IV
IV
В 1943 г. Курчатов начал собирать группу физиков и инженеров для работы непосредственно над конструкцией бомбы. Возглавить эту группу он предложил Харитону. Тот вначале отказался, так как хотел продолжать работу по минному и противотанковому оружию, которое использовалось бы в войне против Германии. Но Курчатов, как вспоминает Харитон, настаивал и сказал ему: «нельзя упускать время, победа будет за нами, а мы должны заботиться и о будущей безопасности страны»{491}. Впрочем, Харитона привлекло и то, что «это было совсем новое, а значит, и очень интересное дело», и он согласился присоединиться к проекту, продолжая в то же время работать для Наркомата боеприпасов{492}. Выбор Курчатова многих удивил, поскольку Харитон, с его мягкими и интеллигентными манерами, не соответствовал представлению о сталинском начальнике. Выбор Курчатова продемонстрировал присущее ему мастерство в подборе кадров, так как Харитон доказал, что является прекрасным научным руководителем программы создания оружия{493}. Харитону было тогда 39 лет, он был на год моложе Курчатова. Они были знакомы друг с другом с 1925 г. и теперь стали еще более близки, работая без трений и соперничества.
Группа по созданию бомбы сделала все что могла для изучения условий, при которых происходит взрывная цепная реакция в уране-235 и в элементе 94, но она испытывала серьезные затруднения из-за недостаточного знания основных данных. Харитон и его коллеги не знали сечений деления быстрыми нейтронами урана-235 и элемента 94. Были проведены эксперименты по изучению пушечного метода подрыва бомбы. Под руководством Харитона Владимир Меркин провел эксперимент с двумя ружьями, стреляющими друг в друга, и разработал методику высокоскоростного фотографирования столкновения двух пуль. Позднее в небольшом сарае, построенном вблизи лаборатории, подобные эксперименты были проведены с 76-миллиметровыми орудиями. За помощью в проведении этой работы Курчатов обратился к Борису Ванникову, наркому боеприпасов, который поручил решение проблемы специальному институту, занимавшемуся вооружениями{494}.
В первые месяцы 1945 г. после получения информации из Соединенных Штатов группа по созданию бомбы изменила направление своей работы. В августе 1944 г. Клаус Фукс в составе английской группы был послан в Лос-Аламос, где стал работать над проблемой имплозии{495}. К лету 1944 г. в Лос-Аламосе стало ясно, что пушечный метод получения сверхкритической массы активного материала не сработает в случае плутония. Было обнаружено, что один из изотопов плутония — плутоний-240, имеет очень большую скорость спонтанного деления. Если использовать пушечный метод, спонтанное деление может вызвать преждевременную детонацию. Взрыв произойдет до полного сжатия активного вещества, и его эффект сведется к нулю. Субкритические массы должны быть соединены намного быстрее, чем это возможно при пушечной схеме. Это может быть сделано посредством имплозии: высокоэффективная взрывчатка обычного типа размещается вокруг делящегося материала, и взрывная волна при этом направляется внутрь, сжимая материал, пока он не достигнет критичности и сдетонирует{496}.
Как утверждал Рудольф Пайерлс, член английской группы, работавшей в Лос-Аламосе, детонация плутониевой бомбы оказалась самой трудной проблемой, с которой столкнулись исследователи в Лос-Аламосе{497}. Фукс решал трудную задачу, связанную с расчетом имплозии, и поэтому оказался в центре поисков нового подхода к конструкции бомбы. В феврале 1945 г., когда он навещал свою сестру, жившую в Бостоне, он передал Гарри Голду сообщение о конструкции атомной бомбы{498}.[144] По признанию Фукса, сделанному впоследствии, он «сообщил о высокой скорости спонтанного деления плутония и о заключении, что в плутониевой бомбе для ее детонации должен использоваться метод имплозии, а не более простой пушечный метод, который мог быть применен для урана-235. Он также сообщил, что критическая масса плутония меньше, чем критическая масса урана-235, и что для бомбы его требуется от пяти до пятнадцати килограммов. В тот момент еще было неясно, как добиться равномерного обжатия сердцевины: или с помощью системы линз из высокоэффективной взрывчатки, или посредством многоточечной детонации на поверхности однородной сферы такой взрывчатки»{499}. Это было крайне важное сообщение, и когда Фукс снова встретился с Гарри Голдом, он дополнил его более детальной информацией.
Во время их следующей встречи, состоявшейся в Санта-Фе в июне 1945 г., Фукс передал Голду отчет, который он написал в Лос-Аламосе, так что он мог сверить свои цифры с достоверными данными. В этом отчете Фукс, согласно его признанию, «полностью описал плутониевую бомбу, которая к этому времени была сконструирована и должна была пройти испытания (кодовое название “Тринити”). Он представил набросок конструкции бомбы и ее элементов и привел все важнейшие размеры. Он сообщил, что бомба имеет твердую сердцевину из плутония, и описал инициатор, который, по его словам, содержал полоний активностью в 50 кюри. Были приведены все сведения об отражателе, алюминиевой оболочке и о системе линз высокоэффективной взрывчатки»{500}.
Фукс информировал Голда, что на испытаниях «Тринити», как ожидается, произойдет взрыв, эквивалентный взрыву 10 000 тонн тринитротолуола, и сказал ему, когда и где это испытание будет проведено. В своем сообщении он упомянул, что, если испытания окажутся успешными, существуют планы применения бомбы против Японии{501}.
В докладе, написанном 16 марта 1945 г., Курчатов оценивал разведывательные материалы с точки зрения двух возможностей, «которые до сих пор у нас не рассматривались». Первая заключалась в использовании в бомбе гидрида урана-235 (уран-235 в смеси с водородом) в качестве активного материала вместо металлического урана-235. Курчатов скептически отнесся к этой идее, но воздержался от окончательного вывода до «проведения строгого теоретического анализа вопроса». Много больше он был заинтересован во второй идее — имплозии. «…Несомненно, что метод “взрыва вовнутрь”, — писал он, — представляет большой интерес, принципиально правилен и должен быть подвергнут серьезному теоретическому и опытному анализу»{502}.
Три недели спустя, 7 апреля 1945 г., Курчатов написал другой доклад, который явно был откликом на информацию, полученную от Клауса Фукса в феврале. Доклад же от 16 марта, по-видимому, написан на основе информации, полученной от кого-то еще, возможно, от Дэвида Грингласса, механика, работавшего в лаборатории Джорджа Кистяковского, руководителя отдела взрывчатых веществ в Лос-Аламосе. Грингласс признался позднее, что снабжал Советский Союз информацией о линзах высокоэффективной взрывчатки, предназначенных для имплозии, и в 1951 г. его свидетельство послужило основой для обвинения в шпионаже Юлиуса и Этель Розенбергов{503}.[145] Из Курчатовского доклада от 7 апреля ясно, что информация, полученная от Фукса, была более важной, чем материалы, рассмотренные им тремя неделями раньше. Она имела «большую ценность», писал Курчатов. Данные о спонтанном делении были «исключительно важными». Данные о сечении деления урана-235 и плутония-239 быстрыми нейтронами различных энергий имели огромное значение, так как они давали возможность достаточно реально определить критические размеры атомной бомбы. Советские физики пришли к тем же выводам об эффективности взрыва, что и американские, писал Курчатов, и сформулировали тот же закон, по которому эффективность бомбы пропорциональна кубу превышения массы бомбы над критической{504}.
Большая часть материалов, рассмотренных Курчатовым в этом докладе, относится к имплозии. Хотя советские физики только недавно услышали о методе имплозии, им уже тогда стали ясными «все его преимущества перед методом встречного выстрела». Разведка добыла очень ценную информацию о распространении волны детонации во взрывчатке и о процессе сжатия активного материала. В ней же указывалось, как может быть достигнута симметрия имплозии и как можно избежать неравномерного действия взрывчатки соответствующим распределением детонаторов и чередованием слоев различных сортов обычной взрывчатки. «Я бы считал необходимым, — писал Курчатов в конце этого раздела своего доклада, — показать соответствующий текст (от стр. 6 до конца, за исключением стр. 22) проф. Ю.Б. Харитону»{505}.
Доклады Курчатова подтверждают важность сведений, почерпнутых из шпионской информации Фукса.[146] Они также свидетельствуют о том, что Советский Союз имел и другие источники информации о «проекте Манхэттен». Анатолий Яцков, который (под именем Анатолия Яковлева) был офицером НКГБ в Нью-Йорке, курирующим Гарри Голда, говорит, что по крайней мере половина его агентов не была раскрыта ФБР{506}. Ясно, например, что кто-то еще передавал в СССР информацию о работе Сиборга и Сегре в Беркли. Но имеющиеся сведения свидетельствуют о том, что Фукс был заведомо самым важным информатором по «проекту Манхэттен»[147].