взрыве он должен плотно спрессоваться. В своих совместных расчетах фон Нейман и Теллер замечательно дополняют друг друга. Они обнаруживают, что точный взрыв схлопывания мог бы невообразимо сжать плутоний. Материя сходной плотности мыслима лишь в недрах звезд. При этом бомбовая начинка, прежде некритическая, с огромной скоростью достигает критической массы.
Имплозионным взрывом предстояло овладеть не просто в виде ответа на военный вызов, но надо было выковать из него математически точный инструмент. Только тогда будут выполнены условия для действующей плутониевой бомбы. Эту точку зрения фон Нейман в последнее время прочно перенял от гарвардского химика Джорджа Кистяковского. Тупая вычислительная сила машины, как гласит вердикт фон Неймана, прекрасно подходит для того, чтобы выдать лучшие параметры для равномерной симметричной имплозии. И вот вычислительная машина с перфокартами фирмы «IBM» – один из последних экземпляров этого вида на пороге к эре электронных компьютеров – доставляется на холм в апреле 1944 года, и там ее кормят данными ударных волн. Через три недели круглосуточного машинного счета появляются первые промежуточные результаты.
В ноябре 1943 года союзники снова бомбят фабрику тяжелой воды в норвежском Феморке и причиняют ей серьезные повреждения. Уцелевшие элементы, правда, демонтируют и перевозят в Германию. Но ввиду ожесточеннейшей войны, которая поглощает все ресурсы, усилия по построению в рейхе опытных установок для производства тяжелой воды застопориваются в начальной стадии. В феврале 1944 года норвежские силы Сопротивления берут на прицел пассажирский паром, который перевозит сорок девять бочек тяжелой воды. Она предназначалась для Германии. В результате бомбовой атаки на паром эти бочки тонут. При этом погибают и четырнадцать штатских. Дело складывается так, что весной 1944 года Курту Дибнеру приходится, несмотря на свой последний весьма успешный эксперимент с кубиками урана, отказаться от своей мечты о «самоподдерживающемся реакторе» из-за нехватки тяжелой воды.
Между тем Вернер Гейзенберг больше не может игнорировать дибнеровскую геометрию реактора. Его собственные опыты с пластинами металлического урана в Берлине так ни разу и не достигли значений лейпцигского эксперимента 1942 года. Гейзенберг перепроверяет цифры из Готтова, но в своем заключении так и не находит для Дибнера ни одного слова признания. Из-за массированных воздушных налетов на Берлин институт Гейзенберга переезжает в Гехинген неподалеку от Тюбингена. С апреля 1944 года он так и курсирует между Берлином и вюртембергской провинцией.
Темпераментный Джордж Кистяковский считается на высокогорном плато стариком. Он родился на Украине в 1900 году, в 1917 году после русской революции воевал против большевиков добровольцем Белой армии. Был захвачен Красной армией в плен и год провел в турецких тюрьмах, пока ему не удалось бежать в Германию. По всем признакам, он был избавлен от малейших подозрений в симпатии к коммунистическим идеям. Диссертацию он защищал в Берлинском университете, был стипендиатом Принстона, а с 1938 года – профессором химии в Гарварде и считается экспертом по взрывчатым веществам Национальной научно-исследовательской комиссии по обороне. Он внес немалый вклад в то, чтобы убедить президента Рузвельта в осуществимости проекта атомной бомбы. В Лос-Аламосе Кистяковский с конца января 1944 года и живет один в маленькой каменной будке – бывшей насосной станции бывшего интерната. Перебираться в молодежное общежитие холостяков этот разведенный не хочет. Такая привилегия была ему предоставлена, ведь в конце концов он не рвался быть принятым в тайное общество ядерщиков. Наоборот, Оппенгеймер на коленях упрашивал его поддержать Сета Неддермейера. Правда, условия работы он находит неприемлемыми. Каждый день ему приходится быть свидетелем психологической войны между Неддермейером и Парсонсом, которые терпеть друг друга не могут.
Джим Такк, один из «научных мозгов», прибывших сюда вместе с Отто Фришем из Англии, придал новый импульс теоретикам-взрывникам, выступив с концепцией «взрывных линз». Как световые волны распространяются в стекле с другой скоростью, чем в воздухе, точно так же и ударные волны в различных взрывчатых веществах – таких, как динамит и тротил, например – продвигаются не одинаково быстро. И как оптические линзы могут фокусировать свет в пучок, так же и ударные волны при правильной комбинации разных взрывчатых веществ должны сбегаться и оказывать на сердцевину бомбы равномерное давление.
Роберт Оппенгеймер закрывает глаза и подвергает себя довольно странной процедуре. Чьи-то пальцы макают кисть вместо пудры в миску с мукой и выбеливают ею характерное лицо Первого лица Лос-Аламоса. Он согласился сыграть роль покойника в театральной постановке «Мышьяк и островерхий колпачок». Когда публика узнаёт, кого это выносят на сцену в виде мертвеца, раздаются аплодисменты. Почти каждый субботний вечер в каком-нибудь из жилых особнячков устраиваются вечеринки, спонтанные концерты или небольшие театральные представления. С особым жаром здесь приветствуют людей из технического отдела, потому что они приносят с собой пшеничный самогон, который гонят у себя в лаборатории, что, разумеется, строжайше запрещено генералом Гровсом.
Встреченное бурными аплодисментами выступление Оппенгеймера – примета популярности шефа. Будучи «привратницей Лос-Аламоса», Дороти Маккиббин в своей связующей конторе в Санта-Фе знакомится лично с каждым новоприбывшим. Она уверяет, что на Месе едва ли сыщется женщина, которая хотя бы чуточку не влюблена в Роберта Оппенгеймера и втайне не грезит о его голубых глазах. Когда его жена Кити в декабре 1944 года родила в Лос-Аламосе их дочь Кэтрин, женщины стояли в очереди у отделения для грудных детей, чтобы взглянуть на беби. Мужчины же прежде всего восхищаются острым умом, позволяющим этому физику-теоретику мгновенно схватывать новые знания, добытые в машинных залах инженерами и в лабораториях химиками, металлургами и взрывотехниками, чтобы тут же выковывать из них стратегию для дальнейших действий. Ганс Бете подчеркивает, что в долос-аламосские времена Оппенгеймер был крайне сдержанным человеком. Сама мысль о том, что он окажется пригодным в качестве руководителя крупного промышленного предприятия, показалась бы ему тогда совершенно нелепой. За минувшее с той поры время он, по словам Бете, удивительно преобразился и блестяще приспособился к этой роли. Оппенгеймеру редко приходится отдавать приказы. Юджин Вигнер удивляется его способности передавать свои желания «с легкостью и естественностью, одними только глазами, мановением руки да полузатухшей трубкой».
К началу мая 1944 года в Лос-Аламосе работают тысяча двести человек. Эдвард Теллер хотя и числится номинально сотрудником теоретического отдела Ганса Бете, но со всей очевидностью уже окончательно потерял интерес к актуальной разработке бомбы ядерного расщепления. Куда интереснее ему было бы заглянуть в будущее и выведать, осуществима ли фантастическая идея – использовать бомбу лишь в качестве взрывателя для некоего обозримого количества тяжелого водорода. После того как два его расчета имплозивного взрыва оказались неудачными, он просит об увольнении, чтобы иметь возможность целиком сосредоточиться на супербомбе. Оппенгеймеру хватает ума, чтобы исполнить заветное желание Теллера. У Бете уже есть кандидат на место Теллера – Рудольф Пайерлс, вице-шеф британской делегации. Оба знают друг друга с конца 1920-х годов, когда они учились в Мюнхене у Арнольда Зоммерфельда. Так два уроженца Германии занимают весьма ответственные позиции в Манхэттенском проекте. На одном не столь заметном месте в технической части работает еще один бывший немецкий гражданин. Старательный и многим пришедшийся по нраву молодой человек прибыл сюда прошлой осенью с английскими учеными и занят исследованиями ожидаемых ударных волн бомбового взрыва. Неприметного коллегу зовут Клаус Фукс, и даже шпики из британских секретных служб не смогли обнаружить в нем симпатий к советскому коммунизму.
Бывший активный борец против молодой советской власти ставит Роберта Оппенгеймера в начале лета 1944 года перед необходимостью снова вмешиваться в отношения между людьми. Новоприбывший Джордж Кистяковский попал на линию огня вражды между Неддермейером и Парсонсом. Эти с самого начала не сложившиеся отношения ставят под угрозу успех работы. По прошествии трех месяцев Кистяковский настолько измочален в этом конфликте сторон, что больше не видит возможности доверительной общей работы. Он просит Оппенгеймера об увольнении. Тот решает иначе и объявляет эксперта по взрывчатым веществам руководителем отдела имплозионной техники. Вооруженный новыми полномочиями в решении вопросов, Кистяковский прилагает все силы к тому, чтобы научиться подчинять себе хаотичные волны детонации в экспериментах с эксплозией, формировать их и фокусировать по своему усмотрению. Для этого он экспериментирует со специальной взрывной смесью под названием баратол.
Когда лорд Червелл, научный советник английского премьер-министра Уинстона Черчилля, посещает Лос-Аламос, Кистяковский ведет его по своему отделу и рассказывает о многообещающих данных, которые предоставляет ему эта специальная смесь. Однако лорд, родившийся в Германии как Фредерик Александр Линдеман, отмахивается. Он считает, что баратол не годится в качестве составной части системы взрывных линз, и рекомендует ему прибегнуть к старому доброму динамиту. Кистяковский ведет себя вежливее, чем ему хотелось бы в присутствии чванливого всезнайки, и спокойно перечисляет аргументы, по которым взрывчатка Нобеля не может рассматриваться для этой задачи. Несколько дней спустя Оппенгеймер вызывает его к себе в кабинет. Оказывается, Черчилль лично прислал телеграмму президенту Франклину Рузвельту с указанием на то, что люди в Лос-Аламосе находятся на ложном пути. И не угодно ли будет Рузвельту распорядиться, чтобы Кистяковский применял динамит, поскольку баратол определенно не будет функционировать. Ученый, вызванный «на ковер», предлагает своему шефу послать Черчилля ко всем чертям. Но в конце концов соглашается провести опыты с динамитом. Взглянув на список сотрудников, он составляет группу по динамиту из самых нерадивых, чтобы при этом не пострадали эксперименты с баратолом.
Для плутониевой бомбы группа Парсонса разработала две модели: удлиненного пушечного дизайна, предусмотренного и для урановой бомбы, и округлую конструкцию для взрыва обжатием, хотя позади этого имплозивного метода пока еще стоял большой знак вопроса. Будучи почитателем Дэшила Хэммета, Роберт Сервер как-то в приподнятом настроении назвал их Thin Manи Fat Man. При этом явно имея в виду роман Хэммета «Худой» и образ «Толстяка» – босса гангстеров в экранизации романа Хэммета «Мальтийский сокол». Криптологи Лос-Аламоса с воодушевлением переняли эти клички и настоятельно рекомендовали их в качестве будущих кодовых названий для переписки и телефонных переговоров. Вражеские секретные службы и шпионы, по мысли экспертов-шифровальщиков, обученных просчитывать на три хода вперед, пронюхают обманный маневр отправителей и расшифруют «Худого» как Франклина Рузвельта, а «Толстяка» как Уинстона Черчилля.
Пока в Хенфорде, штат Вашингтон, в напряженных трудах возводится атомный реактор, в Окридже маленький пилотный котел с воздушным охлаждением с марта 1944 года производит первые пробы плутония для Лос-Аламоса в масштабе граммов. Туда слетаются на горяченькое металлурги и химики, чтобы изучить свойства взрывчатого вещества, по большей части пока неизвестные. Молодые металлурги Тед Магель и Ник Даллес из чикагского метлаба только что перевербованы сюда лично Робертом Оппенгеймером, поскольку добрая слава бежит впереди них. Они примкнули к ста шестнадцати сотрудникам металлургической группы Лос-Аламоса как раз вовремя, чтобы первый реакторный плутоний из Теннесси превратить в металлический плутоний. Этот фокус – произвести грамм высокочистого плутония в форме пуговки – удается им при помощи обыкновенной центрифуги. Теперь люди впервые могут разглядывать вожделенное вещество невооруженным глазом. В следующие недели Магель и Даллес производят еще семь таких плутониевых пуговок. При этом они постоянно находятся под наблюдением врачей. Медики стараются выяснить, какое количество плутониевой пыли попадает через дыхательные пути в легкие и как она распределяется в организме. Вскоре оба причисляют себя к клубу избранных, этот клуб называется UPPU – You Pee Pu. Ты писаешь плутонием. Молодые сорвиголовы понимают свою зараженную мочу как дело чести и патриотизма. В конце концов, ведь идет война и каждый отдает лучшее, что у него есть. Они даже составляют еженедельные списки лучших UPPU, и Тед Магель однажды добирается со своими мочевыми показателями до шестого места самых зараженных Pu среди двадцати шести членов клуба. К концу сентября, когда осины снова окрашиваются в золотистый цвет, а дорогу к взрывному полигону окаймляют дикие красные астры, ученые из Лос-Аламоса могут похвастаться уже более чем двумя тысячами экспериментов, проведенных с плутонием.
Эмилио Сегре, сотрудник Энрико Ферми в Риме довоенных времен, продолжает сохранять за собой неприятную обязанность вестника плохих новостей. Он подтверждает прежние опасения Гленна Сиборга, что при облучении урана в реакторе наряду с желанным плутонием-239 неизбежно образуются и изотопы, состоящие из двухсот сорока ядерных кирпичиков. Они нежелательны, потому что квота их спонтанного расщепления так высока, что в пушечной модели бомбы существенно возрастает опасность преждевременной детонации. Сегре исследует плутоний из Окриджа. Результаты исследования убийственны. Загрязнение плутония-240, по его словам, настолько велико, что из-за множества спонтанно высвобождающихся нейтронов запускается цепная реакция. «Пуля» и «мишень» расплавятся еще до того, как встретятся, чтобы образовать критическую массу.
А ведь будущий хенфордский реактор рассчитан так, что доля 240-го изотопа в выходе плутония окажется еще выше, чем в имеющихся пробах из маленького окриджского реактора. На том же гарнизоне построены сложные высокотехничные установки для отделения урана-235 от урана-238. Чтобы уловить различие в три единицы массы между двумя химически идентичными изотопами, потребовались огромные затраты. Тогда как различие между плутония-239 и плутония-240 составляет всего-навсего одну единицу массы. Таким образом, удаление нежелательного изотопа становится почти безысходным делом. Для такой задачи атомный парк у дубрав штата Теннесси следовало бы еще раз расширить. Кризисный штаб, в состав которого входят Гровс, Оппенгеймер, Комптон и Ферми, приходит к заключению, что такое оборудование при нынешнем состоянии дел нереалистично.
Так Оппенгеймер семнадцатого июля 1944 года принимает решение отказаться от «Худого» – от пушечной модели плутониевой бомбы. Теперь на первый план событий выдвигается рабочая группа Джорджа Кистяковского. Она должна добиться успеха «Толстяка», имплозионной модели плутониевой бомбы, иначе окажутся напрасными все труды Ферми и все гигантские издержки и старания, которые сейчас прилагают сорок две тысячи работников в Хенфорде, чтобы претворить в жизнь его планы. Перед лицом практических проблем, которые подбрасывает еще и техника взрыва обжатия, даже уверенный в себе Оппенгеймер впадает в депрессию и думает о том, чтобы подать в отставку. Если бы не убеждение, что они бегут наперегонки с немцами, очень может быть, что даже такой непоколебимый руководитель, как генерал Лесли Гровс, поставил бы крест на плутониевой бомбе в этой точке спада Манхэттенского проекта.
При этом положение в Германии самое бедственное. События войны буквально разметали «урановый клуб». Так, во время одного воздушного налета в феврале 1944 года институт Отто Гана сгорел дотла. Первооткрыватель расщепления ядра переезжает в вюртембергский городок Тайльфинген – он в двух шагах от гейзенберговского Гехингена – и вынужден импровизировать с уцелевшим оборудованием в опустевшей трикотажной фабрике. Проведенные институтом Гана за последние пять лет исследования продуктов расщепления, загрязнений препарата-38 и поведения быстрых нейтронов были важным вкладом в теорию немецкой урановой машины. Но и для создания атомной бомбы без этих фундаментальных исследований не обойтись.
К этому времени немецкий атомный проект возглавляет Вальтер Герлах, профессор экспериментальной физики в Мюнхене. Пауль Хартек, Эрих Багге и еще горстка одиночек в Берлине, Киле, Гейдельберге и Вене со скромными результатами работают над получением слабо обогащенного урана-235. С этим топливом для реактора можно сократить применение дефицитной тяжелой воды. В марте 1944 года, когда Тед Магель и Ник Даллес демонстрируют как нечто само собой разумеющееся свою первую плутониевую пуговку, Герлах силится по-новому скоординировать работу «уранового клуба» и созывает для этого конференцию. Ведь немецкие деятели все еще видят друг в друге противников и конкурентов, воюя между собой за каждый кубик урана и за каждый литр тяжелой воды.
Гейзенберг проявляет мало интереса к обогащению урана. Правда, к этому времени он уже перенял дибнеровскую геометрию реактора с кубиками, однако претендует, как обычно, на львиную долю всех имеющихся в наличии материалов. Хотя Гейзенберг посвящает «урановому клубу» и не все свое внимание и силы – как-никак, он даже в конце тотальной войны регулярно читает доклады за границей, работает над своей теорией элементарных частиц и даже пишет пространный философский трактат, – он не хочет, чтобы Курт Дибнер обошел его. Как только условия для крупного эксперимента в Гехингене будут выполнены, он намерен доставить сюда из Берлина кубики урана и тяжелую воду и наконец произвести цепную реакцию.
Будь на то воля генерала Гровса, он бы всех ученых одел в униформу и интернировал в казармы, чтобы избавить их и себя от хаоса, который, по его мнению, неизбежно учиняют их жены и дети. Однако Роберт Оппенгеймер хочет, чтобы его коллеги чувствовали себя хорошо. Он распорядился возвести новые семейные дома вдоль старых, разбитых дорог Лос-Аламоса, воспротивившись при этом плоско-квадратному подходу военных архитекторов. Майси Теллер даже организует маленькое народное восстание, когда однажды к ней заявляется солдат и пытается пройти на ее участок. Мол, ему приказано выкорчевать деревья и все сровнять, чтобы можно было потом посадить новые растения. Но Майси вполне устраивают дикие заросли позади ее дома. Она не допускает выкорчевывания деревьев и отсылает солдата прочь. На следующий день он снова является с тем же приказом. Однако под деревьями уже сидят дамы из соседних домов с детьми и вязаньем, они пьют чай и, судя по всему, настроены остаться здесь надолго. Больше солдат не приходит.
Семья Ферми прибывает на Месу в августе 1944 года. Лауру раздирают противоречивые чувства. Красивые окрестности напоминают ей родной Южный Тироль и действительно похожи на климатический курорт, однако ограждение с колючей проволокой вызывают у нее ассоциации с немецкими концлагерями. Женам ученых здесь предлагается работа с неполной занятостью, и она устраивается офисной помощницей. Она носит синий отличительный значок, который не дает ей доступа в определенные отделы технической части. Не может она войти и в отсек Р, где ее муж с группой «бродячих жестянщиков» решает проблемы других отделов. Доступ сюда имеют только лица с белым значком, насквозь проверенные секретной службой и признанные благонадежными. Все вещи в квартире Ферми проштампованы «военным клеймом – начиная от электрической лампочки под потолком и кончая веником в углу». На армейских койках выцарапаны имена солдат, которые когда-то на них спали. Кухни стандартно оборудованы двумя мойками. Одна из них такая глубокая, что молодые матери купают в них младенцев.
Каждый новоприбывший получает памятку с цензурными правилами переписки. Первым в перечне запрещенных к употреблению слов стоит «физик». Запрещены также имена собственные, названия поселений и какие бы то ни было географические наводки. Бернис Броди, жена физика Ричарда Броди, устроившаяся в Лос-Аламосе, по ее собственным данным, «as computer», то есть вычислителем, вынуждена отказаться даже от привычки украшать свои письма улыбчивыми тыковками, поскольку они не нравятся цензору. Знаменитости тоже не избавлены от цензуры переписки. Роберт Оппенгеймер и Энрико Ферми имеют, сверх того, личных охранников. Частная сфера в Лос-Аламосе – привилегия скорее людей неименитых. Кити Оппенгеймер все больше и все чаще топит в виски и джине свое лютое раздражение неотступным надзором, и это хорошо известно всякому на Месе.
Военные любят взрывчатку за то, что она хорошо умеет пробиться сквозь любые завалы материи в любой ее комбинации – внятно и действенно. Но только Джорджу Кистяковскому приходит в голову поточнее исследовать ее свойства, чтобы применить ее в качестве точного инструмента. При помощи взрывных линз он хочет получить контроль над имплозией – взрывом обжатия. Такая линза составлена из быстрогорящей взрывчатой оболочки и горящей более медленно «сердцевины взрывчатки» – по форме это усеченная пирамида размером с автомобильный аккумулятор. Ровно сто таких отливок для линз, необходимых плутониевой бомбе, должны быть подогнаны друг к другу с высокой точностью, что ставит непомерно высокие требования к литейным формам. Как только волны детонации от взорвавшейся оболочки достигают сердцевины линзы, процесс замедляется – так, что последняя волна может догнать первую, пока не сформируется единая сферическая волна, которая и понесется к центру бомбы. Отражающий слой из урана выравнивает последние неравномерности волны перед тем, как она наконец достигнет плутониевого ядра. Так гласит теория. И поскольку Джон фон Нейман подстраховал ее математическими расчетами, ей дают шанс.
С того момента как судьба «Толстяка» попадает в руки Кистяковского, жители Месы больше не знают покоя, ибо его сотрудники ежедневно поднимают в воздух ровно тонну взрывчатки высокой мощности, чтобы вырвать у реальности ответы на все вопросы. Тот самый баратол, на который лорд Червелл некогда сделал донос в самой высокой инстанции, показывает в экспериментах наилучший результат в качестве медленного компонента. Правда, много беспокойства Кистяковскому доставляют формы для литья взрывных линз. Они все еще недостаточно точны, и их приходится механически обрабатывать дополнительно.
