другими легикими элементами, рассчитать условия, необходимые для возникновения реакции в смеси урана и тяжелой воды, и выявить возможность получения тяжелой воды в количестве, измеряемом тоннами. Наконец, в плане предлагалось исследовать методы разделения изотопов урана.
Курчатов и его сотрудники убеждали Академию образовать специальный запас из нескольких тонн урана, необходимого для экспериментов с цепной реакцией. Нехватка урана была главным фактором, тормозившим исследования. Для одного из первых экспериментов, выполненных в его лаборатории, Курчатов отправил своих молодых сотрудников в рейд по фотомагазинам Ленинграда с поручением закупить весь имевшийся там нитрат урана78. Теперь такого рода импровизаций было недостаточно. Чтобы получить необходимые данные для определенного заключения об осуществлении цепной реакции, экспериментаторы нуждались в больших количествах урана. 9 сентября Курчатов написал Хлопину, что ему надо 500-1000 грамм чистого металлического урана для изучения возможности возникновения цепной реакции в уране-238. Немного позднее он написал ему снова, спрашивая, когда металлический уран может быть получен и какие меры следовало бы предпринять, чтобы ускорить дело79.
В планах ленинградских физиков не было и намека на исследования по атомной бомбе80. Они полностью осознавали, что деление ядер могло быть использовано в военном деле, но основной их интерес в то время состоял в том, чтобы установить, действительно ли возможна цепная реакция, а не в том, чтобы достигнуть какой-либо практической цели. В работе, написанной в начале лета 1940 г., Зельдович и Харитон дали обзор исследований по делению ядра и подсчитали, что для осуществления цепной реакции на медленных нейтронах необходимо 2,5 тонны урана и 15 тонн тяжелой воды81. О реакциях на быстрых нейтронах ничего не было сказано.
На заседании 28 сентября, т. е. почти через месяц после того как Курчатов и его сотрудники направили свой план в Академию, Урановая комиссия решила подготовить свой собственный план исследований82. Этот план составили Хлопин и Лейпунский, который в то время работал в Радиевом институте. Они определили пять направлений исследований: определение механизма деления ядер урана и тория; выявление возможности цепной реакции в природном уране; разработка методов разделения изотопов урана; разработка методов получения и изучения летучих соединений металлического
96
Глава третья
урана; разведка богатых месторождений урановых руд и создание методов их разработки83. Неясно, знали ли Хлопин и Лейпунский о планах, разработанных Курчатовым и его сотрудниками. Иоффе находился в весьма неважных отношениях с Вернадским и Хлопи-ным, и хотя Курчатов с апреля 1939 г. по октябрь 1940 г. возглавлял физический отдел Радиевого института, его отношения с Хло-пиным также казались сложными84. Этим может быть объяснен тот факт, что Курчатов послал свой план в Президиум Академии, а не непосредственно Хлопину.
15 октября Президиум Академии одобрил план, подготовленный Хлопиным и Лейпунским. Академия выделила Радиевому институту и биогеохимической лаборатории на 1941 г. дополнительные средства для работы над проблемой урана. Она обещала обратиться в правительство за резолюцией на получение 1,5 тонн соединений урана в год, создать государственный урановый фонд и закупить 300 килограммов урановых солей, которыми располагала промышленность. Академия также заявила о предпринятых ею шагах по увеличению запасов урана. В составе Урановой комиссии была создана постоянная сырьевая подкомиссия под председательством Ферсмана. Академия также решила обрисовать важность проблемы урана различным государственным геологическим учреждениям и попытаться поставить Среднеазиатский трест редких металлов во главе разведки урана в Средней Азии. Наконец, Академия ассигновала Радиевому институту около миллиона рублей на завершение строительства здания циклотрона Радиевого института85.
Будущее ядерных исследований явилось предметом «весьма оживленной» дискуссии на 5-й Всесоюзной конференции по ядерной физике, которая состоялась в Москве 20-26 ноября 1940 г.86 В ней приняло участие около 200 ученых. Курчатов представил основной доклад о делении атомного ядра, в котором проанализировал успехи в этой области, достигнутые в предыдущем году, и остановился на возможности возникновения цепной реакции87. Он доказывал, что цепная реакция могла бы пойти в смеси воды и урана, обогащенного изотопом урана-235, или же в смеси природного урана с тяжелой водой. (Курчатов высказал сомнение в эффективности гелия, углерода и кислорода в качестве замедлителя, потому что, как он думал, их сечения взаимодействия с нейтронами слишком велики.) В обоих случаях предстояло преодолеть очень большие трудности: в первом нужно было разделить изотопы урана, а во втором — изотопы водорода. Курчатов представил таблицу, в которой
Реакция на деление
97
он сравнил требуемые количества урана и тяжелой воды с имеющимися их запасами: полтонны обогащенного урана, хотя во всем мире в то время имелись только незначительные его количества; 15 тонн тяжелой воды — но во всех лабораториях мира ее было только полтонны. Курчатов рассматривал также возможность использования для цепной реакции протактиния, но отношение имевшихся его запасов к необходимому их количеству было еще худшим88. «...Хотя принципиально вопрос об осуществлении цепного ядерного распада и решен в положительном смысле, — заключил он,— но на пути его практической реализации в исследованных сейчас системах возникают громаднейшие трудности. ...Быть может, ближайшие годы принесут нам другие пути решения задачи, но если этого не случится, то только новые, очень эффективные, методы разделения изотопов урана или водорода обеспечат осуществление цепной ядерной реакции»89.
По своему тону доклад Курчатова был сдержанным и трезвым, но в нем указывалось на необходимость принятия чрезвычайных мер, если потребуется получить цепную реакцию. По свидетельству Игоря Головина, который принимал участие в работе конференции, доклад вызвал оживленную дискуссию, начавшуюся во время перерыва. Речь шла о том, следует ли обратиться к правительству с просьбой о выделении средств на ядерные исследования. Основной вопрос, который обсуждался, заключался в том, достаточно ли известно о цепных реакциях, чтобы оправдать средства, необходимые для серьезных работ по разделению изотопов, получению необходимых количеств урана-235 и производству тяжелой воды. «После перерыва,— писал Головин,— Хлопин вернулся на сцену и заявил, что он пришел к выводу, что слишком рано запрашивать у правительства большие ассигнования, так как в Европе идет война и деньги нужны для других целей. Он сказал, что необходимо поработать еще год и тогда решить, есть ли основания обращаться к правительству и запрашивать несколько миллионов для строительства уранового реактора, чтобы провести в нем цепную реакцию»90'*. Курчатов, по-видимому, приготовил записку, в которой просил правительство об увеличении средств, но заявление Хлопина исключало такой ход91. Хлопин не был единственным, кто выбрал осторожную линию поведения. Иоффе на публичной лекции,
* Цитата дается в обратном переводе с англоязычного источника.— Прим. ред.
98
Глава третья
прочитанной им во время конференции, тоже дал ясно понять, что, по его мнению, атомная энергия может быть использована лишь в отдаленном будущем92.
30 ноября 1940 г., через четыре дня после окончания конференции, Урановая комиссия собралась, чтобы заслушать отчеты Ферсмана и Хлопина об экспедициях, которые под их руководством той же осенью раньше вели разведку урановых месторождений в Средней Азии93. Ферсман обрисовал мрачную картину. К 1942-1943 гг. можно будет добывать 10 тонн урана в год, сказал он, если будет построен рудник. Но создание сырьевой базы потребует значительных капиталовложений, а потребность в уране для получения атомной энергии может быть оценена лишь приблизительно. Поэтому он предложил, чтобы были учтены потребности и других отраслей, в которых может быть использован уран, т. е. металлургии, красильной и фармацевтической промышленности. Хлопин утверждал, что следует точно установить объем запасов урана и определить масштаб работ по их эксплуатации. Он предложил установить объем резервного запаса, чтобы гарантировать обеспечение ураном-235 или ураном, обогащенным этим изотопом до трех-четырех процентов. Он настаивал также на создании специального запаса из двух тонн урана. Комиссия одобрила это предложение94.
Пока Хлопин сосредоточил свое внимание на поставках урана, Харитон и Зельдович продолжали изучать условия возникновения цепной ядерной реакции. В ходе исследований они поставили тот же вопрос, который был поднят годом ранее Фришем и Пайерлсом: если предположить, что имеется чистый уран-235, то какова его критическая масса? Так же как Фриш и Пайерлс, они пришли к заключению, основываясь на теории Бора — Уилера, что в уране-235 почти каждое столкновение нейтрона с ядром урана приводит к делению95. Вместе с сотрудником Радиевого института Исаем Гуреви-чем они подсчитали величину критической массы для цепной реакции на быстрых нейтронах в куске чистого урана-235, окруженного отражателем нейтронов96. В статье, представленной в 1941 г. в журнал «Успехи физических наук», они бегло сослались на эти расчеты: «для осуществления цепного деления урана с выделением огромных количеств энергии достаточно десятка килограммов чистого изотопа урана-235»97. (Война началась до того, как их статья могла быть опубликована, и она увидела свет только сорока годами позже98.) Полученная ими оценка (10 килограммов) была на порядок выше сделанной Фришем и Пайерлсом (один килограмм), но
Реакция на деление
99
разница была невелика в сравнении с более ранними оценками, по которым нужны были тонны урана-235". Как и Фриш с Пайерл-сом, Харитон и Зельдович высказали несколько соображений, касающихся инициирования взрывной цепной реакции, и подсчитали, что если блок урана-235 будет сжат с помощью обычной взрывчатки, может начаться цепная реакция100. Разница между работами Фриша и Пайерлса, с одной стороны, и Харитона и Зельдовича — с другой, состояла в том, что первые предложили метод разделения изотопов, а вторые этого не сделали. В 1937 г. Харитон опубликовал работу о разделении изотопов с помощью метода центрифуги, в которой он доказывал, что этот метод будет рациональным только в случае их малых количеств. В 1940 г. он и Зельдович не предложили какого-либо определенного метода разделения101.
Параллель с меморандумом Фриша — Пайерлса поразительна. Меморандум английских физиков, конечно, не был опубликован, и нет ни оснований, ни свидетельств в пользу того, что Зельдович и Харитон знали о нем из данных разведки. Расчеты величины критической массы, выполненные Харитоном и Зельдовичем, были логическим продолжением их ранних исследований. Семенов как директор института, в котором они работали, естественно, знал об их работе и понимал, что она открывает возможность создания атомной бомбы. Он обратился в научно-техническое управление народного комиссариата нефтяной промышленности, которому в то время подчинялся Институт химической физики, с сообщение о том, что теперь появилась возможность создания бомбы, обладающей несравненно большей разрушительной силой, чем у любого существующего взрывчатого вещества, и настаивал на расширении исследовательских работ. Он просил, чтобы его письмо было передано наркому102. Поскольку копия этого письма не была найдена, невозможно точно утверждать, каково было его содержание, а также и когда оно было написано. Это письмо могло быть написано во второй половине 1940 г. или в первые месяцы 1941 г. Но оно могло быть написано и до того, как Харитон и Зельдович провели свои расчеты критической массы урана-235. Во всяком случае, оно не вызвало никакой реакции. Здесь параллель с меморандумом Фриша — Пайерлса прерывается, потому что работа, выполненная Харитоном и Зельдовичем, не привела к созданию чего-либо подобного Комитету Мод, который был исключительно важной структурой. Семенову следовало бы, наверное, написать кому-нибудь, кто занимал в правительстве более высокое положение103.
100
Глава третья
Во второй половине 1940 г. советские ученые все больше осознавали стратегическую значимость открытия деления ядер. Ситуация в Европе ухудшилась. Германия стала основной силой на континенте, после того как в июне нанесла оглушительное поражение Франции. Красная армия неудачно воевала с Финляндией. В Советском Союзе заметно росло чувство тревоги, и это способствовало тому, чтобы обратить внимание на использование атомной энергии в военных целях. Более того, в конце лета 1940 г. для советских ученых стало очевидным влияние, оказываемое войной на ядерные исследования. Они начали замечать, что публикации о делении ядер в зарубежных журналах стали появляться все реже. Вернадский осознал это в августе 1940 г., и тогда эта тема обсуждалась ленинградскими физиками104. Иоффе в своем письме к Нильсу Бору от 5 декабря 1940 г., написанном сразу по окончании Московской конференции по ядерной физике, намекнул на это. «К несчастью,— писал он,— мы почти не имеем новостей о научных результатах за рубежами нашей страны». Бор вскоре ответил ему из Копенгагена, который был в это время уже оккупирован нацистской Германией, но лишь очень немного сообщил о последних исследованиях105.
V
Урановая комиссия продолжала свою работу, а исследования проводились широким фронтом, но без особой интенсивности. В марте 1941 г. Хлопин сказал: «Мы, конечно, еще очень далеки от решения этой задачи [использование атомной энергии], однако некоторая надежда на ее положительное решение имеется, и работа в этом направлении идет»106. Циклотрон Радиевого института начал действовать в конце 1940 г. Курчатов стал уделять внимание постройке циклотрона в институте Иоффе. Он и Алиханов взяли на себя ответственность за эту работу, причем Курчатов занимался расчетами и конструированием, а Алиханов обеспечивал получение необходимых фондов и материалов. К лету 1941 г. строительство циклотрона было почти закончено, и запуск его планировался на 1 января 1942 г.107 Поскольку было понято, что именно уран-235 является делящимся изотопом, интерес к методам разделения начал возрастать. У советских физиков наибольшей популярностью пользовались два метода: термодиффузия и центрифуга. Радиевый институт, биогеохимическая лаборатория и Днепропетровский физико-технический институт — все эти учреждения работали над методом
Реакция на деление
101
термодиффузии108. Многие физики, однако, полагали, что эти методы не очень перспективны для осуществления разделения в промышленных масштабах, потому что процесс разделения потребовал бы затрат такого же количества энергии, которое могло бы быть получено за счет деления урана-235109. В. С. Шпинель из УФТИ считал, что использование диффузионных методов для разделения изотопов тяжелых элементов очень непроизводительно и что для этих целей подошла бы центрифуга, которую изучал в УФТИ Фриц Ланге. Ее использование представлялась более перспективным подходом к решению проблемы разделения110. Исследовались и другие методы. Курчатов поручил Арцимовичу начать в институте Иоффе эксперименты с электромагнитным методом разделения изотопов, а в Радиевом институте изучали возможность разделения с помощью линейного ускорителя111. В январе 1941 г. в биогеохимической лаборатории для целей разделения была предпринята попытка приготовить гексафторид урана (соединение в газовой форме, содержащее уран), и Вернадский начал искать подходящее помещение для этой работы.
Размах советских ядерных исследований может быть оценен, если ознакомиться со списком проблем, обсуждавшихся на заседании Урановой комиссии 17 мая 1941 г.: расчет цепной реакции, методы разделения изотопов, использование флюоресцентных методов для обнаружения урана и работы, проводимые в Ленинградском и Харьковском физико-технических институтах112. Однако работа Комиссии была затруднена двумя обстоятельствами. О первом Вернадский записал в своем дневнике так: «рутина и невежество советских бюрократов». Весной 1941 г. правительство предложило приостановить разведку урановых месторождений в Табашаре, хотя до сих пор не было определено, что это за месторождение и как глубоко залегает в нем руда. Лишь протест со стороны Хлопина, Вернадского и Ферсмана убедил правительство в необходимости отмены этого решения113.
Второе препятствие заключалось в напряженности отношений, сложившихся между группой Вернадского и физиками. Отчасти их неприязнь коренилась в давнем соперничестве, но она отражала также разногласия, связанные с тем, чему отдавать приоритет: теории ядра или разведке урана. 16 мая 1941 г. Вернадский записал содержание разговора, который состоялся у него с одним из вице-президентов Академии: «Между прочим я ему указал, что сейчас обструкция в физиках (Иоффе, Вавилов — я не называл лиц). Они
102
Глава третья
направляют усилия на изучение атомного ядра и его теории, и здесь (например, Капица, Ландау) делается много важного, но жизнь требует направления рудно-химического»114. Двумя неделями позже он писал: «...Физик направляет внимание на теорию ядра, а не на ту прямую задачу, которая стоит перед физико-химиком и геохимиком,— выделения изотопа 235 из урана»115.
Хотя соперничество между группой Вернадского и физиками и существовало, в нем не было идеологической и политической подоплеки. Противоречия были острыми, но ни одна из сторон не обращалась к сталинскому методу аргументации. Не было и обвинений в саботаже или антимарксизме. Эти люди были слишком преданы науке, преданы физике, чтобы прибегать к таким методам. Они не переступали границы той области, где использовался опасный язык сталинской политики.
Плохие отношения между Хлопиным и Иоффе видны из переписки между ними, относящейся к декабрю 1940 г. 2 декабря Иоффе вышел из состава Урановой комиссии. Он писал, что проблема урана претерпевает быстрые изменения и «совершенно необходимо, чтобы принимаемые комиссией решения учитывали все возможные факты. Между тем физики (Курчатов и др.) не участвуют в самых ответственных заседаниях, а остальные члены комиссии», и в том числе Хлопин, «недостаточно полно осведомлены о вновь возникающих возможностях и об устранении других, ставших малонадежными»116. Непосредственным поводом для этого письма было приглашение Иоффе на заседание Урановой комиссии 30 ноября, которое пришло с опозданием на три дня. Хлопин ответил, что физики присутствовали на всех «ответственных заседаниях»: «...Вы сами, ак. С. И. Вавилов, ак. П. П. Лазарев, ак. А. И. Лейпунский, Ю. Б. Харитон и др. Что касается И. В. Курчатова, то он действительно по непонятной для меня причине ни на одном заседании комиссии не был, хотя приглашение на них, за исключением последнего, по-
Л17
лучал все время»1 .
Ссылка на то, что Курчатов не бывал на заседаниях Урановой комиссии, не может не заинтриговать. В воспоминаниях о Курчатове его часто рисуют как «избранного» для великих свершений, но в тот период было еще мало признаков его силы и того влияния, которое он приобрел позднее. Он был известным ученым, своим коллегам он внушал доверие, но его не считали по-настоящему выдающимся физиком. Когда институт Иоффе представил кандидатуру Курчатова в Академию во время выборов 1938 г., он не был в нее
Реакция на деление
103
избран118. Он хотел ускорить работы по ядерным цепным реакциям, но предложенный им план Академией не был принят. Для Курчатова это было волнующим временем, потому что область его исследований развивалась очень быстро. Гуревич писал, что после открытия деления ядер он находился в «праздничном настроении», но это было для него и время крушения планов119.
Хотя личные контакты с западными коллегами прекратились, советские ученые продолжали очень внимательно следить за работами, ведущимися за границей. Например, тщательно изучались эксперименты, выполненные группой Жолио в Париже или Ферми в Нью-Йорке. То же справедливо в отношении теории деления Бора и Уилера. Советские ядерщики особенно заинтересовались статьей, опубликованной в «Физикэл Ревью» в июне 1940 г. учеными из университета в Беркли Эдвином Макмилланом и Филиппом Абель-соном, в которой сообщалось о том, что ими получен элемент нептуний, и утверждалось, что существует элемент-94120. Это была статья, опубликование которой вызвало протесты физиков Великобритании и Соединенных Штатов и которая повлекла за собой прекращение публикаций по делению ядра.
Западные физики не столь внимательно следили за советскими работами. Хотя некоторые исследования, выполненные в Советском Союзе, например о числе вторичных нейтронов, испускаемых в одном акте деления, были предвосхищены публикациями ученых из других исследовательских групп, советские физики в этот период внесли важный вклад в рассматриваемую область двумя работами — открытием спонтанного деления и разработкой теории цепных реакций. Но и они не привлекли к себе особого внимания на Западе. На Московской конференции по ядерной физике (ноябрь 1940 г.) прошла резолюция о выдвижении работы Флерова и Петр-жака на соискание Сталинской премии (положение об этих премиях было только что принято). Но рецензент, давший отзыв на это представление, по-видимому, отклонил их кандидатуру, на том основании, что западные физики никак не откликнулись на это открытие121. Подобным же образом статьи Харитона и Зельдовича, в которых среди всех работ по проблеме цепных реакций, опубликованных в это время, дан самый детальный анализ явления, не вызвали отклика за пределами Советского Союза.
Существовали различные причины, которыми объяснялся этот очевидный недостаток интереса. Исследования деления ядер в ведущих странах к лету 1940 г. были засекречены, так что нет ничего
104
Глава третья
удивительного в том, что советские работы не цитировались в западных журналах. Ученые Соединенных Штатов и Великобритании особенно интересовались ситуацией, которая складывалась в Германии, и не обращали специального внимания на советские исследования. Отсутствие личных контактов уменьшало вероятность того, что работа советских физиков получит известность за рубежом. Однако эти связи не были прерваны полностью. За советскими исследованиями следил Нильс Бор. В своем письме к Иоффе от 23 декабря 1940 г. он писал: «крайне интересно, что эксперименты Петржака и Флерова, кажется, на самом деле подтверждают наши [Бора и Уилера] ожидания. Очень желательно, чтобы эти важные эксперименты были в дальнейшем продолжены»122. Осведомленность Бора о сделанном советскими физиками открытии спонтанного деления урана, равно как и его высокое мнение о советской физике в целом, по-видимому, были причиной его усилий, предпринятых в 1944 и 1945 гг. против гонки ядерных вооружений.
Глава четвертая Принятие решения
I
Поражение Франции в июне 1940 г. вызвало в Москве большую тревогу. Большая часть Европы оказалась под ярмом нацистов, и хотя Британия продолжала сражаться, она не имела вооруженных сил на континенте. Возник вопрос, не может ли Гитлер теперь повернуть на Восток. Пытаясь усилить позиции СССР, Сталин летом 1940 г. аннексировал три прибалтийских государства, а также Бессарабию и Северную Буковину. Во второй половине года Германия начала сосредоточивать свои силы вдоль советской границы. Сталин, однако, не верил, что Гитлер нападет на Советский Союз, прежде чем будет побеждена Англия или с ней будет заключен мирный договор. Он находился под впечатлением концепции Бисмарка о невозможности для Германии выиграть войну на два фронта и думал, что Гитлер сделал тот же вывод из истории Германии1. В феврале 1941, г. в разговоре с генералом К. А. Мерецковым, которого незадолго до того заменил на посту начальника Генерального штаба генерал Георгий Жуков, Сталин заметил, что Советский Союз, вероятно, сумеет избежать вовлечения в войну до 1942 г.2 В мае на приеме в честь выпускников военных академий он сказал, что Германия может напасть, но он надеется, что война будет отсрочена до 1942 г.,— к этому времени Красная армия будет лучше обучена и экипирована3.
Сталин стремился отсрочить вступление СССР в войну на возможно больший срок. Красная армия, еще не оправившаяся от страшной чистки 1937-1938 гг., плохо сражалась в войне с Финляндией зимой 1939-1940 г. Контраст с блестящей кампанией вермахта против Франции в мае — июне 1940 г. не прошел незамеченным ни в Берлине, ни в Москве. Сталину нужно было время, чтобы подготовить Красную армию, реформируя ее структуру и создавая
106
Глава четвертая
резервы вооружения4. Он опасался, однако, проводить полную мобилизацию Красной армии или приводить ее в полную боевую готовность вдоль границы, боясь, что это могло бы спровоцировать войн)', чего он так хотел избежать. Он получал многочисленные предупреждения как от британского и американского правительств, так и от своей собственной разведки о намерении Гитлера напасть на Советский Союз, но отметал эти предупреждения как провокации, рассчитанные на вовлечение Советского Союза в войну с Германией. Он помнил об опыте 1914 г., когда мобилизация ускорила войну, и подозревал, что британское и американское правительства, как и германское верховное командование, хотели спровоцировать войну между Советским Союзом и Германией5.
Сталин, по-видимому, был уверен, что, если Германия решится напасть на СССР, она прежде всего предъявит ультиматум, и это даст ему время или сделать политические и экономические уступки, или привести Красную армию в полную боевую готовность. Высшее командование Красной армии усугубило этот ошибочный взгляд предположением, что, несмотря на германскую стратегию блицкрига на Западе, война начнется с приграничных боев, прежде чем в нее будут вовлечены главные силы. Это предположение оказалось необоснованным, и германское верховное командование завершило развертывание своих сил на советской границе раньше, чем это сделал Советский Союз. Германия напала на СССР на рассвете 22 июня 1941 г. без всякого предъявления ультиматума, захватив таким образом стратегическую инициативу6.
В первые же дни войны Красная армия понесла тяжелые потери в живой силе и технике, которую бросали в панике. Советские войска оказали упорное сопроццццение в ряде пунктов, но они не могли остановить развитие прорыва вермахта. Судьба Советского Союза повисла на волоске. Когда Сталин осознал масштаб катастрофы, он впал в состояние шока7. «Все, что создал Ленин, мы навсегда потеряли»,— сказал он8. (Или, по другим версиям: «Ленин оставил нам страну, а мы превратили ее в прах», «Ленин оставил нам великое наследство, а мы, его наследники, все профукали»9.) Собственная судьба Сталина тоже повисла на волоске. Его политика в течение предыдущих 15 лет уничтожила миллионы людей и причинила огромный ущерб всему Советскому Союзу. Сталин оправдывал такую жестокую политику, утверждая, что Советский Союз должен защищаться от своих врагов и быть готовым к войне. Теперь война пришла, а он был застигнут врасплох. Сталин явно
Принятие решения
107
боялся, что другие члены Политбюро отстранят его от власти, но все они были в слишком большой степени его ставленниками, чтобы даже пытаться сделать это. Они просили его возглавить новый комитет, который осуществлял бы верховную власть во время войны10.
30 июня Государственный комитет обороны был создан. Сталин, который был не только генеральным секретарем ВКП(б), но и в мае 1941 г. заменил Молотова на посту Председателя Совета Народных Комиссаров, стал председателем этого комитета. Вячеслав Молотов, который с 1930 по 1941 г. был Председателем Совета Народных Комиссаров и народным комиссаром иностранных дел (с 1939 г.), был назначен заместителем Председателя Государственного комитета обороны. Молотова все считали второй фигурой в партии и в стране. Маршал Климент Ворошилов, который был наркомом обороны с 1925 по 1940 г., также стал членом комитета. Ворошилов был человеком слабовольным и -некомпетентным и не обладал значительным весом в руководстве страны. Двумя другими членами комитета стали Лаврентий Берия, в 1938 г. возглавивший НКВД, и Георгий Маленков, секретарь Центрального Комитета и начальник управления кадров ЦК.
Через 12 дней после нападения Германии Сталин наконец выступил по радио с обращением к советскому народу. Он начал свою речь необычными словами: «Братья и сестры! К вам обращаюсь я, друзья мои...». Сталин оправдывал целесообразность пакта с Германией, говоря, что «ни одно миролюбивое государство не может отказаться от мирного соглашения с соседней державой, даже если во главе этой державы стоят такие изверги и людоеды, как Гитлер и Риббентроп», и утверждал, что пакт дал Советскому Союзу время подготовиться к войне. Он призывал к полной мобилизации экономики и к партизанской войне на оккупированных территориях. Он призывал народ сплотиться вокруг «партии Ленина — Сталина» в борьбе против захватчиков11.
Наступление германских армий продолжалось. К концу ноября Германия оккупировала территорию, где проживало 45 процентов советского населения и производилось 60 процентов советского угля, железа, стали и алюминия12. Первый ощутимый удар по немецкой военной машине был нанесен только в начале декабря, когда Красная армия перешла в контрнаступление у ворот Москвы.
108
Глава четвертая
II
На следующий день после нападения Германии Президиум Академии наук собрался на внеочередное заседание, на котором ученые и деятели науки говорили о своем желании отдать всю свою энергию и способности делу обороны13. Несколько ведущих химиков вскоре отправили Сталину письмо, предлагая создать новую организацию для перевода науки на рельсы обороны. Их практически сразу вызвали на встречу с Молотовым, который решил создать новый орган для привлечения ученых к решению вопросов обороны. Сергей Кафтанов, глава Комитета по делам высшей школы, был назначен уполномоченным Государственного комитета обороны по науке. 10 июля был образован Научно-технический совет, в который вошли ведущие члены Академии (среди них были Иоффе, Капица и Семенов). Его председателем стал Кафтанов. На этот совет возлагалась ответственность за организацию в научных учреждениях работ для нужд обороны и оценку научных и технических предложений. Вначале совет имел дело с химией и физикой, но потом расширил свою деятельность, включив в круг решаемых вопросов геологию и другие области знаний. Кафтанов получил небольшой штат для управления советом и установления контактов с промышленностью и военными. Сам он получил право обращаться непосредственно в Государственный комитет обороны14.
Еще до образования Научно-технического совета исследовательские институты начали переводить свою работу на военные рельсы. Через пять дней после нападения Германии на СССР 30 сотрудников института Иоффе ушли в армию добровольцами или по мобилизации, а месяц спустя их число возросло до 130. Институт был реорганизован, приоритет теперь отдавался оборонным работам, в которых институт к тому времени уже участвовал: радиолокации, бронезащите и размагничиванию кораблей15. Такое положение было повсеместным, и в конечном счете от 90 до 95 процентов исследований в физических институтах составляли исследования по оборонной тематике16.
Курчатов решил оставить свои работы по делению ядра, и его лаборатория была расформирована. Часть ее оборудования перевезли в Казань, куда институт Иоффе эвакуировался в июле-августе. Остальное, включая недостроенный циклотрон, осталось в Ленинграде. Курчатов присоединился к группе Анатолия Александрова, чтобы работать по проблеме защиты кораблей от магнитных
Принятие решения
109
мин17. С присущей ему энергией он целиком отдался этой работе. Он провел три месяца в Севастополе, который был главной базой Черноморского флота, и покинул его в начале ноября, когда город уже был осажден немецкими войсками. После опасного морского перехода он высадился в Потина восточном побережье Черного моря и провел там несколько недель, организуя службу размагничивания. В начале 1942 г. Курчатов приехал в Казань, где было страшно холодно, голодно и полно эвакуированных. На следующий день после прибытия он заболел воспалением легких. Еще с детских лет у него были слабые легкие; в Казани он болел два месяца. В апреле 1942 г. Курчатов и другие члены группы размагничивания получили за свою работу Сталинскую премию. Плохое состояние здоровья помешало Курчатову возвратиться на флот, и он взял на себя руководство броневой лабораторией Физико-технического института18.
Большинство ученых-ядерщиков оставили свои исследования, чтобы работать на нужды фронта. Физический институт Академии наук был эвакуирован из Москвы в Казань, где члены группы ядерной физики использовали свои знания и методику для разработки акустической аппаратуры по обнаружению самолетов и контроля качества военной продукции19. Институт химической физики также переехал в Казань, а Харитон и Зельдович оставили свои исследования цепной реакции деления. Оба они работали над пороховым топливом для снарядов ракетной артиллерии «Катюша», а позднее Харитон участвовал в разработке противотанковых гранат и дешевых заменителей взрывчатки20. Украинский физико-технический институт был эвакуирован за тысячи километров от Харькова, в Алма-Ату и в Уфу, где сконцентрировал свои усилия на разработке нового оружия и помощи промышленности21. Только Радиевый институт, который также переехал в Казань, продолжил работу по синтезу соединений урана с целью их использования в процессах разделения изотопов, но эти исследования проводились в очень малом масштабе22.
С началом войны Урановая комиссия прекратила свою работу. Вернадский вместе с группой пожилых академиков был эвакуирован в курортную местность Боровое в Казахстане. В своем дневнике в записях от 13 и 14 июля он выразил опасение, что Германия сможет применить на полях сражений отравляющие газы или «энергию урана», но его вера в победу СССР была непоколебимой23. Накануне отъезда из Москвы, 18 июля, он написал своему сыну: «...глубо
но
Глава четвертая
ко удовлетворен, что мы находимся сейчас в неразрывной связи с англосаксонскими демократиями. Именно здесь наше историческое место»24. Он надеялся, что победа приведет к радикальным переменам в Советском Союзе в направлении демократии и свободы мысли. Поражение нацизма, полагал он, приблизило бы мир к ноосфере25.
Особую озабоченность влиянием науки на жизнь людей выразил Петр Капица на антифашистском митинге ученых, состоявшемся в Москве 12 октября 1941 г. Капица не забыл об атомной бомбе. «Мое личное мнение, что технические трудности, стоящие на пути использования внутриатомной энергии, еще очень велики,— сказал он. — Пока еще это дело сомнительное, но очень вероятно, что здесь имеются большие возможности. Мы ставим вопрос об использовании атомных бомб, которые обладают огромной разрушительной силой»26. Будущая война будет еще более ужасной, чем эта, сказал Капица, и «поэтому ученые должны сейчас предупредить людей об этой опасности, чтобы все общественные деятели мира напрягли все свои силы, чтобы предотвратить возможность другой войны, будущей»27. Капица говорил о возможном влиянии науки на ход войны, не призывая к разработке атомной бомбы для использования ее в войне против Германии.
Был, однако, физик, который ощущал настоятельную необходимость возобновления ядерных исследований. Это был сотрудник Курчатова, 28-летний Георгий Флеров. В начале войны был призван в армию и направлен в Ленинградскую военно-воздушную академию для подготовки в качестве инженера, обслуживающего пикирующие бомбардировщики Пе-2. Мысль о ядерной физике не оставляла Флерова. Он написал Иоффе в Казань о своем желании выступить там на семинаре. Флерова командировали из Йошкар-Олы, куда была эвакуирована Военно-воздушная академия, в Казань, находившуюся в 120 километрах. Там в середине декабря 1941 г. он и выступил перед группой ученых, среди которых были Иоффе и Капица28.
По словам Исая Гуревича, который присутствовал на семинаре, Флеров говорил, как всегда, с энтузиазмом, живо. Его аргументы произвели впечатление на аудиторию, также озабоченную фактом исчезновения на Западе публикаций по делению ядра. «...Осталось впечатление, что это очень серьезно и основательно, что работу по урановому проекту надо возобновить,— вспоминает Гуревич. — Но шла война. И у меня абсолютно нет уверенности, чем, скажем, за
Принятие решения
111
вершилось бы тайное голосование, если бы на семинаре пришлось решать, нужно ли немедленно начинать работы или же начинать их через год или два»29.
22 декабря Флеров вернулся в Военно-воздушную академию, не убедив Иоффе, который был тогда вице-президентом Академии наук и членом ее Президиума, возобновить ядерные исследования. Дело не в том, что доклад Флерова был недостаточно убедительным, — время было неподходящим для такого предложения. Красная армия сражалась, чтобы остановить продвижение немцев к Москве, а военная промышленность еще не оправилась от катастрофического разрушения, причиненного ей германским вторжением.
Неугомонный Флеров, однако, не дал своей инициативе заглохнуть. Он сразу же написал Курчатову, излагая суть аргументов, которые приводил в Казани30. Письмо его написано на 13 страницах школьной тетради31. Он начал с утверждения, что цепная реакция на медленных нейтронах в природном уране невозможна, а на обогащенном уране или же в природном уране с замедлителем она оказалась бы столь дорогостоящей, что использование ядерной энергии стало бы экономически невыгодным32. Но энергетический выход цепной реакции на быстрых нейтронах, писал он, был бы эквивалентен взрыву ста тысяч тонн тринитротолуола, и поэтому соответствующие исследования заслуживают времени и затрат. «Основной вопрос,— писал он,— сможем ли мы вообще осуществить цепную ядерную реакцию на быстрых нейтронах».
Первое условие для осуществления цепной реакции на быстрых нейтронах, отмечал Флеров, состоит в том, чтобы каждый акт деления вызывал по меньшей мере еще одно деление при наличии достаточного количества активного материала. Флеров рассматривал число нейтронов, образующихся в одном акте деления, а также сечения захвата и деления урана-235 и протактиния-23133. Оба эти элемента, писал он, могли бы использоваться как активный материал, и критическая масса для каждого оценивалась между полукилограммом и 10 килограммами34. Вторым условием взрывной цепной реакции является быстрый скачкообразный переход в сверхкритическое состояние. Если переход будет слишком медленным, то делению подвергнется лишь малая доля ядер урана. Переход в сверхкритическое состояние должен быть достаточно быстрым, чтобы воспрепятствовать преждевременной детонации от случайных нейтронов. Исследования Флерова по спонтанному делению урана оказались в этой связи существенными, поскольку он опасался, что
112
Глава четвертая
нейтрон, испущенный при спонтанном делении, может раньше времени инициировать цепную реакцию35. Третьим условием является мгновенное достижение как можно более значительной сверхкритичности, чтобы предотвратить быстрое исчерпание цепной реакции.
Флеров представил расчеты, касающиеся реализации этих условий, а также набросал эскиз экспериментальной бомбы. Он предложил, чтобы быстрый переход в сверхкритическое состояние был обеспечен сжатием активного материала. На эскизе Флерова уран-235 или протактиний-231 разделены на две полусферы, а обычная мощная взрывчатка используется для быстрого выстрела одной полусферы в другую для получения критической массы. Этот механизм подобен предложенному Фришем и Пайерлсом, позднее он стал известен как «пушечное устройство»36.
В конце своего письма Флеров добавил постскриптум: «Я прочел всю статью от начала до конца и чувствую, что слишком много размышлял над этими вопросами. Трудно сказать, насколько ценно все то, что я написал. Смотрите сами». Но Флеров был уверен в силе собственных аргументов больше, чем это видно из постскриптума. Действительно, условия, которые он обсуждал, оказались важными для проектирования атомной бомбы. Флеров надеялся, что это письмо заставит Курчатова заняться ядерными исследованиями снова. «Наверное, мое письмо поможет процессу возвращения блудного сына»,— писал он другу в Ленинград37. Курчатов не получил этого письма, пока не оправился от воспаления легких. Он не ответил на него38.
В начале 1942 г. часть, в которой служил лейтенант Флеров, расположилась в Воронеже, вблизи линии фронта. Воронежский университет эвакуировался, но его библиотека осталась. «...Американские физические журналы, несмотря на войну, в библиотеке были, и они больше всего интересовали меня,— писал Флеров позднее. — В них я надеялся ознакомиться с новыми статьями по делению урана, найти отклики на нашу работу по спонтанному делению»39. Когда Флеров просматривал журналы, он обнаружил, что в них не только отсутствовал отклик на его и Петржака открытие, но не было и других статей по делению. Не возникало также ощущения, что ведущие ядерщики переключились на другие темы, из журналов вообще исчезли их статьи40.
Из того, что «собаки прекратили лай», Флеров сделал вывод, что исследования по делению в Соединенных Штатах засекречены. Это означало, заключил он, что американцы работают над созда
Принятие решения
113
нием ядерного оружия. Более тревожным был тот факт, что у нацистской Германии были «первоклассные ученые... значительные запасы урановых руд, завод тяжелой воды, технология получения урана, методы разделения изотопов»41. Флеров решил бить тревогу. Очевидно, именно тогда он счел нужным написать Кафтанову, уполномоченному Государственного комитета обороны по науке. В своем письме он указывал на отсутствие в иностранных журналах публикаций по делению: «Это молчание не есть результат отсутствия работы... Словом, наложена печать молчания, это-то и является наилучшим показателем того, какая кипучая работа идет сейчас за границей...». Он также считал очень уместным «запросить англичан и американцев о полученных ими за последнее время результатах»42.
Не получив ответа от Кафтанова, Флеров решил прибегнуть к последнему возможному для советского гражданина средству: в апреле 1942 г. он написал письмо Сталину. Он чувствовал себя человеком, пытающимся прошибить головой каменную стену. По его мнению, он не переоценивал важность урановой проблемы: она не произведет революции в промышленной технологии, но «в военной технике произойдет самая настоящая революция. Произойдет она без нашего участия, и все это только потому, что в научном мире сейчас, как и раньше, процветает косность». Возможно, он утратил понимание перспективы, писал Флеров, но он не думает, что осуществление таких программных целей, как решение урановой проблемы, должно быть отложено на послевоенное время43.
Чтобы ни у кого не возникло мысли, что он всего лишь пытается избежать фронта и вернуться к исследованиям из эгоистических соображений, Флеров предложил созвать совещание ученых для обсуждения ядерных исследований. На него должны были быть приглашены Иоффе, Ферсман, Вавилов, Хлопин, Капица, Лейпунский, Ландау, Алиханов, Арцимович, Френкель, Курчатов, Харитон и Зельдович, а также Мигдал, Гуревич и Петржак44. Флеров просил, чтобы ему для сообщения выделили полтора часа. «Очень желательно, Иосиф Виссарионович, Ваше присутствие,—добавлял он, — явное или неявное»,— и продолжал, что понимает, что сейчас не время для научных диспутов, но не видит другого пути для доказательства своей правоты, так как его письмо и пять телеграмм Кафтанову проигнорированы, а разговоры с Иоффе ни к чему не привели. Что же касается Президиума Академии наук, то на его заседаниях обсуждается что угодно, кроме ядерных исследований.
114
Глава четвертая
«Это и есть та стена молчания,— писал Флеров,— которую, я надеюсь, Вы мне поможете пробить, так как это письмо последнее, после которого я складываю оружие и жду, когда удастся решить задачу в Германии, Англии и САСШ. Результаты будут настолько огромны, что не будет времени решать, кто виноват в том, что у нас в Союзе забросили эту работу.
Вдобавок делается это настолько искусно, что и формальных оснований против кого-либо у нас не будет. Никогда, нигде, никто прямо не говорил, что ядерная бомба неосуществима, и однако, создано мнение, что это — задача из области фантастики»45*.
Флеров настаивал на том, чтобы все приглашенные на совещание выразили свое мнение об урановой проблеме письменно и количественно оценили вероятность того, что она может быть решена. От тех, кто чувствует, что не может этого сделать, все равно следует потребовать присутствия на совещании.
Горячее желание Флерова убедить советское правительство в необходимости срочно начать работы по ядерному проекту из этого письма весьма очевидно, и это являет собой резкий контраст с осторожностью, которую проявляли Хлопин и Иоффе. Запальчивость Флерова была потенциально опасна для тех, кого он критиковал. Упоминая возможный суд над теми, кто «виновен» в прекращении ядерных исследований, он переводил обсуждение дела на мрачный язык сталинистской политики. Дошло ли до Сталина это письмо, остается неясным, заседание, которого он требовал, не состоялось. Но письмо было отдано Кафтанову, который, несомненно, не обрадовался бы обвинению в небрежном отношении к делу, затрагивающему интересы Советского государства46.
III
Пока советские физики-ядерщики занимались различными военными исследованиями, Англия и Соединенные Штаты расширяли свои ядерные проекты. Комитет Мод завершил свой секретный отчет к июлю 1941 г. Отчет заканчивался выводом, что «можно сделать эффективную урановую бомбу, содержащую всего 25 фунтов активного материала, взрыв которой по разрушительной силе был бы эквивалентен 1800 тоннам тринитротолуола и высвобождал бы большие количества радиоактивных веществ, что сделало бы район
* См.: «Вопросы истории естествознания и техники». 1996. № 2. С. 114.— Прим. ред.
Принятие решения
115
взрыва бомбы опасным для проживания в течение долгого времени»47. Комитет очень тщательно изучил проблему разделения изотопов и рекомендовал как наиболее эффективный метод газовой диффузии, а не метод термодиффузии, предложенный Пайерлсом и Фришем. Исследования профессора Френсиса Симона из Оксфорда показали, что разделение методом газовой диффузии осуществимо в промышленном масштабе. Комитет определил, что необходимое количество урана-235 для первой бомбы будет получено к концу 1943 г., и коснулся мимоходом «нового элемента с атомным весом 239 (т. е. плутония), который будет иметь, вероятно, такую же способность к делению, как уран-235»48.
Комитет Мод представил проблему с большой убедительностью и по-новому осветил возможность создания атомной бомбы. В сентябре 1941 г. Совещание по оборонным заказам, проводившееся Научно-консультативным комитетом Кабинета, рассмотрело его работу и пришло к выводу, что «разработка урановой бомбы должна рассматриваться как проект особой важности»49. По оценке участников Совещания, чтобы сделать бомбу, нужно было от двух до пяти лет, скорее всего более двух лет. Совещание рекомендовало построить опытную установку по разделению изотопов в Англии, а в Северной Америке — создать как опытное, так и полномасштабное производство. Совещание закончило работу над докладом 25 сентября 1941 г. К этому времени Уинстон Черчилль, опираясь на итоги работы Комитета Мод, уже решил считать создание атомной бомбы первоочередной задачей50.
Комитет Мод сыграл также важную роль в том, чтобы убедить правительство Соединенных Штатов расширить свои ядерные исследования. Американские ученые совершили решающий прорыв в ряде областей, — особенно это относится к идентификации плутония (осуществлена в Беркли в феврале 1941 г. Гленом Сиборгом и его сотрудниками), но Урановый комитет, учрежденный Рузвельтом после получения им письма Эйнштейна, оказался неэффективным. Доклад Мод, содержащий вывод, что атомная бомба может быть создана еще до окончания войны, стал сильным аргументом в пользу расширения исследований и в большой степени повлиял на мышление ведущих американских ученых5'.
9 октября 1941 г. Ванневар Буш, директор Управления научно-исследовательских работ, обрисовал результаты работы Комитета Мод Рузвельту и объяснил, что нужно сделать в Соединенных Штатах. Рузвельт уполномочил Буша любым способом ускорить ра
116
Глава четвертая
боту американцев с целью выяснить возможность создания атомной бомбы. В тот же день он написал письмо Черчиллю, предлагая «координировать или даже совместно осуществлять английский и американский проекты»52. Но британское правительство, сознавая свое лидерство, холодно ответило на это предложение, пожелав ограничиться только неформальным сотрудничеством. После этого Соединенные Штаты продолжили энергичные исследования и скоро обогнали англичан. Как только американцы вышли вперед, они уже не видели причин раскрывать результаты своей работы англичанам. Неформальное сотрудничество двух стран прервалось, и только в августе 1943 г., когда Рузвельт и Черчилль встретились в Квебеке, был согласован вопрос об участии англичан в «проекте Манхэттен». Большинство физиков, работавших в Англии над проблемой разделения изотопов и расчетами бомбы на быстрых нейтронах, переехали в США53.
Рузвельт санкционировал развертывание полномасштабных работ по созданию атомной бомбы в июне 1942 г. Поскольку требовалось осуществить в огромном объеме строительные работы, проект был передан под контроль армии. Во главе проекта был поставлен полковник Лесли Р. Гровз из Корпуса военных инженеров. Соединенные Штаты пошли по пути создания как плутониевой, так и урановой (уран-235) бомбы54. В декабре 1942 г. в Чикагском университете Ферми и его группа получили самоподдерживающуюся цепную реакцию в уран-графитовом котле, к этому моменту начались проектные работы по реакторам — производителям плутония55. Позднее такие реакторы были построены в Хэнфорде (штат Вашингтон), где также был запущен химический завод для выделения плутония из облученного урана. Были исследованы четыре различных метода разделения изотопов: газовая диффузия, электромагнитное разделение, термодиффузия и центрифугирование. Громадный газодиффузионный завод был построен в Ок-Ридже (штат Теннесси), а поблизости были построены заводы, на которых осуществлялось электромагнитное и термодиффузионное разделение. Метод центрифугирования в промышленных масштабах использован не был. Бомбы — одна из урана-235, а другая плутониевая —-были спроектированы и изготовлены в Лос-Аламосской лаборатории (штат Нью-Мексико), созданной в первые месяцы 1943 г. Все предприятие было демонстрацией технологической и индустриальной мощи Соединенных Штатов и их стремления первыми создать атомную бомбу.
Принятие решения
117
Английский и американский проекты были запущены главным образом из страха, что нацистская Германия создаст атомную бомбу и тогда у нее будет против союзников оружие сокрушающей мощи. Но германский атомный проект оставался бессистемным. В 1940 и 1941 гг. исследования в Германии продолжались по тому же пути, что и в Англии, Соединенных Штатах и Советском Союзе. «Хотя американские исследования были качественно выше германских, — пишет Марк Уолкер в своем труде о германском ядерном проекте,— немецкие коллеги американцев проводили те же эксперименты, те же расчеты и пришли к тем же выводам, что и союзники»56. Но Германия не предприняла полномасштабных усилий для производства атомной бомбы. Именно в июне 1942 г., когда Рузвельт утвердил «проект Манхэттен», Гейзенберг сообщил членам германского верховного командования, что во время войны Германия не сможет сделать атомную бомбу57. Своим докладом он создал у Альберта Шпеера, министра вооружений и военного производства, впечатление, что работа над бомбой потребует настолько длительного времени, что вряд ли «каким-то образом повлияет на ход войны»58.
Мотивы, по которым Гейзенберг сделал подобное предположение, вызывают противоречивые оценки. Более того, нет единого мнения относительно того, понимал ли он вообще, как сделать бомбу. Но какими бы ни были отношение немецких ученых к бомбе или их знания о ней, связь между бомбой и войной была важным аргументом, подтолкнувшим к решению начать работы по ядерному проекту. Британия в 1940 и 1941 гг. стояла лицом к лицу перед перспективой длительной войны до победы' над Германией, и англичане боялись, что соотношение военной мощи стран могло решающим образом измениться в пользу Германии, если она овладеет новым страшным оружием. В контексте этой идеи работал и Комитет Мод. Когда комитет пришел к выводу, что атомная бомба может быть создана за два с половиной года, стало ясно, что она может повлиять на ход войны, так как никто не предполагал, что Германия будет побеждена раньше этого срока. То же самое предполагалось и в Соединенных Штатах, особенно после нападения японцев на Пирл-Харбор (7 декабря 1941 г.). В Германии, однако, стратегические перспективы выглядели иначе. Быстрые победы в сражениях 1940 и 1941 гг. предвещали победу в войне, для которой атомная бомба не успела бы сыграть никакой роли. К 1942 г. ситуация стала менее обнадеживающей, но в Германии не было своего «Комитета Мод», который мог бы выдвинуть резонные аргументы в пользу со
118
Глава четвертая
здания атомной бомбы примерно за три года. Следовательно, там и не представляли, как атомная бомба могла бы повлиять на исход войны59.
IV
К 1941 г. британские ученые продвинулись дальше других в понимании реальности атомной бомбы. И в том же году Советское правительство начало получать детальную информацию о состоянии соответствующих исследований у англичан. 25 сентября 1941 г. Анатолий Горский (псевдоним Вадим*), резидент НКВД в Лондоне, передал в Москву информацию о секретном совещании, состоявшемся девятью днями раньше, на котором обсуждался доклад Мод60. Горский перечислил несколько обсуждавЬшхся пунктов. Весьма возможно, сообщал он, что урановая бомба может быть сделана за два года, а ее взрыватель спроектирован за несколько месяцев. Тремя месяцами ранее компания «Метрополитен Виккерс» получила контракт на проектирование 20-ступенчатого аппарата (но Горский не понял, что он предназначался для разделения изотопов), а «Империал Кемикл Индастриз» — контракт на производство гексафторида урана. В заключение Горский сообщил, что Комитет начальников штабов на заседании 20 сентября решил немедленно начать строительство «завода для изготовления урановых бомб»61.
Эта информация, без сомнения, была получена с одного из заседаний Совещания по оборонным заказам Научно-консультативного комитета при Кабинете, где обсуждался доклад Мод62. Восемь дней спустя Горский информировал московский Центр о докладе Научно-консультативного комитета военному Кабинету. Он получил копию этого доклада. Советское правительство теперь знало, что Британия решила создать атомную бомбу, что британские ученые полагают, что для этого потребуется от двух до пяти лет и что Британия решила построить в Северной Америке завод по газодиффузионному разделению изотопов63. Отчет также содержал важные сведения о методах, которые собирались использовать англичане для получения урана-235 и изготовления бомбы.
Почти с уверенностью можно сказать, что источником этой информации был Джон Кэйрнкросс, «пятый человек» из «Кембридж
* Он же «Громов», он же «Генри». — Прим. ред.
Принятие решения
119
ской пятерки»*, который в 30-е годы, в бытность свою студентом Кембриджа, был завербован в советские агенты Гаем Берджессом64. Кэйрнкросс поступил в Министерство иностранных дел, но затем перешел в Казначейство. В 1941 г. он был личным секретарем лорда Хэнки, министра без портфеля в военном Кабинете и председателя Научно-консультативного комитета при Кабинете65. Хэнки председательствовал на Совещании по оборонным заказам, которое рассматривало работу Комитета Мод. Кэйрнкросс имел доступ к материалам, которые использовались в двух сообщениях Горского. В своем первом донесении Горский написал, что посылает сообщение от «Листа» о совещании под председательством «Босса», который идентифицируется в документе как Хэнки. Употребление слова «Босс», кажется, подтверждает, что именно Кэйрнкросс снабдил Горского этой информацией.
Вряд ли источником этих сведений мог быть Клаус Фукс, который также и примерно в то же время передавал информацию в Москву. В Германии Фукс был активным коммунистом и в 1933 г. в возрасте 21 года приехал в Англию, чтобы избежать ареста. После защиты докторской диссертации по физике в Бристольском университете он некоторое время работал в Эдинбурге. В мае 1941 г. Рудольф Пайерлс пригласил его в Бирмингем, и после получения допуска Фукс сразу же начал работать над теорией газовой диффузии. Он также выполнил ряд работ по оценке критического размера и коэффициента полезного действия атомной бомбы. После нападения Германии на Советский Союз Фукс решил информировать Советы об атомной бомбе и к концу 1941 г. вступил в контакт с Семеном Кремером, офицером военной разведки, секретарем военного атташе в советском посольстве в Лондоне66'** .
До отъезда вместе с группой англичан в Соединенные Штаты для участия в «проекте Манхэттен» (декабрь 1943 г.) Фукс имел около шести встреч со своим советским резидентом, опытным аген-
* Сейчас полагают, что эта группа состояла по крайней мере из семи человек и что Кэйрнкросс был шестым ее членом. — Прим. ред. ** С. Д. Кремер (ок. 1900-1994) — участник гражданской войны. До прихода в военную разведку служил в кавалерии, артиллерии, танковых войсках. Посол СССР в Лондоне И. М. Майский не любил резидента НКВД Горского, благодаря чему информация Фукса попала к военному разведчику Кремеру. Вернувшись во время войны в Москву, Кремер привлек к себе пристальное внимание Берии, от которого сумел «бежать» на фронт. Там командовал танковой частью, стал Героем Советского Союза. В разведку больше не вернулся. (См.: С. Пестов. Бомба. СПб., 1995. С. 15-19, 33-35).— Прим. ред.
120
Глава четвертая
том по имени Урсула Кучински67. Он передал все написанные им отчеты, в основном о процессе газовой диффузии. От него в Советском Союзе узнали о том, что в Англии велась активная работа по разделению изотопов и о том, что в Северном Уэльсе существовало малое опытное производство для испытания соответствующего метода. Он сообщил, что подобная работа проводится в Соединенных Штатах и что обе страны сотрудничают в этой области68. Однако маловероятно, что Фукс был источником информации, которую Горский посылал в Москву в сентябре и октябре 1941 г. Нет также основания предполагать, что он имел доступ к докладу Мод или докладу Научно-консультативного совета при Кабинете. Кроме того, он работал на ГРУ (Главное разведывательное управление Генерального штаба), а не на НКВД. С учетом соперничества, которое существовало между этими двумя организациями, вряд ли возможно, чтобы Горский, резидент НКВД, передавал в Москву информацию Фукса.
Информация, переданная Горским, не повлияла на текущую советскую политику. Она поступила в Москву менее чем за месяц до известной паники 16 октября, когда большая часть Советского правительства была эвакуирована в Куйбышев, а тысячи жителей бежали из столицы. Решение англичан создать атомную бомбу, которая могла быть готова не раньше, чем через несколько лет, конечно, выглядело менее срочным делом, чем задача остановить немцев у Москвы в ближайшие несколько недель. Неудивительно поэтому, что информация о планах англичан не оказала непосредственного влияния на советскую политику.
Только в марте 1942 г. советские лидеры отреагировали на информацию, пришедшую из Англии. Берия послал записку Сталину и в Государственный комитет обороны, рекомендуя предпринять шаги для оценки этой информации69. Записка Берии была основана главным образом на докладе Мод. Пайерлс оценил критическую массу урана-235 в 10 килограммов, писал Берия, а профессор Тейлор вычислил, что это будет эквивалентно взрывной силе 1600 тонн тринитротолуола. Уже была проделана работа по созданию промышленного метода разделения изотопов урана, и «Империал Ке-микл Индастриз» определила необходимость 1900-ступенчатой установки по разделению, стоимость которой составила бы 4,5-5 миллионов фунтов стерлингов. В заключение отмечалось, что британское высшее командование считает, что проблема атомной бомбы в прин
Принятие решения
121
ципе решена и что усилия лучших английских ученых и крупнейших компаний направлены на ее создание.
Берия рекомендовал предпринять два шага. Первый — создать авторитетный научно-консультативный орган при Государственном комитете обороны. Он должен был координировать и направлять исследования всех советских ученых и исследовательских учреждений, работающих по проблеме энергии урана. Второй необходимый шаг — при соблюдении условий секретности ознакомить видных специалистов с материалами разведки, чтобы они оценили эти материалы и использовали их соответствующим образом. В записке Берии было далее отмечено, что Скобельцын, Капица и профессор Слуцкий из Украинского физико-технического института вели работы по делению ядра. Так как на самом деле ни один из этих трех ученых не вел таких исследований, представляется вероятным, что Берия был лучше информирован об английском проекте, чем о советских работах70.
Записка, составленная Берией, показала, что советское правительство получило полное представление о работе Комитета Мод и его влиянии на британскую политику. В сентябре 1941 г. НКВД начал получать разведданные об американских ядерных исследованиях, но они были иного качества7'. Записка Берии была составлена в марте 1942 г., месяцем раньше, чем письмо Флерова Сталину. Доклад Комитета Мод не только заставил англичан принять решение о создании атомной бомбы и способствовал ускорению соответствующих американских работ, но и стимулировал мероприятия, которые послужили началом советского ядерного проекта.
V
Консультативный орган, образования которого требовал Берия, кажется, так и не был создан, но в последующие месяцы правительство все-таки советовалось с учеными относительно реальной возможности создать атомную бомбу, и в самом конце 1942 г. Сталин принял решение возобновить ядерные исследования. В начале 1943 г., наконец, этим исследованиям был дан ход. Последовательность событий между мартом 1942 г. и началом 1943 г. невозможно восстановить на основе сохранившихся свидетельств, но можно представить общую картину дискуссий, которые привели к возобновлению ядерный исследований.
122
Глава четвертая
Это было очень трудное для Советского Союза время. Хотя в декабре 1941 г. германское наступление было остановлено на окраинах Москвы, страна все еще находилась в смертельной опасности. После успеха Красной армии под Москвой Сталин начал плохо продуманное и слабо скоординированное наступление в первые месяцы 1942 г., и оно скоро застопорилось. Вермахт снова захватил инициативу, и летом его армии прорывались на восток — к Сталинграду и на юг — к Кавказу. В начале июля немецкой армией был взят Севастополь. Немецкие войска стремились к Сталинграду и 23 августа вышли к Волге. В это лето атмосфера в Москве вновь стала кризисной: российская цивилизация опять оказалась перед смертельной угрозой72. 28 июля Сталин издал свой суровый приказ № 227: «Ни шагу назад!», в котором говорилось, что страна находится в смертельной опасности, и который запрещал любое дальнейшее отступление73.
Такова была обстановка, в которой правительство консультировалось с учеными и, очевидно, приняло совет, данный ими. В мае «правительственные органы» (нередко используемый эвфемизм для обозначения НКВД) запрашивали у Академии наук, существует ли реальная основа для практического применения атомной энергии и насколько велика вероятность, что в других странах могут вестись работы по созданию атомной бомбы. Этот запрос был адресован Хлопину, который дал осторожную оценку ситуации, заявив, что единственным доказательством проведения таких работ является завеса секретности над ядерными исследованиями за рубежом74. Этот ответ свидетельствовал, что Хлопину не показали материалов разведки об английском проекте.
Другие ученые также были осторожны, когда с ними консультировались по поводу интереса к атомной бомбе в Германии. В апреле 1942 г. полковник И. Г. Старинов встретился с С. А. Балези-ным, старшим помощником Кафтанова в Научно-техническом совете, и передал ему записную книжку немецкого офицера, которая была найдена на южном берегу Таганрогской бухты Азовского моря. Записная книжка содержала список материалов, необходимых для создания атомной бомбы, и вычисления по выходу энергии, которая высвобождалась бы при критической массе урана-235. Старинов, офицер НКВД и специалист по минам, получил записную книжку из штаба 56-й армии, но ничего не смог из нее извлечь75. Балезин послал перевод записной книжки Александру Лейпунскому и генералу Г. И. Покровскому, эксперту по взрывчатым веществам,
Принятие решения
123
запрашивая, не думают ли они, что Советский Союз должен начать работу по созданию атомной бомбы. Оба ответили, что Советский Союз не должен этого делать, а Лейпунский написал, что, когда страна находится в таком невероятно трудном положении, было бы ошибкой швырять миллионы рублей на то, что даст результаты лишь через десять, а скорее — пятнадцать-двадцать лет 76.
Но письмо Флерова к Сталину, которое было передано Кафта-нову, свидетельствовало, что Лейпунский и Покровский могли ошибаться. Кафтанов и Балезин были уверены, что было бы правильнее, имея доказательства о существовании у немцев интереса к атомной бомбе, начать работы над советским ядерным проектом. Это говорит о том, что и они не были ознакомлены с данными разведки, ничего не знали об английском проекте. Кафтанов вспоминает, что он консультировался с Иоффе, которого он знал с конца 20-х годов, и что Иоффе согласился с тем, что создание атомной бомбы в принципе возможно. Кафтанов и Балезин послали короткое письмо в Государственный комитет обороны, рекомендуя образовать ядерный исследовательский центр77.
Балезин представляет несколько иную картину этих событий. Он вспоминает, что после того, как узнал мнение ученых о найденной немецкой записной книжке, он набросал письмо Сталину, в котором сообщал, что разведывательный материал свидетельствует об интенсивных ядерных исследованиях, ведущихся в Германии, и рекомендовал безотлагательно начать подобную работу в Советском Союзе. Кафтанов подписал письмо, и они договорились не упоминать о тех негативных оценках, которые были получены ими от ученых. Двумя или тремя днями позже Кафтанова вызвали к Сталину. Высказанное им предложение встретило некоторое сопротивление, но Кафтанов защищал его78. Он признал, что существует риск неудачи, а проект может стоить 20 пли даже 100 миллионов рублей, но в случае отказа от работ опасность будет большей. Сталин согласился с предложением79. Точную дату этой встречи назвать невозможно, но представляется, что она состоялась еще до того, как Флеров был переведен в Москву с Юго-Западного фронта (в середине июля). К тому времени, писал Флеров, решение возобновить ядерные исследования уже было принято80. Флеров и Балезин обсудили, что нужно сделать. Было очевидно, что ядерный проект преследовал одну из двух целей: создание советской бомбы, что казалось нереальным, так как для этого нужны были время и огромные усилия; или определение принципиальной возможности и сте
124
Глава четвертая
пени опасности создания бомбы в Германии. Последнее можно было оценить сравнительно быстро и не затрачивая больших средств81. В августе 1942 г. Флеров выехал в Казань, чтобы продолжить свои исследования по размножению нейтронов82.
Правительство продолжило свои консультации с учеными. Летом или осенью 1942 г. Иоффе, Капица, Хлопин и, наверное, Вавилов и Вернадский также были вызваны в Москву для обсуждения целесообразности возобновления ядерных исследований83. В середине сентября в Москву вызвали Курчатова — вероятно, для разговора с Балезиным и Кафтановым84. Одним из главных вопросов, требовавших решения, был вопрос о руководителе проекта. Кафтанов разговаривал об этом с Иоффе, которому было в то время 63 года, но тот отклонил предложение, сославшись на возраст, и рекомендовал в качестве кандидатов на этот пост Курчатова и Алихано-ва85. Курчатов, если верить Кафтанову, имел репутацию ученого, не способного сконцентрировать свою энергию на одном проекте, но его сильно поддерживал Иоффе. Алиханов, который уже был членом-корреспондентом Академии наук, как физик был известен лучше. Курчатов и Алиханов приехали в Москву 22 октября. Алиханов «очень рвался к руководству этой работой»,— писал Балезин. Курчатов же «произвел на нас весьма приятное впечатление, чего нельзя сказать об Алиханове»86. Кафтанов и Балезин рекомендовали на пост руководителя проекта Курчатова87.
В начале октября перед возвращением в Казань Курчатов подготовил памятную записку о возобновлении ядерных исследований и набросал список возможных участников. Первыми в этом списке были Алиханов, Кикоин, Харитон и Зельдович88. Курчатов проехал по нескольким городам, куда были эвакуированы исследовательские институты, чтобы посмотреть, кого можно было бы привлечь к работе по урановой проблеме. В Свердловске он встретился с Кикоиным в его лаборатории в Уральском политехническом институте. «...Позже стало ясно,— вспоминал Кикоин,— что он имел поручение прозондировать возможность привлечь меня к новой тематике»89.
Курчатов вернулся в Казань 2 декабря 1942 г., в тот самый день, когда Энрико Ферми получил цепную ядерную реакцию в ядерном котле в Чикаго. Курчатов теперь отрастил бороду, это делало его похожим на священника, и когда друзья подшучивали над ним, он говорил, что не сбреет бороды, пока «фрицы» не будут побиты90. С тех пор у него появилось прозвище «Борода». В это вре
Принятие решения
125
мя у Курчатова произошла «глубокая душевная перестройка», как свидетельствует его друг Анатолий Александров, который долго беседовал с ним по его возвращении в Казань. Груз новой ответственности накладывал на него свой отпечаток: он был удивлен, почему более известные физики, такие как Иоффе или Капица, не были поставлены во главе работ, и обеспокоен тем, что недостаток авторитета у него как у физика может повредить проекту91.
Беседы с Кафтановым не определили ни будущего ядерных исследований, ни окончательного назначения Курчатова. В сентябре или октябре 1942 г., как вспоминает Михаил Первухин, заместитель председателя Совнаркома и народный комиссар химической промышленности, Молотов ознакомил его с данными разведки о зарубежных ядерных исследованиях92. По словам Молотова, Сталин хотел узнать соображения Первухина о том, что должно быть сделано в связи с этими сообщениями. Первухин ответил, что с этим материалом нужно ознакомить физиков, которые изложили бы свое мнение. Молотов, однако, предложил Первухину опросить ведущих физиков о том, что они знают о зарубежных исследованиях, и выяснить, какие исследования велись в Советском Союзе. Другими словами, ученых не собирались знакомить с разведывательными материалами93.
9 января 1943 г. Курчатов вернулся в Москву. Вместе с Алиха-новым и Кикоиным он впервые встретился с Первухиным. Жизненный опыт Первухина сильно отличался от Курчатовского. Он вступил в партию большевиков в 1919 г. в возрасте 15 лет. Получил образование инженера-электрика и во время чисток быстро поднимался по служебной лестнице в руководстве промышленности. По всем отзывам, он был умным и компетентным человеком. Курчатов рассказал Первухину, что ядерная физика указывает на «возможность осуществления мгновенной цепной реакции в уране-235 с выделением громадной энергии». Вероятно, продолжал он, что немецкие ученые пытаются создать атомную бомбу и что нацисты, таким образом, могут получить в свои руки оружие огромной разрушительной силы. Ученые Физико-технического института неоднократно обсуждали эту возможность между собой и были обеспокоены секретностью ядерных исследований в Германии. Сам Курчатов поддержал предложение Флерова возобновить работу по урановой проблеме, но не мог судить, возможно ли ее проведение в трудных условиях военного времени94.
126
Глава четвертая
Первухин попросил Курчатова, Алиханова и Кикоина представить ему памятную записку об организации исследований по ядерной физике, разделению изотопов и ядерным реакторам. Трое ученых быстро составили эту записку, и Первухин передал ее Моло-тову, указав, что предложения физиков заслуживают серьезного отношения. Несколькими днями позже Первухину и Курчатову было поручено разработать меры по возобновлению ядерных исследований, а кроме того, Курчатова попросили представить информацию о возможности создания атомной бомбы и времени, необходимом для ее производства95.
Примерно в это же время Курчатов впервые встретился с Молотовым, который теперь принял окончательное решение о его назначении в качестве научного руководителя ядерного проекта. «...Мне было поручено за них отвечать,— вспоминал позднее Молотов,— найти такого человека, который бы мог осуществить создание атомной бомбы. Чекисты дали мне список надежных физиков, на которых можно было положиться, и я выбирал. Вызвал к себе Капицу, академика. Он сказал, что мы к этому не готовы, и атомная бомба — оружие не этой войны, дело будущего. Спрашивали Иоффе — он тоже как-то неясно к этому отнесся. Короче, был у меня самый молодой и никому еще не известный Курчатов, ему не давали ходу. Я его вызвал, поговорили, он произвел на меня хорошее впечатление»96.
По предложению Первухина и Курчатова Государственный комитет обороны принял в феврале 1943 г. специальную резолюцию об организации исследований по использованию атомной энергии. Первухину и Кафтанову были поручены контроль за проектом и обеспечение его поддержки. Было решено основать новую лабораторию, чтобы в ней были сконцентрированы все ядерные исследования; параллельных учреждений не должно было быть. 10 марта Курчатов был утвержден научным руководителем проекта97.
Решение урановой проблемы теперь находилось в руках ленинградских физиков. С Хлопиным консультировались в 1942 г., но было ясно, что он и Вернадский не были удовлетворены развитием событий. «Как обстоит дело с ураном? Пожалуйста, напишите мне возможно точно. В каком положении урановая комиссия? Мне кажется, сейчас она должна действовать. — писал Вернадский Ферсману в ноябре 1942 г. — Мне писал Хлопин, что Иоффе вошел в правительство с какой-то запиской по этому поводу, замалчивая совершенно попытку Академии»98.
Принятие решения
127
15 января 1943 г. Хлопин послал письмо Кафтанову и Иоффе,— от последнего он узнал о решении Государственного комитета обороны возобновить работы по урановому проекту. Из содержания письма чувствуется, что гордость Хлопина была задета. Он жаловался, что не получил определенных указаний от Иоффе или от Государственного комитета обороны, и настаивал на том, что «решение задачи, поставленной Государственным комитетом обороны перед Академией наук, невозможно без существенного участия в работе вверенного мне Радиевого института Академии наук СССР и моего лично»99. Хлопин выделил исследования, которые, по его мнению, было необходимо провести. Центральной проблемой, с его точки зрения, было разделение изотопов, и он потребовал, чтобы в выполнении этой работы главную роль играл Радиевый институт.
Вернадский тоже был сильно озабочен урановой проблемой. Он, несомненно, не знал о мерах, которые были приняты, так как 13 марта 1943 г. послал письмо президенту Академии наук, в котором писал, что Урановая комиссия должна быть возрождена как в связи с возможным военным использованием урана, так и в связи с тем, что после окончания войны стране понадобятся новые источники энергии для восстановления экономики. Вернадский писал о том, что видит признаки ведения работ по атомной энергии как союзниками СССР, так и его врагами. Направить активность Урановой комиссии на поиски запасов урана стало делом «первостепенной государственной важности». «Состояние наших знаний,— отмечал Вернадский,— такое же, каким оно было в 1935 г. Наш огромный бюрократический аппарат оказался бессильным»100. Двумя днями позже он написал президенту Академии снова, жалуясь, что, «к несчастью, Иоффе не понимает или притворяется, что не понимает, что для использования атомной энергии прежде всего надо найти урановые руды в достаточном количестве». В одну летнюю кампанию, полагал он, это могло быть разрешено. Насколько ему было известно, Ферсман и Хлопин придерживались того же мнения101.
Решение начать работы по урановому проекту было принято, когда шла битва за Сталинград. Когда Курчатов 22 октября был вызван в Москву, Красная армия отчаянно пыталась удержать город. 19 ноября она начала контрнаступление с целью окружить и изолировать немецкие войска в Сталинграде. К моменту приезда Курчатова в Москву (9 января 1943 г.) для встречи с Первухиным Красная армия затягивала петлю. Немецкие войска капитулировали 2 февраля. Сталинград продемонстрировал способность Советского
128
Глава четвертая
государства давать отпор, мужество солдат Красной армии, искусство ее командиров. Впереди еще были тяжелые сражения и кровавые операции, но вермахт больше не казался непобедимым, и уверенность в победе союзников росла.
Советский план контрнаступления под Сталинградом имел кодовое название «Уран». Обычно его связывают с планетой Уран, но оно могло также означать и элемент уран. Автор одной из книг о Курчатове полагает, что «вряд ли можно считать случайным», что контрнаступление имело это название, если учесть, что в то же самое время, когда оно планировалось, было принято решение возобновить работу по урановой проблеме102. Случайно или нет, связь между этими двумя событиями нельзя полностью исключить. Победа под Сталинградом, ее вклад в победу над нацистской Германией означали появление новой мировой державы — Советского Союза, тогда как реализация ядерного проекта должна была обеспечить Советскому Союзу ключевую позицию в послевоенном мире и один из самых мощных символов силы в нем.
Какой же была связь между войной и бомбой в решении Сталина? Совещания, проведенные в 1942 г., показали, что многие ученые скептически воспринимали советы начать работу по ядерному проекту, на том основании, что советская атомная бомба не могла быть создана вовремя, чтобы повлиять на исход войны. В январе 1943 г. Курчатов предостерегал Первухина о том, что Германия может создать атомную бомбу. Но он также выразил сомнение даже в том, что в СССР возможно возобновление исследований в условиях военного времени. Небольшой проект, начатый в 1943 г. с одобрения Сталина, не мог быстро привести к созданию советской бомбы. Возможно, хотя маловероятно, что Сталин в 1942 г. думал иначе. Крайне маловероятно, однако, чтобы весной 1943 г., когда военная фортуна повернулась лицом к русским, Сталин думал, будто советская бомба сможет повлиять на исход войны с Германией.
Кроме того, Советский Союз несомненно получал разведданные о немецком атомном проекте из германских источников, а также от своих агентов в Англии. Британская разведка располагала прекрасной информацией о немецком проекте, которую поставлял Пауль Розбауд, научный редактор берлинского издательства «Шпрингер», передававший надежные сведения о состоянии немецких ядерных исследований в 1942 г.103 Весной 1943 г. британское правительство после того, как получило подтверждение сообщению Розбауда, стало, говоря словами официальной истории британской военной
Принятие решения
129
разведки, «чувствовать себя более уверенным в отношении германской программы ядерных исследований»104. Клаус Фукс в 1942 г. был привлечен к оценке прогресса немцев в ядерных исследованиях. В конце 1943 г., до его отъезда в Соединенные Штаты, информация, переданная им в Москву, «подтвердила», по словам офицера КГБ, контролера Фукса в Лондоне в послевоенное время, «что, во-первых, соответствующие работы в гитлеровской Германии зашли в тупик и, во-вторых, что США и Англия уже строят промышленные объекты по созданию атомных бомб»105. Это показывает, что в 1943 г. Сталин должен был иметь достаточно сведений об уровне исследований в других странах, чтобы не считать советский атомный проект решающим для исхода войны против Германии. Одобренный им проект следует понимать как некую слабую гарантию от неопределенностей, которые могли возникнуть в будущем.
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 матери-. алами. Где-то после Сталинградской битвы, в 1943 г.»106. 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 флота107. 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 проекта108.
Курчатов находился под большим впечатлением от увиденных материалов, все они относились к английскому проекту. Это имело
130
Глава четвертая
«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»109.
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 знать110.
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 вы
Принятие решения
131
воду, что это невозможно. Проблема заключалась не в теоретических расчетах, уже выполненных Харитоном и Зельдовичем, но в данных о сечениях, которые им пришлось использовать в расчетах111. 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 надежды, 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»112. 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»113. 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
132
Глава четвертая
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 Петр-жаком. 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 со гласуются с приведенными в материале» "4.
В заключение Курчатов отметил, что материалы, с которыми он ознакомился, заставили его пересмотреть свои взгляды на многие вопросы и нацелиться на 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
Принятие решения
133
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»1,5. 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 Беркли116. Первухин послал Курчатовскую записку в НКВД. Гайку Овакимяну, заместителю начальника иностранного отдела Главного управления государственной безопасности НКВД, было поручено передать вопросы Курчатова агентам за границей117.
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
134
Глава четвертая
(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»118. Отсюда следуют два вопроса: в какой мере приоритетными стали теперь работы по ядерному проекту и насколько советские лидеры понимали значение атомной бомбы?
Глава пятая
Начало
I
12 апреля 1943 г., выполняя решение Государственного комитета обороны — приступить к атомному проекту, Академия наук приняла секретное постановление о создании новой лаборатории для Курчатова. Она стала известна как Лаборатория № 2, поскольку руководство не хотело, чтобы название раскрывало ее функции1. Находясь формально в составе Академии наук, Лаборатория № 2 подчинялась на самом деле Первухину и Совету Народных Комиссаров. Первухин был тем представителем правительства, с которым Курчатову предстояло иметь дело. Кафтанов отошел на задний план.
Курчатов написал для Первухина доклад, озаглавленный «Протон, электрон и нейтрон», из которого тот мог получить основные сведения о структуре атомов2. В следующем месяце он составил более обширный доклад «Урановая проблема», где описал путь, пройденный от открытия радиоактивности к пониманию атомной структуры, и рассказал о разработке ускорителей частиц и их роли в ядерной физике3. В этом докладе давался обзор представлений о цепной ядерной реакции по состоянию на июнь 1941 г., когда соответствующие исследования в СССР были прекращены. Курчатов лишь кратко остановился на атомной бомбе, упомянув, что цепная реакция на быстрых нейтронах в блоке урана-235 приведет к «взрыву исключительной силы». Но это будет зависеть, писал он, от «решения невероятно сложной технической задачи выделения большого количества этого изотопа из обычного урана»4. Потребуется по меньшей мере несколько килограммов чистого урана-235. Оценки критической массы лежат, отмечал Курчатов, в пределах от двух до сорока килограммов. В этом докладе Курчатов коротко
136
Глава пятая
коснулся и элемента 94, но не упомянул, что его можно использовать вместо урана-235 в качестве активного материала для бомбы5.
Курчатов писал свой доклад после того, как ознакомился с разведывательными материалами, полученными из Англии. То, что он узнал из них, сильно повлияло на содержание доклада, так как в этих материалах особое внимание уделялось различным возможным типам ядерной сборки*, в которой мог быть получен элемент 94б. Курчатов, однако, не заострил на этом внимания и не сослался прямо на информацию, полученную от разведки. Отсюда можно предположить, что данный доклад был рассчитан на то, чтобы просветить не только Первухина, но и других членов правительства. Тех, кто имел доступ к разведывательным материалам или вообще знал о них, было очень мало. Написав доклад 7 марта, Курчатов передал его черновики помощнику Первухина А. И. Васину, чтобы тот их уничтожил7. В последующие годы Курчатов должен был получать специальное разрешение, чтобы показать какие-либо разведывательные данные, полученные из-за границы, своим коллегам-ученым. В те времена он должен был использовать подобную информацию, не ставя своих коллег в известность, откуда она была получена. И он делал это, указывая перспективные направления исследований и выдвигая новые идеи на совещаниях и семинарах. Так, в своей памятке от 22 марта он пишет, что никому не известно, кто автор доклада, но Алиханов и Кикоин ознакомлены с аргументами, содержащимися в нем8.
Курчатов встретился со своими ближайшими коллегами — Ха-ритоном, Флеровым, Зельдовичем, Кикоиным, Алихановым и Лей-пунским в Москве в гостинице «Москва», чтобы принять решение о главных направлениях исследований9. На себя он взял проектирование и постройку экспериментального реактора, производящего образцы элемента 94 для химического и физического анализа10. Первое решение, которое ему предстояло принять, заключалось в выборе типа сборки. В своем апрельском докладе Первухину он оценил, что для тяжеловодного реактора потребуется 15 тонн тяжелой воды, две тонны природного урана, а для уран-графитовой системы — 500-1000 тонн графита и 50-100 тонн урана11. К началу июля Курчатов выбрал в качестве замедлителя графит, и это несмотря на то, что для тяжеловодного реактора потребовалось бы значительно меньше урана. Главная причина такого выбора заключалась в том,
* «Сборка» — реактор. — Прим. ред.
Начало
137
что получить графит было легче, чем тяжелую воду: в Советском Союзе имелись электродные заводы, где производился графит, в то время как строительство головного завода по производству тяжелой воды, которое перед войной планировалось осуществить при азотном заводе в Чирчике в Таджикистане, так и не было закончено. Производство тяжелой воды еще надо было организовывать, и она могла быть получена только «в весьма отдаленные времена»12. Курчатов взял на себя прямое руководство работой по созданию уран-графитовой системы, выбрав одного из своих бывших учеников, И. С. Панасюка, в качестве главного помощника13. Задача строительства тяжеловодного реактора была возложена на Алиханова, который с неохотой соглашался работать под руководством Курчатова. Работа в этом направлении всерьез началась лишь после окончания войны14.
Курчатову не хватало урана для экспериментов. Все, что он мог сделать,— это предложить теоретикам Лаборатории № 2 рассчитать конструкцию сборки. Исай Гуревич и Исаак Померанчук разработали теорию гетерогенной сборки, в которой урановые блоки распределялись в графитовом замедлителе в виде решетки15. Такое размещение снижало вероятность резонансного поглощения нейтронов ураном-238, поскольку уменьшало возможность столкновения нейтронов с атомами урана-238 в процессе их замедления, когда вероятность поглощения была особенно велика. Зельдович и Померанчук разработали теорию замедления и поглощения нейтронов в графите и на этой основе развили метод контроля чистоты графита16. Эта работа была проделана в 1943 г. В январе 1944 г. Померанчук разработал теорию экспоненциальных экспериментов, в которых ключевые измерения могли быть проделаны еще до окончания полной сборки реактора17.
Курчатов знал, что для создания экспериментального реактора потребуются годы. В марте 1943 г. он предложил Леониду Неме-нову, который еще до войны вел работы по циклотрону в институте Иоффе, построить циклотрон и как можно скорее получить регистрируемые количества элемента 94. Он дал Неменову на это 16 месяцев и отправил его и П. Глазунова, инженера из института Иоффе, в Ленинград, чтобы разыскать там генератор, изготовленный для физтеховского циклотрона18. С письмами от Первухина к Андрею Жданову, секретарю ленинградского обкома, Неменов и Глазунов вылетели в Ленинград, взяв с собой более сотни посылок от коллег для родственников в осажденном городе. Самое тяжелое
138
Глава пятая
\
время было позади. В январе 1943 г. Красной армии удалось деблокировать жизненно важную железную дорогу между городом и «Большой землей», как говорили ленинградцы. Но население Ленинграда жестоко пострадало от голода и было сильно ослаблено.
Неменов и Глазунов разыскали части конструкции циклотрона. Они подготовили генератор и выпрямитель к перевозке и извлекли из земли медные трубы и латунные шины, закопанные во дворе Физико-технического института перед эвакуацией его персонала в Казань. Они разыскали также 75-тонный электромагнит на заводе «Электросила», который находился всего лишь в трех километрах от линии фронта. G помощью солдат, присланных к ним военным командованием, они погрузили все оборудование в два товарных вагона, чтобы транспортировать его в Москву. Так как вновь открытая железнодорожная колея проходила через район, обстреливаемый немцами, Неменов и Глазунов вылетели из города на самолете19.
По возвращении в Москву Неменов начал собирать циклотрон. Сделать оставалось еще многое: спроектировать и изготовить ускорительную камеру, разработать систему охлаждения магнитных обмоток, изготовить поковки для магнита на московском заводе «Серп и молот». Наконец, сборка циклотрона была завершена, и в 10 часов утра 25 сентября 1944 г., на два месяца позже назначенного Курчатовым срока, в циклотроне был получен пучок дейтронов. Неменов сообщил об этом по телефону Курчатову, который находился на совещании у Бориса Ванникова, народного комиссара боеприпасов. Курчатов выехал посмотреть на циклотрон в действии и после этого привез всю группу, работавшую над циклотроном, к себе домой, чтобы отметить успех шампанским. На следующий день началось облучение уранил-нитрата, которое продолжалось до декабря 1945 г.20
Облученный материал был передан для исследования в лабораторию младшего брата Курчатова, Бориса, который поступил в Лабораторию № 2 в середине 1943 г.21 Борис Курчатов выделил элемент 93 в первой половине 1944 г. и затем сосредоточился на элементе 94. Он поместил колбу с перекисью урана в сосуд с водой, служившей замедлителем, а в центре колбы расположил радиево-бериллиевый источник нейтронов, остававшийся там в течение трех месяцев. Затем он повторил процесс с облученным ураном и выделил препарат с альфа-активностью. Так в октябре 1944 г. были получены первые следы элемента 94. Первый плутоний (как теперь
Начало
139
назывался элемент 94) из урана, облученного в циклотроне, Борис Курчатов выделил не ранее 1946 г.22
Курчатов не ограничился тем, что поручил химическое выделение плутония только своему брату. Ему надо было улучшить взаимоотношения с Хлопиным, и он решил подключить его к проекту, попросив Радиевый институт разработать метод выделения элемента 94 из облученного урана23. Курчатов не пытался «сводить счеты» с Хлопиным, а, как указывает Флеров, всегда оказывал ему «знаки внимания, проявлял уважение к его знаниям и авторитету. Курчатов всегда указывал на заслуги Хлопина как родоначальника советской радиохимии». Здесь он продемонстрировал свое искусство в обращении с людьми, и неприязнь между двумя учеными исчезла24.
Первоначально разделение изотопов было включено в план работ Лаборатории № 2, но за военные годы достижений было немного. Ответственным за эту часть проекта был назначен Кикоин25. Он организовал исследования по различным методам разделения. Ланге продолжал свою работу над центрифугой, и в 1944 г. они с Кикоиным изготовили в Лаборатории № 2 центрифугу пятиметровой длины. Однако она была слишком шумной в работе и развалилась при резонансной частоте вращения. Ланге переехал в Свердловск, а Кикоин сосредоточил свои усилия на методе газовой диффузии. В конце 1943 г. Курчатов предложил Анатолию Александрову организовать исследования по термодиффузии. В 1944 г. в лабораторию пришел Арцимович, чтобы возглавить работу по электромагнитному разделению26.
Лаборатория № 2 расширялась медленно. В распоряжение Курчатова предоставили сто московских прописок: для проживания в Москве требовалось специальное разрешение. Он также получил право демобилизовать людей из Красной армии27. Вначале лаборатория размещалась в помещении Сейсмологического института в Пырьевском переулке. Вскоре она заняла часть другого института на Большой Калужской улице. По мере разрастания лаборатории Курчатов присматривал место, где ее можно было бы и дальше увеличивать. Он нашел такое место в Покровском-Стрешневе, на северо-востоке города, вблизи Москвы-реки. Там уже начались работы по строительству нового здания Всесоюзного института экспериментальной медицины, и, поскольку площадка располагалась за городом, имелось место для последующего расширения лаборатории. Курчатов принял незавершенное здание, к нему были добавлены другие строения, и в апреле 1944 г. лаборатория переехала в новые
140
Глава пятая
помещения28. На 25 апреля 1944 г. в Лаборатории № 2 числилось 74 сотрудника. 25 из них были ученые, среди которых — Алиханов, Кикоин, Померанчук, Флеров, Неменов, Борис Курчатов, В. А. Давиденко и математик СЛ. Соболев29. С большинством из них Курчатов работал прежде.
Когда Курчатову предложили возглавить исследования по урановой проблеме, он сомневался, будет ли его авторитета как ученого достаточно для такой должности. Очередные выборы в Академию наук должны были происходить в сентябре 1943 г. Когда стало ясно, что на имевшуюся вакансию по отделению физических наук изберут Алиханова, Иоффе и Кафтанов обратились в правительство с просьбой предоставить дополнительную вакансию для Курчатова. Эта просьба была удовлетворена, и Курчатов стал академиком*, не пройдя «промежуточного» звания члена-корреспондента Академии наук. Избранию Курчатова воспротивились некоторые физики старшего поколения, такие как Френкель и Тамм. Оно вызвало всеобщее недоумение. «Казалось, его научные заслуги не столь велики, чтобы выбирать его в действительные члены Академии»31, — как писал один физик в своих мемуарах.
II
Самой серьезной проблемой для Курчатова стало получение урана и графита для сборки. В начале 1943 г. у него был только «пестрый набор» «небольших количеств разнородных, далеко не лучшей чистоты кустарных изделий в виде кусков урана и порошкового урана и его окислов»32. Это было намного меньше 50-100 тонн, необходимых для уран-графитовой сборки, по его оценке, приведенной в докладе Первухину. В 1943 г. в распоряжении Курчатова имелись только одна-две тонны урана, как сообщал он Первухину в июле этого года, и было совершенно неясно, сколько времени понадобится для получения нужных 50 тонн33.
* Здесь автор следует статье Ю. Б. Харитона30. По С. В. Кафтанову (см. также: Иоффе Б. Л. Кое-что из истории атомного проекта в СССР// Сибирский физический журнал. 1995. № 2. С. 79), события протекали несколько иначе: «На вакансию академика по физическим наукам были выдвинуты кандидатами и Алиханов, и Курчатов. Голосовавшие академики предпочли Алиханова. Тогда я (т. е. С. В. Кафтанов.— Ред.) обратился к Молотову с просьбой выделить Академии наук еще одну вакансию действительного члена Академии по физическим наукам. Просьба была удовлетворена. Игорь Васильевич был избран академиком». — Прим. ред.
Начало
141
Первухин и Курчатов вызвали в Москву Хлопина, чтобы тот доложил об имеющихся государственных запасах, которые оказались незначительными по сравнению с тем, что было нужно Курчатову34. Когда Ферсман в ноябре 1940 г. докладывал на заседании Урановой комиссии о его и Хлопина экспедиции в Среднюю Азию, он сказал, что к 1942-1943 гг. можно будет извлекать ежегодно 10 тонн урана. При таких темпах Курчатову понадобилось бы от пяти до десяти лет, чтобы получить уран в необходимом для его сборки количестве35. В 1943 г., после доклада Хлопина, правительство дало задание Наркомату цветной металлургии как можно скорее получить 100 тонн чистого урана36. Это указание мало что дало: «как можно скорее» на практике отнюдь не означало «в первую очередь», так как лишь первоочередные приказы должны были выполняться к определенной дате.
В мае 1943 г. Курчатов просил Н. П. Сужина и 3. В. Ершову из Института редких и драгоценных металлов снабдить его разными соединениями урана и металлическим ураном, причем в каждом случае требовалась необычайно высокая химическая чистота. Первый слиток урана весом около килограмма был получен в лаборатории Ершовой в конце 1944 г. в присутствии комиссии, возглавляемой Первухиным37. Прежде чем получить уран, который ему был необходим, Курчатову предстояло пройти еще долгий путь.
В августе 1943 г. Курчатов просил А. И. Васина, помощника Первухина, помочь ему в получении графита38. Вскоре три с половиной тонны графита были получены с Московского электродного завода39. Графит, предназначавшийся для использования в качестве замедлителя, должен быть чрезвычайно чистым. Испытания показали, что зольность и примеси бора в графите увеличивают сечение захвата нейтронов на порядки величин. Когда Курчатов стал настаивать на том, чтобы завод исключил примеси, ему сказали, что он требует невозможного. С помощью физиков из Лаборатории № 2 завод разработал соответствующую технологию производства. В палатке во дворе лаборатории были проведены испытания по определению чистоты ряда партий графита. Только к концу лета 1945 г. был получен графит требуемой чистоты для использования в ядерном реакторе40.
В конце января 1943 г. Советское правительство послало в вашингтонское Управление по ленд-лизу запрос на 10 килограммов металлического урана, 100 килограммов окиси урана и столько же нитрата урана. Генерал Гровз удовлетворил запрос из опасения, что
142
Глава пятая
отказ привлек бы внимание к американскому проекту как Советского Союза, так и любопытных в Вашингтоне. Соединения урана (но не металл) были отправлены в Советский Союз в начале апреля41. В начале 1943 г. советская Закупочная комиссия запросила по 220 килограммов окиси урана и нитрата урана. Этот заказ был отправлен на Аляску для транспортировки в Советский Союз в июне 1943 г.42 В апреле 1943 г. генерал Гровз предоставил советской Закупочной комиссии экспортную лицензию на 10 килограммов металлического урана. Советская комиссия не смогла найти того, что хотела, и в начале 1945 г. вынуждена была удовлетвориться одним килограммом загрязненного урана. Более поздний запрос советской комиссии на восемь тонн хлорида урана и на такое же количество нитрата урана был отклонен43. В ноябре 1943 г. Советский Союз получил из Соединенных Штатов 1000 граммов тяжелой воды, а затем, в феврале 1945 г., еще 100 граммов44.
Запрошенный из Соединенных Штатов уран пригодился бы для экспериментов в Лаборатории № 245, однако сведения о том, что этот уран когда-либо дошел до Курчатова, отсутствуют46. Конечно, для Курчатова было чрезвычайно важно иметь уран. В. В. Гончаров, инженер-химик, который пришел в Лабораторию № 2 в 1943 г., писал, что в 1945 г. в ней имелось только 90 килограммов окиси урана и 218 килограммов металлического порошка и все это было доставлено из Германии47. Возможно, Советское правительство получало уран из Соединенных Штатов для изготовления сплавов, используемых в производстве вооружений, а не для атомного проекта.
В 1943 г. Дмитрий Щербаков, который был членом Урановой комиссии, написал доклад о советских запасах урана и о том, что необходимо предпринять для их разработки48. Он отметил, что залежи урана в Средней Азии не были изучены должным образом. Поэтому прежде всего следовало бы тщательно их разведать и начать добычу. Организация поисков урана в остальной части страны была сопряжена с большими трудностями. Щербаков был уверен, что радиоактивные минералы могли быть найдены вне пределов Средней Азии, но советские геологи не располагали методами поиска их месторождений. Единственное, что оставалось,— это идентифицировать по описанию урановых месторождений в стране и за рубежом геологические признаки, при которых мог быть обнаружен уран. На основе обзора известных урановых залежей Щербаков составил перечень рекомендаций для проведения разведки урана.
Начало
143
В 1943 г. нескольким отделениям Академии наук было поручено провести поиски радиоактивных руд, и в декабре было доложено о том, что залежи урана найдены в Киргизии49. 2 октября 1943 г. комиссия, организованная при Главном управлении геологии, собралась, чтобы выработать план поисков урана на 1944 г. Вернадский, который к тому времени вернулся в Москву, вместе с Хлопиным и Виноградовым принял участие в этом совещании. Для координации разведывательных работ и исследований и для составления рекомендаций по расширению запасов урана было создано постоянное консультативное бюро, в которое вошли Вернадский и Хлопин50. Однако прогресс был медленным, так что в мае 1944 г. Вернадский обратился к руководству Управления геологии с жалобой на то, что он «не получил... несмотря на... обещание, извещение о том, каковы результаты откачки Тюя-Муюна. Деньги отпущены в достаточном количестве, руда есть,— продолжал Вернадский,— чего же медлить? Это дело должно было бы давно быть сделано»51. Это свидетельствует о том, что работы по разведке урана в планах правительства не были первоочередными. В 1944 г. Щербаков выдвинул идею «разведки широким фронтом», но только в сентябре 1945 г. полевые экспедиции начали полномасштабную разведку. Затем центр внимания был перенесен на Ферганскую долину в Средней Азии52.
Курчатов был обескуражен тем, что работы над проектом продвигаются медленно. 29 сентября 1944 г., спустя четыре дня после запуска циклотрона, он написал Берии, выразив свою озабоченность ходом дел. Письмо заслуживает того, чтобы быть процитированным полностью:
«В письме т. М. Г. Первухина и моем на Ваше имя мы сообщали о состоянии работ по проблеме урана и их колоссальном развитии за границей.
В течение последнего месяца я занимался предварительным изучением новых весьма обширных (3000 стр. текста) материалов, касающихся проблемы урана.
Это изучение еще раз показало, что вокруг этой проблемы за границей создана невиданная по масштабу в истории мировой науки концентрация научных и инженерно-технических сил, уже добившихся ценнейших результатов. У нас же, несмотря на большой сдвиг в развитии работ по урану в 1943-1944 году, положение дел остается совершенно неудовлетворительным (выделено И. В. Курчатовым. — Прим. ред.).
144
Глава пятая
Особенно неблагополучно обстоит дело с сырьем и вопросами разделения. Работа Лаборатории № 2 недостаточно обеспечена материально-технической базой. Работы многих смежных организаций не получают нужного развития из-за отсутствия единого руководства и недооценки в этих организациях значения проблемы.
Зная Вашу исключительно большую занятость, я все же, ввиду исторического значения проблемы урана, решился побеспокоить Вас и просить Вас дать указания о такой организации работ, которая бы соответствовала возможностям и значению нашего великого государства в мировой культуре»53.
Курчатову явно не повезло с поддержкой, которую он получал от Молотова. Он обнаруживал, что другие организации сотрудничают с ним недостаточно эффективно, и причиной было непризнание советским руководством решения урановой проблемы как дела первостепенной важности. Особенно Курчатов был раздосадован разрывом в развитии советского проекта и «проекта Манхэттен». Он лучше, чем кто-либо другой, понимал, насколько велик был этот разрыв в действительности.
III
В конце 1942 г. Петр Иванов, сотрудник советского консульства в Сан-Франциско, попросил Джорджа Элтентона, английского инженера, который ранее работал в Ленинградском институте химической физики и теперь жил у залива Сан-Франциско, чтобы тот раздобыл информацию о работе Радиационной лаборатории в Беркли54. Элтентон обратился за помощью к Хакону Шевалье, близкому другу Роберта Оппенгеймера, одного из ведущих физиков в Беркли (хотя и не работавшего в Радиационной лаборатории), только что назначенному руководителем лаборатории в Лос-Аламосе. В начале 1943 г. у Шевалье состоялся короткий разговор с Оппенгеймером, в ходе которого Шевалье сказал ему, что Элтентон мог бы передать информацию для Советского Союза. Оппенгеймер дал ясно понять, что он не хочет иметь ничего общего с подобными делами55.
Иванов все-таки пытался получить информацию об исследованиях, которые велись в Радиационной лаборатории. Служба контрразведки «проекта Манхэттен» подозревала нескольких ученых в передаче информации в советское консульство и организовала их увольнение из лаборатории или призыв в армию с назначением на должности, не связанные с секретной работой. Обвинений, однако,
Начало
145
не последовало56. Новые свидетельства советского шпионажа были получены в течение 1943 и 1944 гг. Сотрудники Металлургической лаборатории в Чикаго, подозреваемые в передаче информации Советскому Союзу, были уволены, но обвинения вновь не были предъявлены. Служба контрразведки также опасалась, что могла быть передана информация о проекте завода по газодиффузионному разделению изотопов в Ок-Ридже57.
В июле 1943 г. Курчатов написал Первухину еще один доклад о разведданных, касающихся «проекта Манхэттен». Из этого доклада становится ясным, что Советский Союз получал обширную информацию о прогрессе в работах американцев. Курчатов представил обзор 286 сообщений по различным вопросам: методам разделения изотопов, уран-тяжеловодному и уран-графитовому реакторам, трансурановым элементам и химии урана. Однако информация из Соединенных Штатов была недостаточно детальной и не такой полной, как сообщения, полученные в 1941-1942 гг. из Англии. «Эти материалы... дают лишь краткое изложение общих результатов исследования, — писал Курчатов о сведениях разведки по уран-графитовой сборке, — и не содержат очень важных технических подробностей». «Естественно, что получение подробного технического материала по этой системе из Америки,— указывал он,— является крайне необходимым»58. Из доклада Курчатова не ясно, знал ли он в июле 1943 г. об успехе Ферми, получившего в Чикаго в декабре предыдущего года самоподдерживающуюся цепную реакцию в уран-графитовой сборке.
В том же докладе Курчатов прокомментировал разведывательные материалы об американских исследованиях элементов 93 и 94. Материалы содержат довольно подробную информацию о физических свойствах этих элементов, включая сечения деления на медленных нейтронах элемента 94. Более того, в них имелись ссылки на работу Гленна Сиборга и Эмилио Сегрэ в Беркли по делению быстрыми нейтронами элемента 94. «По своим характеристикам по отношению к действию нейтронов,— писал Курчатов,— этот элемент подобен урану-235, для которого деление под действием быстрых нейтронов пока еще не изучено. Данные Сиборга для эка-ос-мия-239 представляют, таким образом, интерес и для проблемы осуществления бомбы из урана-235. Получение сведений о результатах этой работы Сиборга и Сегре представляется поэтому особенно важным»59.
146
Глава пятая
В конце доклада Курчатов отметил: «...У нас в Союзе работы по проблеме урана (конечно, пока еще в совершенно недостаточном объеме) проводятся по большинству направлений, по которым она развивается в Америке»60. Только в двух областях это было не так: в работах по тяжеловодному реактору и по разделению изотопов методом электролиза. По мнению Курчатова, первая проблема заслуживала серьезного внимания, другая же не представлялась очень перспективной61.
В декабре 1943 г. Клаус Фукс прибыл в Нью-Йорк как член английской группы специалистов по газовой диффузии. Он оставался в Нью-Йорке в течение девяти месяцев, разрабатывая теорию процесса газодиффузионного разделения изотопов. Он знал, что строится большой завод, но не знал, что строительство осуществляется в Ок-Ридже (штат Теннесси). Фукс находился теперь под контролем НКГБ, а не ГРУ. Он передал своему новому курьеру, Гарри Голду, общую информацию о перегородках, ключевом элементе в диффузионном процессе, и сообщил, что они делаются из спеченного никелевого порошка, хотя не мог дать сведений о каких-либо технических деталях. Он передал также все отчеты по газовой диффузии, подготовленные нью-йоркским управлением британской миссии62. Как признался Фукс позже, во время своего пребывания в Нью-Йорке он «на самом деле еще ничего не знал ни о реакторном процессе, ни о роли плутония»63. Тем не менее благодаря полученной информации Курчатов и Кикоин узнали, что в Соединенных Штатах для получения урана-235 в больших масштабах выбран метод газовой диффузии. Они также получили общее представление о проекте завода и о трудностях, с которыми было сопряжено его строительство. Эта информация явно повлияла на решение Кикоина сконцентрировать усилия на работах по газовой диффузии (а не по центрифугированию) как предпочтительном методе разделения изотопов в больших масштабах. Возможно, это было не лучшим решением, так как позднее оказалось, что центрифугирование является более эффективным методом.
К началу 1945 г. советская разведка имела общее представление о «проекте Манхэттен». В феврале 1945 г. В. Меркулов, народный комиссар госбезопасности, писал Берии, что, как показали исследования ведущих американских и английских ученых, атомная бомба реальна, и для того, чтобы ее изготовить, нужно решить две главные задачи: получить необходимое количество делящегося материала — урана-235 или плутония — и сконструировать саму бомбу.
Начало
147
Завод по разделению изотопов был построен в Теннесси, а плутоний производился в Хэнфорде (штат Вашингтон). Сама бомба разрабатывалась и собиралась в Лос-Аламосе, где работали около 2000 человек. Было разработано два метода взрыва бомбы: пушечная схема и имплозия. Первого испытания бомбы можно было ожидать через два или три месяца. Меркулов также передал весьма общую информацию об урановых месторождениях в Бельгийском Конго, Канаде, Чехословакии, Австралии и на Мадагаскаре64.
Советская разведка получила информацию и об англо-канадском проекте военного времени, наиболее важными элементами которого были проектирование и постройка тяжеловодного реактора. Источником информации был Алан Нанн Мэй, английский физик, который в 1942 г. вошел в состав ядерной группы Кавендишской лаборатории и позднее был послан работать в Монреальскую лабораторию. Весной 1945 г. Мэй передал в советское посольство в Оттаве письменное сообщение обо всем, что он знал об атомных исследованиях. Позднее он говорил, что сделал это, «чтобы работы по атомной энергии велись не только в США»65. В первую неделю августа 1945 г. он передал микроскопическое количество урана-235 (слабо обогащенный образец) и урана-23366. Образцы урана-235 и урана-233 сразу же были отправлены в Москву67. В марте 1945 г. в одном из своих докладов Курчатов написал Первухину, что было бы чрезвычайно важно получить несколько десятков граммов высо-кообогащенного урана68. Того, что передал Мэй, было явно недостаточно.
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»69. 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 боеприпасов70. Выбор Курчатова многих удивил, поскольку Харитон, с его мягкими и интеллигент
148
Глава пятая
ными 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 оружия71. 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 ура-не-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 вооружениями72.
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 имплозии73. 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 сдетонирует74.
Начало
149
Курчатов и его сотрудники убеждали Академию образовать специальный запас из нескольких тонн урана, необходимого для экспериментов с цепной реакцией. Нехватка урана была главным фактором, тормозившим исследования. Для одного из первых экспериментов, выполненных в его лаборатории, Курчатов отправил своих молодых сотрудников в рейд по фотомагазинам Ленинграда с поручением закупить весь имевшийся там нитрат урана78. Теперь такого рода импровизаций было недостаточно. Чтобы получить необходимые данные для определенного заключения об осуществлении цепной реакции, экспериментаторы нуждались в больших количествах урана. 9 сентября Курчатов написал Хлопину, что ему надо 500-1000 грамм чистого металлического урана для изучения возможности возникновения цепной реакции в уране-238. Немного позднее он написал ему снова, спрашивая, когда металлический уран может быть получен и какие меры следовало бы предпринять, чтобы ускорить дело79.
В планах ленинградских физиков не было и намека на исследования по атомной бомбе80. Они полностью осознавали, что деление ядер могло быть использовано в военном деле, но основной их интерес в то время состоял в том, чтобы установить, действительно ли возможна цепная реакция, а не в том, чтобы достигнуть какой-либо практической цели. В работе, написанной в начале лета 1940 г., Зельдович и Харитон дали обзор исследований по делению ядра и подсчитали, что для осуществления цепной реакции на медленных нейтронах необходимо 2,5 тонны урана и 15 тонн тяжелой воды81. О реакциях на быстрых нейтронах ничего не было сказано.
На заседании 28 сентября, т. е. почти через месяц после того как Курчатов и его сотрудники направили свой план в Академию, Урановая комиссия решила подготовить свой собственный план исследований82. Этот план составили Хлопин и Лейпунский, который в то время работал в Радиевом институте. Они определили пять направлений исследований: определение механизма деления ядер урана и тория; выявление возможности цепной реакции в природном уране; разработка методов разделения изотопов урана; разработка методов получения и изучения летучих соединений металлического
96
Глава третья
урана; разведка богатых месторождений урановых руд и создание методов их разработки83. Неясно, знали ли Хлопин и Лейпунский о планах, разработанных Курчатовым и его сотрудниками. Иоффе находился в весьма неважных отношениях с Вернадским и Хлопи-ным, и хотя Курчатов с апреля 1939 г. по октябрь 1940 г. возглавлял физический отдел Радиевого института, его отношения с Хло-пиным также казались сложными84. Этим может быть объяснен тот факт, что Курчатов послал свой план в Президиум Академии, а не непосредственно Хлопину.
15 октября Президиум Академии одобрил план, подготовленный Хлопиным и Лейпунским. Академия выделила Радиевому институту и биогеохимической лаборатории на 1941 г. дополнительные средства для работы над проблемой урана. Она обещала обратиться в правительство за резолюцией на получение 1,5 тонн соединений урана в год, создать государственный урановый фонд и закупить 300 килограммов урановых солей, которыми располагала промышленность. Академия также заявила о предпринятых ею шагах по увеличению запасов урана. В составе Урановой комиссии была создана постоянная сырьевая подкомиссия под председательством Ферсмана. Академия также решила обрисовать важность проблемы урана различным государственным геологическим учреждениям и попытаться поставить Среднеазиатский трест редких металлов во главе разведки урана в Средней Азии. Наконец, Академия ассигновала Радиевому институту около миллиона рублей на завершение строительства здания циклотрона Радиевого института85.
Будущее ядерных исследований явилось предметом «весьма оживленной» дискуссии на 5-й Всесоюзной конференции по ядерной физике, которая состоялась в Москве 20-26 ноября 1940 г.86 В ней приняло участие около 200 ученых. Курчатов представил основной доклад о делении атомного ядра, в котором проанализировал успехи в этой области, достигнутые в предыдущем году, и остановился на возможности возникновения цепной реакции87. Он доказывал, что цепная реакция могла бы пойти в смеси воды и урана, обогащенного изотопом урана-235, или же в смеси природного урана с тяжелой водой. (Курчатов высказал сомнение в эффективности гелия, углерода и кислорода в качестве замедлителя, потому что, как он думал, их сечения взаимодействия с нейтронами слишком велики.) В обоих случаях предстояло преодолеть очень большие трудности: в первом нужно было разделить изотопы урана, а во втором — изотопы водорода. Курчатов представил таблицу, в которой
Реакция на деление
97
он сравнил требуемые количества урана и тяжелой воды с имеющимися их запасами: полтонны обогащенного урана, хотя во всем мире в то время имелись только незначительные его количества; 15 тонн тяжелой воды — но во всех лабораториях мира ее было только полтонны. Курчатов рассматривал также возможность использования для цепной реакции протактиния, но отношение имевшихся его запасов к необходимому их количеству было еще худшим88. «...Хотя принципиально вопрос об осуществлении цепного ядерного распада и решен в положительном смысле, — заключил он,— но на пути его практической реализации в исследованных сейчас системах возникают громаднейшие трудности. ...Быть может, ближайшие годы принесут нам другие пути решения задачи, но если этого не случится, то только новые, очень эффективные, методы разделения изотопов урана или водорода обеспечат осуществление цепной ядерной реакции»89.
По своему тону доклад Курчатова был сдержанным и трезвым, но в нем указывалось на необходимость принятия чрезвычайных мер, если потребуется получить цепную реакцию. По свидетельству Игоря Головина, который принимал участие в работе конференции, доклад вызвал оживленную дискуссию, начавшуюся во время перерыва. Речь шла о том, следует ли обратиться к правительству с просьбой о выделении средств на ядерные исследования. Основной вопрос, который обсуждался, заключался в том, достаточно ли известно о цепных реакциях, чтобы оправдать средства, необходимые для серьезных работ по разделению изотопов, получению необходимых количеств урана-235 и производству тяжелой воды. «После перерыва,— писал Головин,— Хлопин вернулся на сцену и заявил, что он пришел к выводу, что слишком рано запрашивать у правительства большие ассигнования, так как в Европе идет война и деньги нужны для других целей. Он сказал, что необходимо поработать еще год и тогда решить, есть ли основания обращаться к правительству и запрашивать несколько миллионов для строительства уранового реактора, чтобы провести в нем цепную реакцию»90'*. Курчатов, по-видимому, приготовил записку, в которой просил правительство об увеличении средств, но заявление Хлопина исключало такой ход91. Хлопин не был единственным, кто выбрал осторожную линию поведения. Иоффе на публичной лекции,
* Цитата дается в обратном переводе с англоязычного источника.— Прим. ред.
98
Глава третья
прочитанной им во время конференции, тоже дал ясно понять, что, по его мнению, атомная энергия может быть использована лишь в отдаленном будущем92.
30 ноября 1940 г., через четыре дня после окончания конференции, Урановая комиссия собралась, чтобы заслушать отчеты Ферсмана и Хлопина об экспедициях, которые под их руководством той же осенью раньше вели разведку урановых месторождений в Средней Азии93. Ферсман обрисовал мрачную картину. К 1942-1943 гг. можно будет добывать 10 тонн урана в год, сказал он, если будет построен рудник. Но создание сырьевой базы потребует значительных капиталовложений, а потребность в уране для получения атомной энергии может быть оценена лишь приблизительно. Поэтому он предложил, чтобы были учтены потребности и других отраслей, в которых может быть использован уран, т. е. металлургии, красильной и фармацевтической промышленности. Хлопин утверждал, что следует точно установить объем запасов урана и определить масштаб работ по их эксплуатации. Он предложил установить объем резервного запаса, чтобы гарантировать обеспечение ураном-235 или ураном, обогащенным этим изотопом до трех-четырех процентов. Он настаивал также на создании специального запаса из двух тонн урана. Комиссия одобрила это предложение94.
Пока Хлопин сосредоточил свое внимание на поставках урана, Харитон и Зельдович продолжали изучать условия возникновения цепной ядерной реакции. В ходе исследований они поставили тот же вопрос, который был поднят годом ранее Фришем и Пайерлсом: если предположить, что имеется чистый уран-235, то какова его критическая масса? Так же как Фриш и Пайерлс, они пришли к заключению, основываясь на теории Бора — Уилера, что в уране-235 почти каждое столкновение нейтрона с ядром урана приводит к делению95. Вместе с сотрудником Радиевого института Исаем Гуреви-чем они подсчитали величину критической массы для цепной реакции на быстрых нейтронах в куске чистого урана-235, окруженного отражателем нейтронов96. В статье, представленной в 1941 г. в журнал «Успехи физических наук», они бегло сослались на эти расчеты: «для осуществления цепного деления урана с выделением огромных количеств энергии достаточно десятка килограммов чистого изотопа урана-235»97. (Война началась до того, как их статья могла быть опубликована, и она увидела свет только сорока годами позже98.) Полученная ими оценка (10 килограммов) была на порядок выше сделанной Фришем и Пайерлсом (один килограмм), но
Реакция на деление
99
разница была невелика в сравнении с более ранними оценками, по которым нужны были тонны урана-235". Как и Фриш с Пайерл-сом, Харитон и Зельдович высказали несколько соображений, касающихся инициирования взрывной цепной реакции, и подсчитали, что если блок урана-235 будет сжат с помощью обычной взрывчатки, может начаться цепная реакция100. Разница между работами Фриша и Пайерлса, с одной стороны, и Харитона и Зельдовича — с другой, состояла в том, что первые предложили метод разделения изотопов, а вторые этого не сделали. В 1937 г. Харитон опубликовал работу о разделении изотопов с помощью метода центрифуги, в которой он доказывал, что этот метод будет рациональным только в случае их малых количеств. В 1940 г. он и Зельдович не предложили какого-либо определенного метода разделения101.
Параллель с меморандумом Фриша — Пайерлса поразительна. Меморандум английских физиков, конечно, не был опубликован, и нет ни оснований, ни свидетельств в пользу того, что Зельдович и Харитон знали о нем из данных разведки. Расчеты величины критической массы, выполненные Харитоном и Зельдовичем, были логическим продолжением их ранних исследований. Семенов как директор института, в котором они работали, естественно, знал об их работе и понимал, что она открывает возможность создания атомной бомбы. Он обратился в научно-техническое управление народного комиссариата нефтяной промышленности, которому в то время подчинялся Институт химической физики, с сообщение о том, что теперь появилась возможность создания бомбы, обладающей несравненно большей разрушительной силой, чем у любого существующего взрывчатого вещества, и настаивал на расширении исследовательских работ. Он просил, чтобы его письмо было передано наркому102. Поскольку копия этого письма не была найдена, невозможно точно утверждать, каково было его содержание, а также и когда оно было написано. Это письмо могло быть написано во второй половине 1940 г. или в первые месяцы 1941 г. Но оно могло быть написано и до того, как Харитон и Зельдович провели свои расчеты критической массы урана-235. Во всяком случае, оно не вызвало никакой реакции. Здесь параллель с меморандумом Фриша — Пайерлса прерывается, потому что работа, выполненная Харитоном и Зельдовичем, не привела к созданию чего-либо подобного Комитету Мод, который был исключительно важной структурой. Семенову следовало бы, наверное, написать кому-нибудь, кто занимал в правительстве более высокое положение103.
100
Глава третья
Во второй половине 1940 г. советские ученые все больше осознавали стратегическую значимость открытия деления ядер. Ситуация в Европе ухудшилась. Германия стала основной силой на континенте, после того как в июне нанесла оглушительное поражение Франции. Красная армия неудачно воевала с Финляндией. В Советском Союзе заметно росло чувство тревоги, и это способствовало тому, чтобы обратить внимание на использование атомной энергии в военных целях. Более того, в конце лета 1940 г. для советских ученых стало очевидным влияние, оказываемое войной на ядерные исследования. Они начали замечать, что публикации о делении ядер в зарубежных журналах стали появляться все реже. Вернадский осознал это в августе 1940 г., и тогда эта тема обсуждалась ленинградскими физиками104. Иоффе в своем письме к Нильсу Бору от 5 декабря 1940 г., написанном сразу по окончании Московской конференции по ядерной физике, намекнул на это. «К несчастью,— писал он,— мы почти не имеем новостей о научных результатах за рубежами нашей страны». Бор вскоре ответил ему из Копенгагена, который был в это время уже оккупирован нацистской Германией, но лишь очень немного сообщил о последних исследованиях105.
V
Урановая комиссия продолжала свою работу, а исследования проводились широким фронтом, но без особой интенсивности. В марте 1941 г. Хлопин сказал: «Мы, конечно, еще очень далеки от решения этой задачи [использование атомной энергии], однако некоторая надежда на ее положительное решение имеется, и работа в этом направлении идет»106. Циклотрон Радиевого института начал действовать в конце 1940 г. Курчатов стал уделять внимание постройке циклотрона в институте Иоффе. Он и Алиханов взяли на себя ответственность за эту работу, причем Курчатов занимался расчетами и конструированием, а Алиханов обеспечивал получение необходимых фондов и материалов. К лету 1941 г. строительство циклотрона было почти закончено, и запуск его планировался на 1 января 1942 г.107 Поскольку было понято, что именно уран-235 является делящимся изотопом, интерес к методам разделения начал возрастать. У советских физиков наибольшей популярностью пользовались два метода: термодиффузия и центрифуга. Радиевый институт, биогеохимическая лаборатория и Днепропетровский физико-технический институт — все эти учреждения работали над методом
Реакция на деление
101
термодиффузии108. Многие физики, однако, полагали, что эти методы не очень перспективны для осуществления разделения в промышленных масштабах, потому что процесс разделения потребовал бы затрат такого же количества энергии, которое могло бы быть получено за счет деления урана-235109. В. С. Шпинель из УФТИ считал, что использование диффузионных методов для разделения изотопов тяжелых элементов очень непроизводительно и что для этих целей подошла бы центрифуга, которую изучал в УФТИ Фриц Ланге. Ее использование представлялась более перспективным подходом к решению проблемы разделения110. Исследовались и другие методы. Курчатов поручил Арцимовичу начать в институте Иоффе эксперименты с электромагнитным методом разделения изотопов, а в Радиевом институте изучали возможность разделения с помощью линейного ускорителя111. В январе 1941 г. в биогеохимической лаборатории для целей разделения была предпринята попытка приготовить гексафторид урана (соединение в газовой форме, содержащее уран), и Вернадский начал искать подходящее помещение для этой работы.
Размах советских ядерных исследований может быть оценен, если ознакомиться со списком проблем, обсуждавшихся на заседании Урановой комиссии 17 мая 1941 г.: расчет цепной реакции, методы разделения изотопов, использование флюоресцентных методов для обнаружения урана и работы, проводимые в Ленинградском и Харьковском физико-технических институтах112. Однако работа Комиссии была затруднена двумя обстоятельствами. О первом Вернадский записал в своем дневнике так: «рутина и невежество советских бюрократов». Весной 1941 г. правительство предложило приостановить разведку урановых месторождений в Табашаре, хотя до сих пор не было определено, что это за месторождение и как глубоко залегает в нем руда. Лишь протест со стороны Хлопина, Вернадского и Ферсмана убедил правительство в необходимости отмены этого решения113.
Второе препятствие заключалось в напряженности отношений, сложившихся между группой Вернадского и физиками. Отчасти их неприязнь коренилась в давнем соперничестве, но она отражала также разногласия, связанные с тем, чему отдавать приоритет: теории ядра или разведке урана. 16 мая 1941 г. Вернадский записал содержание разговора, который состоялся у него с одним из вице-президентов Академии: «Между прочим я ему указал, что сейчас обструкция в физиках (Иоффе, Вавилов — я не называл лиц). Они
102
Глава третья
направляют усилия на изучение атомного ядра и его теории, и здесь (например, Капица, Ландау) делается много важного, но жизнь требует направления рудно-химического»114. Двумя неделями позже он писал: «...Физик направляет внимание на теорию ядра, а не на ту прямую задачу, которая стоит перед физико-химиком и геохимиком,— выделения изотопа 235 из урана»115.
Хотя соперничество между группой Вернадского и физиками и существовало, в нем не было идеологической и политической подоплеки. Противоречия были острыми, но ни одна из сторон не обращалась к сталинскому методу аргументации. Не было и обвинений в саботаже или антимарксизме. Эти люди были слишком преданы науке, преданы физике, чтобы прибегать к таким методам. Они не переступали границы той области, где использовался опасный язык сталинской политики.
Плохие отношения между Хлопиным и Иоффе видны из переписки между ними, относящейся к декабрю 1940 г. 2 декабря Иоффе вышел из состава Урановой комиссии. Он писал, что проблема урана претерпевает быстрые изменения и «совершенно необходимо, чтобы принимаемые комиссией решения учитывали все возможные факты. Между тем физики (Курчатов и др.) не участвуют в самых ответственных заседаниях, а остальные члены комиссии», и в том числе Хлопин, «недостаточно полно осведомлены о вновь возникающих возможностях и об устранении других, ставших малонадежными»116. Непосредственным поводом для этого письма было приглашение Иоффе на заседание Урановой комиссии 30 ноября, которое пришло с опозданием на три дня. Хлопин ответил, что физики присутствовали на всех «ответственных заседаниях»: «...Вы сами, ак. С. И. Вавилов, ак. П. П. Лазарев, ак. А. И. Лейпунский, Ю. Б. Харитон и др. Что касается И. В. Курчатова, то он действительно по непонятной для меня причине ни на одном заседании комиссии не был, хотя приглашение на них, за исключением последнего, по-
Л17
лучал все время»1 .
Ссылка на то, что Курчатов не бывал на заседаниях Урановой комиссии, не может не заинтриговать. В воспоминаниях о Курчатове его часто рисуют как «избранного» для великих свершений, но в тот период было еще мало признаков его силы и того влияния, которое он приобрел позднее. Он был известным ученым, своим коллегам он внушал доверие, но его не считали по-настоящему выдающимся физиком. Когда институт Иоффе представил кандидатуру Курчатова в Академию во время выборов 1938 г., он не был в нее
Реакция на деление
103
избран118. Он хотел ускорить работы по ядерным цепным реакциям, но предложенный им план Академией не был принят. Для Курчатова это было волнующим временем, потому что область его исследований развивалась очень быстро. Гуревич писал, что после открытия деления ядер он находился в «праздничном настроении», но это было для него и время крушения планов119.
Хотя личные контакты с западными коллегами прекратились, советские ученые продолжали очень внимательно следить за работами, ведущимися за границей. Например, тщательно изучались эксперименты, выполненные группой Жолио в Париже или Ферми в Нью-Йорке. То же справедливо в отношении теории деления Бора и Уилера. Советские ядерщики особенно заинтересовались статьей, опубликованной в «Физикэл Ревью» в июне 1940 г. учеными из университета в Беркли Эдвином Макмилланом и Филиппом Абель-соном, в которой сообщалось о том, что ими получен элемент нептуний, и утверждалось, что существует элемент-94120. Это была статья, опубликование которой вызвало протесты физиков Великобритании и Соединенных Штатов и которая повлекла за собой прекращение публикаций по делению ядра.
Западные физики не столь внимательно следили за советскими работами. Хотя некоторые исследования, выполненные в Советском Союзе, например о числе вторичных нейтронов, испускаемых в одном акте деления, были предвосхищены публикациями ученых из других исследовательских групп, советские физики в этот период внесли важный вклад в рассматриваемую область двумя работами — открытием спонтанного деления и разработкой теории цепных реакций. Но и они не привлекли к себе особого внимания на Западе. На Московской конференции по ядерной физике (ноябрь 1940 г.) прошла резолюция о выдвижении работы Флерова и Петр-жака на соискание Сталинской премии (положение об этих премиях было только что принято). Но рецензент, давший отзыв на это представление, по-видимому, отклонил их кандидатуру, на том основании, что западные физики никак не откликнулись на это открытие121. Подобным же образом статьи Харитона и Зельдовича, в которых среди всех работ по проблеме цепных реакций, опубликованных в это время, дан самый детальный анализ явления, не вызвали отклика за пределами Советского Союза.
Существовали различные причины, которыми объяснялся этот очевидный недостаток интереса. Исследования деления ядер в ведущих странах к лету 1940 г. были засекречены, так что нет ничего
104
Глава третья
удивительного в том, что советские работы не цитировались в западных журналах. Ученые Соединенных Штатов и Великобритании особенно интересовались ситуацией, которая складывалась в Германии, и не обращали специального внимания на советские исследования. Отсутствие личных контактов уменьшало вероятность того, что работа советских физиков получит известность за рубежом. Однако эти связи не были прерваны полностью. За советскими исследованиями следил Нильс Бор. В своем письме к Иоффе от 23 декабря 1940 г. он писал: «крайне интересно, что эксперименты Петржака и Флерова, кажется, на самом деле подтверждают наши [Бора и Уилера] ожидания. Очень желательно, чтобы эти важные эксперименты были в дальнейшем продолжены»122. Осведомленность Бора о сделанном советскими физиками открытии спонтанного деления урана, равно как и его высокое мнение о советской физике в целом, по-видимому, были причиной его усилий, предпринятых в 1944 и 1945 гг. против гонки ядерных вооружений.
Глава четвертая Принятие решения
I
Поражение Франции в июне 1940 г. вызвало в Москве большую тревогу. Большая часть Европы оказалась под ярмом нацистов, и хотя Британия продолжала сражаться, она не имела вооруженных сил на континенте. Возник вопрос, не может ли Гитлер теперь повернуть на Восток. Пытаясь усилить позиции СССР, Сталин летом 1940 г. аннексировал три прибалтийских государства, а также Бессарабию и Северную Буковину. Во второй половине года Германия начала сосредоточивать свои силы вдоль советской границы. Сталин, однако, не верил, что Гитлер нападет на Советский Союз, прежде чем будет побеждена Англия или с ней будет заключен мирный договор. Он находился под впечатлением концепции Бисмарка о невозможности для Германии выиграть войну на два фронта и думал, что Гитлер сделал тот же вывод из истории Германии1. В феврале 1941, г. в разговоре с генералом К. А. Мерецковым, которого незадолго до того заменил на посту начальника Генерального штаба генерал Георгий Жуков, Сталин заметил, что Советский Союз, вероятно, сумеет избежать вовлечения в войну до 1942 г.2 В мае на приеме в честь выпускников военных академий он сказал, что Германия может напасть, но он надеется, что война будет отсрочена до 1942 г.,— к этому времени Красная армия будет лучше обучена и экипирована3.
Сталин стремился отсрочить вступление СССР в войну на возможно больший срок. Красная армия, еще не оправившаяся от страшной чистки 1937-1938 гг., плохо сражалась в войне с Финляндией зимой 1939-1940 г. Контраст с блестящей кампанией вермахта против Франции в мае — июне 1940 г. не прошел незамеченным ни в Берлине, ни в Москве. Сталину нужно было время, чтобы подготовить Красную армию, реформируя ее структуру и создавая
106
Глава четвертая
резервы вооружения4. Он опасался, однако, проводить полную мобилизацию Красной армии или приводить ее в полную боевую готовность вдоль границы, боясь, что это могло бы спровоцировать войн)', чего он так хотел избежать. Он получал многочисленные предупреждения как от британского и американского правительств, так и от своей собственной разведки о намерении Гитлера напасть на Советский Союз, но отметал эти предупреждения как провокации, рассчитанные на вовлечение Советского Союза в войну с Германией. Он помнил об опыте 1914 г., когда мобилизация ускорила войну, и подозревал, что британское и американское правительства, как и германское верховное командование, хотели спровоцировать войну между Советским Союзом и Германией5.
Сталин, по-видимому, был уверен, что, если Германия решится напасть на СССР, она прежде всего предъявит ультиматум, и это даст ему время или сделать политические и экономические уступки, или привести Красную армию в полную боевую готовность. Высшее командование Красной армии усугубило этот ошибочный взгляд предположением, что, несмотря на германскую стратегию блицкрига на Западе, война начнется с приграничных боев, прежде чем в нее будут вовлечены главные силы. Это предположение оказалось необоснованным, и германское верховное командование завершило развертывание своих сил на советской границе раньше, чем это сделал Советский Союз. Германия напала на СССР на рассвете 22 июня 1941 г. без всякого предъявления ультиматума, захватив таким образом стратегическую инициативу6.
В первые же дни войны Красная армия понесла тяжелые потери в живой силе и технике, которую бросали в панике. Советские войска оказали упорное сопроццццение в ряде пунктов, но они не могли остановить развитие прорыва вермахта. Судьба Советского Союза повисла на волоске. Когда Сталин осознал масштаб катастрофы, он впал в состояние шока7. «Все, что создал Ленин, мы навсегда потеряли»,— сказал он8. (Или, по другим версиям: «Ленин оставил нам страну, а мы превратили ее в прах», «Ленин оставил нам великое наследство, а мы, его наследники, все профукали»9.) Собственная судьба Сталина тоже повисла на волоске. Его политика в течение предыдущих 15 лет уничтожила миллионы людей и причинила огромный ущерб всему Советскому Союзу. Сталин оправдывал такую жестокую политику, утверждая, что Советский Союз должен защищаться от своих врагов и быть готовым к войне. Теперь война пришла, а он был застигнут врасплох. Сталин явно
Принятие решения
107
боялся, что другие члены Политбюро отстранят его от власти, но все они были в слишком большой степени его ставленниками, чтобы даже пытаться сделать это. Они просили его возглавить новый комитет, который осуществлял бы верховную власть во время войны10.
30 июня Государственный комитет обороны был создан. Сталин, который был не только генеральным секретарем ВКП(б), но и в мае 1941 г. заменил Молотова на посту Председателя Совета Народных Комиссаров, стал председателем этого комитета. Вячеслав Молотов, который с 1930 по 1941 г. был Председателем Совета Народных Комиссаров и народным комиссаром иностранных дел (с 1939 г.), был назначен заместителем Председателя Государственного комитета обороны. Молотова все считали второй фигурой в партии и в стране. Маршал Климент Ворошилов, который был наркомом обороны с 1925 по 1940 г., также стал членом комитета. Ворошилов был человеком слабовольным и -некомпетентным и не обладал значительным весом в руководстве страны. Двумя другими членами комитета стали Лаврентий Берия, в 1938 г. возглавивший НКВД, и Георгий Маленков, секретарь Центрального Комитета и начальник управления кадров ЦК.
Через 12 дней после нападения Германии Сталин наконец выступил по радио с обращением к советскому народу. Он начал свою речь необычными словами: «Братья и сестры! К вам обращаюсь я, друзья мои...». Сталин оправдывал целесообразность пакта с Германией, говоря, что «ни одно миролюбивое государство не может отказаться от мирного соглашения с соседней державой, даже если во главе этой державы стоят такие изверги и людоеды, как Гитлер и Риббентроп», и утверждал, что пакт дал Советскому Союзу время подготовиться к войне. Он призывал к полной мобилизации экономики и к партизанской войне на оккупированных территориях. Он призывал народ сплотиться вокруг «партии Ленина — Сталина» в борьбе против захватчиков11.
Наступление германских армий продолжалось. К концу ноября Германия оккупировала территорию, где проживало 45 процентов советского населения и производилось 60 процентов советского угля, железа, стали и алюминия12. Первый ощутимый удар по немецкой военной машине был нанесен только в начале декабря, когда Красная армия перешла в контрнаступление у ворот Москвы.
108
Глава четвертая
II
На следующий день после нападения Германии Президиум Академии наук собрался на внеочередное заседание, на котором ученые и деятели науки говорили о своем желании отдать всю свою энергию и способности делу обороны13. Несколько ведущих химиков вскоре отправили Сталину письмо, предлагая создать новую организацию для перевода науки на рельсы обороны. Их практически сразу вызвали на встречу с Молотовым, который решил создать новый орган для привлечения ученых к решению вопросов обороны. Сергей Кафтанов, глава Комитета по делам высшей школы, был назначен уполномоченным Государственного комитета обороны по науке. 10 июля был образован Научно-технический совет, в который вошли ведущие члены Академии (среди них были Иоффе, Капица и Семенов). Его председателем стал Кафтанов. На этот совет возлагалась ответственность за организацию в научных учреждениях работ для нужд обороны и оценку научных и технических предложений. Вначале совет имел дело с химией и физикой, но потом расширил свою деятельность, включив в круг решаемых вопросов геологию и другие области знаний. Кафтанов получил небольшой штат для управления советом и установления контактов с промышленностью и военными. Сам он получил право обращаться непосредственно в Государственный комитет обороны14.
Еще до образования Научно-технического совета исследовательские институты начали переводить свою работу на военные рельсы. Через пять дней после нападения Германии на СССР 30 сотрудников института Иоффе ушли в армию добровольцами или по мобилизации, а месяц спустя их число возросло до 130. Институт был реорганизован, приоритет теперь отдавался оборонным работам, в которых институт к тому времени уже участвовал: радиолокации, бронезащите и размагничиванию кораблей15. Такое положение было повсеместным, и в конечном счете от 90 до 95 процентов исследований в физических институтах составляли исследования по оборонной тематике16.
Курчатов решил оставить свои работы по делению ядра, и его лаборатория была расформирована. Часть ее оборудования перевезли в Казань, куда институт Иоффе эвакуировался в июле-августе. Остальное, включая недостроенный циклотрон, осталось в Ленинграде. Курчатов присоединился к группе Анатолия Александрова, чтобы работать по проблеме защиты кораблей от магнитных
Принятие решения
109
мин17. С присущей ему энергией он целиком отдался этой работе. Он провел три месяца в Севастополе, который был главной базой Черноморского флота, и покинул его в начале ноября, когда город уже был осажден немецкими войсками. После опасного морского перехода он высадился в Потина восточном побережье Черного моря и провел там несколько недель, организуя службу размагничивания. В начале 1942 г. Курчатов приехал в Казань, где было страшно холодно, голодно и полно эвакуированных. На следующий день после прибытия он заболел воспалением легких. Еще с детских лет у него были слабые легкие; в Казани он болел два месяца. В апреле 1942 г. Курчатов и другие члены группы размагничивания получили за свою работу Сталинскую премию. Плохое состояние здоровья помешало Курчатову возвратиться на флот, и он взял на себя руководство броневой лабораторией Физико-технического института18.
Большинство ученых-ядерщиков оставили свои исследования, чтобы работать на нужды фронта. Физический институт Академии наук был эвакуирован из Москвы в Казань, где члены группы ядерной физики использовали свои знания и методику для разработки акустической аппаратуры по обнаружению самолетов и контроля качества военной продукции19. Институт химической физики также переехал в Казань, а Харитон и Зельдович оставили свои исследования цепной реакции деления. Оба они работали над пороховым топливом для снарядов ракетной артиллерии «Катюша», а позднее Харитон участвовал в разработке противотанковых гранат и дешевых заменителей взрывчатки20. Украинский физико-технический институт был эвакуирован за тысячи километров от Харькова, в Алма-Ату и в Уфу, где сконцентрировал свои усилия на разработке нового оружия и помощи промышленности21. Только Радиевый институт, который также переехал в Казань, продолжил работу по синтезу соединений урана с целью их использования в процессах разделения изотопов, но эти исследования проводились в очень малом масштабе22.
С началом войны Урановая комиссия прекратила свою работу. Вернадский вместе с группой пожилых академиков был эвакуирован в курортную местность Боровое в Казахстане. В своем дневнике в записях от 13 и 14 июля он выразил опасение, что Германия сможет применить на полях сражений отравляющие газы или «энергию урана», но его вера в победу СССР была непоколебимой23. Накануне отъезда из Москвы, 18 июля, он написал своему сыну: «...глубо
но
Глава четвертая
ко удовлетворен, что мы находимся сейчас в неразрывной связи с англосаксонскими демократиями. Именно здесь наше историческое место»24. Он надеялся, что победа приведет к радикальным переменам в Советском Союзе в направлении демократии и свободы мысли. Поражение нацизма, полагал он, приблизило бы мир к ноосфере25.
Особую озабоченность влиянием науки на жизнь людей выразил Петр Капица на антифашистском митинге ученых, состоявшемся в Москве 12 октября 1941 г. Капица не забыл об атомной бомбе. «Мое личное мнение, что технические трудности, стоящие на пути использования внутриатомной энергии, еще очень велики,— сказал он. — Пока еще это дело сомнительное, но очень вероятно, что здесь имеются большие возможности. Мы ставим вопрос об использовании атомных бомб, которые обладают огромной разрушительной силой»26. Будущая война будет еще более ужасной, чем эта, сказал Капица, и «поэтому ученые должны сейчас предупредить людей об этой опасности, чтобы все общественные деятели мира напрягли все свои силы, чтобы предотвратить возможность другой войны, будущей»27. Капица говорил о возможном влиянии науки на ход войны, не призывая к разработке атомной бомбы для использования ее в войне против Германии.
Был, однако, физик, который ощущал настоятельную необходимость возобновления ядерных исследований. Это был сотрудник Курчатова, 28-летний Георгий Флеров. В начале войны был призван в армию и направлен в Ленинградскую военно-воздушную академию для подготовки в качестве инженера, обслуживающего пикирующие бомбардировщики Пе-2. Мысль о ядерной физике не оставляла Флерова. Он написал Иоффе в Казань о своем желании выступить там на семинаре. Флерова командировали из Йошкар-Олы, куда была эвакуирована Военно-воздушная академия, в Казань, находившуюся в 120 километрах. Там в середине декабря 1941 г. он и выступил перед группой ученых, среди которых были Иоффе и Капица28.
По словам Исая Гуревича, который присутствовал на семинаре, Флеров говорил, как всегда, с энтузиазмом, живо. Его аргументы произвели впечатление на аудиторию, также озабоченную фактом исчезновения на Западе публикаций по делению ядра. «...Осталось впечатление, что это очень серьезно и основательно, что работу по урановому проекту надо возобновить,— вспоминает Гуревич. — Но шла война. И у меня абсолютно нет уверенности, чем, скажем, за
Принятие решения
111
вершилось бы тайное голосование, если бы на семинаре пришлось решать, нужно ли немедленно начинать работы или же начинать их через год или два»29.
22 декабря Флеров вернулся в Военно-воздушную академию, не убедив Иоффе, который был тогда вице-президентом Академии наук и членом ее Президиума, возобновить ядерные исследования. Дело не в том, что доклад Флерова был недостаточно убедительным, — время было неподходящим для такого предложения. Красная армия сражалась, чтобы остановить продвижение немцев к Москве, а военная промышленность еще не оправилась от катастрофического разрушения, причиненного ей германским вторжением.
Неугомонный Флеров, однако, не дал своей инициативе заглохнуть. Он сразу же написал Курчатову, излагая суть аргументов, которые приводил в Казани30. Письмо его написано на 13 страницах школьной тетради31. Он начал с утверждения, что цепная реакция на медленных нейтронах в природном уране невозможна, а на обогащенном уране или же в природном уране с замедлителем она оказалась бы столь дорогостоящей, что использование ядерной энергии стало бы экономически невыгодным32. Но энергетический выход цепной реакции на быстрых нейтронах, писал он, был бы эквивалентен взрыву ста тысяч тонн тринитротолуола, и поэтому соответствующие исследования заслуживают времени и затрат. «Основной вопрос,— писал он,— сможем ли мы вообще осуществить цепную ядерную реакцию на быстрых нейтронах».
Первое условие для осуществления цепной реакции на быстрых нейтронах, отмечал Флеров, состоит в том, чтобы каждый акт деления вызывал по меньшей мере еще одно деление при наличии достаточного количества активного материала. Флеров рассматривал число нейтронов, образующихся в одном акте деления, а также сечения захвата и деления урана-235 и протактиния-23133. Оба эти элемента, писал он, могли бы использоваться как активный материал, и критическая масса для каждого оценивалась между полукилограммом и 10 килограммами34. Вторым условием взрывной цепной реакции является быстрый скачкообразный переход в сверхкритическое состояние. Если переход будет слишком медленным, то делению подвергнется лишь малая доля ядер урана. Переход в сверхкритическое состояние должен быть достаточно быстрым, чтобы воспрепятствовать преждевременной детонации от случайных нейтронов. Исследования Флерова по спонтанному делению урана оказались в этой связи существенными, поскольку он опасался, что
112
Глава четвертая
нейтрон, испущенный при спонтанном делении, может раньше времени инициировать цепную реакцию35. Третьим условием является мгновенное достижение как можно более значительной сверхкритичности, чтобы предотвратить быстрое исчерпание цепной реакции.
Флеров представил расчеты, касающиеся реализации этих условий, а также набросал эскиз экспериментальной бомбы. Он предложил, чтобы быстрый переход в сверхкритическое состояние был обеспечен сжатием активного материала. На эскизе Флерова уран-235 или протактиний-231 разделены на две полусферы, а обычная мощная взрывчатка используется для быстрого выстрела одной полусферы в другую для получения критической массы. Этот механизм подобен предложенному Фришем и Пайерлсом, позднее он стал известен как «пушечное устройство»36.
В конце своего письма Флеров добавил постскриптум: «Я прочел всю статью от начала до конца и чувствую, что слишком много размышлял над этими вопросами. Трудно сказать, насколько ценно все то, что я написал. Смотрите сами». Но Флеров был уверен в силе собственных аргументов больше, чем это видно из постскриптума. Действительно, условия, которые он обсуждал, оказались важными для проектирования атомной бомбы. Флеров надеялся, что это письмо заставит Курчатова заняться ядерными исследованиями снова. «Наверное, мое письмо поможет процессу возвращения блудного сына»,— писал он другу в Ленинград37. Курчатов не получил этого письма, пока не оправился от воспаления легких. Он не ответил на него38.
В начале 1942 г. часть, в которой служил лейтенант Флеров, расположилась в Воронеже, вблизи линии фронта. Воронежский университет эвакуировался, но его библиотека осталась. «...Американские физические журналы, несмотря на войну, в библиотеке были, и они больше всего интересовали меня,— писал Флеров позднее. — В них я надеялся ознакомиться с новыми статьями по делению урана, найти отклики на нашу работу по спонтанному делению»39. Когда Флеров просматривал журналы, он обнаружил, что в них не только отсутствовал отклик на его и Петржака открытие, но не было и других статей по делению. Не возникало также ощущения, что ведущие ядерщики переключились на другие темы, из журналов вообще исчезли их статьи40.
Из того, что «собаки прекратили лай», Флеров сделал вывод, что исследования по делению в Соединенных Штатах засекречены. Это означало, заключил он, что американцы работают над созда
Принятие решения
113
нием ядерного оружия. Более тревожным был тот факт, что у нацистской Германии были «первоклассные ученые... значительные запасы урановых руд, завод тяжелой воды, технология получения урана, методы разделения изотопов»41. Флеров решил бить тревогу. Очевидно, именно тогда он счел нужным написать Кафтанову, уполномоченному Государственного комитета обороны по науке. В своем письме он указывал на отсутствие в иностранных журналах публикаций по делению: «Это молчание не есть результат отсутствия работы... Словом, наложена печать молчания, это-то и является наилучшим показателем того, какая кипучая работа идет сейчас за границей...». Он также считал очень уместным «запросить англичан и американцев о полученных ими за последнее время результатах»42.
Не получив ответа от Кафтанова, Флеров решил прибегнуть к последнему возможному для советского гражданина средству: в апреле 1942 г. он написал письмо Сталину. Он чувствовал себя человеком, пытающимся прошибить головой каменную стену. По его мнению, он не переоценивал важность урановой проблемы: она не произведет революции в промышленной технологии, но «в военной технике произойдет самая настоящая революция. Произойдет она без нашего участия, и все это только потому, что в научном мире сейчас, как и раньше, процветает косность». Возможно, он утратил понимание перспективы, писал Флеров, но он не думает, что осуществление таких программных целей, как решение урановой проблемы, должно быть отложено на послевоенное время43.
Чтобы ни у кого не возникло мысли, что он всего лишь пытается избежать фронта и вернуться к исследованиям из эгоистических соображений, Флеров предложил созвать совещание ученых для обсуждения ядерных исследований. На него должны были быть приглашены Иоффе, Ферсман, Вавилов, Хлопин, Капица, Лейпунский, Ландау, Алиханов, Арцимович, Френкель, Курчатов, Харитон и Зельдович, а также Мигдал, Гуревич и Петржак44. Флеров просил, чтобы ему для сообщения выделили полтора часа. «Очень желательно, Иосиф Виссарионович, Ваше присутствие,—добавлял он, — явное или неявное»,— и продолжал, что понимает, что сейчас не время для научных диспутов, но не видит другого пути для доказательства своей правоты, так как его письмо и пять телеграмм Кафтанову проигнорированы, а разговоры с Иоффе ни к чему не привели. Что же касается Президиума Академии наук, то на его заседаниях обсуждается что угодно, кроме ядерных исследований.
114
Глава четвертая
«Это и есть та стена молчания,— писал Флеров,— которую, я надеюсь, Вы мне поможете пробить, так как это письмо последнее, после которого я складываю оружие и жду, когда удастся решить задачу в Германии, Англии и САСШ. Результаты будут настолько огромны, что не будет времени решать, кто виноват в том, что у нас в Союзе забросили эту работу.
Вдобавок делается это настолько искусно, что и формальных оснований против кого-либо у нас не будет. Никогда, нигде, никто прямо не говорил, что ядерная бомба неосуществима, и однако, создано мнение, что это — задача из области фантастики»45*.
Флеров настаивал на том, чтобы все приглашенные на совещание выразили свое мнение об урановой проблеме письменно и количественно оценили вероятность того, что она может быть решена. От тех, кто чувствует, что не может этого сделать, все равно следует потребовать присутствия на совещании.
Горячее желание Флерова убедить советское правительство в необходимости срочно начать работы по ядерному проекту из этого письма весьма очевидно, и это являет собой резкий контраст с осторожностью, которую проявляли Хлопин и Иоффе. Запальчивость Флерова была потенциально опасна для тех, кого он критиковал. Упоминая возможный суд над теми, кто «виновен» в прекращении ядерных исследований, он переводил обсуждение дела на мрачный язык сталинистской политики. Дошло ли до Сталина это письмо, остается неясным, заседание, которого он требовал, не состоялось. Но письмо было отдано Кафтанову, который, несомненно, не обрадовался бы обвинению в небрежном отношении к делу, затрагивающему интересы Советского государства46.
III
Пока советские физики-ядерщики занимались различными военными исследованиями, Англия и Соединенные Штаты расширяли свои ядерные проекты. Комитет Мод завершил свой секретный отчет к июлю 1941 г. Отчет заканчивался выводом, что «можно сделать эффективную урановую бомбу, содержащую всего 25 фунтов активного материала, взрыв которой по разрушительной силе был бы эквивалентен 1800 тоннам тринитротолуола и высвобождал бы большие количества радиоактивных веществ, что сделало бы район
* См.: «Вопросы истории естествознания и техники». 1996. № 2. С. 114.— Прим. ред.
Принятие решения
115
взрыва бомбы опасным для проживания в течение долгого времени»47. Комитет очень тщательно изучил проблему разделения изотопов и рекомендовал как наиболее эффективный метод газовой диффузии, а не метод термодиффузии, предложенный Пайерлсом и Фришем. Исследования профессора Френсиса Симона из Оксфорда показали, что разделение методом газовой диффузии осуществимо в промышленном масштабе. Комитет определил, что необходимое количество урана-235 для первой бомбы будет получено к концу 1943 г., и коснулся мимоходом «нового элемента с атомным весом 239 (т. е. плутония), который будет иметь, вероятно, такую же способность к делению, как уран-235»48.
Комитет Мод представил проблему с большой убедительностью и по-новому осветил возможность создания атомной бомбы. В сентябре 1941 г. Совещание по оборонным заказам, проводившееся Научно-консультативным комитетом Кабинета, рассмотрело его работу и пришло к выводу, что «разработка урановой бомбы должна рассматриваться как проект особой важности»49. По оценке участников Совещания, чтобы сделать бомбу, нужно было от двух до пяти лет, скорее всего более двух лет. Совещание рекомендовало построить опытную установку по разделению изотопов в Англии, а в Северной Америке — создать как опытное, так и полномасштабное производство. Совещание закончило работу над докладом 25 сентября 1941 г. К этому времени Уинстон Черчилль, опираясь на итоги работы Комитета Мод, уже решил считать создание атомной бомбы первоочередной задачей50.
Комитет Мод сыграл также важную роль в том, чтобы убедить правительство Соединенных Штатов расширить свои ядерные исследования. Американские ученые совершили решающий прорыв в ряде областей, — особенно это относится к идентификации плутония (осуществлена в Беркли в феврале 1941 г. Гленом Сиборгом и его сотрудниками), но Урановый комитет, учрежденный Рузвельтом после получения им письма Эйнштейна, оказался неэффективным. Доклад Мод, содержащий вывод, что атомная бомба может быть создана еще до окончания войны, стал сильным аргументом в пользу расширения исследований и в большой степени повлиял на мышление ведущих американских ученых5'.
9 октября 1941 г. Ванневар Буш, директор Управления научно-исследовательских работ, обрисовал результаты работы Комитета Мод Рузвельту и объяснил, что нужно сделать в Соединенных Штатах. Рузвельт уполномочил Буша любым способом ускорить ра
116
Глава четвертая
боту американцев с целью выяснить возможность создания атомной бомбы. В тот же день он написал письмо Черчиллю, предлагая «координировать или даже совместно осуществлять английский и американский проекты»52. Но британское правительство, сознавая свое лидерство, холодно ответило на это предложение, пожелав ограничиться только неформальным сотрудничеством. После этого Соединенные Штаты продолжили энергичные исследования и скоро обогнали англичан. Как только американцы вышли вперед, они уже не видели причин раскрывать результаты своей работы англичанам. Неформальное сотрудничество двух стран прервалось, и только в августе 1943 г., когда Рузвельт и Черчилль встретились в Квебеке, был согласован вопрос об участии англичан в «проекте Манхэттен». Большинство физиков, работавших в Англии над проблемой разделения изотопов и расчетами бомбы на быстрых нейтронах, переехали в США53.
Рузвельт санкционировал развертывание полномасштабных работ по созданию атомной бомбы в июне 1942 г. Поскольку требовалось осуществить в огромном объеме строительные работы, проект был передан под контроль армии. Во главе проекта был поставлен полковник Лесли Р. Гровз из Корпуса военных инженеров. Соединенные Штаты пошли по пути создания как плутониевой, так и урановой (уран-235) бомбы54. В декабре 1942 г. в Чикагском университете Ферми и его группа получили самоподдерживающуюся цепную реакцию в уран-графитовом котле, к этому моменту начались проектные работы по реакторам — производителям плутония55. Позднее такие реакторы были построены в Хэнфорде (штат Вашингтон), где также был запущен химический завод для выделения плутония из облученного урана. Были исследованы четыре различных метода разделения изотопов: газовая диффузия, электромагнитное разделение, термодиффузия и центрифугирование. Громадный газодиффузионный завод был построен в Ок-Ридже (штат Теннесси), а поблизости были построены заводы, на которых осуществлялось электромагнитное и термодиффузионное разделение. Метод центрифугирования в промышленных масштабах использован не был. Бомбы — одна из урана-235, а другая плутониевая —-были спроектированы и изготовлены в Лос-Аламосской лаборатории (штат Нью-Мексико), созданной в первые месяцы 1943 г. Все предприятие было демонстрацией технологической и индустриальной мощи Соединенных Штатов и их стремления первыми создать атомную бомбу.
Принятие решения
117
Английский и американский проекты были запущены главным образом из страха, что нацистская Германия создаст атомную бомбу и тогда у нее будет против союзников оружие сокрушающей мощи. Но германский атомный проект оставался бессистемным. В 1940 и 1941 гг. исследования в Германии продолжались по тому же пути, что и в Англии, Соединенных Штатах и Советском Союзе. «Хотя американские исследования были качественно выше германских, — пишет Марк Уолкер в своем труде о германском ядерном проекте,— немецкие коллеги американцев проводили те же эксперименты, те же расчеты и пришли к тем же выводам, что и союзники»56. Но Германия не предприняла полномасштабных усилий для производства атомной бомбы. Именно в июне 1942 г., когда Рузвельт утвердил «проект Манхэттен», Гейзенберг сообщил членам германского верховного командования, что во время войны Германия не сможет сделать атомную бомбу57. Своим докладом он создал у Альберта Шпеера, министра вооружений и военного производства, впечатление, что работа над бомбой потребует настолько длительного времени, что вряд ли «каким-то образом повлияет на ход войны»58.
Мотивы, по которым Гейзенберг сделал подобное предположение, вызывают противоречивые оценки. Более того, нет единого мнения относительно того, понимал ли он вообще, как сделать бомбу. Но какими бы ни были отношение немецких ученых к бомбе или их знания о ней, связь между бомбой и войной была важным аргументом, подтолкнувшим к решению начать работы по ядерному проекту. Британия в 1940 и 1941 гг. стояла лицом к лицу перед перспективой длительной войны до победы' над Германией, и англичане боялись, что соотношение военной мощи стран могло решающим образом измениться в пользу Германии, если она овладеет новым страшным оружием. В контексте этой идеи работал и Комитет Мод. Когда комитет пришел к выводу, что атомная бомба может быть создана за два с половиной года, стало ясно, что она может повлиять на ход войны, так как никто не предполагал, что Германия будет побеждена раньше этого срока. То же самое предполагалось и в Соединенных Штатах, особенно после нападения японцев на Пирл-Харбор (7 декабря 1941 г.). В Германии, однако, стратегические перспективы выглядели иначе. Быстрые победы в сражениях 1940 и 1941 гг. предвещали победу в войне, для которой атомная бомба не успела бы сыграть никакой роли. К 1942 г. ситуация стала менее обнадеживающей, но в Германии не было своего «Комитета Мод», который мог бы выдвинуть резонные аргументы в пользу со
118
Глава четвертая
здания атомной бомбы примерно за три года. Следовательно, там и не представляли, как атомная бомба могла бы повлиять на исход войны59.
IV
К 1941 г. британские ученые продвинулись дальше других в понимании реальности атомной бомбы. И в том же году Советское правительство начало получать детальную информацию о состоянии соответствующих исследований у англичан. 25 сентября 1941 г. Анатолий Горский (псевдоним Вадим*), резидент НКВД в Лондоне, передал в Москву информацию о секретном совещании, состоявшемся девятью днями раньше, на котором обсуждался доклад Мод60. Горский перечислил несколько обсуждавЬшхся пунктов. Весьма возможно, сообщал он, что урановая бомба может быть сделана за два года, а ее взрыватель спроектирован за несколько месяцев. Тремя месяцами ранее компания «Метрополитен Виккерс» получила контракт на проектирование 20-ступенчатого аппарата (но Горский не понял, что он предназначался для разделения изотопов), а «Империал Кемикл Индастриз» — контракт на производство гексафторида урана. В заключение Горский сообщил, что Комитет начальников штабов на заседании 20 сентября решил немедленно начать строительство «завода для изготовления урановых бомб»61.
Эта информация, без сомнения, была получена с одного из заседаний Совещания по оборонным заказам Научно-консультативного комитета при Кабинете, где обсуждался доклад Мод62. Восемь дней спустя Горский информировал московский Центр о докладе Научно-консультативного комитета военному Кабинету. Он получил копию этого доклада. Советское правительство теперь знало, что Британия решила создать атомную бомбу, что британские ученые полагают, что для этого потребуется от двух до пяти лет и что Британия решила построить в Северной Америке завод по газодиффузионному разделению изотопов63. Отчет также содержал важные сведения о методах, которые собирались использовать англичане для получения урана-235 и изготовления бомбы.
Почти с уверенностью можно сказать, что источником этой информации был Джон Кэйрнкросс, «пятый человек» из «Кембридж
* Он же «Громов», он же «Генри». — Прим. ред.
Принятие решения
119
ской пятерки»*, который в 30-е годы, в бытность свою студентом Кембриджа, был завербован в советские агенты Гаем Берджессом64. Кэйрнкросс поступил в Министерство иностранных дел, но затем перешел в Казначейство. В 1941 г. он был личным секретарем лорда Хэнки, министра без портфеля в военном Кабинете и председателя Научно-консультативного комитета при Кабинете65. Хэнки председательствовал на Совещании по оборонным заказам, которое рассматривало работу Комитета Мод. Кэйрнкросс имел доступ к материалам, которые использовались в двух сообщениях Горского. В своем первом донесении Горский написал, что посылает сообщение от «Листа» о совещании под председательством «Босса», который идентифицируется в документе как Хэнки. Употребление слова «Босс», кажется, подтверждает, что именно Кэйрнкросс снабдил Горского этой информацией.
Вряд ли источником этих сведений мог быть Клаус Фукс, который также и примерно в то же время передавал информацию в Москву. В Германии Фукс был активным коммунистом и в 1933 г. в возрасте 21 года приехал в Англию, чтобы избежать ареста. После защиты докторской диссертации по физике в Бристольском университете он некоторое время работал в Эдинбурге. В мае 1941 г. Рудольф Пайерлс пригласил его в Бирмингем, и после получения допуска Фукс сразу же начал работать над теорией газовой диффузии. Он также выполнил ряд работ по оценке критического размера и коэффициента полезного действия атомной бомбы. После нападения Германии на Советский Союз Фукс решил информировать Советы об атомной бомбе и к концу 1941 г. вступил в контакт с Семеном Кремером, офицером военной разведки, секретарем военного атташе в советском посольстве в Лондоне66'** .
До отъезда вместе с группой англичан в Соединенные Штаты для участия в «проекте Манхэттен» (декабрь 1943 г.) Фукс имел около шести встреч со своим советским резидентом, опытным аген-
* Сейчас полагают, что эта группа состояла по крайней мере из семи человек и что Кэйрнкросс был шестым ее членом. — Прим. ред. ** С. Д. Кремер (ок. 1900-1994) — участник гражданской войны. До прихода в военную разведку служил в кавалерии, артиллерии, танковых войсках. Посол СССР в Лондоне И. М. Майский не любил резидента НКВД Горского, благодаря чему информация Фукса попала к военному разведчику Кремеру. Вернувшись во время войны в Москву, Кремер привлек к себе пристальное внимание Берии, от которого сумел «бежать» на фронт. Там командовал танковой частью, стал Героем Советского Союза. В разведку больше не вернулся. (См.: С. Пестов. Бомба. СПб., 1995. С. 15-19, 33-35).— Прим. ред.
120
Глава четвертая
том по имени Урсула Кучински67. Он передал все написанные им отчеты, в основном о процессе газовой диффузии. От него в Советском Союзе узнали о том, что в Англии велась активная работа по разделению изотопов и о том, что в Северном Уэльсе существовало малое опытное производство для испытания соответствующего метода. Он сообщил, что подобная работа проводится в Соединенных Штатах и что обе страны сотрудничают в этой области68. Однако маловероятно, что Фукс был источником информации, которую Горский посылал в Москву в сентябре и октябре 1941 г. Нет также основания предполагать, что он имел доступ к докладу Мод или докладу Научно-консультативного совета при Кабинете. Кроме того, он работал на ГРУ (Главное разведывательное управление Генерального штаба), а не на НКВД. С учетом соперничества, которое существовало между этими двумя организациями, вряд ли возможно, чтобы Горский, резидент НКВД, передавал в Москву информацию Фукса.
Информация, переданная Горским, не повлияла на текущую советскую политику. Она поступила в Москву менее чем за месяц до известной паники 16 октября, когда большая часть Советского правительства была эвакуирована в Куйбышев, а тысячи жителей бежали из столицы. Решение англичан создать атомную бомбу, которая могла быть готова не раньше, чем через несколько лет, конечно, выглядело менее срочным делом, чем задача остановить немцев у Москвы в ближайшие несколько недель. Неудивительно поэтому, что информация о планах англичан не оказала непосредственного влияния на советскую политику.
Только в марте 1942 г. советские лидеры отреагировали на информацию, пришедшую из Англии. Берия послал записку Сталину и в Государственный комитет обороны, рекомендуя предпринять шаги для оценки этой информации69. Записка Берии была основана главным образом на докладе Мод. Пайерлс оценил критическую массу урана-235 в 10 килограммов, писал Берия, а профессор Тейлор вычислил, что это будет эквивалентно взрывной силе 1600 тонн тринитротолуола. Уже была проделана работа по созданию промышленного метода разделения изотопов урана, и «Империал Ке-микл Индастриз» определила необходимость 1900-ступенчатой установки по разделению, стоимость которой составила бы 4,5-5 миллионов фунтов стерлингов. В заключение отмечалось, что британское высшее командование считает, что проблема атомной бомбы в прин
Принятие решения
121
ципе решена и что усилия лучших английских ученых и крупнейших компаний направлены на ее создание.
Берия рекомендовал предпринять два шага. Первый — создать авторитетный научно-консультативный орган при Государственном комитете обороны. Он должен был координировать и направлять исследования всех советских ученых и исследовательских учреждений, работающих по проблеме энергии урана. Второй необходимый шаг — при соблюдении условий секретности ознакомить видных специалистов с материалами разведки, чтобы они оценили эти материалы и использовали их соответствующим образом. В записке Берии было далее отмечено, что Скобельцын, Капица и профессор Слуцкий из Украинского физико-технического института вели работы по делению ядра. Так как на самом деле ни один из этих трех ученых не вел таких исследований, представляется вероятным, что Берия был лучше информирован об английском проекте, чем о советских работах70.
Записка, составленная Берией, показала, что советское правительство получило полное представление о работе Комитета Мод и его влиянии на британскую политику. В сентябре 1941 г. НКВД начал получать разведданные об американских ядерных исследованиях, но они были иного качества7'. Записка Берии была составлена в марте 1942 г., месяцем раньше, чем письмо Флерова Сталину. Доклад Комитета Мод не только заставил англичан принять решение о создании атомной бомбы и способствовал ускорению соответствующих американских работ, но и стимулировал мероприятия, которые послужили началом советского ядерного проекта.
V
Консультативный орган, образования которого требовал Берия, кажется, так и не был создан, но в последующие месяцы правительство все-таки советовалось с учеными относительно реальной возможности создать атомную бомбу, и в самом конце 1942 г. Сталин принял решение возобновить ядерные исследования. В начале 1943 г., наконец, этим исследованиям был дан ход. Последовательность событий между мартом 1942 г. и началом 1943 г. невозможно восстановить на основе сохранившихся свидетельств, но можно представить общую картину дискуссий, которые привели к возобновлению ядерный исследований.
122
Глава четвертая
Это было очень трудное для Советского Союза время. Хотя в декабре 1941 г. германское наступление было остановлено на окраинах Москвы, страна все еще находилась в смертельной опасности. После успеха Красной армии под Москвой Сталин начал плохо продуманное и слабо скоординированное наступление в первые месяцы 1942 г., и оно скоро застопорилось. Вермахт снова захватил инициативу, и летом его армии прорывались на восток — к Сталинграду и на юг — к Кавказу. В начале июля немецкой армией был взят Севастополь. Немецкие войска стремились к Сталинграду и 23 августа вышли к Волге. В это лето атмосфера в Москве вновь стала кризисной: российская цивилизация опять оказалась перед смертельной угрозой72. 28 июля Сталин издал свой суровый приказ № 227: «Ни шагу назад!», в котором говорилось, что страна находится в смертельной опасности, и который запрещал любое дальнейшее отступление73.
Такова была обстановка, в которой правительство консультировалось с учеными и, очевидно, приняло совет, данный ими. В мае «правительственные органы» (нередко используемый эвфемизм для обозначения НКВД) запрашивали у Академии наук, существует ли реальная основа для практического применения атомной энергии и насколько велика вероятность, что в других странах могут вестись работы по созданию атомной бомбы. Этот запрос был адресован Хлопину, который дал осторожную оценку ситуации, заявив, что единственным доказательством проведения таких работ является завеса секретности над ядерными исследованиями за рубежом74. Этот ответ свидетельствовал, что Хлопину не показали материалов разведки об английском проекте.
Другие ученые также были осторожны, когда с ними консультировались по поводу интереса к атомной бомбе в Германии. В апреле 1942 г. полковник И. Г. Старинов встретился с С. А. Балези-ным, старшим помощником Кафтанова в Научно-техническом совете, и передал ему записную книжку немецкого офицера, которая была найдена на южном берегу Таганрогской бухты Азовского моря. Записная книжка содержала список материалов, необходимых для создания атомной бомбы, и вычисления по выходу энергии, которая высвобождалась бы при критической массе урана-235. Старинов, офицер НКВД и специалист по минам, получил записную книжку из штаба 56-й армии, но ничего не смог из нее извлечь75. Балезин послал перевод записной книжки Александру Лейпунскому и генералу Г. И. Покровскому, эксперту по взрывчатым веществам,
Принятие решения
123
запрашивая, не думают ли они, что Советский Союз должен начать работу по созданию атомной бомбы. Оба ответили, что Советский Союз не должен этого делать, а Лейпунский написал, что, когда страна находится в таком невероятно трудном положении, было бы ошибкой швырять миллионы рублей на то, что даст результаты лишь через десять, а скорее — пятнадцать-двадцать лет 76.
Но письмо Флерова к Сталину, которое было передано Кафта-нову, свидетельствовало, что Лейпунский и Покровский могли ошибаться. Кафтанов и Балезин были уверены, что было бы правильнее, имея доказательства о существовании у немцев интереса к атомной бомбе, начать работы над советским ядерным проектом. Это говорит о том, что и они не были ознакомлены с данными разведки, ничего не знали об английском проекте. Кафтанов вспоминает, что он консультировался с Иоффе, которого он знал с конца 20-х годов, и что Иоффе согласился с тем, что создание атомной бомбы в принципе возможно. Кафтанов и Балезин послали короткое письмо в Государственный комитет обороны, рекомендуя образовать ядерный исследовательский центр77.
Балезин представляет несколько иную картину этих событий. Он вспоминает, что после того, как узнал мнение ученых о найденной немецкой записной книжке, он набросал письмо Сталину, в котором сообщал, что разведывательный материал свидетельствует об интенсивных ядерных исследованиях, ведущихся в Германии, и рекомендовал безотлагательно начать подобную работу в Советском Союзе. Кафтанов подписал письмо, и они договорились не упоминать о тех негативных оценках, которые были получены ими от ученых. Двумя или тремя днями позже Кафтанова вызвали к Сталину. Высказанное им предложение встретило некоторое сопротивление, но Кафтанов защищал его78. Он признал, что существует риск неудачи, а проект может стоить 20 пли даже 100 миллионов рублей, но в случае отказа от работ опасность будет большей. Сталин согласился с предложением79. Точную дату этой встречи назвать невозможно, но представляется, что она состоялась еще до того, как Флеров был переведен в Москву с Юго-Западного фронта (в середине июля). К тому времени, писал Флеров, решение возобновить ядерные исследования уже было принято80. Флеров и Балезин обсудили, что нужно сделать. Было очевидно, что ядерный проект преследовал одну из двух целей: создание советской бомбы, что казалось нереальным, так как для этого нужны были время и огромные усилия; или определение принципиальной возможности и сте
124
Глава четвертая
пени опасности создания бомбы в Германии. Последнее можно было оценить сравнительно быстро и не затрачивая больших средств81. В августе 1942 г. Флеров выехал в Казань, чтобы продолжить свои исследования по размножению нейтронов82.
Правительство продолжило свои консультации с учеными. Летом или осенью 1942 г. Иоффе, Капица, Хлопин и, наверное, Вавилов и Вернадский также были вызваны в Москву для обсуждения целесообразности возобновления ядерных исследований83. В середине сентября в Москву вызвали Курчатова — вероятно, для разговора с Балезиным и Кафтановым84. Одним из главных вопросов, требовавших решения, был вопрос о руководителе проекта. Кафтанов разговаривал об этом с Иоффе, которому было в то время 63 года, но тот отклонил предложение, сославшись на возраст, и рекомендовал в качестве кандидатов на этот пост Курчатова и Алихано-ва85. Курчатов, если верить Кафтанову, имел репутацию ученого, не способного сконцентрировать свою энергию на одном проекте, но его сильно поддерживал Иоффе. Алиханов, который уже был членом-корреспондентом Академии наук, как физик был известен лучше. Курчатов и Алиханов приехали в Москву 22 октября. Алиханов «очень рвался к руководству этой работой»,— писал Балезин. Курчатов же «произвел на нас весьма приятное впечатление, чего нельзя сказать об Алиханове»86. Кафтанов и Балезин рекомендовали на пост руководителя проекта Курчатова87.
В начале октября перед возвращением в Казань Курчатов подготовил памятную записку о возобновлении ядерных исследований и набросал список возможных участников. Первыми в этом списке были Алиханов, Кикоин, Харитон и Зельдович88. Курчатов проехал по нескольким городам, куда были эвакуированы исследовательские институты, чтобы посмотреть, кого можно было бы привлечь к работе по урановой проблеме. В Свердловске он встретился с Кикоиным в его лаборатории в Уральском политехническом институте. «...Позже стало ясно,— вспоминал Кикоин,— что он имел поручение прозондировать возможность привлечь меня к новой тематике»89.
Курчатов вернулся в Казань 2 декабря 1942 г., в тот самый день, когда Энрико Ферми получил цепную ядерную реакцию в ядерном котле в Чикаго. Курчатов теперь отрастил бороду, это делало его похожим на священника, и когда друзья подшучивали над ним, он говорил, что не сбреет бороды, пока «фрицы» не будут побиты90. С тех пор у него появилось прозвище «Борода». В это вре
Принятие решения
125
мя у Курчатова произошла «глубокая душевная перестройка», как свидетельствует его друг Анатолий Александров, который долго беседовал с ним по его возвращении в Казань. Груз новой ответственности накладывал на него свой отпечаток: он был удивлен, почему более известные физики, такие как Иоффе или Капица, не были поставлены во главе работ, и обеспокоен тем, что недостаток авторитета у него как у физика может повредить проекту91.
Беседы с Кафтановым не определили ни будущего ядерных исследований, ни окончательного назначения Курчатова. В сентябре или октябре 1942 г., как вспоминает Михаил Первухин, заместитель председателя Совнаркома и народный комиссар химической промышленности, Молотов ознакомил его с данными разведки о зарубежных ядерных исследованиях92. По словам Молотова, Сталин хотел узнать соображения Первухина о том, что должно быть сделано в связи с этими сообщениями. Первухин ответил, что с этим материалом нужно ознакомить физиков, которые изложили бы свое мнение. Молотов, однако, предложил Первухину опросить ведущих физиков о том, что они знают о зарубежных исследованиях, и выяснить, какие исследования велись в Советском Союзе. Другими словами, ученых не собирались знакомить с разведывательными материалами93.
9 января 1943 г. Курчатов вернулся в Москву. Вместе с Алиха-новым и Кикоиным он впервые встретился с Первухиным. Жизненный опыт Первухина сильно отличался от Курчатовского. Он вступил в партию большевиков в 1919 г. в возрасте 15 лет. Получил образование инженера-электрика и во время чисток быстро поднимался по служебной лестнице в руководстве промышленности. По всем отзывам, он был умным и компетентным человеком. Курчатов рассказал Первухину, что ядерная физика указывает на «возможность осуществления мгновенной цепной реакции в уране-235 с выделением громадной энергии». Вероятно, продолжал он, что немецкие ученые пытаются создать атомную бомбу и что нацисты, таким образом, могут получить в свои руки оружие огромной разрушительной силы. Ученые Физико-технического института неоднократно обсуждали эту возможность между собой и были обеспокоены секретностью ядерных исследований в Германии. Сам Курчатов поддержал предложение Флерова возобновить работу по урановой проблеме, но не мог судить, возможно ли ее проведение в трудных условиях военного времени94.
126
Глава четвертая
Первухин попросил Курчатова, Алиханова и Кикоина представить ему памятную записку об организации исследований по ядерной физике, разделению изотопов и ядерным реакторам. Трое ученых быстро составили эту записку, и Первухин передал ее Моло-тову, указав, что предложения физиков заслуживают серьезного отношения. Несколькими днями позже Первухину и Курчатову было поручено разработать меры по возобновлению ядерных исследований, а кроме того, Курчатова попросили представить информацию о возможности создания атомной бомбы и времени, необходимом для ее производства95.
Примерно в это же время Курчатов впервые встретился с Молотовым, который теперь принял окончательное решение о его назначении в качестве научного руководителя ядерного проекта. «...Мне было поручено за них отвечать,— вспоминал позднее Молотов,— найти такого человека, который бы мог осуществить создание атомной бомбы. Чекисты дали мне список надежных физиков, на которых можно было положиться, и я выбирал. Вызвал к себе Капицу, академика. Он сказал, что мы к этому не готовы, и атомная бомба — оружие не этой войны, дело будущего. Спрашивали Иоффе — он тоже как-то неясно к этому отнесся. Короче, был у меня самый молодой и никому еще не известный Курчатов, ему не давали ходу. Я его вызвал, поговорили, он произвел на меня хорошее впечатление»96.
По предложению Первухина и Курчатова Государственный комитет обороны принял в феврале 1943 г. специальную резолюцию об организации исследований по использованию атомной энергии. Первухину и Кафтанову были поручены контроль за проектом и обеспечение его поддержки. Было решено основать новую лабораторию, чтобы в ней были сконцентрированы все ядерные исследования; параллельных учреждений не должно было быть. 10 марта Курчатов был утвержден научным руководителем проекта97.
Решение урановой проблемы теперь находилось в руках ленинградских физиков. С Хлопиным консультировались в 1942 г., но было ясно, что он и Вернадский не были удовлетворены развитием событий. «Как обстоит дело с ураном? Пожалуйста, напишите мне возможно точно. В каком положении урановая комиссия? Мне кажется, сейчас она должна действовать. — писал Вернадский Ферсману в ноябре 1942 г. — Мне писал Хлопин, что Иоффе вошел в правительство с какой-то запиской по этому поводу, замалчивая совершенно попытку Академии»98.
Принятие решения
127
15 января 1943 г. Хлопин послал письмо Кафтанову и Иоффе,— от последнего он узнал о решении Государственного комитета обороны возобновить работы по урановому проекту. Из содержания письма чувствуется, что гордость Хлопина была задета. Он жаловался, что не получил определенных указаний от Иоффе или от Государственного комитета обороны, и настаивал на том, что «решение задачи, поставленной Государственным комитетом обороны перед Академией наук, невозможно без существенного участия в работе вверенного мне Радиевого института Академии наук СССР и моего лично»99. Хлопин выделил исследования, которые, по его мнению, было необходимо провести. Центральной проблемой, с его точки зрения, было разделение изотопов, и он потребовал, чтобы в выполнении этой работы главную роль играл Радиевый институт.
Вернадский тоже был сильно озабочен урановой проблемой. Он, несомненно, не знал о мерах, которые были приняты, так как 13 марта 1943 г. послал письмо президенту Академии наук, в котором писал, что Урановая комиссия должна быть возрождена как в связи с возможным военным использованием урана, так и в связи с тем, что после окончания войны стране понадобятся новые источники энергии для восстановления экономики. Вернадский писал о том, что видит признаки ведения работ по атомной энергии как союзниками СССР, так и его врагами. Направить активность Урановой комиссии на поиски запасов урана стало делом «первостепенной государственной важности». «Состояние наших знаний,— отмечал Вернадский,— такое же, каким оно было в 1935 г. Наш огромный бюрократический аппарат оказался бессильным»100. Двумя днями позже он написал президенту Академии снова, жалуясь, что, «к несчастью, Иоффе не понимает или притворяется, что не понимает, что для использования атомной энергии прежде всего надо найти урановые руды в достаточном количестве». В одну летнюю кампанию, полагал он, это могло быть разрешено. Насколько ему было известно, Ферсман и Хлопин придерживались того же мнения101.
Решение начать работы по урановому проекту было принято, когда шла битва за Сталинград. Когда Курчатов 22 октября был вызван в Москву, Красная армия отчаянно пыталась удержать город. 19 ноября она начала контрнаступление с целью окружить и изолировать немецкие войска в Сталинграде. К моменту приезда Курчатова в Москву (9 января 1943 г.) для встречи с Первухиным Красная армия затягивала петлю. Немецкие войска капитулировали 2 февраля. Сталинград продемонстрировал способность Советского
128
Глава четвертая
государства давать отпор, мужество солдат Красной армии, искусство ее командиров. Впереди еще были тяжелые сражения и кровавые операции, но вермахт больше не казался непобедимым, и уверенность в победе союзников росла.
Советский план контрнаступления под Сталинградом имел кодовое название «Уран». Обычно его связывают с планетой Уран, но оно могло также означать и элемент уран. Автор одной из книг о Курчатове полагает, что «вряд ли можно считать случайным», что контрнаступление имело это название, если учесть, что в то же самое время, когда оно планировалось, было принято решение возобновить работу по урановой проблеме102. Случайно или нет, связь между этими двумя событиями нельзя полностью исключить. Победа под Сталинградом, ее вклад в победу над нацистской Германией означали появление новой мировой державы — Советского Союза, тогда как реализация ядерного проекта должна была обеспечить Советскому Союзу ключевую позицию в послевоенном мире и один из самых мощных символов силы в нем.
Какой же была связь между войной и бомбой в решении Сталина? Совещания, проведенные в 1942 г., показали, что многие ученые скептически воспринимали советы начать работу по ядерному проекту, на том основании, что советская атомная бомба не могла быть создана вовремя, чтобы повлиять на исход войны. В январе 1943 г. Курчатов предостерегал Первухина о том, что Германия может создать атомную бомбу. Но он также выразил сомнение даже в том, что в СССР возможно возобновление исследований в условиях военного времени. Небольшой проект, начатый в 1943 г. с одобрения Сталина, не мог быстро привести к созданию советской бомбы. Возможно, хотя маловероятно, что Сталин в 1942 г. думал иначе. Крайне маловероятно, однако, чтобы весной 1943 г., когда военная фортуна повернулась лицом к русским, Сталин думал, будто советская бомба сможет повлиять на исход войны с Германией.
Кроме того, Советский Союз несомненно получал разведданные о немецком атомном проекте из германских источников, а также от своих агентов в Англии. Британская разведка располагала прекрасной информацией о немецком проекте, которую поставлял Пауль Розбауд, научный редактор берлинского издательства «Шпрингер», передававший надежные сведения о состоянии немецких ядерных исследований в 1942 г.103 Весной 1943 г. британское правительство после того, как получило подтверждение сообщению Розбауда, стало, говоря словами официальной истории британской военной
Принятие решения
129
разведки, «чувствовать себя более уверенным в отношении германской программы ядерных исследований»104. Клаус Фукс в 1942 г. был привлечен к оценке прогресса немцев в ядерных исследованиях. В конце 1943 г., до его отъезда в Соединенные Штаты, информация, переданная им в Москву, «подтвердила», по словам офицера КГБ, контролера Фукса в Лондоне в послевоенное время, «что, во-первых, соответствующие работы в гитлеровской Германии зашли в тупик и, во-вторых, что США и Англия уже строят промышленные объекты по созданию атомных бомб»105. Это показывает, что в 1943 г. Сталин должен был иметь достаточно сведений об уровне исследований в других странах, чтобы не считать советский атомный проект решающим для исхода войны против Германии. Одобренный им проект следует понимать как некую слабую гарантию от неопределенностей, которые могли возникнуть в будущем.
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 матери-. алами. Где-то после Сталинградской битвы, в 1943 г.»106. 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 флота107. 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 проекта108.
Курчатов находился под большим впечатлением от увиденных материалов, все они относились к английскому проекту. Это имело
130
Глава четвертая
«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»109.
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 знать110.
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 вы
Принятие решения
131
воду, что это невозможно. Проблема заключалась не в теоретических расчетах, уже выполненных Харитоном и Зельдовичем, но в данных о сечениях, которые им пришлось использовать в расчетах111. 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 надежды, 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»112. 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»113. 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
132
Глава четвертая
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 Петр-жаком. 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 со гласуются с приведенными в материале» "4.
В заключение Курчатов отметил, что материалы, с которыми он ознакомился, заставили его пересмотреть свои взгляды на многие вопросы и нацелиться на 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
Принятие решения
133
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»1,5. 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 Беркли116. Первухин послал Курчатовскую записку в НКВД. Гайку Овакимяну, заместителю начальника иностранного отдела Главного управления государственной безопасности НКВД, было поручено передать вопросы Курчатова агентам за границей117.
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
134
Глава четвертая
(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»118. Отсюда следуют два вопроса: в какой мере приоритетными стали теперь работы по ядерному проекту и насколько советские лидеры понимали значение атомной бомбы?
Глава пятая
Начало
I
12 апреля 1943 г., выполняя решение Государственного комитета обороны — приступить к атомному проекту, Академия наук приняла секретное постановление о создании новой лаборатории для Курчатова. Она стала известна как Лаборатория № 2, поскольку руководство не хотело, чтобы название раскрывало ее функции1. Находясь формально в составе Академии наук, Лаборатория № 2 подчинялась на самом деле Первухину и Совету Народных Комиссаров. Первухин был тем представителем правительства, с которым Курчатову предстояло иметь дело. Кафтанов отошел на задний план.
Курчатов написал для Первухина доклад, озаглавленный «Протон, электрон и нейтрон», из которого тот мог получить основные сведения о структуре атомов2. В следующем месяце он составил более обширный доклад «Урановая проблема», где описал путь, пройденный от открытия радиоактивности к пониманию атомной структуры, и рассказал о разработке ускорителей частиц и их роли в ядерной физике3. В этом докладе давался обзор представлений о цепной ядерной реакции по состоянию на июнь 1941 г., когда соответствующие исследования в СССР были прекращены. Курчатов лишь кратко остановился на атомной бомбе, упомянув, что цепная реакция на быстрых нейтронах в блоке урана-235 приведет к «взрыву исключительной силы». Но это будет зависеть, писал он, от «решения невероятно сложной технической задачи выделения большого количества этого изотопа из обычного урана»4. Потребуется по меньшей мере несколько килограммов чистого урана-235. Оценки критической массы лежат, отмечал Курчатов, в пределах от двух до сорока килограммов. В этом докладе Курчатов коротко
136
Глава пятая
коснулся и элемента 94, но не упомянул, что его можно использовать вместо урана-235 в качестве активного материала для бомбы5.
Курчатов писал свой доклад после того, как ознакомился с разведывательными материалами, полученными из Англии. То, что он узнал из них, сильно повлияло на содержание доклада, так как в этих материалах особое внимание уделялось различным возможным типам ядерной сборки*, в которой мог быть получен элемент 94б. Курчатов, однако, не заострил на этом внимания и не сослался прямо на информацию, полученную от разведки. Отсюда можно предположить, что данный доклад был рассчитан на то, чтобы просветить не только Первухина, но и других членов правительства. Тех, кто имел доступ к разведывательным материалам или вообще знал о них, было очень мало. Написав доклад 7 марта, Курчатов передал его черновики помощнику Первухина А. И. Васину, чтобы тот их уничтожил7. В последующие годы Курчатов должен был получать специальное разрешение, чтобы показать какие-либо разведывательные данные, полученные из-за границы, своим коллегам-ученым. В те времена он должен был использовать подобную информацию, не ставя своих коллег в известность, откуда она была получена. И он делал это, указывая перспективные направления исследований и выдвигая новые идеи на совещаниях и семинарах. Так, в своей памятке от 22 марта он пишет, что никому не известно, кто автор доклада, но Алиханов и Кикоин ознакомлены с аргументами, содержащимися в нем8.
Курчатов встретился со своими ближайшими коллегами — Ха-ритоном, Флеровым, Зельдовичем, Кикоиным, Алихановым и Лей-пунским в Москве в гостинице «Москва», чтобы принять решение о главных направлениях исследований9. На себя он взял проектирование и постройку экспериментального реактора, производящего образцы элемента 94 для химического и физического анализа10. Первое решение, которое ему предстояло принять, заключалось в выборе типа сборки. В своем апрельском докладе Первухину он оценил, что для тяжеловодного реактора потребуется 15 тонн тяжелой воды, две тонны природного урана, а для уран-графитовой системы — 500-1000 тонн графита и 50-100 тонн урана11. К началу июля Курчатов выбрал в качестве замедлителя графит, и это несмотря на то, что для тяжеловодного реактора потребовалось бы значительно меньше урана. Главная причина такого выбора заключалась в том,
* «Сборка» — реактор. — Прим. ред.
Начало
137
что получить графит было легче, чем тяжелую воду: в Советском Союзе имелись электродные заводы, где производился графит, в то время как строительство головного завода по производству тяжелой воды, которое перед войной планировалось осуществить при азотном заводе в Чирчике в Таджикистане, так и не было закончено. Производство тяжелой воды еще надо было организовывать, и она могла быть получена только «в весьма отдаленные времена»12. Курчатов взял на себя прямое руководство работой по созданию уран-графитовой системы, выбрав одного из своих бывших учеников, И. С. Панасюка, в качестве главного помощника13. Задача строительства тяжеловодного реактора была возложена на Алиханова, который с неохотой соглашался работать под руководством Курчатова. Работа в этом направлении всерьез началась лишь после окончания войны14.
Курчатову не хватало урана для экспериментов. Все, что он мог сделать,— это предложить теоретикам Лаборатории № 2 рассчитать конструкцию сборки. Исай Гуревич и Исаак Померанчук разработали теорию гетерогенной сборки, в которой урановые блоки распределялись в графитовом замедлителе в виде решетки15. Такое размещение снижало вероятность резонансного поглощения нейтронов ураном-238, поскольку уменьшало возможность столкновения нейтронов с атомами урана-238 в процессе их замедления, когда вероятность поглощения была особенно велика. Зельдович и Померанчук разработали теорию замедления и поглощения нейтронов в графите и на этой основе развили метод контроля чистоты графита16. Эта работа была проделана в 1943 г. В январе 1944 г. Померанчук разработал теорию экспоненциальных экспериментов, в которых ключевые измерения могли быть проделаны еще до окончания полной сборки реактора17.
Курчатов знал, что для создания экспериментального реактора потребуются годы. В марте 1943 г. он предложил Леониду Неме-нову, который еще до войны вел работы по циклотрону в институте Иоффе, построить циклотрон и как можно скорее получить регистрируемые количества элемента 94. Он дал Неменову на это 16 месяцев и отправил его и П. Глазунова, инженера из института Иоффе, в Ленинград, чтобы разыскать там генератор, изготовленный для физтеховского циклотрона18. С письмами от Первухина к Андрею Жданову, секретарю ленинградского обкома, Неменов и Глазунов вылетели в Ленинград, взяв с собой более сотни посылок от коллег для родственников в осажденном городе. Самое тяжелое
138
Глава пятая
\
время было позади. В январе 1943 г. Красной армии удалось деблокировать жизненно важную железную дорогу между городом и «Большой землей», как говорили ленинградцы. Но население Ленинграда жестоко пострадало от голода и было сильно ослаблено.
Неменов и Глазунов разыскали части конструкции циклотрона. Они подготовили генератор и выпрямитель к перевозке и извлекли из земли медные трубы и латунные шины, закопанные во дворе Физико-технического института перед эвакуацией его персонала в Казань. Они разыскали также 75-тонный электромагнит на заводе «Электросила», который находился всего лишь в трех километрах от линии фронта. G помощью солдат, присланных к ним военным командованием, они погрузили все оборудование в два товарных вагона, чтобы транспортировать его в Москву. Так как вновь открытая железнодорожная колея проходила через район, обстреливаемый немцами, Неменов и Глазунов вылетели из города на самолете19.
По возвращении в Москву Неменов начал собирать циклотрон. Сделать оставалось еще многое: спроектировать и изготовить ускорительную камеру, разработать систему охлаждения магнитных обмоток, изготовить поковки для магнита на московском заводе «Серп и молот». Наконец, сборка циклотрона была завершена, и в 10 часов утра 25 сентября 1944 г., на два месяца позже назначенного Курчатовым срока, в циклотроне был получен пучок дейтронов. Неменов сообщил об этом по телефону Курчатову, который находился на совещании у Бориса Ванникова, народного комиссара боеприпасов. Курчатов выехал посмотреть на циклотрон в действии и после этого привез всю группу, работавшую над циклотроном, к себе домой, чтобы отметить успех шампанским. На следующий день началось облучение уранил-нитрата, которое продолжалось до декабря 1945 г.20
Облученный материал был передан для исследования в лабораторию младшего брата Курчатова, Бориса, который поступил в Лабораторию № 2 в середине 1943 г.21 Борис Курчатов выделил элемент 93 в первой половине 1944 г. и затем сосредоточился на элементе 94. Он поместил колбу с перекисью урана в сосуд с водой, служившей замедлителем, а в центре колбы расположил радиево-бериллиевый источник нейтронов, остававшийся там в течение трех месяцев. Затем он повторил процесс с облученным ураном и выделил препарат с альфа-активностью. Так в октябре 1944 г. были получены первые следы элемента 94. Первый плутоний (как теперь
Начало
139
назывался элемент 94) из урана, облученного в циклотроне, Борис Курчатов выделил не ранее 1946 г.22
Курчатов не ограничился тем, что поручил химическое выделение плутония только своему брату. Ему надо было улучшить взаимоотношения с Хлопиным, и он решил подключить его к проекту, попросив Радиевый институт разработать метод выделения элемента 94 из облученного урана23. Курчатов не пытался «сводить счеты» с Хлопиным, а, как указывает Флеров, всегда оказывал ему «знаки внимания, проявлял уважение к его знаниям и авторитету. Курчатов всегда указывал на заслуги Хлопина как родоначальника советской радиохимии». Здесь он продемонстрировал свое искусство в обращении с людьми, и неприязнь между двумя учеными исчезла24.
Первоначально разделение изотопов было включено в план работ Лаборатории № 2, но за военные годы достижений было немного. Ответственным за эту часть проекта был назначен Кикоин25. Он организовал исследования по различным методам разделения. Ланге продолжал свою работу над центрифугой, и в 1944 г. они с Кикоиным изготовили в Лаборатории № 2 центрифугу пятиметровой длины. Однако она была слишком шумной в работе и развалилась при резонансной частоте вращения. Ланге переехал в Свердловск, а Кикоин сосредоточил свои усилия на методе газовой диффузии. В конце 1943 г. Курчатов предложил Анатолию Александрову организовать исследования по термодиффузии. В 1944 г. в лабораторию пришел Арцимович, чтобы возглавить работу по электромагнитному разделению26.
Лаборатория № 2 расширялась медленно. В распоряжение Курчатова предоставили сто московских прописок: для проживания в Москве требовалось специальное разрешение. Он также получил право демобилизовать людей из Красной армии27. Вначале лаборатория размещалась в помещении Сейсмологического института в Пырьевском переулке. Вскоре она заняла часть другого института на Большой Калужской улице. По мере разрастания лаборатории Курчатов присматривал место, где ее можно было бы и дальше увеличивать. Он нашел такое место в Покровском-Стрешневе, на северо-востоке города, вблизи Москвы-реки. Там уже начались работы по строительству нового здания Всесоюзного института экспериментальной медицины, и, поскольку площадка располагалась за городом, имелось место для последующего расширения лаборатории. Курчатов принял незавершенное здание, к нему были добавлены другие строения, и в апреле 1944 г. лаборатория переехала в новые
140
Глава пятая
помещения28. На 25 апреля 1944 г. в Лаборатории № 2 числилось 74 сотрудника. 25 из них были ученые, среди которых — Алиханов, Кикоин, Померанчук, Флеров, Неменов, Борис Курчатов, В. А. Давиденко и математик СЛ. Соболев29. С большинством из них Курчатов работал прежде.
Когда Курчатову предложили возглавить исследования по урановой проблеме, он сомневался, будет ли его авторитета как ученого достаточно для такой должности. Очередные выборы в Академию наук должны были происходить в сентябре 1943 г. Когда стало ясно, что на имевшуюся вакансию по отделению физических наук изберут Алиханова, Иоффе и Кафтанов обратились в правительство с просьбой предоставить дополнительную вакансию для Курчатова. Эта просьба была удовлетворена, и Курчатов стал академиком*, не пройдя «промежуточного» звания члена-корреспондента Академии наук. Избранию Курчатова воспротивились некоторые физики старшего поколения, такие как Френкель и Тамм. Оно вызвало всеобщее недоумение. «Казалось, его научные заслуги не столь велики, чтобы выбирать его в действительные члены Академии»31, — как писал один физик в своих мемуарах.
II
Самой серьезной проблемой для Курчатова стало получение урана и графита для сборки. В начале 1943 г. у него был только «пестрый набор» «небольших количеств разнородных, далеко не лучшей чистоты кустарных изделий в виде кусков урана и порошкового урана и его окислов»32. Это было намного меньше 50-100 тонн, необходимых для уран-графитовой сборки, по его оценке, приведенной в докладе Первухину. В 1943 г. в распоряжении Курчатова имелись только одна-две тонны урана, как сообщал он Первухину в июле этого года, и было совершенно неясно, сколько времени понадобится для получения нужных 50 тонн33.
* Здесь автор следует статье Ю. Б. Харитона30. По С. В. Кафтанову (см. также: Иоффе Б. Л. Кое-что из истории атомного проекта в СССР// Сибирский физический журнал. 1995. № 2. С. 79), события протекали несколько иначе: «На вакансию академика по физическим наукам были выдвинуты кандидатами и Алиханов, и Курчатов. Голосовавшие академики предпочли Алиханова. Тогда я (т. е. С. В. Кафтанов.— Ред.) обратился к Молотову с просьбой выделить Академии наук еще одну вакансию действительного члена Академии по физическим наукам. Просьба была удовлетворена. Игорь Васильевич был избран академиком». — Прим. ред.
Начало
141
Первухин и Курчатов вызвали в Москву Хлопина, чтобы тот доложил об имеющихся государственных запасах, которые оказались незначительными по сравнению с тем, что было нужно Курчатову34. Когда Ферсман в ноябре 1940 г. докладывал на заседании Урановой комиссии о его и Хлопина экспедиции в Среднюю Азию, он сказал, что к 1942-1943 гг. можно будет извлекать ежегодно 10 тонн урана. При таких темпах Курчатову понадобилось бы от пяти до десяти лет, чтобы получить уран в необходимом для его сборки количестве35. В 1943 г., после доклада Хлопина, правительство дало задание Наркомату цветной металлургии как можно скорее получить 100 тонн чистого урана36. Это указание мало что дало: «как можно скорее» на практике отнюдь не означало «в первую очередь», так как лишь первоочередные приказы должны были выполняться к определенной дате.
В мае 1943 г. Курчатов просил Н. П. Сужина и 3. В. Ершову из Института редких и драгоценных металлов снабдить его разными соединениями урана и металлическим ураном, причем в каждом случае требовалась необычайно высокая химическая чистота. Первый слиток урана весом около килограмма был получен в лаборатории Ершовой в конце 1944 г. в присутствии комиссии, возглавляемой Первухиным37. Прежде чем получить уран, который ему был необходим, Курчатову предстояло пройти еще долгий путь.
В августе 1943 г. Курчатов просил А. И. Васина, помощника Первухина, помочь ему в получении графита38. Вскоре три с половиной тонны графита были получены с Московского электродного завода39. Графит, предназначавшийся для использования в качестве замедлителя, должен быть чрезвычайно чистым. Испытания показали, что зольность и примеси бора в графите увеличивают сечение захвата нейтронов на порядки величин. Когда Курчатов стал настаивать на том, чтобы завод исключил примеси, ему сказали, что он требует невозможного. С помощью физиков из Лаборатории № 2 завод разработал соответствующую технологию производства. В палатке во дворе лаборатории были проведены испытания по определению чистоты ряда партий графита. Только к концу лета 1945 г. был получен графит требуемой чистоты для использования в ядерном реакторе40.
В конце января 1943 г. Советское правительство послало в вашингтонское Управление по ленд-лизу запрос на 10 килограммов металлического урана, 100 килограммов окиси урана и столько же нитрата урана. Генерал Гровз удовлетворил запрос из опасения, что
142
Глава пятая
отказ привлек бы внимание к американскому проекту как Советского Союза, так и любопытных в Вашингтоне. Соединения урана (но не металл) были отправлены в Советский Союз в начале апреля41. В начале 1943 г. советская Закупочная комиссия запросила по 220 килограммов окиси урана и нитрата урана. Этот заказ был отправлен на Аляску для транспортировки в Советский Союз в июне 1943 г.42 В апреле 1943 г. генерал Гровз предоставил советской Закупочной комиссии экспортную лицензию на 10 килограммов металлического урана. Советская комиссия не смогла найти того, что хотела, и в начале 1945 г. вынуждена была удовлетвориться одним килограммом загрязненного урана. Более поздний запрос советской комиссии на восемь тонн хлорида урана и на такое же количество нитрата урана был отклонен43. В ноябре 1943 г. Советский Союз получил из Соединенных Штатов 1000 граммов тяжелой воды, а затем, в феврале 1945 г., еще 100 граммов44.
Запрошенный из Соединенных Штатов уран пригодился бы для экспериментов в Лаборатории № 245, однако сведения о том, что этот уран когда-либо дошел до Курчатова, отсутствуют46. Конечно, для Курчатова было чрезвычайно важно иметь уран. В. В. Гончаров, инженер-химик, который пришел в Лабораторию № 2 в 1943 г., писал, что в 1945 г. в ней имелось только 90 килограммов окиси урана и 218 килограммов металлического порошка и все это было доставлено из Германии47. Возможно, Советское правительство получало уран из Соединенных Штатов для изготовления сплавов, используемых в производстве вооружений, а не для атомного проекта.
В 1943 г. Дмитрий Щербаков, который был членом Урановой комиссии, написал доклад о советских запасах урана и о том, что необходимо предпринять для их разработки48. Он отметил, что залежи урана в Средней Азии не были изучены должным образом. Поэтому прежде всего следовало бы тщательно их разведать и начать добычу. Организация поисков урана в остальной части страны была сопряжена с большими трудностями. Щербаков был уверен, что радиоактивные минералы могли быть найдены вне пределов Средней Азии, но советские геологи не располагали методами поиска их месторождений. Единственное, что оставалось,— это идентифицировать по описанию урановых месторождений в стране и за рубежом геологические признаки, при которых мог быть обнаружен уран. На основе обзора известных урановых залежей Щербаков составил перечень рекомендаций для проведения разведки урана.
Начало
143
В 1943 г. нескольким отделениям Академии наук было поручено провести поиски радиоактивных руд, и в декабре было доложено о том, что залежи урана найдены в Киргизии49. 2 октября 1943 г. комиссия, организованная при Главном управлении геологии, собралась, чтобы выработать план поисков урана на 1944 г. Вернадский, который к тому времени вернулся в Москву, вместе с Хлопиным и Виноградовым принял участие в этом совещании. Для координации разведывательных работ и исследований и для составления рекомендаций по расширению запасов урана было создано постоянное консультативное бюро, в которое вошли Вернадский и Хлопин50. Однако прогресс был медленным, так что в мае 1944 г. Вернадский обратился к руководству Управления геологии с жалобой на то, что он «не получил... несмотря на... обещание, извещение о том, каковы результаты откачки Тюя-Муюна. Деньги отпущены в достаточном количестве, руда есть,— продолжал Вернадский,— чего же медлить? Это дело должно было бы давно быть сделано»51. Это свидетельствует о том, что работы по разведке урана в планах правительства не были первоочередными. В 1944 г. Щербаков выдвинул идею «разведки широким фронтом», но только в сентябре 1945 г. полевые экспедиции начали полномасштабную разведку. Затем центр внимания был перенесен на Ферганскую долину в Средней Азии52.
Курчатов был обескуражен тем, что работы над проектом продвигаются медленно. 29 сентября 1944 г., спустя четыре дня после запуска циклотрона, он написал Берии, выразив свою озабоченность ходом дел. Письмо заслуживает того, чтобы быть процитированным полностью:
«В письме т. М. Г. Первухина и моем на Ваше имя мы сообщали о состоянии работ по проблеме урана и их колоссальном развитии за границей.
В течение последнего месяца я занимался предварительным изучением новых весьма обширных (3000 стр. текста) материалов, касающихся проблемы урана.
Это изучение еще раз показало, что вокруг этой проблемы за границей создана невиданная по масштабу в истории мировой науки концентрация научных и инженерно-технических сил, уже добившихся ценнейших результатов. У нас же, несмотря на большой сдвиг в развитии работ по урану в 1943-1944 году, положение дел остается совершенно неудовлетворительным (выделено И. В. Курчатовым. — Прим. ред.).
144
Глава пятая
Особенно неблагополучно обстоит дело с сырьем и вопросами разделения. Работа Лаборатории № 2 недостаточно обеспечена материально-технической базой. Работы многих смежных организаций не получают нужного развития из-за отсутствия единого руководства и недооценки в этих организациях значения проблемы.
Зная Вашу исключительно большую занятость, я все же, ввиду исторического значения проблемы урана, решился побеспокоить Вас и просить Вас дать указания о такой организации работ, которая бы соответствовала возможностям и значению нашего великого государства в мировой культуре»53.
Курчатову явно не повезло с поддержкой, которую он получал от Молотова. Он обнаруживал, что другие организации сотрудничают с ним недостаточно эффективно, и причиной было непризнание советским руководством решения урановой проблемы как дела первостепенной важности. Особенно Курчатов был раздосадован разрывом в развитии советского проекта и «проекта Манхэттен». Он лучше, чем кто-либо другой, понимал, насколько велик был этот разрыв в действительности.
III
В конце 1942 г. Петр Иванов, сотрудник советского консульства в Сан-Франциско, попросил Джорджа Элтентона, английского инженера, который ранее работал в Ленинградском институте химической физики и теперь жил у залива Сан-Франциско, чтобы тот раздобыл информацию о работе Радиационной лаборатории в Беркли54. Элтентон обратился за помощью к Хакону Шевалье, близкому другу Роберта Оппенгеймера, одного из ведущих физиков в Беркли (хотя и не работавшего в Радиационной лаборатории), только что назначенному руководителем лаборатории в Лос-Аламосе. В начале 1943 г. у Шевалье состоялся короткий разговор с Оппенгеймером, в ходе которого Шевалье сказал ему, что Элтентон мог бы передать информацию для Советского Союза. Оппенгеймер дал ясно понять, что он не хочет иметь ничего общего с подобными делами55.
Иванов все-таки пытался получить информацию об исследованиях, которые велись в Радиационной лаборатории. Служба контрразведки «проекта Манхэттен» подозревала нескольких ученых в передаче информации в советское консульство и организовала их увольнение из лаборатории или призыв в армию с назначением на должности, не связанные с секретной работой. Обвинений, однако,
Начало
145
не последовало56. Новые свидетельства советского шпионажа были получены в течение 1943 и 1944 гг. Сотрудники Металлургической лаборатории в Чикаго, подозреваемые в передаче информации Советскому Союзу, были уволены, но обвинения вновь не были предъявлены. Служба контрразведки также опасалась, что могла быть передана информация о проекте завода по газодиффузионному разделению изотопов в Ок-Ридже57.
В июле 1943 г. Курчатов написал Первухину еще один доклад о разведданных, касающихся «проекта Манхэттен». Из этого доклада становится ясным, что Советский Союз получал обширную информацию о прогрессе в работах американцев. Курчатов представил обзор 286 сообщений по различным вопросам: методам разделения изотопов, уран-тяжеловодному и уран-графитовому реакторам, трансурановым элементам и химии урана. Однако информация из Соединенных Штатов была недостаточно детальной и не такой полной, как сообщения, полученные в 1941-1942 гг. из Англии. «Эти материалы... дают лишь краткое изложение общих результатов исследования, — писал Курчатов о сведениях разведки по уран-графитовой сборке, — и не содержат очень важных технических подробностей». «Естественно, что получение подробного технического материала по этой системе из Америки,— указывал он,— является крайне необходимым»58. Из доклада Курчатова не ясно, знал ли он в июле 1943 г. об успехе Ферми, получившего в Чикаго в декабре предыдущего года самоподдерживающуюся цепную реакцию в уран-графитовой сборке.
В том же докладе Курчатов прокомментировал разведывательные материалы об американских исследованиях элементов 93 и 94. Материалы содержат довольно подробную информацию о физических свойствах этих элементов, включая сечения деления на медленных нейтронах элемента 94. Более того, в них имелись ссылки на работу Гленна Сиборга и Эмилио Сегрэ в Беркли по делению быстрыми нейтронами элемента 94. «По своим характеристикам по отношению к действию нейтронов,— писал Курчатов,— этот элемент подобен урану-235, для которого деление под действием быстрых нейтронов пока еще не изучено. Данные Сиборга для эка-ос-мия-239 представляют, таким образом, интерес и для проблемы осуществления бомбы из урана-235. Получение сведений о результатах этой работы Сиборга и Сегре представляется поэтому особенно важным»59.
146
Глава пятая
В конце доклада Курчатов отметил: «...У нас в Союзе работы по проблеме урана (конечно, пока еще в совершенно недостаточном объеме) проводятся по большинству направлений, по которым она развивается в Америке»60. Только в двух областях это было не так: в работах по тяжеловодному реактору и по разделению изотопов методом электролиза. По мнению Курчатова, первая проблема заслуживала серьезного внимания, другая же не представлялась очень перспективной61.
В декабре 1943 г. Клаус Фукс прибыл в Нью-Йорк как член английской группы специалистов по газовой диффузии. Он оставался в Нью-Йорке в течение девяти месяцев, разрабатывая теорию процесса газодиффузионного разделения изотопов. Он знал, что строится большой завод, но не знал, что строительство осуществляется в Ок-Ридже (штат Теннесси). Фукс находился теперь под контролем НКГБ, а не ГРУ. Он передал своему новому курьеру, Гарри Голду, общую информацию о перегородках, ключевом элементе в диффузионном процессе, и сообщил, что они делаются из спеченного никелевого порошка, хотя не мог дать сведений о каких-либо технических деталях. Он передал также все отчеты по газовой диффузии, подготовленные нью-йоркским управлением британской миссии62. Как признался Фукс позже, во время своего пребывания в Нью-Йорке он «на самом деле еще ничего не знал ни о реакторном процессе, ни о роли плутония»63. Тем не менее благодаря полученной информации Курчатов и Кикоин узнали, что в Соединенных Штатах для получения урана-235 в больших масштабах выбран метод газовой диффузии. Они также получили общее представление о проекте завода и о трудностях, с которыми было сопряжено его строительство. Эта информация явно повлияла на решение Кикоина сконцентрировать усилия на работах по газовой диффузии (а не по центрифугированию) как предпочтительном методе разделения изотопов в больших масштабах. Возможно, это было не лучшим решением, так как позднее оказалось, что центрифугирование является более эффективным методом.
К началу 1945 г. советская разведка имела общее представление о «проекте Манхэттен». В феврале 1945 г. В. Меркулов, народный комиссар госбезопасности, писал Берии, что, как показали исследования ведущих американских и английских ученых, атомная бомба реальна, и для того, чтобы ее изготовить, нужно решить две главные задачи: получить необходимое количество делящегося материала — урана-235 или плутония — и сконструировать саму бомбу.
Начало
147
Завод по разделению изотопов был построен в Теннесси, а плутоний производился в Хэнфорде (штат Вашингтон). Сама бомба разрабатывалась и собиралась в Лос-Аламосе, где работали около 2000 человек. Было разработано два метода взрыва бомбы: пушечная схема и имплозия. Первого испытания бомбы можно было ожидать через два или три месяца. Меркулов также передал весьма общую информацию об урановых месторождениях в Бельгийском Конго, Канаде, Чехословакии, Австралии и на Мадагаскаре64.
Советская разведка получила информацию и об англо-канадском проекте военного времени, наиболее важными элементами которого были проектирование и постройка тяжеловодного реактора. Источником информации был Алан Нанн Мэй, английский физик, который в 1942 г. вошел в состав ядерной группы Кавендишской лаборатории и позднее был послан работать в Монреальскую лабораторию. Весной 1945 г. Мэй передал в советское посольство в Оттаве письменное сообщение обо всем, что он знал об атомных исследованиях. Позднее он говорил, что сделал это, «чтобы работы по атомной энергии велись не только в США»65. В первую неделю августа 1945 г. он передал микроскопическое количество урана-235 (слабо обогащенный образец) и урана-23366. Образцы урана-235 и урана-233 сразу же были отправлены в Москву67. В марте 1945 г. в одном из своих докладов Курчатов написал Первухину, что было бы чрезвычайно важно получить несколько десятков граммов высо-кообогащенного урана68. Того, что передал Мэй, было явно недостаточно.
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»69. 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 боеприпасов70. Выбор Курчатова многих удивил, поскольку Харитон, с его мягкими и интеллигент
148
Глава пятая
ными 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 оружия71. 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 ура-не-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 вооружениями72.
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 имплозии73. 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 сдетонирует74.
Начало
149
No comments:
Post a Comment