В течение следующего месяца Багге постоянно перемещается между Берлином, Лейпцигом, снова Берлином и Килем, консультируя соответствующих специалистов относительно своего изобретения. Кроме того, он сам искал нужных специалистов, способных предоставить важнейшую для его аппарата деталь – топку для тяжелых металлов. 11 сентября Багге предстал перед руководителем военных исследований профессором Э. Шуманом. «Мы собрались вместе с доктором Баше, – писал Багге в своем дневнике, – встреча сильно напоминала допрос, но ее результаты обнадеживали». Во время встречи Багге случайно узнал, чем был вызван этот повышенный интерес к выделению изотопов урана. Он услышал, как Дибнер и Баше обсуждали растущую стоимость атомной программы. Они сетовали на то, что люди и средства все больше отвлекаются от работ по получению урана-235, поскольку согласно новой концепции решено сосредоточиться на производстве тяжелой воды и использовать в реакторе природный уран. При этом Дибнер полагал, что, даже если получение урана-235 не является больше наиболее важной проблемой, этот изотоп абсолютно необходим для получения взрывчатого вещества. Таким образом, перед Багге неожиданно открылись новые перспективы.

Дибнер вновь отправил его в Париж, как он сказал, «до середины октября». Однако Багге было суждено вернуться в Берлин только в конце ноября. Ему предстояло представить свой «изотопный шлюз» группе специалистов в соответствующих областях: Гартеку, Клузиусу, Бонхофферу, Коршингу, Вирцу и, конечно, Баше с Дибнером. На совещании было принято окончательное решение приступить к созданию машины Багге. Создание прототипа было поручено берлинской фирме «Bamag-Meguin». Прошло двенадцать месяцев с тех пор, как Багге представил руководству свой первый проект.

В то же время один из лучших ученых группы Гартека в Гамбурге доктор Вильгельм Грот начал разрабатывать устройство, свидетельствующее о том, как далеко немецкие физики продвинулись в атомной программе: ультрацентрифугу, предназначенную для обогащения изотопа урана-235. Три года назад американский ученый Дж. Бимс опубликовал в журнале «Review of modern physics» описание газовой центрифуги. Как и профессор Мартин из Киля, Грот предложил адаптировать это изобретение для работы с гексафторидом урана. Теперь фактор тепловой диффузии можно было не учитывать, поскольку преимущество центрифуги заключалось в том, что разделение изотопов было основано на разнице в массе атомов, в данном случае урана-235 и урана-238. Их абсолютная масса при этом не играла никакой роли. Грот потратил несколько недель, прежде чем нашел предприятие, которое было готово изготовить для него прототип ультрацентрифуги.

В августе Грот начинает переговоры с главой исследовательского центра компании «Anschutz & Co.» со штаб-квартирой в Киле доктором Бейерлем. Фирма специализировалась на производстве гироскопов. Через неделю с этой компанией был подписан контракт на изготовление прототипа ультрацентрифуги. 10 октября в Гамбург были отправлены первые чертежи, а еще через девять дней, после обсуждения проекта в Киле, был составлен окончательный проект, работа над которым завершилась к 22 октября. К тому времени компания уже произвела специальный двигатель, способный работать на скорости до 60 тысяч оборотов в минуту. Еще через два дня, когда Гартек, Баше и Дибнер собрались в управлении вооружений для обсуждения хода проекта, они решили, что, помимо «изотопного шлюза» Багге, следует дать зеленый свет и работам, осуществлявшимся компанией «Anschutz». Бейерль подсчитал, что стоимость прототипа ультрацентрифуги составит от 12 до 15 тысяч рейхсмарок.

Другие фирмы предлагали гораздо более жесткие условия. Гамбургская группа первоначально планировала создание двигателя центрифуги из особо прочных сплавов стали. Это считалось необходимым, исходя из предполагаемых высоких нагрузок на двигатель. Однако компания «Крупп», на которую предполагалось возложить поставку необходимых материалов, затребовала восемь месяцев на проведение соответствующих работ, поэтому ученым пришлось довольствоваться двигателем из легких сплавов. Компания «United Light Alloy Works» из Ганновера, напротив, гарантировала поставку нужного сплава марки «Bondur» к декабрю текущего года. Для того чтобы еще более ускорить создание ультрацентрифуги, сотрудники Гамбургского института решили построить ротор и вакуумную камеру в своей мастерской. Полностью работы планировалось завершить к концу февраля. Что касается экспериментов по технологии Клузиуса – Диккеля, первоначальные опыты с их аппаратурой решили провести с ксеноном, а не с гексафторидом урана. В декабре 1941 года Грот докладывал: «Теоретически ультрацентрифуга сможет переработать более двух килограммов гексафторида в день. При этом произойдет обогащение (урана-235) более чем на семь процентов».

Несмотря на то что в 1941 году немцы склонялись к процессу обогащения урана по технологии Клузиуса – Диккеля, у них «в запасе» имелось еще как минимум семь различных способов достижения этой цели. Сюда относятся масс-спектрограф лаборатории фон Арденне, тепловая диффузия, метод «вымывания» на основе закона распределения Нернста, применение растворов урана, «изотопный шлюз» доктора Багге, диффузия изотопов в металлах-носителях и, наконец, ультрацентрифуга. В то же время немцы игнорировали процесс использования газовой диффузии при пропускании гексафторида урана через пористое тело. А ведь именно этот способ, разработанный немецким ученым Густавом Герцем[12], впоследствии был успешно применен в Великобритании и США. Дальнейшее изучение хода германской атомной программы показывает, что и здесь немцы допустили оплошность.

Летом 1941 года внимание немецких ученых вновь было приковано к использованию в качестве атомного топлива плутония. Прошлой осенью в лабораторию барона Манфреда фон Арденне в Берлин-Лихтерфельде пришел новый сотрудник профессор Фриц Хоутерман. Судьба этого неординарно мыслившего ученого тоже сложилась весьма необычно. После победы национал-социалистов на выборах 1933 года он эмигрировал из Германии в Россию, где читал лекции по физике в одном из организованных НКВД закрытых институтов тюремного типа. После германо-советского пакта 1939 года и объявленной в связи с ним амнистии Хоутерман был выслан в Германию и передан в руки германской тайной полиции, а затем помещен в берлинскую тюрьму. Через три месяца его выпустили из тюрьмы, однако запретили работать в государственных учреждениях. Профессор Макс фон Лауэ использовал все свое влияние на то, чтобы уговорить фон Арденне принять злосчастного Хоутермана на работу в лабораторию в Лихтерфельде.

Такое решение, безусловно, пошло на пользу фон Арденне. Хоутерман приступил к выполнению своих новых обязанностей в первый день 1941 года. Первой поставленной перед ним задачей было определение эффективности различных методов выделения изотопов. Затем он приступил к определению эффективного сечения для медленных нейтронов в различных средах. Ему приходилось полагаться на существующие в природе источники излучения нейтронов, поскольку работы над созданием под эгидой почтового ведомства двух циклотронов только начинались.

Через восемь месяцев Хоутерман по результатам своей работы составил знаменитый отчет «К вопросу об инициировании цепной реакции». На 39 страницах машинописного текста он пересмотрел всю теоретическую часть проекта и впервые выполнил подробные расчеты для цепной реакции, инициированной быстрыми нейтронами[13]. Кроме того, он рассчитал критическую массу урана-235, то есть количество этого вещества, необходимое для инициирования цепной реакции под воздействием быстрых нейтронов, которая приведет к взрыву огромной разрушительной силы. Многие историки настаивают на том, что немцы никогда не занимались вопросом определения критической массы урана-235 и не думали о роли быстрых нейтронов в цепной реакции.

А ведь Хоутерман занимался и той и другой проблемой. В сентябре 1942 года Зигфрид Флюгге в своем докладе о цепной реакции с использованием быстрых нейтронов подчеркивал важность получения урана-235 для «урановой бомбы». Примерно в то же время Гейзенберг в ответ на вопрос о размерах такой бомбы заявил, что она «будет размером с ананас». Год спустя Гейзенберг составил график, где показал ход цепной реакции быстрых нейтронов в массе урана-235. Кроме того, он внес исправления в расчеты критической массы урана Хоутермана на основе аналогичных работ, проведенных в 1943 году физиками из Вены Йентшке и Линтнером.

В своем отчете Хоутерман подробно остановился на возможности применения в качестве ядерного топлива плутония. В начале февраля 1941 года немецкие ученые Фольц и Хаксель заявили, что могут экспериментально доказать, что поглощение нейтронов ураном-238 на самом деле гораздо ниже, чем это было рассчитано теоретически. Далее авторы сделали вывод, что в связи с этим положение Вайцзеккера о том, что продукт распада урана-239, в свою очередь, подлежит дальнейшему делению, следует пересмотреть, так как фактически было произведено очень небольшое количество этого вещества. Хоутермана не смутило это заявление. Он в ответ заявил, что следует уделять меньше внимания выделению необходимого изотопа урана, сосредоточившись на построении ядерного реактора правильной конструкции. Ведь в природном уране содержится в 139 раз больше урана-238, чем урана-235, а это значит, что необходимо приложить максимум усилий на правильном использовании имеющегося в изобилии урана-238 и не тратить времени и ресурсов на значительно более редкий уран-235. «Каждый нейтрон, вместо того чтобы вызвать деление урана-235, захватывается ураном– 238 и создает тем самым новые ядра, которые подлежат делению под воздействием тепловых нейтронов»[14], – пишет Хоутерман.

Таким образом, любой реактор, в котором происходит цепная реакция урана, может рассматриваться как своего рода «машина трансформации изотопов», которая по своим возможностям значительно превосходит любые другие средства выделения изотопов. Остается только определить химические средства, с помощью которых можно получить этот новый элемент внутри уранового реактора.

Стройную теорию Хоутермана можно рассматривать в качестве поворотного пункта всего германского атомного проекта. Казалось, теперь оставалось только построить урановый реактор на тяжелой воде. А до тех пор, пока это решение не получит практического воплощения, следовало срочно начинать процесс выделения урана-235.

Основной чертой любого большого научного открытия является его универсальность. Это особенно явно проявляется в военное время, когда различные научные школы в разных странах вынуждены действовать самостоятельно, ничего не зная о достижениях своих коллег. Этот тезис подтвердили параллельные исследования, проводившиеся в Германии и ее странах-сателлитах и союзниками антигитлеровской коалиции в области, например, радиолокации и реактивных двигателей[15].

Летом 1940 года ученые, работавшие в ряде университетов стран-союзниц, методом исключения остановились на единственном из множества способов выделения изотопа урана-235. Один за другим из-за непомерной дороговизны или технологической сложности были отметены электромагнитная реакция Нира, тепловая диффузия, применение центрифуги. Наконец, самой перспективной была признана диффузия газов через пористые тела. От тепловой диффузии, известной в Германии как «метод Клузиуса – Диккеля», пришлось отказаться, «поскольку не существует соединений урана, которые можно было бы в ней использовать».

Процесс газовой диффузии, взятый на вооружение британскими учеными, предполагает прохождение газообразного соединения урана, того самого единственно возможного для применения гексафторида урана, под точно рассчитанным давлением через мембрану. При этом атомы урана-235 легче преодолевают препятствие, чем более тяжелые атомы другого изотопа. Для того чтобы добиться нужной степени обогащения, процесс необходимо многократно повторить. Оборудование, задействованное в процессе, требует значительных затрат энергии. К тому времени этот принцип был уже хорошо известен: он был опробован английским ученым Ф. Астоном еще на начальном этапе изучения свойств изотопов, а затем в начале 30-х годов усовершенствован в Германии Густавом Герцем как способ выделения изотопов неона.

В декабре 1940 года группа британских ученых под руководством эмигранта Ф. Симона создала крупное предприятие, способное с помощью аппаратуры Герца ежедневно производить до одного килограмма 99-процентного урана-235. Занимая площадь примерно 40 акров, предприятие потребляло примерно 60 тысяч киловатт электроэнергии. В том же месяце фирма «ICI» получила контракт на производство гексафторида урана, газа, значительные запасы которого к тому времени уже имелись в Германии.

В целом по сравнению с Великобританией США тогда отставали в ядерной программе, несмотря на то что, как уже упоминалось выше, американскими учеными с помощью циклотрона в Беркли, штат Калифорния, был получен плутоний, являющийся альтернативным ядерным топливом. Встревоженный сообщениями, явно преувеличивавшими успехи ученых из «Вирус-Хауса», летом 1940 года американский комитет по урану развернул исследовательскую программу под патронажем руководителя Национального совета по военным исследованиям доктора Ванневара Буша. Буш получил разрешение президента США провести консультации с британскими учеными, и в марте 1941 года из Вашингтона в Англию стали поступать первые научные отчеты. На основе этих данных профессор Пайерлс пришел к выводу, что критическая масса урана-235 составит восемь килограммов или даже меньше. Еще через два месяца компании «Metropolitan-Vickers» было поручено строительство предприятия по обогащению методом газовой диффузии урана-235. Работы Кембриджской лаборатории по получению плутония были приостановлены в связи с отсутствием в Великобритании циклотрона.

Некоторые авторитетные британские ученые выразили сомнение относительно целесообразности использования плутония в качестве ядерного взрывчатого вещества. Ведь производство плутония, как они считали, следовало увязывать с производством тяжелой воды, что само по себе было бы не более простой задачей, чем получение урана-235.

В июле 1941 года правительственный комитет по атомной программе MAUD составил специальный отчет, в котором были подробно рассмотрены основные аспекты ее реализации. В отчете, в частности, указывалось, что для создания атомной бомбы необходимо примерно 10–10,5 килограмма урана-235; при этом мощность взрыва бомбы будет эквивалентна 1800 тоннам тринитротолуола. Далее комитет отмечал:

«По имеющимся данным, Германия предприняла серьезные шаги для получения значительных количеств тяжелой воды. Ранее мы предполагали, что это вещество будет иметь большое значение и для нашего проекта. Однако, как оказалось, применение тяжелой воды для высвобождения атомной энергии ограничивается рамками задач, далеко стоящих от ее использования непосредственно в военных целях. Не исключено, что немцы уже поняли это, поскольку путь, выбранный нашими учеными, является очевидным для любого грамотного физика».

На основе отчета был сделан вывод, что все необходимые для создания первой атомной бомбы компоненты будут в распоряжении Великобритании к концу 1943 года.

Могла ли Германия получить ядерное оружие раньше этого срока? Британская разведка предпринимала все необходимые меры для того, чтобы следить за работами противника в этой области. В частности, поскольку путь Германии к этому оружию зависел от продукции предприятия в Рьюкане, английская разведка сосредоточила усилия на отслеживании информации, связанной с этим предприятием, а также с любыми упоминаниями противником тяжелой воды. Когда летом 1941 года в Лондон поступили данные из Трондхейма относительно предпринимаемых Германией попыток увеличить производство тяжелой воды, британская разведка сделала вывод, что германскую атомную программу следовало воспринимать всерьез.

Копию телеграммы передали доктору Р. Джонсу, молодому ученому, являвшемуся одновременно офицером Интеллидженс сервис. Джонс связался с коммандером Эриком Уэлшем, руководителем норвежской секции Интеллидженс сервис, в годы Первой мировой войны офицером тральщика британских ВМС, а после нее – владельцем лакокрасочного предприятия в Норвегии. Женатый на гражданке Норвегии, Уэлш обладал скромным научным кругозором, что не вполне способствовало выполнению полученного им задания. Он подтвердил получение копии телеграммы из Трондхейма и тут же осведомился о том, что представляет собой эта самая тяжелая вода и видел ли кто-нибудь вообще эту субстанцию. В ответ Джонс вновь подчеркнул важность задания руководства и попросил Уэлша обратиться за подробной информацией в компанию «Norwegian Hydro».

Вскоре пришел ответ из Трондхейма, оказавшийся для британской разведки неприятным сюрпризом: подозрительные норвежцы увидели в запросе притязания союзников на это предприятие после войны. Британский агент в Трондхейме прямо интересовался, не стоит ли за этим запросом британская фирма «Imperial Chemical Industries», конкурент «Norwegian Hydro» в мирное время. «Помните, – приписал агент, – что кровь тяжелее, чем даже тяжелая вода». Джонс сумел подавить в себе любопытство относительно автора-остряка; впрочем, той же осенью эти два человека все равно встретились. Сейчас же на острие усилий Интеллидженс сервис в Норвегии оказался, к ужасу прикомандированных к этой службе ученых, коммандер Уэлш, единственный кадровый офицер разведки, обладавший хоть какими-то научно-техническими знаниями. Если раньше положение Уэлша в связи с важностью норвежских спецобъектов было очень прочным, теперь оно становилось практически незыблемым.

Америка все еще не вступила в войну, а американские физики все еще «не сосредоточили свои усилия на решении военных задач». Даже к середине 1941 года крупные лаборатории в США были склонны рассматривать уран в основном только как источник энергии, и только получение копии отчета британского комитета MAUD дало понять Вашингтону, что времена меняются. В то же время впервые была затронута серьезная проблема другого плана: представитель британских ученых кругов в Вашингтоне в письме в консультативный ученый комитет при кабинете министров напрямую указывал на необходимость решить для себя принципиальный вопрос: предусматривается ли применение ядерного оружия после его создания? «Например, захотят ли премьер-министр нашей страны или американский президент и соответствующие штабы санкционировать полное разрушение Берлина и близлежащей территории одной-единственной бомбой, если такое станет возможным?»

Такой вопрос, затрагивающий моральный аспект проблемы, был задан официальным историком, работавшим в годы войны в британской группе исследований в области атомной программы. Истина состояла в том, что в те времена перед британскими учеными не стояло дилеммы, и все, кроме убежденных пацифистов, были глубоко убеждены в справедливости войны и необходимости разгрома Германии. И особенно глубоко в этом были убеждены беженцы из Европы, сыгравшие столь значительную роль в создании бомбы. К тому же в те времена многие считали, что и немцы близки к открытию секрета ядерного оружия. Ведь, несмотря на то что многие видные ученые покинули страну, многие другие предпочли остаться. Среди них были такие признанные авторитеты, как Гейзенберг, Вирц, Ган, и многие другие лучшие умы страны, которые не мыслили себя вне ее. Разрозненные сведения о работе Германии над атомным оружием поступали из министерства экономического противодействия, из Швейцарии, из США, – все были озабочены возможной новой опасностью, исходившей из этой страны. Например, сотрудники министерства узнали о возрастающем интересе немцев к урановым рудникам Португалии; часть из них уже экспортировала в Германию свою продукцию. В то же министерство поступили данные о закупке немцами большого количества вентиляторов, пригодных к применению на предприятиях обогащения урана-235 методом газовой диффузии.

И если большая часть этой информации на первый взгляд представляла собой разбросанные несистематизированные данные, которые нельзя было трактовать однозначно, от некоторых фактов нельзя было так просто отмахнуться: в частности, зачем немцам вдруг понадобилось резко увеличивать выпуск тяжелой воды. С помощью ученых, эмигрировавших из Германии в Великобританию, британские секретные службы начали поиск местонахождения и определение рода деятельности их бывших коллег-физиков, сохранивших верность отечеству. Профессор Пайерлс и его коллеги составили для Интеллидженс сервис подробный список, куда включили шестнадцать наиболее значительных с их точки зрения имен, в основном из числа сотрудников знаменитого учреждения имени кайзера Вильгельма[16].

Британские разведывательные службы не обладали столь многочисленной агентурой в Германии, чтобы приставить к каждому из перечисленных ученых отдельного соглядатая, поэтому они пошли другим путем. Стали тщательно изучаться выходившие в Германии научные журналы и графики лекций; исходя из этого можно было определить рабочий распорядок каждого интересовавшего англичан ученого. Постепенно они получили полную картину их деятельности.

Члены комитета MAUD отдавали себе отчет в том, что без поддержки премьер-министра их широкое, но сомнительное предприятие с самого начала было бы обречено на провал. Поэтому они позаботились о том, чтобы с их выводами ознакомился научный советник и доверенное лицо премьера профессор Линдеман, заблаговременно отправив ему копию своего доклада.

27 августа Линдеман написал Черчиллю на шести страницах конфиденциальное письмо, напоминая ему о сверхмощном взрывчатом веществе, примерно в миллион раз превосходившем химическую взрывчатку, о котором он ранее неоднократно рассказывал премьер-министру. «В этом направлении проделана огромная работа и у нас, и в Америке, и, возможно, в Германии; примерно через два года такие бомбы будут готовы к применению». Он упростил расчеты и предположения комитета MAUD и свел их к утверждению, что в недалеком будущем «один аэроплан сможет доставлять к цели бомбу весом около одной тонны; при этом сила ее взрыва составит около двух тысяч тонн тротила». Линдеман утверждал, что союзники располагают значительными запасами урана в Канаде и Бельгийском Конго, напомнив Черчиллю, что «у немцев (таких запасов) не так много, но, боюсь, достаточно».

При правильной постановке производства стоимость одной бомбы при темпе производства один боеприпас в неделю составит 5 миллионов фунтов стерлингов; при этом придется лишь несколько переквалифицировать рабочий и инженерный состав, привлекая к работам персонал, занятый, например, в изготовлении турбин. «Люди, занимающиеся этой проблемой, готовы ставить десять к одному на свой успех. Я бы не поставил больше, чем два к одному, но тоже уверен, что в течение двух лет проблема будет решена. Но для меня ясно, что нам нужно торопиться. Было бы непростительно уступить первенство немцам и тем самым позволить им разгромить нас или, наоборот, взять реванш после того, как мы разгромим их».

Решение начать в Великобритании масштабные исследования в области ядерной физики было принято в конце сентября на заседании научного консультативного комитета при военном кабинете, сформулировавшем свои рекомендации премьер– министру Черчиллю. В докладе комитета подчеркивалась мысль, что единственными врагами Британии в Европе были Германия и ее союзники. Настаивая на немедленном начале соответствующих работ, комитет подчеркивал: «Невозможно переоценить важность разрушительной мощи нового оружия, а следовательно, и важность этой программы. Кроме того, мы не должны забывать, что и немцы ведут работы в этом направлении и в любой момент могут достичь нужных результатов. Всем известно, что именно видный немецкий физик профессор Ган несколько лет назад начал изучение процесса расщепления урана. Несмотря на то что заблаговременно были приняты меры, чтобы убедить бельгийскую компанию сократить запасы оксида урана на территории своей страны (часть из них сейчас находится в Канаде), около восьми тонн попали в руки немцев после того, как они оккупировали эту страну»[17].

Все эти причины побудили британские власти уделить первоочередное внимание созданию своего ядерного оружия. Премьер-министр и члены комитета начальников штабов сделали соответствующие выводы из письма профессора Линдемана. Куратором проекта от правительства был назначен один из министров Джон Андерсон. 3 сентября комитет начальников штабов принял решение не жалеть на развитие проекта по созданию атомной бомбы ни времени, ни материалов, ни денег, ни труда. Главным администратором проекта стал директор компании «ICI» Уоллас Акерс. Вместе со своим заместителем Майклом Перрином он переехал в выделенное для работы над британской атомной программой здание по адресу: Олд-Квин-стрит, дом 16 (с кодовым названием «Директорат по сплавам»). Частью его обязанностей было совместно с уже упомянутым ранее офицером Уэлшем направлять деятельность британской разведки по выявлению хода соответствующих работ в Германии. Одним из первых посетителей здания стал агент из Трондхейма, тот самый, который сначала предупредил о намерении немцев увеличить производство тяжелой воды, а затем выразил подозрения по поводу компании «ICI» и ее повышенного интереса к этому вопросу.

Агентом, как оказалось, был тридцатисемилетний профессор Лейф Тронстад, который несколько лет назад вместе с Йомаром Бруном организовал в компании «Norwegian Hydro» предприятие по производству тяжелой воды. В годы войны Тронстаду было присвоено воинское звание майора; он возглавил секцию IV Верховного командования Норвегии в Лондоне; в круг его обязанностей входили разведка, шпионаж и диверсионные акты. Именно при выполнении своих обязанностей он погиб три года спустя на территории Норвегии.

В США была разработана теория выделения в урановом реакторе во время цепной реакции плутония, который может быть использован в качестве ядерного взрывчатого вещества. В марте 1941 года на большом циклотроне в Беркли было получено небольшое количество плутония-239; в том же месяце сотрудники лаборатории экспериментально доказали, что новый элемент так же легко вступает в реакцию деления, как и уран-235[18]. В декабре американское правительство еще до того, как в стране был построен первый урановый реактор, приняло решение о создании в Чикаго предприятия по производству плутония. В тот же месяц, когда немецкие военные высказали первые опасения за успех своей атомной программы, в США был создан комитет политических лидеров страны, призванных контролировать ход собственного атомного проекта, во главе с президентом Рузвельтом.

После вступления Америки в войну все исследования урана в мирных целях были прекращены, и страна сосредоточилась на создании атомной бомбы. «Политика, которую разработали и которой твердо придерживались президент Рузвельт и его советники, была проста, – позже писал американский военный министр Стимсон, – а именно: не жалеть усилий для скорейшего успешного создания атомного оружия. Причины такой политики были не менее просты: первые успешные эксперименты в области деления атома состоялись в 1938 году в Германии, и все знали, что немцы продолжали работать в этой области. В 1941 и 1942 годах, – продолжал Стимсон, – все были уверены, что здесь они (немцы) были впереди нас, поэтому было жизненно важным, чтобы они не сумели первыми применить это оружие на поле боя».

К концу лета 1941 года немцы добились гораздо меньших успехов в своей атомной программе, чем этого можно было ожидать. Норвежская компания «Norwegian Hydro» получила контракт на поставку в Германию 1500 килограммов тяжелой воды, и в период с 9 октября до конца 1941 года немцы получили первый 361 килограмм этого вещества. К концу того же года германская промышленность произвела более двух с половиной тонн металлического урана, а предприятие во Франкфурте вышло на уровень производства одной тонны урана ежемесячно. И все же, когда профессор Гейзенберг и Допель приступили ко второму эксперименту на урановом реакторе с использованием тяжелой воды, полученной в Норвегии, они вновь воспользовались оксидом урана, применение которого дало столь разочаровавшие результаты в начале года в Берлине, Лейпциге и Гейдельберге. Их реактор вновь представлял собой алюминиевую сферу диаметром 75 сантиметров, в которую поместили 164 килограмма тяжелой воды и 142 килограмма оксида урана, расположив их двумя уровнями вокруг находившегося в центре реактора источника нейтронов. Сам реактор опустили в емкость с водой. Эксперимент проходил в лаборатории Допеля в Лейпциге.

Сначала ученым не удалось зафиксировать заметного увеличения количества нейтронов. Однако, повторив вычисления с учетом поглощения нейтронов алюминием, отделявшим друг от друга слои уранового топлива, они получили цифру, показавшую увеличение числа нейтронов примерно на 100 в секунду. Теперь немецкие ученые, наконец, почувствовали, что находятся на правильном пути. С лета 1941-го до начала 1942 года они верили, что каждый новый день приближает их к заветному успеху. По мере продолжения серии экспериментов в Лейпциге и получения новых данных эта уверенность крепла; ученые стали говорить о решающем успехе, разбирать и шаг за шагом устранять возможные причины прежних ошибок, которые рождали у них ложные надежды. Такое оживление продолжалось до того, как в конце лета профессор Гейзенберг объявил, что новая конфигурация реактора позволит получить нужные результаты даже с применением в качестве вторичного материала алюминия.

«С сентября 1941 года, – позже заявлял Гейзенберг, – мы увидели перед собой путь, ведущий нас к созданию атомной бомбы».

Это было кульминацией развернувшейся на поле немецкой науки широкой дискуссии. Многие физики начали ощущать беспокойство по поводу того, как соотносится с нормами морали работа над урановой программой. В первую очередь этот вопрос не давал покоя таким стоявшим у истоков проекта физикам, как Гейзенберг, фон Вайцзеккер и Фриц Хоутерман.

В конце октября Гейзенберг отправился в Данию, чтобы встретиться с профессором Нильсом Бором и услышать его мнение насчет гуманности работы, которой он занимался. Как метко заметил профессор П. Йенсен, Гейзенберг, этот «жрец» германской теоретической физики, надеялся получить «отпущение грехов» у самого «папы». Гейзенберг спросил своего датского коллегу, имеет ли физик моральное право работать над проблемой создания атомной бомбы во время войны. Бор в свою очередь ответил на вопрос вопросом: является ли, по мнению Гейзенберга, использование процесса деления атомного ядра в военных целях возможным в обозримом будущем? Гейзенберг печально ответил, что теперь считает это возможным. Затем Гейзенберг поинтересовался мнением Бора относительно возможности отказа всеми учеными от создания в своих странах атомных бомб при условии, что и немецкие физики впредь воздержатся от проведения таких работ. К сожалению, он не смог сформулировать свое предложение достаточно четко.

К невыразимому изумлению Гейзенберга, Бор ответил, что проводившиеся учеными-физиками всех стран работы в рамках военных программ неизбежны и даже своевременны. Он отказался участвовать в обсуждении предложения немецкого ученого. Очевидно, Бор подозревал немцев в желании выиграть время и преодолеть превосходство Америки в области ядерной физики, о котором не раз заявляли многочисленные ученые – эмигранты из Германии. В целом беседа оставила у Бора чувство шока и уверенности в том, что Германия стоит на пороге создания урановой бомбы.

Глава 5

Шестнадцатый пункт длинной повестки дня

«Национальная экономика Германии должна работать на нужды войны». С этим политическим решением Адольфа Гитлера страна вступила в зиму 1941 года. Еще в конце осени того года германская экономика работала по принципу «коротких войн с большими передышками», во время которых армия пополняла свои ряды и восстанавливала запасы материальных средств для последующего возобновления боевых действий. Однако теперь, как оказалось, немецкая армия встретила достойного противника: она так и не смогла взять Москву до начала зимы, и окончание войны отодвинулось на неопределенный срок.

3 декабря министр вооружений Фриц Тодт сообщил Гитлеру, что группа из 60 экспертов по вооружению пришла к выводу о том, что экономика Германии находится на пороге кризиса и что любая попытка расширить один из ее секторов вызовет неминуемое сокращение продукции другого. Тогда Гитлер составил и подписал декрет, предусматривающий принятие ряда мер, которые должны были привести к увеличению производства во всех секторах германской экономики. Через два дня после встречи Гитлера с Тодтом директор военных исследований профессор Э. Шуман отправил во все институты, работавшие над атомным проектом, письмо. В нем говорилось, что «в условиях кадрового и сырьевого кризиса работа над проектами исследовательских групп оправдана только в том случае, если она гарантирует получение в ближайшее время экономического эффекта».

Руководители всех институтов были вызваны на совещание в армейское управление вооружений, которое было назначено на 16 декабря. По окончании совещания каждый из присутствовавших вручил Шуману подробный отчет о состоянии и перспективах работ над своими проектами; тот в свою очередь передал эти данные на рассмотрение руководителю управления вооружений генералу Леебу. Теперь судьба всех научных изысканий рейха находилась в руках военного командования. Военные приняли повергшее всех в уныние решение о постепенной передаче контроля над научными программами имперскому совету по научным исследованиям, ничего не решавшему ведомству во главе с некомпетентным руководителем в лице Бернгарда Руста. Кроме того, окончательную судьбу проектов и работавших над ними ученых должно было решить следующее совещание, назначенное на конец февраля в Берлине.

К началу 1942 года все еще более запуталось. С одной стороны, ученые были рады, что избавились от назойливой опеки и некомпетентности военных, поскольку их проект перестал быть армейским. С другой стороны, имперский совет по научным исследованиям поручил контроль над программой руководителю отдела физики совета, уже знакомому нам по событиям 1939 года профессору Абрахаму Эсау. Исследовательская группа финансировалась военными и, как и прежде, продолжала работать под руководством доктора Дибнера, то есть здесь военные сохранили контроль за деятельностью ученых. Свидетельством лишений, которые стали испытывать ученые, работавшие в рамках практически всех научных программ, стало циркулярное распоряжение в адрес всех директоров институтов впредь направлять копии научных отчетов (в количестве от пяти до десяти экземпляров), размноженные на копировальной бумаге, поскольку нехватка фотоматериалов не позволяла производить фотокопирование большого количества документов. Вскоре после этого Шуман разрешил обмен научными материалами, размноженными на ротаторе, однако эти прекрасные публикации, объединенные названием «Секретные научные отчеты», были редкими и нерегулярными.

24 января Шуман отправил директорам институтов циркуляр с уведомлением о запланированной на 26–27 февраля второй научной конференции с ограниченным количеством участников. В середине месяца в обстановке строжайшей секретности были отпечатаны пропуска для приглашенных на конференцию, которую решили провести в Институте физики имени кайзера Вильгельма. Директор каждого института получил по одному экземпляру повестки дня конференции; остальным сотрудникам пришлось дожидаться специально назначенного дня, когда каждый из них мог получить под расписку предназначенную именно ему часть текста. Это никого не удивляло, поскольку для специалиста было бы достаточно ознакомиться только с заголовками отдельных глав документа, чтобы получить представление о том, на каком этапе находилась немецкая научная мысль. Составленный на четырех страницах документ включал в себя 25 пунктов, перечислявших крайне сложные проблемы, стоявшие перед немецкими физиками, на обсуждение каждой из которых отводилось по пятнадцать минут. «Длина диффузии», «эффективное сечение деления», «конфигурация реактора» и множество прочих ученых терминов – все эти названия мало что значили для дилетанта, но имели огромное значение для ученых.

И именно в те дни наша история приобретает неожиданный поворот. Имперский совет по научным исследованиям решил одновременно провести и совещание своих сотрудников, поэтому к середине февраля заранее подготовленные приглашения были отправлены в адрес целого ряда высших офицеров командования армии, СС, руководителей научных учреждений. Это второе совещание должно было состояться 26 февраля, в тот же день, что и совещание в управлении вооружений, в здании совета научных исследований. При этом организаторы второго совещания вовсе не думали составить конкуренцию своим соперникам; предполагалось, что ученые после общего обсуждения проблем в здании совета продолжат работу более детально на своей собственной научной конференции, которая начнется днем позже. «Будет обсуждаться ряд важных проблем ядерной физики, – говорилось в приглашении на конференцию совета, – работа над которыми ведется в обстановке строгой секретности в связи с тем огромным значением, которое они имеют для безопасности нации».

Когда 21 февраля были отправлены приглашения в адрес Шпеера, Кейтеля, Гиммлера, Редера, Геринга, Бормана и целого ряда других, выяснилось, что тут в дело вмешалась административная ошибка. Вместо повестки дня из восьми пунктов, предусматривающих краткие сообщения общего характера, которые планировал начать лично профессор Шуман своим докладом «Ядерная физика как оружие», а затем должны были продолжить десятиминутными выступлениями Ган, Гейзенберг, Боте, Гейгер, Клузиус, Гартек и Эсау, многие, включая самого Гиммлера, по ошибке получили подробные списки важнейших научных проблем, предназначенных для обсуждения тремя днями позже на конференции в Институте имени кайзера Вильгельма[19].

Не желая присутствовать на совещании с таким малопонятным распорядком дня, Гиммлер отписался вежливым отказом в адрес Руста: «Сожалею, но, поскольку в назначенный день меня не будет в Берлине, я не смогу присутствовать на совещании». Фельдмаршал Кейтель в ответ на приглашение Руста дипломатично заверил его в той огромной важности, которую имеют «эти научные проблемы». Но и он с сожалением отметил, что бремя служебных обязанностей не позволяет ему присутствовать на совещании. Редер обещал прислать в качестве своего представителя на мероприятии адмирала Витцелля. Таким образом, оказалось, что никто из высших чиновников рейха не принял приглашения.

В одиннадцать часов утра 26 февраля совещание под председательством министра образования Бернгарда Руста было открыто в здании имперского совета по научным исследованиям. Первым с кратким обращением к участникам обратился профессор Шуман, который подчеркнул важность проблемы создания ядерного оружия. Затем в течение отпущенных ему десяти минут Отто Ган ознакомил присутствовавших с принципом деления ядра атома урана. Далее настала очередь Гейзенберга. Свое сообщение он назвал «Теория получения энергии деления урана». Эту краткую речь можно назвать блестящим образцом ясного изложения мысли. Даже сейчас в ней было бы трудно найти недостатки. Основной ее идеей было то, что полученная в результате реакции деления ядер урана энергия «примерно в сто миллионов раз» превышает энергию, полученную из того же «топлива» химическим путем. Однако такая цепная реакция возможна только при том условии, что в процессе деления образуется больше нейтронов, чем поглощается в ходе побочных процессов, поэтому природный уран не пригоден для инициирования цепной реакции.

Гейзенберг сделал меткое сравнение: «Движение нейтронов в уране можно сравнить с поведением отдельных особей внутри человеческого коллектива: вовлечение в процесс деления можно назвать своего рода «женитьбой», процесс поглощения аналогичен человеческой «смерти». В природном уране «уровень смертности» превышает «уровень рождаемости», а это значит, что любая «популяция» обречена на быстрое вымирание». Этим процессом можно управлять, продолжает Гейзенберг, либо путем увеличения числа детей после женитьбы, либо снижением смертности. Значение «рождаемости» нейтронов в процессе деления в природе является постоянной величиной. Однако, если в урановом топливе повысить процентное содержание редкого изотопа уран-235, это приведет к падению «уровня смертности». Более того, если удастся собрать вместе «чистый» уран-235, «смертность» нейтронов практически прекратится:

«Если удастся получить достаточное количество урана-235 для того, чтобы «бегство» нейтронов с его поверхности было бы значительно меньшим по сравнению с их внутренним «размножением», то в очень короткий промежуток времени увеличение числа нейтронов примет взрывной характер. При этом за одну секунду освободится энергия деления 15 миллионов калорий на тонну. Таким образом, уран-235 представляет собой взрывчатое вещество невообразимой силы».

Гейзенберг отметил, что это взрывчатое вещество чрезвычайно трудно получить; сейчас этой проблеме уделяется значительная часть усилий, предпринимаемых группой ученых управления вооружений армии. Позже профессор Клузиус объяснит присутствующим, в чем заключается ее основная сложность. В то же время, подчеркнул Гейзенберг, «над той же проблемой очень энергично работают и американцы».

Вернувшись к своему воображаемому миру, Гейзенберг пояснил, что существует еще одна возможность снижения «смертности» нейтронов: последние исследования доказали, что нейтроны «умирают», то есть поглощаются другим веществом только в том случае, если они обладают определенной энергией. Учеными было последовательно рассмотрено несколько вариантов таких веществ, способных быстро «тормозить» нейтроны до энергии ниже уровня, на котором возможен их захват. Самым лучшим таким замедлителем является газ гелий, который совсем не поглощает нейтроны, однако и он неудобен в применении из-за легкого веса. Таким образом, после того, как учеными были «забракованы» графит и бериллий, остается только тяжелая вода[20].

Основным назначением реактора, состоящего из расположенных по уровням уранового топлива и замедлителя, является получение тепла, с помощью которого будет вращаться турбина. Поскольку такой двигатель не нуждается в кислороде и предполагает самый широкий радиус действия, его можно было бы установить, например, на атомных подводных лодках. Но применение уранового реактора конечно же не ограничивается только этой областью. С введением в строй уранового реактора особый смысл приобретает проблема создания нового вида взрывчатого вещества: с преобразованием урана внутри реактора создается новый химический элемент (под № 94 в периодической таблице) плутоний. Этот элемент обладает теми же свойствами взрывчатого вещества колоссальной разрушительной силы, что и уран-235. Его элемент гораздо проще получить, чем уран-235, поскольку он может быть выделен химическим путем из облученного уранового топлива.

В то время как профессор Гейзенберг выступал на совещании в Берлин-Штеглитце, в здании Института имени кайзера Вильгельма в Берлин-Далеме открылась вторая научная конференция. У главного входа в здание гостей встречал доктор Берке, который тщательно проверял пропуска у всех приглашенных. Вот появился незнакомец, представившийся как «господин Эскарт» и сообщивший, что профессор Гейзенберг поручил ему принять участие в работе конференции. Берке извинился и заявил, что сначала следует получить разрешение у руководства. Он позвонил Дибнеру, который, еще более, чем сам Берке, обуреваемый манией подозрительности, поручил последнему задержать незнакомца для установления его личности; при этом, если понадобится, следует прибегнуть к силе. Когда Берке вернулся к двери, оказалось, что таинственный «Эскарт» исчез так же неожиданно, как и появился. Позже выяснилось, что ни Гейзенберг, ни кто-либо другой не присылал этого человека для работы на конференции.

В течение последующих трех дней практически все участвовавшие в атомной программе ученые отчитались о проделанной работе. Профессор Боте рассказал об определении научной группой из Гейдельбергского института значений различных ядерных констант. Фон Вайцзеккер изложил свою теорию резонансной абсорбции в реакторе. Некоторые выступления касались поведения быстрых нейтронов в урановом реакторе, описывали свойства нептуния и плутония-244.

Профессор Допель рассказал о последнем эксперименте на реакторе «L–III» Лейпцигского института, а доктор Вирц поделился опытом ученых из «Вирус-Хауса», находившегося всего в нескольких сотнях метров от здания, где проходила конференция.

Позже управление вооружений армии выпустило на 131 странице полный отчет о работе конференции, темах проведенных там дискуссий и дальнейших перспективах. При этом военные делали такие смелые и откровенные прогнозы, на которые сами ученые никогда бы не решились. В частности, в отчете указывалось на необходимость испытаний альтернативного плутониевого реактора. В то время немецким ученым не была известна ни необходимая концентрация плутония в реакторе, ни свойства самого плутония в объеме, достаточном для того, чтобы делать какие-либо определенные прогнозы. О предполагаемом механизме срабатывания атомной бомбы было сказано: «Поскольку в каждом веществе имеется некоторое количество свободных нейтронов, будет достаточно соединить два фрагмента такого взрывчатого вещества для их детонации. При этом общий вес взрывчатого вещества составит от 10 до 100 килограммов»[21].

В отчете отмечалось наличие в стране сильной спаянной группы исследователей в области ядерной физики, а также готовность промышленных предприятий обеспечить необходимое ученым количество урана и тяжелой воды. «Промежуточные результаты экспериментов, которые все еще проводятся в Лейпциге, свидетельствуют о необходимости преодоления все еще имеющихся трудностей со вторичными материалами». Применение источников энергии, основанных на уране, является идеальным для наземных военных сооружений, надводных и подводных кораблей. Запланировано создание экспериментального большого реактора, в котором будет использовано более тонны тяжелой воды. При благоприятном ходе реализации проекта в него будут инвестированы соответствующие людские ресурсы и оборудование. «Огромное значение проекта, как для экономики в целом, так и для нужд вооруженных сил в частности, обусловливает необходимость таких шагов, особенно с учетом того, что вражеские страны, и в первую очередь США, интенсивно работают над той же проблемой».

Первые результаты двух проведенных в Берлине конференций были благоприятными. Отто Ган отметил, что «наши выступления в Имперском совете по научным исследованиям произвели хорошее впечатление». Гейзенберг позже вспоминал: «Любой на моем месте подтвердит, что впервые мы получили необходимые нам финансовые средства весной 1942 года, после того совещания с Рустом, когда нам удалось убедить его и представить все необходимые доказательства того, что это действительно возможно». И действительно, ученым удалось убедить в своей правоте нового министра, однако высшие военные руководители остались при своем мнении. И теперь можно лишь предполагать, что могло произойти, если бы не ошибка секретаря, заставившая имперских чиновников отказаться от участия в берлинском совещании.

Слабым местом программы все еще оставалась необходимость производства чистой тяжелой воды. При этом не было никакой возможности обойти эту проблему: немцы считали этот материал единственным эффективным замедлителем в урановом реакторе, и до тех пор, пока не будет построен работающий реактор, они не могли бы претендовать на дополнительное, более высокое по сравнению с прочими проектами, финансирование.

Компания «Norwegian Hydro» все еще не могла справиться с заказом немецкого военного ведомства на 1500 килограммов тяжелой воды. К концу 1941 года производство удалось увеличить более чем в 10 раз. Оно достигло около 140 килограммов в месяц, но и это количество не удовлетворяло немецкую сторону. Было необходимо предпринять срочные меры для увеличения продукции предприятия в Веморке, для чего предполагалось расширить цех концентрирования, а также повысить эффективность электролиза. В первые два месяца 1942 года поступавшее в Германию количество тяжелой воды снизилось соответственно до 100 и 91 килограмма. 15 января глава управления по военно-экономическому сотрудничеству в Осло консул Шепке написал письмо в «Norwegian Hydro», в котором приглашал отвечавшего за поставки тяжелой воды главного инженера предприятия доктора Йомара Бруна на доклад в управление доктора Дибнера на Харденбергштрассе в Берлине. Одновременно компания «Norwegian Hydro» получила новый контракт на производство пяти тонн тяжелой воды. Вирц, Гартек, Йенсен и Дибнер встретились с Бруном. Во время встречи было принято решение о производстве тяжелой воды еще на двух принадлежавших «Norwegian Hydro» предприятиях. Кроме того, Брун посетил ряд немецких компаний в поисках необходимого для расширения производства оборудования. Затем Вирц пригласил его в Институт имени кайзера Вильгельма, хотя при этом норвежцу не показали сам «Вирус– Хаус». В углу лаборатории Вирца Брун с удивлением обнаружил две стеклянные бутыли, в которых находилось около 130 килограммов тяжелой воды. Возмущенный Брун предупредил немцев, что во избежание несчастных случаев с такими материалами, как тяжелая вода, следовало обращаться более осторожно и ни в коем случае не хранить их в стеклянной таре. Немцы так и не объяснили ему свой повышенный интерес к этому веществу, однако он обратил внимание на то, какое значение они придают получению тяжелой воды.

В первые годы войны у германской стороны не было оснований не полагаться на свои возможности в Норвегии: страна не подвергалась нападениям с воздуха, а возможность проведения там диверсий считалась маловероятной. В производстве тяжелой воды особенно сложным является первый этап, на котором ее концентрация доводится до 5—10 процентов, поскольку при этом необходимы значительные количества воды или водорода. Экономические соображения делали невозможным создание предприятия с полным циклом производства тяжелой воды, а каждый из предложенных альтернативных вариантов имел свои недостатки. Наиболее перспективным считался метод, предложенный профессором Клузиусом. На мюнхенском предприятии по производству холодильного оборудования Клузиус и хозяин предприятия Линде предполагали превращать водород в жидкость и частично дистиллировать. Таким образом получался примерно пятипроцентный обогащенный водород, из которого в дальнейшем путем электролиза следовало производить тяжелую воду. 22 ноября 1941 года на совещании в управлении вооружений армии было принято единогласное решение о заключении с фирмой контракта на сумму 70 тысяч рейхсмарок, на которые предполагалось построить пилотное предприятие мощностью 10 процентов от предусмотренной проектом[22].

Но, как отметил профессор Гартек, и этот проект имел свои недостатки: несмотря на относительную дешевизну самого процесса, предприятие должно было работать на чистом водороде, по возможности обогащенном. Однако применявшийся в коммерческих целях водород всегда имеет примеси аргона и азота.

Самым доступным способом считалась частичная дистилляция обычной воды, которую было легко получить, поскольку она содержалась в отходах большинства крупных промышленных предприятий. Однако этот способ предусматривал крупные финансовые вложения, поскольку производительность 15-метровой перегонной башни составляла всего несколько граммов тяжелой воды в день. Но даже с учетом того, что собственное производство могло значительно дополнить возможности предприятия в Веморке, по словам Гартека, «не следовало создавать технологии, которые могут легко скопировать за рубежом». Такое решение можно сравнить со знаменитым в своем роде вето, наложенным Герингом на дальнейшее усовершенствование радиолокационных систем из опасения, что и враг сможет воспользоваться этими идеями.

Как бы то ни было, немцы решили передать технологию двух температур Гартека – Суэсса предприятию в Веморке, что, по их расчетам, должно было привести к повышению производительности до четырех тонн в год. Кроме того, профессор Гартек рекомендовал использовать в качестве дополнительного источника тяжелой воды другое предприятие, расположенное в Захейме, где предполагалось получать до одной тонны тяжелой воды в год. Таким образом предполагалось достичь необходимой немцам производительности норвежских предприятий.

В качестве альтернативы рассматривалась возможность возведения крупного предприятия по производству тяжелой воды с использованием реакции Гартека – Суэсса в Германии. По окончании февральской конференции в Берлине представитель «И.Г. Фарбен» доктор Герольд с предприятия по производству аммония «Leuna» предложил построить пилотное предприятие, используя мощности компании «И.Г. Фарбен». Предварительно Герольд посоветовался с экспертами по термодинамике, и они вместе пришли к выводу, что стоимость одного грамма тяжелой воды составит примерно 30 пфеннигов. Эта цифра была «вполне допустимой». В середине апреля Гартек и профессор Бонхоффер приступили к переговорам с доктором Герольдом о возведении на заводе «Leuna» опытного производства стоимостью 150 тысяч марок. Из соображений экономии процесс должен был состоять всего из восьми этапов; при этом обогащение должно было составить всего один процент. Компания «И.Г. Фарбен» полностью взяла на себя расходы по возведению опытного производства; при этом она отнюдь не руководствовалась соображениями альтруизма. Глава компании X. Бетефиш настаивал на том, что «управление вооружений армии должно предоставить мне и моим коллегам все детали этого способа производства энергии». Если проект увенчается успехом, он, несомненно, будет иметь большое коммерческое будущее, которое компания не могла игнорировать.

Эта просьба была рассмотрена профессором Эсау, в конце апреля назначенным министром образования главой германского атомного проекта. Бетефиш снова настаивал на том, что перед тем, как приступить к работам, фирма «И.Г. Фарбен» намерена «подробно ознакомиться со всей программой». Договоренность была достигнута, и к маю необходимую информацию должны были предоставить компании. При этом возведение предприятия на заводе «Leuna» должно было вестись максимально быстрыми темпами.

Это была первая попытка компании «И.Г. Фарбен» наложить руку на урановую программу, которая, как будет видно из последующих событий, привела к фатальным последствиям: когда в 1944 году начались трудности с поставками тяжелой воды, компания отказалась от своих обязательств.

Пока же все запасы тяжелой воды находились в распоряжении управления по военным связям в Осло под руководством консула Шепке, норвежца немецкого происхождения. В марте 1942 года производство тяжелой воды на заводе в Веморке достигло 103 килограммов, однако при этом в апреле производства не было вообще: под предлогом низкого уровня воды на станции предприятие было остановлено для капитального ремонта одного из счетчиков водорода. Турбины были запущены вновь только 6 мая. А пока были начаты необходимые работы по модернизации завода в Захейме и увеличению его производительности до 4 килограммов в день. К середине июня компания начала получать тяжелую воду со второго предприятия в Веморке, построенного по немецкому заказу в дополнение к уже работавшему. И все же производство ценного вещества увеличивалось очень медленно, и причину этого Шепке был склонен видеть в «пассивном сопротивлении» норвежских партнеров.

Одновременно с принятием мер по увеличению производства тяжелой воды несколько групп немецких физиков пытались решить проблему обогащения урана-235.

В Институте имени кайзера Вильгельма в Берлине доктор Эрих Багге приступил к строительству своего «изотопного шлюза»; к началу 1942 года ему удалось получить от компании «Bamag» первые основные узлы и механизмы этой машины. В течение двух последующих месяцев он провел серию экспериментов с серебром; эти опыты, по мнению Багге, должны были доказать надежность и практичность его конструкции. Наконец, 13 февраля в топке машины Багге впервые был использован уран.

Сразу три группы физиков независимо друг от друга работали над выделением урана-235 электромагнитным способом. В Киле В. Вальхер построил масс-спектроскоп, способный выделять незначительное количество изотопов серебра; по мнению создателей аппаратуры, она должна была работать и с ураном. Аналогичные работы проводились и в институте Отто Гана в Берлин-Далеме доктором Эвальдом; при этом Эвальд создал аппаратуру весьма оригинальной конструкции. Основным недостатком обоих способов было то, что они предусматривали обогащение лишь небольшого количества урана, процесс шел буквально по одному иону. Барону Манфреду фон Арденне, изобретателю «нового магнитно-изотопного сепаратора высокой производительности», удалось доказать, что эта проблема разрешима. Еще в апреле в его лаборатории появились чертежи этой машины. В конце концов уже после войны барону удалось построить в лаборатории в Берлин-Лихтерфельде такой магнитный резонатор. Это произошло уже после того, как в «Physical Review» был подробно описан процесс магнитного резонанса, примененный американцами в лаборатории Оук-Ридж. Сходство их аппаратуры с разработкой фон Арденне просто поразительно.

В апреле был готов первый опытный образец центрифуги доктора Грота. Во время первых испытаний удалось достичь скорости вращения барабана из легких сплавов 50 тысяч оборотов в минуту. И все же даже эта скорость оказалась несколько ниже расчетной. Затем произошел взрыв: материал, из которого был изготовлен барабан, не выдержал нагрузок. Спустя месяц в Киле приступили к испытаниям нового барабана, меньшего размера, который тоже взорвался. И все же можно было назвать все это всего лишь болезнями роста; всем было очевидно, что уже очень скоро все-таки удастся победить проблему обогащения урана. Как подчеркивал профессор Гартек, если в случае с реакцией Клузиуса – Диккеля речь шла о малоизученных процессах, то при использовании метода ультрацентрифуги все было основано на уже известных законах физики, для которых даже такой «неудобный в применении» газ, как гексафторид урана, не был исключением.

К 1 мая 1942 года фирма «Degussa» произвела почти три с половиной тонны порошка металлического урана. Большая часть его была немедленно передана компании «Ауэр», управлению вооружений, а также профессору Гейзенбергу, который у себя в Лейпцигском институте готовил свой самый важный опыт с использованием атомного реактора.

Результаты предыдущего эксперимента на реакторе «L–III» показались Гейзенбергу настолько обнадеживающими, что он принял решение добавить еще один слой металлического урана в реактор и проследить за результатами. Несколько ранее, в декабре 1941 года, Гейзенберг и профессор Допель проводили эксперимент с использованием быстрых нейтронов, который неожиданно продемонстрировал ученым некоторые неприятные свойства порошка металлического урана. В этом виде уран является чрезвычайно горючим материалом: он самовозгорается при малейшем контакте с воздухом. Один из ассистентов Гейзенберга пытался осторожно поместить порошок внутрь алюминиевой сферы, когда вдруг из отверстия с глухим звуком вырвался столб пламени высотой примерно четыре метра. Техник получил сильнейший ожог, огнем был подожжен стоящий рядом барабан с ураном. Допель с ассистентом забросали барабан песком, однако на следующий день, разбросав песок, обнаружили, что уран все еще продолжал интенсивно гореть. В некоторой растерянности ученые опрокинули тлеющие угольки в воду; методом такой импровизации они пришли к выводу, что горящий уран можно потушить водой.

3 февраля компания «Degussa» передала Гейзенбергу и Допелю для эксперимента на реакторе «L–IV» 572 килограмма порошка урана. Во избежание повторения инцидента, произошедшего во время прошлого опыта, было решено, что новый эксперимент будет проводиться в углекислой среде. Общий вес урана в реакторе составил более трех четвертей тонны. Реактор представлял собой две алюминиевые полусферы, прочно скрепленные между собой болтами. Общий вес реактора, включая 140 килограммов тяжелой воды, составлял около одной тонны. Конструкция была помещена в емкость с водой. Через герметичный стержень в центр реактора был помещен радий-бериллиевый источник нейтронов, и эксперимент начался.

После эксперимента у физиков не оставалось сомнений: в реакторе образовывалось большее количество нейтронов по сравнению с излучаемым их источником. Этот вывод подтверждался даже с учетом всех побочных факторов. Физики из Лейпцига подсчитали, что рост количества нейтронов составил около 13 процентов. «Таким образом, нам, наконец, удалось построить реактор, позволяющий генерировать больше нейтронов, чем поглощается в ходе реакции, – писали Допель и Гейзенберг в отчете в адрес управления вооружений. – Полученный результат значительно превосходит показатели, которых удалось бы достичь в экспериментах с применением оксида урана… Простое увеличение размеров позволит создать урановый реактор, с помощью которого можно будет извлекать энергию, приближающуюся к величинам, существующим внутри атомного ядра».

Расчеты ученых были все еще очень приблизительны. И все-таки, если бы их реактор мог вместить в себя около 5 тонн тяжелой воды и 10 тонн металлического урана, им первым в мире удалось бы достичь цепной реакции. 28 мая фирма «Degussa» передала на предприятие номер 1 во Франкфурте для литья в пластины первую тонну урана.

Реактор все еще находился в воде, когда 4 июня Гейзенберг отправился в Берлин для участия в важнейшей секретной конференции за всю историю проекта. Участвующие в работе над ядерной программой ученые встречались с высшими чиновниками министерства вооружений во главе с рейхсминистром Шпеером для обсуждения судьбы ядерных исследований в Германии. Двумя месяцами ранее Геринг подписал декрет, согласно которому запрещались работы над всеми научными программами, которые не могли дать практических результатов до окончания войны. Теперь только Шпеер мог решать, следует ли сделать исключение для какой-либо из долгосрочных программ.

ЛЕЙПЦИГСКИЙ РЕАКТОР «L–IV»

В мае 1942 года профессор Допель и Гейзенберг провели решающий эксперимент с использованием реактора, схема которого дана выше. В ходе эксперимента впервые в мире удалось добиться роста количества нейтронов внутри реактора. Фотографий самого реактора не сохранилось, так как он был разрушен в результате произошедшей вскоре аварии

Совещание проходило в лекционной аудитории Гельмгольца административного здания Института имени кайзера Вильгельма в Берлин-Далеме. Альберт Шпеер прибыл в сопровождении своего технического советника Карла Отто Зауэра, а также знаменитого конструктора автомобилей «фольксваген» профессора Порше. Вместе с профессором Гейзенбергом на совещании присутствовали Отто Ган, доктор Дибнер, профессор Гартек, доктор Вирц и профессор Тиссен, тот самый, который три месяца назад направил личное послание Герингу, настаивая на важности атомной программы. Кроме того, президент объединения научных учреждений имени кайзера Вильгельма и одновременно руководитель сталелитейного концерна доктор Альберт Фоглер счел необходимым также поучаствовать в работе совещания. В своем личном дневнике Отто Ган упоминает, что среди присутствовавших были руководитель управления вооружений генерал Лееб и его непосредственный начальник генерал Фромм. Командование люфтваффе представлял фельдмаршал Мильх, а кригсмарине – адмирал Витцель[23].

Гейзенберг поднялся на кафедру после ученого, рассказывавшего о новом миноискателе. Как известно, два месяца назад началось наступление Королевских ВВС Великобритании на города Германии. В руинах лежали Любек, Росток и Кёльн; при этом в Кёльне англичане впервые применили сразу около тысячи бомбардировщиков. Гейзенберг говорил о военном применении реакции деления атомного ядра. Он рассказал о конструкции атомной бомбы. Даже многие сотрудники Института имени кайзера Вильгельма впервые слышали об этом: до сих пор они связывали работы Гейзенберга только с созданием так называемой «урановой топки». Секретарь института доктор Тельшов позже вспоминал: «Слово «бомба» прозвучало как новость не только для меня, но и для многих других присутствовавших на конференции; я это хорошо видел по лицам людей». Как заявил Гейзенберг, существует два вида ядерной взрывчатки: уран-235 и элемент № 94 (то есть плутоний). В результате теоретических исследований доктор Боте пришел к выводу, что под воздействием быстрых нейтронов элемент под названием протоактиний (порядковый номер в таблице Менделеева – 91) обладает такой же способностью к спонтанному делению, как и плутоний или уран-235. Однако производство достаточного количества протоактиния невозможно.

Всем присутствовавшим глубоко врезались в память вопросы и ответы, последовавшие за выступлением Гейзенберга. Так, фельдмаршал Мильх спросил о размере ядерной бомбы, способной уничтожить целый большой город. Гейзенберг ответил, что зарядное устройство будет величиной примерно с ананас, показав этот размер руками. Это вызвало чрезвычайное оживление в зале, особенно среди тех, кто не являлся физиком. В свою очередь, Гейзенберг постарался остудить этот энтузиазм. Он заявил, что американцы при том условии, что они напряженно работают над той же проблемой, очень скоро построят свой реактор и получат урановую бомбу примерно через два года. В то же время Германия не обладает необходимыми экономическими ресурсами для создания ядерного оружия. И в течение ближайших месяцев производство такого оружия невозможно. «Мне приятно, – вспоминал Гейзенберг спустя шесть дет, – что именно мне пришлось тогда присутствовать при принятии решения. Действующий приказ фюрера исключал расход огромных средств на работы в рамках ядерной программы». И все же профессор Гейзенберг еще раз напомнил о важности уранового реактора как для военных планов Германии, так и для послевоенного развития страны. В своем дневнике Отто Ган вспоминает, что на том совещании Шпеер утвердил «строительный проект», в который, в частности, входило строительство большого бомбоубежища на территории Института физики имени кайзера Вильгельма для первого большого уранового реактора в Германии. И хотя на совещании и не было принято решение о полномасштабном государственном финансировании программы, эта программа все же не была закрыта. Совещание не произвело должного впечатления на фельдмаршала Мильха, который через две недели официально утвердил программу массового производства оружия, которое не несло в себе ничего принципиально нового с точки зрения науки. Речь идет о знаменитых летающих бомбах «Фау-1».

Вечером того же дня в здании Гарнака состоялся совместный ужин для ученых и политиков.

Гейзенберга посадили рядом с Мильхом. Воспользовавшись случаем, он спросил, что высокое начальство думает по поводу сроков окончания и результатов войны. Мильх резко ответил, что в случае поражения советует всем присутствующим принять стрихнин. Гейзенберг вежливо поблагодарил фельдмаршала за совет. Позже он вспоминал, что именно с этого момента понял, что эту войну Германия обязательно проиграет.