«Работа по урану»

«Работа по урану»

27 сентября 1942 года Вячеслав Молотов представил Иосифу Сталину проект распоряжения «Об организации работ по урану». В нем отмечалось: «Академия наук, которой эта работа поручается, должна к 1 апреля 1943 года представить в Государственный Комитет Обороны доклад о возможности создания урановой бомбы или уранового топлива».

Осенью Иоффе, Капица, Хлопин, Вавилов и Вернадский были вызваны в Москву для обсуждения целесообразности возобновления ядерных исследований. Изначально предполагалось, что проект возглавит академик Иоффе, но тот отклонил предложение, сославшись на возраст, и рекомендовал в качестве кандидатов на этот пост Игоря Курчатова и Абрама Алиханова. Курчатов, если верить Кафтанову, имел репутацию ученого, не способного сконцентрироваться на одном проекте, но его сильно поддерживал Иоффе. Алиханов, который уже был членом-корреспондентом Академии наук, как физик был известен лучше. Курчатов и Алиханов приехали в Москву 22 октября. По итогам собеседований Кафтанов всё-таки рекомендовал Курчатова на пост руководителя.

Курчатов вернулся в Казань 2 декабря, в тот самый день, когда Энрико Ферми запустил цепную ядерную реакцию в ядерном «котле» в Чикаго. Курчатов отрастил бороду, что сделало его похожим на священника. Когда друзья подшучивали над бородой, он говорил, что не сбреет ее, пока «фрицы не будут побиты». С тех пор за ним закрепилось прозвище Борода. Однако окончательного утверждения пришлось дожидаться – после дополнительных переговоров, консультаций, согласований докладов и докладных записок атомный советский проект все же стартовал, и 10 марта 1943 года Курчатов официально был назначен его научным руководителем.

Интересная историческая деталь. Решение начать работы над советским атомным проектом было принято во время битвы за Сталинград. Когда Игорь Курчатов 22 октября был вызван в Москву, Красная армия отчаянно пыталась удержать город. 19 ноября она начала контрнаступление с целью окружить и изолировать немецкие войска в Сталинграде. 2 февраля немецкие войска капитулировали. Советский план контрнаступления под Сталинградом имел кодовое название «Уран». Обычно его связывают с планетой Уран, но оно могло также означать и химический элемент уран. Юрий Сивинцев, автор одной из книг о Курчатове, полагал, что совпадение вряд ли можно считать случайным, если учесть, что в то же самое время, когда оно планировалось, было принято решение возобновить «работу по урану». Случайность или нет, но связь между этими двумя событиями нельзя полностью исключить. Победа под Сталинградом, ее стратегический вклад в победу над нацистской Германией означали появление новой мировой державы – Советского Союза, тогда как реализация независимого атомного проекта должна была обеспечить этой державе ключевую позицию в послевоенном мире.

В феврале 1943 года Игорь Курчатов еще не был стопроцентно уверен, что атомная бомба может быть создана. Он сказал Молотову, что многое пока под вопросом. И Молотов решил дать физику материалы по британскому атомному проекту, собранные разведчиками. Курчатов несколько дней в марте просидел в приемной у Молотова, изучая их. 7 марта он написал на основе прочитанного подробную памятку, разбив ее на три части.

Первая часть относилась к проблеме разделения изотопов. Советские ученые считали прежде, писал он, что центрифугирование – это наиболее эффективный метод разделения. Предпочтение, отдаваемое англичанами газовой диффузии, было неожиданным, но информация о работе англичан делала необходимым включение в советский план наряду с центрифугированием и газовой диффузии.

Вторая часть памятки касалась «проблемы ядерного взрыва и горения». Здесь самым интересным, по мнению Курчатова, было подтверждение того, что цепная реакция возможна в смеси урана и тяжелой воды. Советские ученые, писал Курчатов, пришли к выводу, что это невозможно. Проблема заключалась не в теоретических расчетах, выполненных Зельдовичем и Харитоном, а в данных, которые им пришлось использовать в расчетах. Из-за отсутствия мощных циклотронов и больших количеств тяжелой воды советские физики не сумели точно измерить сечение захвата тепловых нейтронов в тяжелом водороде. Теперь эксперименты, проведенные в Кембридже, показали возможность осуществления цепной реакции в уране с тяжелой водой.

Там же Курчатов коснулся проблематики альтернативного пути к атомной бомбе. «В части материала, посвященной проблеме ядерного взрыва и горения, – писал он, – содержатся очень важные замечания об использовании в качестве материала для бомбы элемента с массовым числом 239, который должен быть получен в урановом котле в результате поглощения нейтронов ураном-238».

В третьей части памятки Курчатов рассматривал физику процесса деления. Он был весьма удовлетворен тем, что Отто Фриш подтвердил существование спонтанного деления, открытого Флёровым и Петржаком. Из-за спонтанного деления невозможно, писал Курчатов, держать весь «бомбовый заряд урана» как единое целое. Уран должен быть разделен на две части, которые в момент взрыва должны соединиться с относительно высокой скоростью. «Этот способ приведения урановой бомбы в действие рассматривается в материале и для советских физиков также не является новым. Аналогичный прием был предложен нашим физиком Г. М. Флёровым; им была рассчитана необходимая скорость сближения обеих половин бомбы, причем полученные результаты хорошо согласуются с приведенными в материале».

В заключение Курчатов отметил, что материалы, с которыми он ознакомился, заставили его пересмотреть свои взгляды на многие вопросы и нацелиться на три новых направления исследований: разделение изотопов газовой диффузией, цепную реакцию в смеси с тяжелой водой и исследование характеристик трансурановых элементов. Из этих материалов следовало, что для решения урановой проблемы требуется значительно меньше времени, чем думали советские ученые. Кроме того, Курчатов подтвердил, что материалы подлинные и не рассчитаны на дезинформацию разведки. Хотя в материалах имеются некоторые сомнительные выводы, писал Курчатов, это связано, скорее всего, с ошибками британских ученых, а не с источником информации.

22 марта Курчатов написал еще одну памятную записку, которая стала основополагающим документом советского атомного проекта. В ней физик заявил: наиболее перспективен плутониевый путь к атомной бомбе. В этом случае можно обойти сложную проблему разделения изотопов. Однако советские ученые не будут иметь возможности изучить свойства элемента-94 до лета 1944 года, когда будут восстановлены и запущены советские циклотроны. Следовательно, очень важно узнать, что об этом элементе знают в США. Курчатов сформулировал четыре ключевых вопроса. Первый – делится ли элемент-94 быстрыми или медленными нейтронами? Второй – если делится, то каково сечение деления? Третий – подвержен ли элемент-94 спонтанному делению и каков период его полураспада? Четвертый – какие превращения претерпевает элемент-94 со временем? В дополнение Курчатов привел список американских лабораторий, где могли проводиться подобные работы. Список открывался Радиационной лабораторией в Беркли.

Новая памятка Курчатова попала Гайку Бадаловичу Овакимяну – заместителю начальника иностранного отдела Главного управления государственной безопасности НКВД, а тот поручил своим сотрудникам передать вопросы физика агентам за границей. Так начиналась сверхсекретная операция «Энормоз», призванная помочь советским физикам как можно быстрее создать атомную бомбу.