Маргарита Рютова-Кемоклидзе - Квантовый возраст

Так, сделав выбор лишь для себя — остаться в Германии и посмотреть, куда его приведет «этот путь», Гейзенберг предопределил, по существу, то положение вещей, которое, по выражению Макса Борна, привело «к теперешнему ужасающе странному положению, при котором человечество… имеет только выбор между миром и самоуничтожением». «Этот путь» приведет Гейзенберга к руководству урановым проектом в гитлеровской Германии. Чем могла обернуться атомная бомба в руках Гитлера, вряд ли нужно обсуждать. Отметим лишь, что именно это толкнуло физиков, выдворенных из Германии и хорошо представляющих себе реальность создания атомной бомбы, да еще во главе с Гейзенбергом, на лихорадочные действия по созданию атомной бомбы в Америке. Советский Союз в этой области исследований тогда никто не принимал всерьез.

В самом конце 1938 г. Ган и Штрассман открыли эффект, названный Лизе Майтнер делением урана. Статья Гана и Штрассмана с описанием этого эффекта появилась 6 января 1939 г. в «Naturwissenschaft». Значение ее физики всего мира поняли мгновенно: если ядро урана делится на два легких ядра и этот процесс можно поддержать, то согласно теории Эйнштейна в этом процессе будет выделяться колоссальная внутриядерная энергия.

В 1942 г. на Берлинской конференции, посвященной задачам Имперского исследовательского совета, где среди участников были и руководители немецкого уранового проекта, Геринг в свойственном ему исступлении кричал, упрекая физиков: «А чего стоят нетерпение и поспешность, с которой тот или иной ученый трубит всему миру о своем открытии! Они не в силах удержаться и так боятся упустить каждый миг, как человек с переполненным мочевым пузырем. Как прекрасно! Как замечательно! Все слышат об этом!» [40, с. 153].

Но к этому времени было уже слишком поздно. В том же 1942 г. заработал первый в мире реактор под трибунами стадиона Чикагского университета. Да к тому же Ган и Штрассман, публикуя с «такой поспешностью» свою работу, не думали о политике, более того, они даже не могли предположить, чем обернется человечеству их открытие. Конечно, что в принципе таит в себе это открытие, Ган понимал прекрасно, но что от сложного лабораторного эксперимента, от тонкого доказательства лишь факта существования физического эффекта до Хиросимы пройдет всего шесть лет, ни Отто Ган, ни кто другой предположить не мог.

Итак, 6 января 1939 г. журнал со статьей Гана и Штрассмана вышел в свет. После рождественских каникул Нильс Бор готовился к поездке в Соединенные Штаты. 26 января он уже докладывал на Пятой Вашингтонской конференции по теоретической физике о результатах опыта Гана. Доклад Бора произвел настолько сильное впечатление, что несколько физиков сразу же после доклада, в вечерних костюмах, бросились в свои лаборатории проверить утверждение Бора. А через сутки американские газеты уже сообщали об этих опытах. За день до выступления Бора все с той же поспешностью Ган и Штрассман направили в «Naturwissenschaft» новую статью: «Доказательство образования активных изотопов бария под воздействием нейтронной бомбардировки урана и тория» с подзаголовком: «Дополнительные активные осколки деления урана».

Именно этот подзаголовок и отражал главное содержание статьи, заключающееся в том, что при расщеплении ядра урана на две почти равные части, кроме огромной энергии, освобождаются еще и нейтроны. Вывод напрашивался сам собой: эти освобожденные нейтроны могут сами участвовать в процессе деления и вызвать деление соседних ядер урана, а если число освобожденных нейтронов окажется больше одного, то возможность лавинного процесса, т. е. цепной реакции, казалась очевидной. В апреле Бор и Уиллер и независимо от них Яков Ильич Френкель разработали теорию деления ядер медленными нейтронами и предсказали спонтанное (самопроизвольное) деление ядер. Вскоре строго была обоснована возможность протекания цепной ядерной реакции (Сциллард и Ферми в Америке, Жолио-Кюри во Франции, Зельдович, Харитон, Лейпунский в Советском Союзе и др.). Был измерен энергетический спектр нейтронов деления, были экспериментально открыты запаздывающие нейтроны.

Оказалось, что при делении ядра урана продукты деления избавляются от избыточных нейтронов различными способами. Большая часть нейтронов испускается одновременно с актом деления, это так называемые «мгновенные» нейтроны, но есть еще нейтроны, которые испускаются спустя некоторое время, — это «запаздывающие» нейтроны. Так вот, если бы испускались только мгновенные нейтроны, то управлять цепной реакцией оказалось бы невозможно, а если были бы только запаздывающие нейтроны, то невозможно было бы создать атомную бомбу, зато управлять цепной реакцией можно было бы гораздо проще. Нужно было теперь точно рассчитать долю тех и других нейтронов и в зависимости от результата и цели изыскать возможность либо управления цепной реакцией, либо осуществления взрыва небывалой силы. Упомянутая уже элементарная теория деления ядра, не лишенная недостатков, довольно грубая, хорошо описывала основные принципы и свойства реакции деления и, что очень важно, предсказывала различный характер течения реакции для двух различных изотопов урана — урана-238 и урана-235. Первый изотоп самый распространенный. В природном уране его 99,3 %, тогда как уран-235 составляет всего 0,7 % природного урана. Именно в различном характере деления ядер этих двух изотопов лежит и трудность, и ключ решения проблемы управляемой цепной реакции, равно как и проблемы взрыва.