Борис Казаков - Превращение элементов

Очевидно, если бы не вторая мировая война, французы раньше всех могли бы прийти к практическому использованию атомной энергии. После того как группе Ф.Жолио-Кюри дали субсидии, ей предложили свои работы запатентовать. Жолио-Кюри возражал, считая, что взятие патентов — не в обычаях учёных, и ссылался на пример своей знаменитой тёщи Марии Кюри. Ему, однако, напомнили, что супругам Кюри открытый ими элемент радий пришлось выпрашивать по всему миру и что половину всего того количества, которым располагала их лаборатория, они получили в дар от женщин Америки. И Ф.Жолио-Кюри сдался — пять патентов были положены на хранение. Один из них был патентом на конструкцию урановой бомбы. После регистрации патентов работы были продолжены и обеспечены сырьём. Более того, обсуждалось даже предложение о проведении пробного взрыва урановой бомбы в Сахаре, и оно было в принципе одобрено. Помешала война и последующая оккупация Франции. Ф.Жолио-Кюри, оставшийся в своей лаборатории, делал всё возможное, чтобы затруднить немцам их продвижение к атомному оружию. Страх перед тем, что Германия овладеет им, во Франции и Англии, находящихся от неё в непосредственной близости и уже испытавших её удары, конечно, ощущался гораздо острее, чем в Америке. Вот почему миссия доктора Олифанта в Америку была такой успешной.

В самой Англии специалисты обратили внимание своего правительства на то, что немцы в оккупированной Норвегии пустили завод «Норск Хайдро» — для производства тяжёлой воды. Такая вода — эффективный замедлитель нейтронов. Было яснее ясного, что в Германии ведутся работы по созданию атомного оружия. Силы норвежского Сопротивления при поддержке Англии устроили диверсии на заводе и уничтожили большой запас тяжёлой воды. Завод всё же работал, и немцы настойчиво требовали увеличения его продукции. Налёты английской авиации на гидростанцию и завод электролиза уничтожили ещё некоторое количество воды и произвели сильные разрушения, но не ликвидировали предприятие. Немцы поспешили переправить завод в Германию. Ценный груз ожидался в Гамбурге, но он туда так и не прибыл, его потопили норвежские патриоты.

Достоверных сведений о том, чего достигла Германия в области атомного оружия, не было до конца войны. Были только предположения, догадки и косвенные данные вроде производства тяжёлой воды. Как только американские войска вступили на территорию фашистской Германии, начала усиленно работать секретная миссия «Алсос». Это была неслыханная по своим масштабам разведывательная операция по розыску и интернированию учёных, захвату оборудования, лабораторий, документов, сырья — всего, что имело отношение к атомному производству.

Всё это было позже, а пока в США шла лихорадочная работа гигантского масштаба и невероятной секретности.

Пустив в ход урановый реактор, Ферми, по выражению известного американского физика Р.Лэппа, открыл дверь в атомный век.

Почему же реактор заработал, ведь его заполнял природный уран, в котором основная масса состояла из неделящегося под воздействием нейтронов урана-238? Каким образом этот неактивный изотоп не заглушал реакции? Первый ответ на этот вопрос уже был дан выше, где говорилось о замедлении нейтронов. Второй заключается в том, что при делении ядра урана-235, как было выяснено ещё Ф.Жолио-Кюри, выбрасывался не один нейтрон, а примерно три. Для самоподдерживающейся реакции «уранового пожара» этого достаточно, хотя сам вопрос создания взрывчатого материала для атомной бомбы таким образом не решался. Необходимо было полностью разделить изотопы урана-238 и 235 и последний использовать в качестве делящегося материала. Для решения такой очень сложной задачи нужны были столь же сложные и невероятно громоздкие технологические установки. В них весь уран переводился в газообразное соединение — фтористый уран, а затем этот продукт многократно прогонялся через полупроницаемые перепонки, в результате чего газовая смесь всё более и более обогащалась соединением урана-235. Это так называемый диффузионный метод. Применялся и другой метод — электромагнитный.

Путь этот к накоплению взрывчатого материала был, однако, не единственный. Второй совершенно не предусматривал получения урана-235.

Ещё до того, как Ферми пустил в ход урановый реактор, американские физики Ф.Абельсон и Э.Макмиллан, использовав остроумную методику, выяснили, что уран превращается (после бета-излучения) в элемент № 93, тот самый, который причинил столько волнений Ферми и другим европейским физикам. Теперь его открытие не вызывало сомнений, и он получил имя нептуний. Этот первый заурановый элемент оказался очень недолговечным, примерно через две недели от него ничего не оставалось. Самопроизвольно распадаясь, он превращался в следующий заурановый элемент № 94 — плутоний, по своим ядерным характеристикам схожий с ураном-235. Таким образом, название уранового реактора как машины для превращения элементов вполне оправдано: с помощью этого устройства в больших количествах стали получать не какие-нибудь, а такие элементы, которые до того не значились в числе «жителей» периодической системы.