Проект «Манхеттен» - самый масштабный и секретный проект по испытанию ядерного оружия в двадцатом веке. По сей день неизвестно, как проходили эксперименты, опыт которых был использован для ядерных ударов по Хиросиме и Нагасаки. Мы постарались собрать все, что известно о проекте на данный момент.
В этом населенном пункте и округе в штате Нью-Мексико, не имеющем статуса города или поселка и являющимся статистически обособленной территорией, была создана Лос-Аламосская национальная лаборатория. Это был основной, но не единственный город, в котором велась работа над Манхэттенским проектом. По всей стране было создано несколько засекреченных городов. Один из них под названием Site W в штате Вашингтон по сути был гигантской фабрикой, дающей плутоний, необходимый для производства бомб.
Об экологических последствиях проводимых работ и вреде радиоактивной пыли тогда можно было только догадываться. Узнать, как она влияет на организм можно было лишь одним способом - проверить на подопытных свинках. В качестве них были выбраны койоты. Предпочтя их другим обитателям, ученые исходили из того, что они едят зайцев, рацион которых состоит из загрязненных радиацией листьев. Солдаты отлавливали койотов, вытаскивали их щитовидную железу и измеряли уровень йода.
Токсичное яблоко
В период обучения в Кембридже физик Роберт Оппенгеймер решился совершить убийство. Жертвой был выбран один из преподавателей, для которого физик приготовил токсичное яблоко. Фрукт он накачал ядовитыми веществами и оставил среди вещей преподавателя, рассчитывая, что тот перекусит им во время перерыва. Однако довести план до конца Роберт так и не смог: до прихода предполагаемой жертвы он вернулся и забрал яблоко. Несмотря на темное пятно в биографии, Роберт Оппенгеймер был назначен руководителем самого дорого и секретного на тот момент проекта в истории - «Манхэттен».
Совершенно секретно
Вся жизнь в городе Х, окруженном колючей проволокой, была как под микроскопом. Пропускные пункты, цензура на письма, прослушка телефонов - контролировался буквально каждый шаг. Жили люди в домах с картонными стенами, поэтому о жизни друг друга знали все в мельчайших деталях. Работа над проектом оставалась в стенах «офисов», говорить о ней за пределами, а тем более обсуждать что-то с семьей было строго запрещено. Подавляющее большинство жителей даже и не догадывалось, для чего был построен город Х, пока в августе 1945 года они не услышали по радио, что два города Японии практически стерты с лица земли.
Тринити
Первое в мире испытание технологии ядерного оружия под названием «Тринити» в рамках Манхэттенского проекта проводилось на полигоне Аламогордо в штате Нью-Мексико. Eastman Kodak решили рассказать о нем миру, сняв документальный фильм. После выхода киноленты на студию обрушился шквал жалоб. Зрители картины не просто узнали о том, как и где началась ядерная эпоха, но и в какой-то степени стали частью нее. Как выяснилось позже, коробки, в которые был запакован фильм, были изготовлены из шелухи кукурузы, выращенной в Индиане, поля который были загрязнены радиоактивными осадками после испытаний «Тринити».
Мышиные бомбы
Во время атаки на Перл-Харбор стоматолог из Пенсильвании Литл С. Адамс находился в районе Карлсбадских пещер. В них он увидел летучих мышей, встреча с которыми натолкнула дантиста на безумную мысль - сделать бомбы с летучими мышами. Его хорошей знакомой была Элеонора Рузвельт, и несмотря на всю нелепость проекта, через нее Адамсу удалось продвинуть идею и получить финансовую поддержку. Мышей планировалось вооружать зажигательными бомбами с часовым механизмом и сбрасывать в контейнере над японскими городами. После того, как в пещерах был наловлен отряд крылатых смертников, начались испытания. Некоторые из них на удивление прошли вполне успешно, и при участии мышей было уничтожено несколько зданий, однако вскоре проект свернули сделав ставку на более предсказуемую в действии атомную бомбу.
Рассмотрим основные этапы проведения работ по созданию первых атомных бомб в США по материалам, опубликованным в открытой печати военным куратором Манхэттенского проекта, американским бригадным генералом Лесли Гровсом.
Это тот самый Гровс, который в 1942 г. был повышен до звания бригадного генерала и назначен руководителем американского атомного проекта. Именно этот легендарный для США генерал придумал проекту кодовое название Манхэттенский и выбирал места для строительства атомных объектов, а в последствии организовывал их слаженную работу и снабжение (рис. 6.10).
О Richland
^^Hanford Engineer Works)
Rochester О
(Health Project)
DC.®
Washington,
Oak Ridge Q
(Manhattan District Headquarters. (Los Alamos Laboratory-Project Y) Clinton Engineering Works)
О Berkeley
(Radiation Laboratory)
(VanSmCor"pjO ЧиТЖadiumCorp.)
О Inyokern
(Projectcamei) Q j_os Alamos
/I nc Llamnc I aKnra*
О Wendover
(Project Alberta)
(ProjecfAmes ChicagoСЭ
(Metallurgical Laboratory)
Qsylacauga
{Alabama Ornance Works)
О Alamogordo
(Project Trinity}
Рис. 6.10. Атомные объекты США
Генерал Гровс занимался подбором и расстановкой руководителей отдельных направлений проекта. В частности, настойчивость Гровса позволила привлечь для научного руководства всем проектом привлечь Роберта Оппен- геймера.
До того как заняться атомным проектом Гровс не занимался физикой, помимо административной деятельности в военном ведомстве США он был специалистом по строительству. Под его умелым руководством было построено здание Пентагона, чем он и обратил на себя вни- Рис. 6.11. Лесли Гровс мание властей, как военных, так и гражданских.
Опыт возведения Пентагона показал, что Гровс прекрасный организатор, может ладить с людьми и, что самое главное способен решать поставленные задачи в короткие сроки с высокой эффективностью.
При своём назначении руководителем проекта Гровс настоял на присвоении ему звания бригадного генерала, заявив: «Мне часто приходилось наблюдать, что символы власти и ранги действуют на ученых сильнее, чем на военных».
Уже после успешного завершения проекта многие американские средства массовой информации обвиняли генерала в отсутствии человечности и лояльности к подчинёнными, что становилось причиной многочисленных конфликтов с учёной братией, которая, имея за плечами мировую известность, не всегда была склонна подчиняться военной дисциплине, установленной руководителем проекта.
После окончания войны Гровс как-то заявил журналистам, что ему удалось создать изумительную машину с помощью «величайшей коллекции битых горшков», имея в виду ученых-атомщиков, в числе которых было несколько лауреатов Нобелевской премии.
Как известно, 6 декабря 1941 г. правительство США приняло решение о выделении крупных ассигнований на разработку и изготовление атомного оружия. Все виды работ было поручено курировать военному ведомству, потому что работы, по известным причинам, предполагалось проводить в обстановке строжайшей секретности.
Только спустя 20 лет после завершения Манхэттенского проекта о нём начали просачиваться некоторые подробности. Советская разведка не в счёт, это особая тема, которая будет кратно затронута далее.
Наши современные журналисты довольно часто ставят в вину тогдашнему руководству СССР (Сталину, Берии, Курчатову) неоправданную, на их взгляд, жёсткость при организации работ по созданию атомного оружия.
С высот теперешней псевдо демократии, действительно, некоторые административные решения могут казаться излишне заорганизованными с этаким лагерным привкусом. Однако и опыт проведения аналогичных работ в США тоже мало похож на виды Палестины в волшебном фонаре.
Лесли Гровс, в частности, не скрывает соей гордости по поводу возведения им небывалой стены секретности. По его мнению, одним из главных мотивов таких стараний, раздражавших учёных, была необходимость: «Сохранить в тайне от русских открытия и детали проектов и заводов».
Под началом генерала учёные работали в условиях тщательно дозированной информации. В пределах одной лаборатории для общения между отдельными группами сотрудников требовалось разрешение военной администрации.
Были и комические прецеденты. Некто Генри Д. Смит руководил одновременно двумя отделами. Так вот, формально, для общения с самим собой по научным и производственным вопросам он должен был получать специальное разрешение Гровса.
Естественно, что в пределах Манхэттенского проекта была развёрнута мощнейшая собственная служба безопасности, которой, помимо отслеживания режима вменялись в обязанности анкетирование, допросы, подслушивание, слежение за официальной и личной перепиской всего персонала, от посудомоек до ведущих специалистов.
На особо секретных объектах личная переписка и телефонные разговоры были вообще запрещены. Сам Гровс с целью сохранения режима секретности даже избегал письменных докладов начальству о состоянии работ. Предпочитал устные сообщения, как говорится с глазу на глаз.
Собственная контрразведка Гровса действовала в обход ФБР и госдепартамента США вплоть до начала в феврале 1945 г. Ялтинской конференции, когда о бомбе союзникам официально объявил президент.
В риторическом вопросе: «Бомбить или не бомбить?» для Гровса естественно, как истинного военного, сомнений не могло быть. Конечно, бомбить, учитывая всё затраченное на создание атомных бомб и возможность заявить о стратегическом приоритете над СССР, который к моменту окончания войны имел самую многочисленную, опытную и дееспособную армию мира.
А это пугало и заставляло настаивать на испытаниях бомб в реальных условиях современной войны. А тут ещё «битые горшки», многие из которых ввязались в Манхэттенский проект из-за боязни, что у Гитлера атомное оружие появится раньше и мир окажется беззащитным перед немецкой ядерной угрозой.
Когда выяснилось, что если даже у немцев бомба есть в стадии «вот, вот», то они не успеют ею воспользоваться, некоторые учёные категорически возражали против бомбардировок Хиросимы и Нагасаки.
Даже Алберт Эйнштейн по этому поводу, правда уже после того как, пропиа- рился: «Если бы я знал, что немцам не удастся создать атомную бомбу, я бы пальцем не пошевельнул».
После испытаний атомного заряда в Аламогордо многие её создатели открыто выступали против бомбардировок Японии. В Чикагском университете даже была создана специальная комиссия под председательством лауреата Нобелевской премии профессора Франка, в которую входил и Лео Сциллард.
Комиссия направила президенту Трумэну письмо от имени 67 ведущих учёных, участников проекта с обоснованием нецелесообразности атомной бомбардировки. В письме, в частности, обращалось внимание высшего руководства страны, на то, что сохранить монополию в производстве атомного оружия долгое время США сохранить не удастся. Два миллиарда, затраченных на Манхэттенский проект и обоснования военных перевесили в глазах президента доводы учёных.
Гровс по этому поводу говорил: «Наблюдая, как проект пожирает гигантские средства, правительство всё более склонялось к мысли о применении атомной бомбы. Трумэн не так уж много сделал, сказав «да», ибо в то время нужно было иметь больше мужества, чтобы сказать - нет».
Как водится, решение о бомбардировке Японии было упаковано в привлекательную для обывателя обёртку. Тут были заверения о крайней военной необходимости и о защите американских интересов на Дальнем Востоке. В своём оправдательном, по сути, обращении к нации Трумэн уверил всех, что атомные бомбардировки сохранят жизни многим тысячам американских солдат. Пипэл и на этот раз схавал.
А на самом деле Япония уже была повержена, на севере стояли советские войска, уже освободившие Сахалин и Курильские острова.
По большому счёту взрывы предназначались для устрашения СССР. Бабахнуть надо было исходя не из военных интересов, а из чисто политических, что собственно и определило выбор целей.
Нужны были города с большим населением, равнинная местность и значительная площадь. В начальном варианте Гровсом от имени проекта были предложены города Киото, Ниагата, Хиросима и Кокура.
Политики посчитали, что бомбардировка древней столицы Японии, Киото не совсем гуманно. Киото заменили Нагасаки. Когда цели были уточнены, то оказалось, что вблизи них находятся лагери военнопленных, в числе которых в основном были американцы, но Гровс приказал не брать это во внимание. Лес рубят, щепки летят. Перед тем как первую бомбу отправить в последний путь на аэродроме набожные американцы устроили богослужение, благословив пилотов на «святое» дело, и подчеркнув тем самым, что Всевышний одобряет это действо.
При развёртывании Манхэттенского проекта основными задачами было получение в необходимых количествах для создания бомбы радиоактивных материалов, урана и плутония.
Рис. 6.12. Артур Комптон с Ричардом Доуном
По оценкам учёных получение плутония в достаточных количествах можно было осуществлять в ядерном реакторе для запуска, которого требовалось 45 тонн металлического урана или двуокиси урана.
Первая промышленная установка была создана на базе Металлургической лаборатории Чикагского университета, руководимой Артуром Коптоном.
Гровс встретился с Комптоном, Ферми,
Рис. 6.13. А. Эйнштейн и Л. Сциллард
Франком, Вигнером и Сциллардом 5 октября 1942 г. Следует напомнить, что именно Лео Сциллард уговорил Эйнштейна подписать письмо американскому президенту о необходимости развёртывания работ по урановому проекту.
Во время этой встречи учёные занимались ликбезом, они популярно разъясняли Гровсу предлагаемую технологию производства плутония и свойства, построенной на его основе бомбы.
Гровса, прежде всего, интересовали количества материалов, для того чтобы определить для себя и других военных масштабы предстоящих работ.
После этой встречи генерал сетовал, что обстановка для него была непривычной. Впервые в его биографии было необходимо планировать грандиозную по масштабам работу не на основании конкретных вводных, как это принято у военных всего мира, а на непроверенных гипотезах «дырявых горшков».
Особенно Гровса ставило в тупик то обстоятельство, что сами учёные вероятность правильности своих гипотез оценивали не более 30%. Когда речь зашла о плутонии, то оказалось что его может потребоваться от 40 до 400 кг. Это бесило Гровса, он не мог себе представить, как в таких условиях можно было осуществлять разумное планирование производств.
В своих мемуарах Гровс сравнивал себя с поваром, которому предлагалось обслуживать гостей количеством от 10 до 1000.
Вопросы возникали на каждом шагу. Одним из них была задача охлаждения реактора. Чем его охлаждать? Были варианты гелия, воздуха и воды. По началу учёные остановились на гелии, но потом оказалось, что этот теплоноситель неудобен по целому ряду причин, пришлось вернуться к идее использования воды.
Гровс после посещения лаборатории определил для себя, что плутониевая бомба более реальна, чем урановая, т.к. последний вариант был связан с разделением изотопов урана, технология, которой была ещё более туманна, чем получение плутония.
Получение плутония. Плутония в лабораторных условиях было получено микроскопическое количество. Даже в декабре 1943 г. Программа располагала всего двумя миллиграммами материала, в то время как с разделением изотопов урана была полная неясность.
Для выполнения огромного объёма конструкторских, проектных и технологических работ была привлечена фирма «Дюпон», инженерно-конструкторский состав которой отличался высоким уровнем профессионализма. Специалисты этой фирмы сделали себе имя на выполнении больших строительных заказов, кроме того, до развёртывания Манхэттенского проекта Гровсу доводилось работать с фирмой в рамках армейского строительства, что было не маловажно, с учётом предстоящих масштабов производства.
Не все участники проекта разделяли мнения Гровса о привлечении к работам крупных промышленных компаний. Учёным, особенно из числа выходцев из Европы, было свойственно переоценивать свои возможности в областях творчества, смежных с научной деятельностью.
Иные из них считали, что достаточно собрать вместе 10 - 100 талантливых инженеров, естественно под их, учёных, мудрым руководством и дело пойдёт. Дело в том, что никто из этих «головастиков» даже не представлял себе истинного масштаба предстоящих работ.
В последствии оказалось, что на подготовке плутониевого производства было задействовано более 45 000 специалистов. Даже такой промышленный гигант, как «Дюпон», несмотря на невиданные государственные субсидии, работал на пределе сил и возможностей.
Конечно, Гровсу было сложно с учёными, особенно с Чикагской командой, где собрались вместе исследователи самой высшей мировой пробы, которые в принципе, даже гипотетически не предполагали контроля над своей деятельностью.
При переговорах со специалистами фирмы «Дюпон» от имени правительства Гровс подчеркнул, что против ядерного оружия не существует никакой защиты, кроме страха перед возмездием, поэтому чтобы возмездие не наступило, работы должны вестись в режиме глубокой секретности, несмотря на участия в них большого количества персонала.
Работы по плутонию необходимо было начинать ещё вчера, несмотря на то, что до конца не ясны способы защиты от радиации связанных с этим производством людей. Кроме того, развёртывание производства необходимо начинать без традиционных предварительных лабораторных испытаний и опытной эксплуатации отдельных циклов.
Не исключалась так же возможность выхода из-под контроля цепной реакции, т.е. перехода процесса деления ядер урана в режим взрыва, т.к. конструкция реактора была, мягко говоря, не отработанной в этом отношении.
К моменту начала промышленного строительства были решены только принципиальные теоретические вопросы. Специалисты фирмы «Дюпон» после трёхдневного общения с Гровсом и учёными из Чикаго резюмировали своё мнение: «Полной уверенности в осуществимости процесса не может быть по следующим причинам:
- Самоподдерживающаяся ядерная реакция не осуществлена на практике;
- Ничего определённого о тепловом равновесии такой реакции не известно;
- Ни одна из рассмотренных к тому времени конструкций ядерного реактора не выглядит осуществимой;
- Возможность извлечения плутония из высокорадиоактивного вещества также не является доказанной;
- Даже при самых благоприятных предположениях о каждой стадии процесса производительность завода в 1943 г. будет составлять несколько граммов плутония, а в 1944 г. - немногим больше. Если предположить, что действующий завод удастся построить в срок, производство плутония достигнет запланированной величины не ранее 1945 г. Однако эта величина может оказаться и недостижимой;
- Практическая полезность цикла, разработанного в Чикагской лаборатории, не может быть определена без сравнения его с урановым циклом, над которым работают лаборатории Колумбийского университета в Беркли, поэтому необходимо провести исследования и сравнить эти методы».
А тем временем в 25 км от Чикаго в Аргоннском лесу началось строительство подсобных помещений и вспомогательных лабораторий ядерного реактора. Вследствие недостатка квалифицированной рабочей силы, работы шли медленно, поэтому по предложению Комптона было решено построить малый экспериментальный реактор под трибунами университетского стадиона в Чикаго, для отработки технологии и проверки самой идеи.
Решение об использовании стадиона было во многом авантюрным. Только по недоумию можно было располагать экспериментальный ядерный реактор в центре многомиллионного города, под трибунами действующего стадиона. Учёные, будучи по жизни большими оптимистами, убедили военное и гражданское руководство, что реактор не опаснее кастрюли кипящего супа, выключил газ, - кипение прекратилось.
Рис. 6.14. Энрико Ферми в Чикаго
Однако повезло и 2 декабря 1942 г. Реактор был запущен в безаварийном режиме. В инстанции пошла знаменитая шифровка: «Итальянский мореплаватель высадился в Новом Свете. Туземцы настроены дружелюбно».
Это означало, что у Ферми всё получилось, и реактор заработал. Была осуществлена впервые в мире управляемая цепная реакция, однако это совсем не означало, что возможно промышленное получение плутония в количествах, достаточных для конечной цели - атомной бомбы.
Передовое достижение Ферми, вместе с тем, не гарантировало, что атомная бомба взорвётся вообще. В реакторе нейтроны замедлялись графитом, затем легко захватывались ядрами радиоактивного вещества.
По естественным причинам разместить в бомбе замедлитель не представлялось возможным, т. е. образующиеся при первых же актах деления нейтроны будут быстрыми и могут пролетать ядра активного вещества, не задерживаясь, а это исключало возможность взрывообразного протекания процесса.
Комптон и его учёная компания, однако, настаивали на том, что вероятность взрыва плутониевой бомбы составляет около 90%. Им поверили и прибавили прыти в строительстве плутониевых объектов. Учёные уверяли, что если правительство их поддержит, то бомбу можно сделать уже в 1944 г., а в начале 1945 г. можно будет изготавливать по одной бомбе в месяц.
Этим пророчествам не суждено было сбыться в полной мере. На лабораторном столе и в рабочих тетрадях учёных всё казалось простым и достижимым, на практике же, на инженерном и строительном уровне возникали трудности, на преодоление которых требовалось время и силы, не говоря уже о средствах.
Учитывая состояние и темпы строительства, и несмотря на нежелательность расширения круга осведомлённых лиц, к проекту привлекли ещё два промышленных гиганта, фирмы «Дженерал электрик» и «Вестингауз».
Лос-Аламос. До определённого уровня развития Манхэттенского проекта проектированию самой бомбы уделялось мало внимания, потому что отсутствовала
235 239
уверенность в возможности получения в больших количествах U и Pu .
Реальную конструкцию бомбы, из тех, кому её предстояло строить, ещё не представляли. По протекции Комптона научным руководителем разработок был назначен Роберт Оппенгеймер, профессорствовавший до этого в Калифорнийском университете в Беркли.
Оппенгеймер начал традиционно. Он собрал вокруг себя небольшой коллектив теоретиков и поставил задачу. При первом же предварительном рассмотрении оказалось, что о конструкции бомбы учёным известно не на много больше, чем американским домохозяйкам.
Оптимистичное представление о возможности создания бомбы 20 учёными в течение трёх месяцев улетучилось при первых же вопросах инженернотехнического персонала и военных. Стало очевидным, что работы по конструированию бомбы надо было начинать, не дожидаясь накопления требуемого количества взрывчатого радиоактивного вещества.
Понимал это Роберт Оппенгеймер и Артур Комптон. Оппенгеймер, как известно в те времена не был лауреатом Нобелевской премии, что делало его в глазах именитых коллег менее авторитетным, поэтому избрание его кандидатуры на должность научного руководителя прошло не без колебаний, как со стороны учёных, так и со стороны военных.
Но, тем не менее, назначение состоялось, и Оппенгеймер приступил к организации лаборатории. Возникла проблема её размещения. Дело в том, что очень уж специфичные свойств разрабатываемого изделия, предъявляли и специфические требования к месту его расположения.
Место разработки, с одной стороны должно было быть не густонаселённым, но иметь возможность быстрого развёртывания коммуникаций, с другой стороны это должна быть местность с мягким климатом, позволяющим вести круглогодичное строительство и проведение многих работ под открытым небом и иметь большие запасы воды. Ко всему прочему, там было необходимо обеспечить проживание большого количества сотрудников в изолированном от внешнего мира режиме.
Остановились на окрестностях городка Альбукере, который с трёх сторон был окружён скалами, что упрощало обеспечение режима изоляции. Однако в районе функционировало несколько сотен фермерских хозяйств, имеющих землю в собственности. Население требовалось переселять, а это дело совсем не простое, затратное и не быстрое.
Следующим возможным районом был городок Лос-Аламос (штат Нью- Мехико). Этот район был всем хорош, кроме дефицита пресной воды. К району можно было добраться только по нескольким горным дорогам, которые можно было надёжно контролировать незначительными силами военной полиции. Район был настолько диким, что там даже закрылась единственная школа.
Невозможно было найти учителей, которые бы согласились работать в такой глуши. Именно школа стала первым строением, в котором начались все работы.
Рис. 6.15. Оппенгеймер в Лос-Аламосе
Работы по конструированию бомбы получили шифр «Проект Y».
Основу проекта составили учёные, работавшие в Беркли под руководством Оппенгеймера.
При вербовке в проект учёных из университетских центров встала ещё и чисто финансовая проблема. В университете преподавательская братия работала в течение 9 месяцев за хорошую зарплату в достаточно комфортабельных условиях, а в Лос-Аламосе условия были мало отличными от спартанских, плюс полная изоляция и зарплата не на много выше, чем в университетах.
Возможности существенно увеличить жалование учёным не было, потому что бомбу мастерили не только люди науки, но и многочисленные инженеры техники и обслуживающий персонал. Зарплата даже самых маститых учёных не должна была отличаться от прочих в разы, это бы внесло социальную напряжённость, которая на объектах такого типа не допустима.
В частности, Оппенгеймер, возглавивший проект, некоторое время получал меньшую, чем в университете зарплату. Гровс лично был вынужден вмешаться и в исключительном порядке увеличить Оппенгеймеру зарплату до университетского уровня.
Первоначально предполагалось что штат лаборатории будет составлять всего 100 человек, обслуживаемая малочисленным коллективом инженеров, техников и рабочих. По мере развёртывания работ, выяснилось, что эти цифры возрастут многократно. Первые сотрудники «Проекта Y» оказались в достаточно жёстких бытовых условиях, что для американцев, особенно учёных, было совершенно не привычно. Сотрудники были размещены на фермах вблизи Лос-Аламоса. Жильё было не благоустроено, а дороги не асфальтированы, система общественного питания не отлажена, продукты выдавали, о ужас, сухим пайком, телефонная связь в привычном режиме отсутствовала.
Обычный взрьш
Уран-235
Рис. 6.16. Один из вариантов атомной бомбы ствольного типа
Строительство объектов в Лос-Аламосе осложнялось нехваткой квалифицированных строителей и не до конца выясненных особенностей конструкции атомного оружия. Одним из основных нерешённых теоретических вопросов, был вопрос о времени протекания неуправляемой цепной ядерной реакции.
Т
и
Не было уверенности в том, что начавшийся процесс деления ядер разнесёт в клочья всю массу взрывчатого вещества и реакция затухнет в начальной стадии.
Наиболее простым просматривался, так называемый ствольный метод, когда одна подкритическая масса делящегося материала (рис. 6.16) направлялась как снаряд навстречу другой подкритической массы, игравшей роль мишени, образовавшаяся при этом масса была уже сверхкритической, теоретически следовало, что должен был последовать взрыв.
Эта схема была положена в основу конструкции «Малыш», которую по готовности метнули на Хиросиму.
Вторая рассматриваемая учёными, была имплозионная (взрывная) схема. Внутри корпуса бомбы организовывался сходящийся взрыв, объёмно сжимавший делящее вещество.
На рис. 6.17. красными прямоугольниками показана система зарядов обычного взрывчатого вещества, которые создают сферическую ударную волну всесторонне
сжимающую шаровой слой активного вещества (синий цвет) вокруг другой части вещества.
В результате уплотнения атомной взрывчатки должна была образовываться сверхкритическая масса радиоактивного вещества. Такая схема была реализована в проекте «Толстяк», который успешно опустился на «Нагасаки».
При лабораторных исследованиях оказалось, что простая ствольная схема не приемлема для плутониевого заряда, потому что была велика вероятность начала реакции в исходном состоянии надкритических масс. В начале работы над бомбой было много принципиально неясного, будет ли это урановая бомба или плутониевая, а может заряд будет комбинированным. Именно в этом направлении шли основные работы. В конце концов работы стали вестись по двум направлениям, в производство пошли изделия Mk-I «Little Boy» и Mk-III «Fat Man».
Рис. 6.18. «Gadget» на башне
Если с изделием Mk-1, использующим в качестве взрывчатого вещества уран было более или менее всё понятно, а вот с плутониевым зарядом не всё было понятно. В этой связи было разработано специальное устройство «Gadget», которое должно было имитировать направленный взрыв с помощью обычной тротиловой взрывчатки массой около 100 тонн (рис. 6.18).
Взрыв провели 7 мая 1945 г. Среди взрывчатки кроме регистрирующей аппаратуры были размещены контейнеры с продуктами деления, полученными в реакторах, что позволило установить примерную картину распределения радиоактивных остатков после взрыва и откалибровать датчики регистрации ударной волны. До этого такого количества взрывчатого вещества единовременно ещё никто не взрывал.
В июне месяце плутониевое взрывное устройство было собрано (рис. 6.19) и доставлено к месту испытания, к 30 метровой стальной башне, которую расположили на открытой местности. На расстоянии 9 км были оборудованы подземные наблюдательные пункты, а в 16 км от башни располагался основной командный пункт, а в 30 км - базовый лагерь.
Взрыв был намечен на 16 июля, это должно было произойти в 4 часа утра, но ввиду сильного дождя и ветра время взрыва пришлось перенести. Руководители работ Оппенгеймер и Гровс приняли, после консультаций с метеорологами, решение произвести взрыв в 5 ч. 30 мин. За 45 с. до взрыва была включена автоматика и весь сложнейший механизм прототипа бомбы начал работать в автономном режиме, без участия операторов, правда на главном рубильнике дежурил сотрудник, готовый по команде остановить испытания.
Взрыв состоялся. Физик Ганс Бете так описал свои впечатления: «Это походило на гигантскую вспышку магнезии, которая, как казалось, длилась целую минуту, но в действительности заняла одну или две секунды. Белый шар рос и через несколько секунд стал заволакиваться поднятой взрывом с земли пылью. Он поднимался, оставляя позади себя чёрный след из частиц пыли».
Рис. 6.20. После взрыва. Оппенгеймер и Гровс у остатков башни
В первые секунды после взрыва все, включая Оппенгеймера, были подавлены величиной высвободившейся энергии. Придя в себя Оппенгеймер процитировал древний индийский эпос: «Я становлюсь смертью, потрясателем миров».
Энрико Ферми, не докладывая руководителям, решил самостоятельно оценить силу взрыва. Он насыпал мелко нарезанные бумажки на горизонтально расположенную ладонь, которую выставил из укрытия во время прохождения взрывной волны. Бумажки сдуло. Измерив дальность их горизонтального полёта от вычислил их примерную начальную скорость, а затем оценил мощность взрыва.
Оценки Ферми совпади с данными, полученными после обработки телеметрии. Поде взрыва Ферми испытал нервное потрясение до такой степени, что не мог самостоятельно вести машину.
Все прогнозы по мощности взрыва не оправдались, причём в большую сторону. Роберт Оппенгеймер в результате собственных вычислений получил цифру 300 тонн в переводе на тротиловый эквивалент. Военные в официальном сообщении для прессы дали информацию о взрыве склада обычных боеприпасов.
Кратер взрыва имел диаметр около 80 м и всего двухметровую глубину, потому что взрыв произошёл на 30 м. высоте. В радиусе 250 м. вся площадь была покрыта зеленоватым стеклом, образовавшимся из расплавленного песка SiO2.
Как показали измерения, радиоактивное облако взрыва поднялось на высоту примерно в 11 км и было унесено ветром на расстояние до 160 км, в ширину зона заражения составляла около 50 км. Максимальная величина радиоактивности была зафиксирована на расстоянии 40 км от эпицентра и составляла 50 рентген.
Рис. 6.21. Изделия Mk-I «Little Воу»и Mk-III "FatMan"
Первые атомные бомбы. После успешных испытаний экспериментального плутониевого заряда началась подготовка бомб для «настоящей работы» (рис. 6.21), бомба «Малыш» имела диаметр 0,7 м, длину - 3 м, массу - 4 т. и урановый заряд массой 16 кг. Бомба «Толстяк» имела диаметр - 1,5 м, длину - 3,2 м, массу - 4,63 т, массу плутония - 21 кг.
6 авгута 1945 г. с борта бомбардировщика ВВС США В-29 была сброшена первая атомная бомба на японский город Хиросима. Сразу после успешного проведения операции устрашения президент Соединённых Штатов Америки Гарри Трумен выступил с заявлением: «Шестнадцать часов назад американский самолет сбросил единственную бомбу на Хиросиму, важную базу японской армии. Эта бомба обладала большей мощью, чем 20 000 тонн тротила. Ее заряд более чем в две тысячи раз превосходит заряд британского Grand Slam^, самой большой бомбы из использовавшихся в истории войн».
Врыв первой атомной бомбы в течение микросекунд смёл с лица земли 10,25 км2 города Хиросима, при этом сразу в атомном смерче погибло 66 тыс. человек, пострадало - 135 тыс. человек.
Вторая бомба, сброшенная 9 августа 1945 г. на Нагасаки сразу унесла жизни 39 тыс. человек, пострадало от взрыва - 64 тыс. человек. Обе бомбы были сброшены с борта стратегических бомбардировщиков В-29.
Как установили эксперты - учёные после бомбардировок, взрывы атомных бомб отличаются от аналогичных процессов при традиционных химических взрывах. Обычный взрыв, это преобразование одного вида внутренней энергии вещества в другой с сохранением начальной массы реагирующего вещества. При атомном взрыве наблюдается преобразование массы активного вещества в энергию взрывной волны и излучения. При оценке энергетической эффективности атомного взрыва следует иметь в виду, что скорость света составляет с « 3-10 м/с, которую при подсчёте энергии следует возводить в квадрат, т.е. c2 « 9-1016 м°/с°, отсюда и колоссальный энергетический выход, не сравнимый по порядку величин с обычной взрывчаткой.
«Проект Манхэттен» (англ. Manhattan Project) - кодовое название программы США по разработке ядерного оружия, осуществление которой началось 17 сентября 1943 года. Перед этим исследования велись в «Урановом комитете» (S-1 Uranium Committee, с 1939 года). В проекте принимали участие учёные из Соединённых Штатов Америки, Великобритании, Германии и Канады.
В рамках проекта были созданы три атомные бомбы: плутониевая «Штучка» (Gadget) (взорвана при первом ядерном испытании), урановый «Малыш» (Little Boy) (сброшена на Хиросиму 6 августа 1945 года) и плутониевый «Толстяк» (Fat Man) (сброшена на Нагасаки 9 августа 1945 года).
Руководили проектом американский физик Роберт Оппенгеймер и генерал Лесли Гровс.
Для того, чтобы скрыть назначение вновь созданной структуры, в составе военно-инженерных войск армии США был сформирован Манхэттенский инженерный округ (Manhattan Engineering District), а Гровс (до той поры полковник) был произведён в бригадные генералы и назначен командующим этим округом, по имени которого и весь проект получил своё название.
Итак, каковы же были причины создания такого крупномасштабного комплекса? На дворе 1939 год – фашистская Германия готовится начать войну в Европе. У некоторых людей возникают нехорошие идеи о создании оружия всеобщего массового поражения. Естественно, что такое заявление не может остаться без внимания.
На стол тогдашнего президента США Франклина Рузвельта ложится письмо, датированное вторым августа 1939 года и подписанное Альбертом Эйнштейном. В нем несколько ученых - Альберт Эйнштейн, Лео Сцилард, Юджин Вигнер и Эдвард Теллер – высказывают свою обеспокоенность по поводу возможности развития в Германии «чрезвычайно мощной бомбы нового типа». В своем послании они также говорят о том, что благодаря новым исследованиям в области атомной физики стало возможно создание атомной бомбы.
Надо отдать должное Рузвельту – он отнесся к этому письму с большим вниманием. По его приказу был создан урановый комитет (S-1 Uranium Committee). Вот только с управлением немного промахнулись. Лаймэн Бриггс, назначенный главным в комитете, не особо давал развернуться проекту во всей его мощи. На совещании, проведенном 21 октября 1939 года, было лишь решено использовать уран и плутоний как основное сырье для создания атомной бомбы. Фактически до 1941 года проект носил чисто исследовательский характер, не затрагивая оборонительную часть вопроса.
Рузвельт прислушался к мнению гениального физика, и назначил Лаймана Бриггса из Национального бюро стандартов главой Уранового комитета для исследования проблем, поднятых в письме. И когда ученые комитета подтвердили, что уран можно использовать для создания сверхмощного оружия, в США развернулся секретный Манхэттенский проект. Он объединил ученых из Германии, Великобритании, Европы, Канады, США в единый международный коллектив, говорит доктор технических наук Игорь Острецов:
"Германия располагала довольно-таки большими запасами урана. И они попали в руки Соединенных Штатов. Кроме того, там была какая-то документация. То есть ситуация формально сводится к чему: американская программа проходила существенно более гладко, поскольку там ведь трудился такой гигант, как Гейзенберг (немецкий физик). Моя личная точка зрения сводится к тому, что, судя по тому, что Манхэттенский проект проходил достаточно гладко на первых этапах, американцы располагали какой-то дополнительной информацией. И она могла быть только из Германии".
К реализации проекта были привлечены ведущие американские физики, а также учёные из других стран, эмигрировавшие в США.
Работы над «атомными проектами» велись в целом ряде стран, однако в условиях войны только Соединённые Штаты обладали достаточными средствами для того, чтобы уверенно двигаться вперёд.
Для осуществления проекта потребовалось создание нескольких новых военных заводов, вокруг которых образовались города с повышенной секретностью. Одновременно усилия американской разведки были направлены на получение сведений о том, как продвигается немецкий атомный проект. Германские исследования буксовали, не имея необходимой поддержки государства - Гитлеру нужно было оружие, которое можно было применить немедленно, а не через несколько лет.
В июле 1942 года американская программа создания атомной бомбы получила дополнительную подпитку - Рузвельт добился от премьер-министра Великобритании Уинстона Черчилля согласия на переезд в США основных участников британского атомного проекта «Тьюб эллойс».
Манхэттенский проект стартовал 17 сентября 1942 г. Но работы, которые связаны с исследованием радиоактивных веществ, велись задолго до этого. В частности, с 1939 г. эксперименты проводились в «Урановом комитете». Работы подобного рода с самого начала были засекречены и оставались секретными на протяжении долгого времени после окончания войны.
Основной причиной того, что создание ядерной бомбы стало одним из приоритетных научных направлений, был интерес нацистской Германии к созданию новейшего оружия массового поражения. 1939 год, 24 апреля - власти этой страны получили письмо от профессора Гамбургского университета Пауля Хартека. В письме речь шла о принципиальной возможности создания нового вида высокоэффективного взрывчатого вещества. В конце Хартек пишет: «Та страна, которая первой сможет практически овладеть достижениями ядерной физики, приобретет абсолютное превосходство над другими».
Генерал Гровс занимался подбором и расстановкой руководителей отдельных направлений проекта. В частности, настойчивость Гровса позволила привлечь для научного руководства всем проектом привлечь Роберта Оппен- геймера.
До того как заняться атомным проектом Гровс не занимался физикой, помимо административной деятельности в военном ведомстве США он был специалистом по строительству. Под его умелым руководством было построено здание Пентагона, чем он и обратил на себя внимание властей, как военных, так и гражданских.
Опыт возведения Пентагона показал, что Гровс прекрасный организатор, может ладить с людьми и, что самое главное способен решать поставленные задачи в короткие сроки с высокой эффективностью.
При своём назначении руководителем проекта Гровс настоял на присвоении ему звания бригадного генерала, заявив: «Мне часто приходилось наблюдать, что символы власти и ранги действуют на ученых сильнее, чем на военных».
Уже после успешного завершения проекта многие американские средства массовой информации обвиняли генерала в отсутствии человечности и лояльности к подчинёнными, что становилось причиной многочисленных конфликтов с учёной братией, которая, имея за плечами мировую известность, не всегда была склонна подчиняться военной дисциплине, установленной руководителем проекта.
Первый эксперимент по искусственному облучению живых людей в рамках проекта «Манхэттен» был проведен в университете города Рочестер в ноябре 1944 года. Тогда еще использовали добровольцев. Четверо мужчин и одна женщина среднего возраста согласились на введение им радиоактивного полония-210. Все они лечились от рака, и им было внушено, что такая «терапия» дает им шанс на жизнь. Первый из этих несчастных скончался через шесть дней. Тело его было немедленно и тщательно изучено. Ученых, как выяснилось, интересовало отнюдь не здоровье пациента, а воздействие радиоактивного элемента на биологические ткани человека.
Во время своего посещения Беркли Гровс стал подумывать о том, чтобы назначить на эту должность Оппенгеймера. За неделю до этого Гровс позвонил Оппи и попросил, чтобы тот присоединился к нему в Чикаго. 15 октября Оппенгеймер протиснулся в тесное купе, где уже сидели Гровс, Николс и некий армейский офицер, чтобы обсудить вопрос о новой лаборатории. В тот момент, когда поезд шел на восток где-то между Чикаго и Детройтом, Гровс и предложил Оппенгеймеру стать новым директором лаборатории. Лансдэйл уже предупреждал генерала о том, что в прошлом у Оппи были сложности с получением допуска к секретной работе. Позднее Гровс заявлял, что он лично ознакомился с досье ФБР на Оппенгеймера и не нашел в нем ничего, что изменило бы его мнение. К тому же Гровсу казалось, что проблемы Оппенгеймера со службой безопасности благополучно остались позади. Менее чем за месяц до этого, 20 сентября, управление по расследованию в Президио закрыло дело на Оппенгеймера после того, как один из агентов побеседовал с Бирге, который охарактеризовал своего коллегу как "одного из двух величайших в мире физико-математиков". Как и раньше, относительно допуска Оппенгеймерра окончательного решения принято не было, но армейское командование посоветовало держать его под наблюдением. Перед тем как окончательно остановиться на Оппи, Гровс поинтересовался мнением о нем остальных. Эрнест, говорят, был крайне удивлен и обескуражен, что для такой работы армейское командование выбрало теоретика, а не экспериментатора. "Да он не способен даже приготовить гамбургер",_ таков был отзыв одного из коллег Оппенгеймера по Беркли. Комптон тоже выражал сомнения в организаторских способностях Оппи. "Ни один из тех, с кем я говорил, не выражал особого энтузиазма в отношении Оппенгеймера, как возможного директора", - написал позднее Гровс с достойным восхищения преуменьшением. Но генерал был уверен, что, если понадобится, он сам сумеет справиться с административной частью работы. В конце концов, Комптон и Лоуренс согласились на кандидатуру Оппенгеймера, но при одном условии: если Оппи не справится, то Гровс передаст лабораторию им. Мак-Миллану была поручена вспомогательная роль, а его кабинет в ЛеКонте стал штаб- квартирой на время организации лаборатории. Всего лишь за пять дней до того, как Гровс сделал выбор в пользу Оппенгеймера, ФБР получило новое, обеспокоившее их доказательство "левого брожения" физика.
Первый атомный взрыв принес не слишком много запоминающихся высказываний. Лишь одно попало в оксфордское собрание цитат (Oxford Dictionary of Quotations). После успешного испытания плутониевой бомбы 16 июля 1945 года в Хорнадо-дель-Муерто, близ города Аламогордо в штате Нью-Мексико, научный руководитель Лос-Аламосской лаборатории Роберт Оппенгеймер процитировал, несколько переиначив, стих из Бхагават-Гиты: «Теперь я - Смерть, сокрушительница миров!». Следовало бы навсегда запомнить и другие слова, произнесенные ответственным за испытание специалистом Кеннетом Бэйнбриджем. Едва отзвучал взрыв, он повернулся к Оппенгеймеру и сказал: «Теперь все мы - сукины дети…». Позже сам Оппенгеймер считал, что ничего точнее и выразительнее в тот момент сказано не было.
В 1939 году Ферми еще не верил в реальность атомной бомбы. Лаура Ферми в книге воспоминаний «Атомы в семье: Мая жизнь с Энрико Ферми» приводит в этой связи фразу мужа: «мы преследовали химеру». Всё держалось на энтузиазме одного Сциларда, который внимательно следил, что делается в Германии и, особенно, в Институте Кайзера Вильгельма. Информация, идущая из его родного института была тревожной. В связи с этим 7 марта 1940 года он пишет еще одно «письмо Эйнштейна» Рузвельту, в котором сообщает: «С начала войны в Германии усилился интерес к урану. Сейчас я узнал, что в Германии в обстановке большой секретности проводятся исследовательские работы, в частности в Физическом институте, одном из филиалов Института Кайзера Вильгельма. Этот институт передан в ведение правительства, и в настоящее время группа физиков под руководством К. Ф. фон Вайцзеккера работает там над проблемами урана в сотрудничестве с Химическим институтом. Бывший директор института отстранен от руководства, очевидно, до окончания войны» .
Следующее заседание Уранового комитета состоялось 28 апреля 1940 г. К тому времени ученые уже знали, что деление урана, вызываемое нейтронами, происходит только в уране-235. Кроме того, стало известно, что в Германии для исследований по урану используются ученые Физического института Общества кайзера Вильгельма. Поэтому был поставлен вопрос о более эффективной поддержке работ и лучшей их организации. Однако исследовательские работы из-за управленческого бюрократизма, соперничества между различными военными и недальновидности политиков развертывались очень медленно.
Когда атом делится, он, как правило, распадается на два меньших атома и вместе с этим испускает несколько нейтронов в виде отходов. Эти мусорные нейтроны могут ударить ближайшие атомы и привести к их делению. Бомба с типом ядерного деления взрывается, когда, по сути, урановое или плутониевое топливо становится надкритическим. Это означат, что имеется достаточно расщепляющихся атомов (делящихся), чтобы нейтроны поддерживали постоянную цепную реакцию деления. Для этого нужна определенная масса и объем материала (так называемая критическая масса). Одним из ключевых исследований Манхэттенского проекта было определение точных контролируемых условиях, в которых можно взять обычный радиоактивный кусок урана или плутония и сделать его надкритическим - таким образом, создав атомную бомбу.
Хотя вы можете подумать, что такие исследования надкритичности должны проводиться химиками и физиками, которые находятся в километре от бомбы в убежище и двигают делящийся материал длинными металлическими арматурами, ученые Лос-Аламоса были большими экстремалами. Чтобы определить критическую массу ядер плутония, которые использовались бы для эксперимента Trinity и взрыва бомбы Fat Man, ученый из Лос-Аламоса Луи Слотин разработал процедуру, которую сам Ричард Фейнман назвал не иначе как «дерганием дракона за хвост». В ходе этой методики Слотин - надев синие джинсы и ковбойские сапоги, по всей видимости - опускал бериллиевую полусферу на плутониевый заряд. Бериллий - отражатель нейтронов, поэтому если находиться достаточно близко к ядру, то нейтроны отскакивают обратно к плутонию, вызывая надкритическое состояние. Слотин почти полностью накрывал заряд бериллиевой полусферой, и единственным, что не давало ей полностью накрыть его, было жало плоской отвертки.
Он дергал дракона за хвост почти дюжину раз, пока отвертка, наконец, не соскочила - 21 мая 1946 года - в результате чего заряд плутония набрал надкритическую массу и испустил массивный взрыв нейтронного излучения. Слотин рассказывал о вспышке синего света и волне тепла, которая прошла через его кожу, прежде чем спустя буквально полсекунды смог перевернуть бериллиевый отражатель, остановив цепную реакцию. Но было слишком поздно: он получил около 1000 зиверт излучения и умер спустя девять дней от острой лучевой болезни.
Договоренность США и Британии. Иначе шли дела в США. Америка была достаточно богата для поощрения научных и инженерных разработок любых видов оружия. Мощнейшая в мире индустрия без напряжения справлялась с выпуском изделий любой сложности в любых количествах. Работающим в Штатах ученым госдеп оплачивал эксперименты любой стоимости. Исключительно широкие возможности позволяли перепробовать любые варианты и выбрать наилучшие. Кроме того, Белый дом мог надавить на зависимых партнеров по коалиции, в частности на англичан, чтобы последние поделились уже достигнутыми результатами. Что и было проделано.
В июле 1942 г. британский премьер Уинстон Черчилль гостил в Вашингтоне, где Фрэнк Великий мягко, без нажима, предложил «английскому бульдогу» перебросить основные силы программы «Тьюб эллойс» на американскую землю. Предложение было тщательно аргументировано. Черчиллю объяснили, что за океаном безопаснее, вольготнее в плане технических и сырьевых ресурсов и та далее. Отказать боевому товарищу достопочтенный сэр Уинстон возможности не имел, так как позарез требовалось американское участие в запланированной на осень того же года крупной операции в Северной Африке. Британия хотела спасти империю. Чтобы это сделать, нужны были американские танки, пушки, самолеты и удар в тыл армии Роммеля со стороны Алжира и Марокко. Рузвельт обещал помочь, но в обмен просил подарить Америке английский атомный проект. Выхода у лидера трещащей империи не было. И хотя Черчилля терзали подозрения, что союзники могут присвоить плоды английских трудов, он согласился. Терзался премьер не напрасно, спустя год на конференции в Квебеке ему пришлось согласиться с признанием американского главенства в ядерных исследованиях союзников. Тем самым в некоторой степени была восстановлена справедливость. Англичане, «обчистившие» французских ученых с присвоением всех патентов на открытия, сами оказались в положении ограбленных более сильным партнером. Что поделаешь - «звериный оскал рынка», как говорится «кто успел, тот и съел».
13 августа 1942 г. В Белом доме сочли, что подготовительная фаза завершена, следовало переходить непосредственно к созданию оружия. 13 августа 1942 г. все работы по атомной энергетики были приведены в систему. В этот день организации присвоили кодовое наименование "Манхеттен". Бюджет определили в 2 миллиарда долларов. Назначили руководителей: спешно произведенного в генералы сапера Лесли Гровса, отвечавшего за административную часть, и Роберта Оппенгеймера, ведавшего вопросами науки. При отличной финансовой «смазке» машина заработала быстро и уверенно. Перед американскими ученым не вставал вопрос, какой путь выбрать: добывать взрывчатку, разделяя изотопы урана, или копить плутоний в реакторах - денег хватало для движения обеими дорогами. В штате Вашингтон основали город Хэнфорд, где были заложены 3 атомных реактора, порученных попечению итальянского эмигранта Энрико Ферми.
Второй атомный город расположился в штате Теннеси, его назвали Оук-Ридж. Там градообразующим предприятием стал завод изотопной селекции. То, что оказалось не по плечу англичанам и нацистам, в Америке сделали играючи. Химия и металлургия США изготовили изотопное сито, сквозь которое пропускали урановый полуфабрикат, отлавливая активные частицы 235-го. Над всем этим громадьем заводов и созвездием местных и зарубежных ученых царил Оппенгеймер, осуществлявший расчеты критической массы взрывчатки, пригодной для подрыва бомбы. Впрочем, точнее все же будет сказать, не вычислял, а проверял работу своих британских коллег. Однако уровень этого плагиаторского труда вызывал определенную толику уважения. Работа над ошибками британцев велась с применением созданных по последнему слову техники вычислительных машин.
Первые результаты. 2 декабря 1942 г. экспериментальный реактор, построенный в Чикагском университете, впервые был разогрет управляемой ядерной реакцией. Ферми на практике осуществил самоподдерживающийся цепной распад урановых ядер. Интересно, что англичан к осуществлению эксперимента не допустили. Вскоре за первой реакцией последовали другие, затем заработали котлы, производящие плутоний. Америка начала накапливать бомбовую начинку, с расчетом к 1945 г. набрать ее в количестве достаточном для снаряжения трех боеприпасов.
В ноябре 1942 г. в пустынном штате Нью-Мексико началось строительство очередного секретного города Лос-Аламоса, где предстояло родиться на свет первым американским атомным монстрам с кличками «Малыш» и «Толстяк». Инженеры уже знали примерный вес «младенцев» и промышленности заказали носителей для атомной смерти. Ими стали превосходные бомбардировщики стратегического назначения Б-29. Гигантские самолеты имели рекордные для своих лет тактико-технические характеристики, за что именовались «сверхкрепостями». Потолок 29-го изделия фирмы «Боинг» составлял 11-12 км, скорость была почти истребительной, около 570 км/ч. При такой высотности и скорости крепостям не угрожали истребители и зенитный огонь. В разреженной атмосфере больших высот двигатели перехватчиков глохли без кислорода, а снаряды зенитных орудий обычных калибров рвались на 1 км ниже. Немцы в принципе могли достать такого врага, у японцев не было даже иллюзии подобной возможности.
"Сверхкрепости" для бомб. Именно «сверхкрепости» решили приспособить для доставки к цели атомных бомб. На специализированных машинах несколько расширили бомбовые отсеки для приема габаритных ядерных изделий, сняли часть оборонительного вооружения, чтобы компенсировать перегрузку, возникающую при транспортировке тяжелых «малышей» и «толстяков». Таких самолетов заказали 15, сведя их в 509-й особый авиаполк, которому предстояло пройти подготовку по особой программе. Летчики полка без конца отрабатывали один и тот же прием: выход на цель при нормальной погоде, сброс, а затем шла «изюминка» тактики - стремительный разворот и уход на безопасное расстояние, чтобы носитель не был уничтожен мощными воздушными потоками. Такие задачи, как отражение атаки перехватчиков или преодоление зоны ПВО противника, пилотам не ставились. Когда полк приступил к тренировкам, командованию американских ВВС стало ясно: к моменту, когда полк пустят в дело, противники сопротивляться не смогут, и «крепости-убийцы» будут трудиться без риска. Оснований оценивать обстановку именно так у воздушных генералов Америки было больше, чем нужно.
В конце 1944 г., когда формировался особый полк, превосходство союзников над Люфтваффе уже оценивалось как 20-24 к единице. Армии антигитлеровской коалиции уже стояли на Висле и подступах к Рейну. Дело явно шло к концу. Кстати, вступив в Европу, американцы получили точные сведения о том, что гитлеровские атомщики в тупике, и бомбы у немцев до завершения войны не будет ни при каких обстоятельствах.
Атомная гонка в конце Второй мировой войны. Уже в 1944 г. «манхеттенское изделие» превратилось в оружие не сегодняшнего, а завтрашнего дня. Спешка, с которой велись работы над атомным проектом США, точно указывала, что бомбе предстоит работать уже после триумфа антигитлеровских сил. Демонстрацию своих новых возможностей, как в случае с Дрезденом, надлежало провести как можно быстрее. В 1945 г. американцам стало понятно, русские работают в том же направлении, и все необходимое для создания собственной бомбы у них имеется. Таким образом, атомная гонка в конце Второй мировой войны велась не между фактическими противниками, а среди формальных союзников.
Кстати, укоренившаяся в наши дни версия, что советская программа создания ядерного оружия основывалась исключительно на копировании американской, является фальшивкой. Талантов в нашем отечестве хватало во все времена. Технологический потенциал и научные возможности СССР позволяли многое, в том числе и ядерное проектирование. Не вдаваясь в подробности такого исторического явления как русская бомба, укажу лишь на один бесспорный аспект, доказывающий нашу самостоятельность. В наши дни секрета изготовления атомного оружия уже не существует. Как делается бомба - знают ученые всех стран и народов. Ее принципиальные схемы помещены чуть ли не в учебники физики. Однако обладают таким оружием лишь около десятка государств. На возражение, что остальных сдерживают международные обязательства, ответить можно лишь улыбкой. Безразличны такие запреты и лидерам КНДР, и еще кое-кому в мире. Однако даже самых примитивных бомб «хиросимского» типа ни у Кореи, ни у Ирака нет по сей день. Значит, не так все просто - списал схему, и порядок. И учителя, и ученики хорошо знают, когда двоечник списывает у отличника, добра не жди, одинакового результата все равно не будет. Но, если списывание удалось, очевидно, ученик, позаимствовавший чужую задачку или фразу в сочинении, способен разобраться в аспекте, обращенном к своей пользе. Если у обоих «отлично», то их успехи в учебе примерно идентичны. Просто один отвлекся в момент объяснения материала, но, заглянув к соседу, упущение быстро наверстал.
Возможности СССР. Возможно, Советский Союз действительно «отвлекся». Будучи в 10-14 раз слабее Америки в экономике, финансовой сфере, в технологиях, он произвел почти столько же танков, пушек и самолетов, сколько заокеанский гигант, чья территория была неприкосновенна, на чьи заводы не упало ни единой бомбы, где не знали, что такое голод и работа в цехе без крыши при -20 o С. Наша страна работала и сражалась с невиданным напряжением, исходя из сложившейся ситуации. У СССР не было свободных ресурсов, их без остатка поглощал фронт, проходивший по нашей земле и сопредельным территориям. Поэтому мы отстали. Но, едва оправившись, сумели в четыре года догнать американских «отличников». Возможно, содействие ряда американских ученых сэкономило какое-то время. Однако любые сведения, полученные от разведки, требовали обязательного анализа и проверки. Уже то, что советские ученые справились с этой работой, говорит о сопоставимости наших с американцами возможностей.
А вот американцам гордится нечем. Если десятки представителей их научной элиты информировали Москву о секретных аспектах своей деятельности, значит, не слишком они верили в американские благие намерения и старались поработать над созданием альтернативного силового полюса, что только и могло спасти мир от атомного монополизма США с его непредсказуемыми последствиями.
Манхэттенский проект
В сентябре 1942 года, сразу после вступления в новую должность и получения звания бригадного генерала, Лесли Гровс отправился с инспекцией по предприятиям, вовлеченным в атомный проект. То, что он увидел, порядком его разочаровало.
Первую остановку он сделал в Питтсбурге, где находились исследовательские лаборатории, принадлежащие корпорации «Вестингауз». Перед ними стояла задача сконструировать объемные высокоскоростные центрифуги для выделения урана-235. Определенно то было не лучшее место для начала проверки. У ученых накопились технические проблемы, проект балансировал на пределе. И по рекомендации Гровса эти исследования вскоре закрыли.
Из Питтсбурга Гровс направился в Колумбийский университет Нью-Йорка, где изучался метод газовой диффузии. Контролировал работы химик Гарольд Юри. Ученые, с которыми здесь встретился Гровс, более оптимистично высказывались об изучаемом ими методе. Единственной серьезной проблемой была коррозия, вызываемая гексафторидом урана. В газодиффузионной установке требовалось смонтировать бесчисленное количество пористых мембран из коррозиеустойчивого вещества. Пока такое вещество известно не было. Гровс счел, что работы следует продолжить, но усомнился, что они дадут положительный результат.
Из Колумбийского университета путь Лесли Гровса лежал на запад. 5 октября генерал прибыл в чикагский «Метлаб». Он пришел к выводу, что возведение экспериментального реактора, которым руководил Энрико Ферми, уверенно продвигается вперед. Однако Гровс поразился, насколько смутно ученые представляли себе детали работы, которые с инженерной точки зрения считались фундаментальными. Если бомбу планируется сконструировать вовремя, то программа уже должна была дать ответы на ключевые вопросы. Сколько потребуется урана? Какого размера будет бомба? Как долго будут продолжаться работы? Физикам же, казалось, доставляло удовольствие предполагать и прикидывать. Гровс заметил физикам, что если бы перед ними стояла задача организовать свадебный банкет, то разговоры наподобие «Мы можем ожидать от десяти до тысячи гостей» совсем не годились бы для грамотного планирования.
Гровс, убежденный, что его окружают одни «ботаники», считал необходимым еще раз дать понять своим подчиненным (среди которых, кстати, было несколько нобелевских лауреатов): он не испытывает пиетета перед их ученостью. Гровс утверждал, что его десятилетнее среднее образование стоит двух докторских степеней. После этого генерал дал ученым время обдумать важность этого утверждения. Но Лео Силарду времени на размышления почти не понадобилось. «Как можно работать с такими людьми?!» – вопрошал он своих коллег. Впрочем, неприязнь между Силардом и Гровсом была взаимной: генерал почти сразу счел венгерского эмигранта-физика «возмутителем спокойствия» и приложил немало усилий, чтобы интернировать его как «враждебного иностранца».
Из Чикаго Лесли Гровс двинулся дальше на запад, в радиационную лабораторию Беркли, куда прибыл 8 октября. Эрнест Лоуренс, мастерски превративший инспекцию в экскурсию, произвел на Гровса очень приятное впечатление. Гровс надеялся, что хотя бы здесь, в Калифорнии, его ждут хорошие новости. Лоуренс пообещал продемонстрировать ему новейшую машину. На тот момент он перешел от работы с 93-сантиметровым циклотроном к использованию 467-сантиметрового суперциклотрона, который уже был готов. Лоуренс сел за пульт управления огромной машины и объяснил, как она работает. Впечатленный Гровс спросил, сколько времени потребуется, чтобы приступить к практически значимому разделению. Лоуренс признался, что пока сколь-нибудь серьезные опыты не проводились; машина еще ни разу не работала дольше 10–15 минут подряд. Чтобы в циклотроне установился необходимый вакуум, она должна проработать от 14 до 24 часов.
Генерал, чувствуя себя обманутым, направился в лабораторию Роберта Оппенгеймера в Беркли. Удивительно, но эта встреча прошла совсем не так, как можно было предположить, зная описываемых персонажей. Оппенгеймер – худой, аскетичный, остроумный интеллектуал с леворадикальными взглядами. Гровс – белозубый, полноватый, консервативный сын пресвитерианского пастора, пропитанный прагматизмом военный инженер, с презрением относящийся к «ботаникам». Но при всем очевидном несходстве эти двое сразу прониклись симпатией друг к другу.
Позднее Лесли Гровс так отзывался о физике, который стал знаменитым благодаря атомному проекту:
С точки зрения сегодняшнего дня кандидатура Оппенгеймера кажется самой подходящей, поскольку он полностью оправдал наши ожидания. Работая непосредственно под руководством Комптона, он возглавлял исследования по созданию бомбы и, без сомнения, знал абсолютно всё, что тогда было известно в этой области. Однако его исследования носили теоретический характер и сводились, по существу, к грамотной оценке мощности взрыва в результате реакции деления ядер атомов. В таких же практических областях, как разработка конструкций взрывателя и бомбы, обеспечивающих ее эффективный взрыв, ничего не было сделано. <…>
Он человек больших умственных способностей, имеет блестящее образование, пользуется заслуженным уважением среди ученых, и я все больше склонялся к мысли, что он справится с предстоящей работой, ибо в своих поисках я не мог найти ни одной кандидатуры, хоть сколько-нибудь более подходящей для решения поставленных задач.
Еще Гровса поразило умение Оппенгеймера доходчивым языком объяснять сложные научные проблемы. Но, что важнее, физику удалось обнадежить Гровса. «Экспертов в этой области нет, – заявил Оппенгеймер. – Она слишком нова». Однако, если всех ученых, изучающих физику бомбы и ее конструкцию, собрать в одной специальной лаборатории, они смогут решить все проблемы, с которыми пришлось столкнуться.
Гровс мыслил в том же направлении и сам планировал создать специальную лабораторию в «Зоне Y». 15 октября он предложил Оппенгеймеру возглавить ее.
Многим специалистам, занятым в проекте, такое назначение показалось немыслимым. На то было немало причин. Во-первых, Оппенгеймер – теоретик со свойственным теоретикам неумением проводить эксперименты. Во-вторых, у него нет Нобелевской премии, а ведь в проекте уже задействовано много нобелевских лауреатов, которым логичнее было бы предложить пост, соответствующий их статусу. И в-третьих, Оппенгеймер дружит с коммунистами, а значит, проект под его руководством может оказаться в опасности. Но все доводы были проигнорированы. Гровс нашел «своего человека» и быстро продавил решение через самые разные комитеты. Роберт Оппенгеймер получил назначение 19 октября 1942 года.
Теперь предстояло найти место для «Зоны Y», где должна была разместиться новая центральная лаборатория. Отдаленный лесистый каньон Хемес-Спрингс в Нью-Мексико Оппенгеймер отверг как слишком «мрачное и удручающее место». Поисковая группа двинулась от Хемес-Спрингс к плато с другой стороны гор Хемес, на котором располагалась частная школа для мальчиков, которая называлась «Лос-Аламосское ранчо». Среди ее выпускников можно назвать Уильяма Берроуза и Гора Видала. Кроме того, эту школу хорошо знал Джеймс Конент – он подумывал отдать туда своего младшего сына. Здесь были здания, водопровод и электричество. Единственная проблема – грунтовая дорога, проложенная к плато от Санта-Фе, расположенного в 50 километрах юго-восточнее, выглядела как тропинка, утопающая в грязи. Тем не менее генералу Гровсу понравилось, что комплекс находится в таком изолированном месте.
На первом этапе Оппенгеймер полагал, что в лаборатории потребуется разместить не более тридцати ведущих ученых плюс вспомогательный персонал. Гровс сразу начал переговоры о приобретении участка, которые завершились быстро и успешно: школа так и не восстановилась после Великой депрессии, поэтому ее последние выпускники получили дипломы 21 января 1943 года.
Оппенгеймер приступил к неофициальному набору ученых для лаборатории через несколько дней после назначения на пост руководителя. Теперь, когда нашли «Зону Y», он и Лоуренс занялись делом всерьез. Многие ученые пытались уклониться от работы в отдаленном месте, некоторые жаловались на трудности с переездом. Лео Силард, например, заявил: «Там никто не сможет ясно мыслить. Все, кто туда отправятся, сойдут с ума».
Но большая часть ученых, которым предложили переехать в Лос-Аламос, сильнее всего беспокоились о том, что им придется работать в военной лаборатории, а значит, служить в армии, чего им совсем не хотелось. Физики Исидор Раби и Роберт Бахер из Массачусетского технологического института убедили Оппенгеймера, что лаборатории нужно сохранить «научную автономность», а превращение ее в чисто армейскую структуру совсем не обязательно. Генерал Гровс согласился с этим неохотно, оговорив, что военные сохранят свою иерархию и будут отвечать за безопасность комплекса.
Итак, ученые Лос-Аламоса получили возможность работать на атомный проект как гражданские лица. Однако из-за беспрецедентных мер безопасности лаборатория вскоре стала напоминать концентрационный лагерь.