VI
VI
В феврале 1943 г. Курчатов не был уверен, что атомная бомба может быть создана, а если может, то сколько времени на это потребуется. Он сказал Молотову, что еще очень многое для него неясно. «Тогда я решил дать ему материалы нашей разведки, — вспоминает Молотов. — Наши разведчики сделали очень важное дело. Курчатов несколько дней сидел у меня в Кремле над этими материалами. Где-то после Сталинградской битвы, в 1943 г.»{420}. Свидетельства о том, что кто-либо из других ядерщиков видел эти материалы, отсутствуют. Из письма Хлопина к Иоффе (январь 1943 г.) видно, что ему их не показали. Это же следует и из переписки Вернадского. Правительство, очевидно, консультировалось с учеными в 1942 г., не показывая им материал, который имел решающее значение для обсуждавшегося тогда вопроса.
Курчатов изучал разведывательные данные в начале марта после своего приезда из Мурманска, куда он был отправлен на несколько недель командованием флота, чтобы помочь в работе по размагничиванию кораблей Северного флота{421}. 7 марта он написал подробную памятку для Первухина о материалах, которые ему показали. Эта памятка, написанная от руки из соображений секретности, показывает, что Курчатов узнал из данных разведки на самом начальном этапе развития проекта{422}.
Курчатов находился под большим впечатлением от увиденных материалов, все они относились к английскому проекту. Это имело «громадное, неоценимое значение для нашего государства и науки, — писал он. — С одной стороны, эти материалы свидетельствовали о серьезности и интенсивности проводимых в Англии исследований по урановой проблеме, с другой — они позволяли определить основные направления собственных исследований, обойти многие трудоемкие фазы разработки проблемы и узнать о новых научных и технических путях их решения».
Курчатов обсуждал материалы, разбив их на три части, первая из которых 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.
Материалы, относящиеся к газовой диффузии, замечал Курчатов, представляли собой тщательный, детальный анализ всех этапов процесса, предложенного Симоном. Эта работа еще не была проверена советскими теоретиками, но, как видно, она была сделана группой известных английских ученых. На основе полученного материала можно было целиком воспроизвести и установку, и завод. Это сделало бы возможным, «минуя исходную стадию, начать здесь в Союзе новое, очень важное направление в решении проблемы разделения изотопов»{423}.
Британские исследования, писал Курчатов, показали, что термическая диффузия будет не очень эффективна, так как потребует огромных затрат энергии. Это подтвердила работа Зельдовича, выполненная как раз в это время по просьбе Курчатова. Англичане сделали вывод, что метод центрифугирования не будет эффективным для разделения больших количеств урана-235, но окончательное решение может быть принято, замечал Курчатов, только после того, как установка, разрабатываемая в лаборатории Ланге, будет испытана. Из разведывательных материалов следовало, что масс-спектрографический метод и метод испарения непригодны для разделения изотопов урана. Справедливость этой оценки изучалась Арцимовичем и Корнфельдом. Курчатов привел большой перечень сведений об установке Симона, которые было бы важно знать[118].
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, уже выполненных Харитоном и Зельдовичем, но в данных о сечениях, которые им пришлось использовать в расчетах[119]. Из-за отсутствия мощных циклотронов и больших количеств тяжелой воды советские физики не могли измерить сечение захвата тепловых нейтронов в тяжелом водороде. Теперь эксперименты, проведенные в Кембридже Хальбаном и Коварским, показали возможность осуществления цепной реакции в системе уран — тяжелая вода. Результаты, полученные экспериментальным путем, писал Курчатов, более надежны, чем расчеты, которые требовали нескольких приближений.
Советские физики не могли повторить эксперимент Хальбана — Коварского, так как в стране было всего лишь два-три килограмма тяжелой воды. Следовательно, было важно узнать, какую работу проделали Хальбан и Коварский в дальнейшем, в частности, уехали ли они в Соединенные Штаты, как это предполагалось в разведывательных материалах, и провели ли они эксперименты в лаборатории с большим количеством тяжелой воды.
В этом разделе Курчатов указал еще на два момента, которые были бы важны для советского проекта. Первый относился к конструкции ядерного «котла»[120]. Все опубликованные исследования, замечал Курчатов, основывались на гомогенной смеси урана и замедлителя. Не могло ли стать деление более вероятным, спрашивал он, если бы уран был распределен в замедлителе в виде блоков подходящих размеров? Было бы желательно знать, какой тип системы использовали Хальбан и Коварский и какой тип используется в Соединенных Штатах. Здесь впервые в советских работах говорится об идее гетерогенной системы, к которой пришли Ферми, Коварский и немецкие ученые в 1939 г.
Второй раздел оказался более важным, так как касался альтернативного пути к атомной бомбе. «В части материала, посвященной проблеме ядерного взрыва и горения, — писал Курчатов, — 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»{424}. Курчатов сознавал возможность получения в процессе цепной ядерной реакции делящихся трансурановых элементов. Для советских физиков очень большой интерес представляла статья Макмиллана и Абельсона (июнь 1940 г.), в которой сообщалось о получении элемента 93. Макмиллан и Абельсон писали, что этот элемент распадается, образуя 94-й элемент с массовым числом 239. В разведывательных материалах указывалось, что этот элемент мог быть использован в бомбе вместо урана-235.
В третьей части Курчатовской памятки рассматривалась физика процесса деления. Здесь интересного материала было меньше. Курчатов был, однако, весьма удовлетворен тем, что Фриш подтвердил существование спонтанного деления, открытого Флеровым 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, — писал Курчатов. — Аналогичный прием был предложен нашим физиком Г.М. Флеровым; им была рассчитана необходимая скорость сближения обеих половин бомбы, причем полученные результаты хорошо согласуются с приведенными в материале»{425}.
В заключение Курчатов отметил, что материалы, с которыми он ознакомился, заставили его пересмотреть свои взгляды на многие вопросы и нацелиться па три новых направления исследований: разделение изотопов газовой диффузией, цепную реакцию в смеси с тяжелой водой и исследование характеристик элемента 94. Из этих материалов следовало, что для решения урановой проблемы требуется значительно меньше времени, чем думали советские ученые, которые не знали о том, что делается за границей. У Курчатова создалось впечатление, основанное на тщательном изучении материалов, что они подлинные и не рассчитаны на дезинформацию советских ученых. Это особенно важный момент, отмечал он, поскольку советские ученые из-за отсутствия технической базы пока не в состоянии проверить многие данные. Хотя в материалах имеются некоторые сомнительные выводы, писал Курчатов, это связано скорее всего с ошибками британских ученых, а не с источником информации.
Ровно через две недели, 22 марта, Курчатов написал Первухину другую памятную записку. Эта записка является основополагающим документом, поскольку знаменует поворотный момент, когда Курчатов решил: плутониевый путь к атомной бомбе становится наиболее перспективным. Разведывательные материалы, с которыми он ознакомился, содержали намек на возможность производить с помощью уранового котла элемент, который будет использован в бомбе вместо урана-235. «Имея в виду эти замечания, — писал Курчатов, — я внимательно рассмотрел последние из опубликованных американцами в “Физикэл Ревью” работ по трансурановым элементам (эка-рений-238 и эка-осмий-239) и смог установить новое направление в решении всей проблемы урана — направление, обусловленное особенностями трансурановых элементов. Перспективы этого направления чрезвычайно увлекательны»{426}. Если эка-осмий обладает теми же свойствами, что и уран-235, писал Курчатов, то он может быть произведен в урановом котле и использован как активный материал в «эка-осмиевой» бомбе. В этом случае можно обойти всю проблему разделения изотопов.
Этот путь к бомбе имел бы смысл только в том случае, если бы эка-осмий-239 был действительно аналогом урана-235. В Советском Союзе работы по элементам 93 и 94 полностью отсутствуют, писал Курчатов. Все, что известно, получено Макмилланом в Беркли с использованием самого мощного в мире циклотрона, и последняя его публикация появилась в «Физикэл Ревью» в номере от 15 июля 1940 г. Курчатов писал, что советские ученые не будут иметь возможности изучить свойства эка-осмия до лета 1944 г., когда будут восстановлены и запущены советские циклотроны. Следовательно, очень важно узнать, что известно в Соединенных Штатах об элементах 93 и 94. Курчатов сформулировал четыре ключевых вопроса: делится ли элемент 94 быстрыми или медленными нейтронами? если да, то каково сечение деления (для быстрых и медленных нейтронов в отдельности)? подвержен ли элемент 94 спонтанному делению, и каков период полураспада по отношению к этому процессу? какие превращения претерпевает элемент 94 со временем? Курчатов привел список лабораторий в Соединенных Штатах, где могли проводиться подобные работы. Список открывался Радиационной лабораторией в Беркли{427}. Первухин послал Курчатовскую записку в НКВД. Гайку Овакимяну, заместителю начальника иностранного отдела Главного управления государственной безопасности НКВД, было поручено передать вопросы Курчатова агентам за границей{428}.[121]
Две памятные записки Курчатова, составленные в марте 1943 г., сыграли решающую роль в советском атомном проекте. Они показали, что Курчатов уже начал организацию исследований, определяя для своих сотрудников основные вопросы для изучения, в особенности вопросы, касающиеся методов разделения изотопов. Из этих записок также видно, в какой степени советские исследования тормозились из-за отсутствия урана, тяжелой воды и оборудования (циклотрона). В этих записках можно видеть путь, который был выбран Курчатовым и который приведет к первой советской атомной бомбе. В марте 1943 г. Курчатову стало ясно, что плутониевый путь к бомбе позволил бы обойти комплекс необычайно трудных проблем, связанных с разделением изотопов. Он, однако, еще не знал об успехе Ферми в Чикаго, так как писал в своей памятной записке от 22 марта, что ему неясно, возможна ли реализация уран-графитовой системы (именно это и осуществил Ферми).
Тон Курчатовской записки много говорит об Игоре Васильевиче. Здесь отсутствует торжество по поводу того, что получена информация, которую правительства западных держав пытались сохранить в секрете, нет в ней и горечи по поводу того, что война ускорила исследования в Англии и Соединенных Штатах, но замедлила их в Советском Союзе. Курчатов не пытается преуменьшить достижения английских и американских ученых или преувеличить роль работ своих коллег. Видна его взволнованность тем, что делается за границей, и восхищение качеством исследований. Памятные записки создают впечатление о человеке, который способен взяться за ключевые вопросы, не давая воли личным чувствам.
Примерно в это же время Молотов спросил Курчатова: «Ну, как материалы?». Позднее Молотов говорил, что ничего не понимал в существе полученных разведывательных материалов, но знал, что они исходят из надежного, достоверного источника. Курчатов ответил: «Замечательные материалы, как раз то, чего у нас нет, они добавляют». Молотов рассказывает, что представил Курчатова Сталину. Курчатов «получил всяческую поддержку, и мы на него стали ориентироваться, — утверждал он впоследствии. — Он организовал группу, и получилось хорошо»{429}. Отсюда следуют два вопроса: в какой мере приоритетными стали теперь работы по ядерному проекту и насколько советские лидеры понимали значение атомной бомбы?