Текст книги "Ядерное оружие Третьего рейха. Немецкие физики на службе гитлеровской Германии"

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]22
  На совещании присутствовали Бонхоффер, Клузиус, Гартек, Коршинг, Розе, Суэсс и Вирц; управление вооружений представляли Баше и Дибнер.


[Закрыть].

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]23
  Тот интерес, который к тому времени военные испытывали к новому виду взрывчатого вещества, виден из записи, сделанной Мильхом через несколько дней: «Предоставьте нашим ученым контракты на проведение исследований, поручите им создать взрывчатое вещество, стойкое к воздействию осколков вражеских снарядов в воздухе и в то же время обладающее гораздо большей разрушительной силой на земле, чем другая взрывчатка. Мы должны отомстить за Росток и Кёльн. Атакуя врага, нам необходимо сознавать, что разрушить вражеские города можно только ответным огнем».


[Закрыть].

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.

После ужина он вместе с министром Шпеером отправился в находящийся в нескольких сотнях метров Институт физики, который министр решил осмотреть. Они стояли вдвоем перед похожим на высокую башню высоковольтным ускорителем частиц. Гейзенберг задал Шпееру тот же вопрос, который несколько минут назад задал Мильху. Министр повернулся к Гейзенбергу и пристально посмотрел ему в глаза. Он так и не вымолвил ни слова в ответ, но Гейзенберг считал, что это молчание было красноречивей любых слов. 23 июня Шпеер обсуждал атомную программу с Адольфом Гитлером. Вопрос числился пунктом 16 в длинной повестке дня. Позднее Шпеер написал об этой встрече:

«Коротко доложил фюреру о совещании, посвященном атомному делению, и о помощи, которую мы оказываем в реализации этой программы».

Этот документ является единственным свидетельством того, что Гитлер был в курсе существования атомного проекта в Германии, хотя сам он коснулся этой темы лишь однажды, два года спустя. Сейчас принято считать конференцию 4 июня концом германского атомного проекта. Конечно же это не так. Однако на основании того, на каком уровне находилась в то время германская наука, Гейзенберг считал преждевременным создание широкомасштабной государственной атомной программы. Позже, ознакомившись с уровнем финансирования программ создания секретного оружия «Фау-1» и «Фау-2», он, конечно, пожалел о том относительно низком статусе, который имел германский атомный проект. Однако ученый понимал, что это произошло во многом по его вине: «Весной 1942 года мы не имели морального права рекомендовать правительству привлечь к работам в рамках нашей программы 120 тысяч человек». Эти слова Гейзенберг произнес позже, уже в 1945 году. В то же время следует понимать, что, если бы ему и его коллегам удалось достичь цепной реакции, ничто не могло помешать им хотя бы из чувства любопытства перейти к следующему логическому шагу, а именно к получению плутония или сепарации урана-235. Успешная цепная реакция дала бы ученым уверенность в себе, а программу поставила бы в первый ряд по приоритету. Но всего этого в июне 1942 года так и не произошло.

23 июня, в тот же день, когда Шпеер находился на докладе у Гитлера, в институте Гейзенберга и Допеля в Лейпциге произошло странное происшествие: сферический реактор «L–IV», который вот уже двадцать дней как находился в воде, начал выпускать пузыри. Допель исследовал эти пузыри и обнаружил, что они состоят в основном из водорода. Он отнес этот факт к химической реакции между металлическим ураном и водой. Таким образом, решил ученый, реактор где-то дает течь. Через некоторое время образование пузырей прекратилось, и это, казалось бы, подтвердило гипотезу Допеля.

Тогда Допель решил извлечь реактор из воды и развинтить одно из входных отверстий, чтобы проверить, как много воды попало внутрь. В 15.15 23 июня тот же неудачливый инженер отвинтил пробку одного из входных отверстий. Сразу же послышался шум выходящего наружу воздуха. Примерно через три секунды шум усилился и наружу вырвался поток раскаленного газа, в котором поблескивали частицы горящего порошка урана. Еще через несколько секунд из сферы вырвался столб пламени примерно 30 сантиметров высотой. Горящего порошка стало больше, алюминий вокруг оплавился. Допель попытался залить пламя водой, но это сначала не дало ни малейшего эффекта. Затем пламя постепенно утихло, хотя дым так и продолжал валить из реактора. Хорошо еще, подумал Допель, что из сферы заранее откачали тяжелую воду, по крайней мере, не нужно будет менять и ее. Затем с помощью двух техников реактор снова окунули в емкость с водой в надежде охладить его. Ненадолго заехал Гейзенберг, заявил, что все хорошо, и отправился на коллегию в институт.

И все же все было совсем не так хорошо, как казалось. Температура реактора продолжала расти. К 18.00 вызвали Гейзенберга, поскольку реактор становился все горячее. Вместе с Допелем они подошли к емкости с водой и остановились в задумчивости над алюминиевой сферой, погруженной в воду. Но как только они решили во избежание несчастного случая пробить в реакторе несколько отверстий, как он едва заметно дрогнул, а затем явно начал разбухать. Физиков не нужно было больше подгонять. Они бросились к двери и едва выбрались на свежий воздух, как лабораторию потряс мощный взрыв. Поток горящего урана устремился к потолку лаборатории, находившемуся на высоте примерно шести метров от пола. В лаборатории начался пожар; большое количество горящих частиц было выплеснуто на улицу. «А потом, – докладывал Допель военным, – мы вызвали пожарную бригаду».

Лейпцигские пожарники прибыли через восемь минут после вызова. Огонь удалось залить водой и пеной. Облаком пены была окутана вся реакторная яма, однако языки пламени продолжали вырываться наружу в течение еще двух дней и ночей. Наконец, реактор прекратил существование; все, что от него осталось, представляло собой бурлящее болото, в котором смешались выгоревший уран, вода и фрагменты корпуса. Мощный взрыв оторвал друг от друга верхнюю и нижнюю части, несмотря на то что они были прочно соединены между собой сотней болтов.

Было необыкновенной удачей то, что Гейзенберг и Допель не пострадали в результате взрыва. В то же время они потеряли большую часть своей лаборатории, запасы урана и тяжелой воды. Одновременно был нанесен чувствительный удар их самолюбию. Так, Гейзенберг очень смутился после того, как бравый командир подразделения пожарников с сильным саксонским акцентом передал ему поздравления от лица всего личного состава за эту удивительную демонстрацию «атомного оружия».

Конечно же внутри реактора «L–IV» не произошло никакой ядерной реакции. Просто во внешний слой урана попала вода. В результате химической реакции образовался чрезвычайно взрывоопасный газ водород. В отличие от физиков химикам прекрасно известен этот процесс. В частности, о нем хорошо знал доктор Риль из компании «Auer», занимавшейся поставками металлического урана. Год назад фирма «Degussa» через управление вооружений армии передала предостережение о тех непредсказуемых свойствах, которыми обладает уран. Так, некоторое время назад аналогичный случай произошел во Франкфурте: большая партия измельченного урана неожиданно загорелась и выгорела полностью. Комментируя два произошедших в Лейпциге несчастных случая, профессор Допель рекомендовал во избежание подобного в будущем впредь загружать в реактор цельнометаллический уран.

Допель был довольно странным человеком; за время войны он умудрился рассориться со всеми своими коллегами по работе, за исключением Гейзенберга. В связи с происшествием он написал мрачное письмо доктору Рилю, в котором упрекал его за то, что тот прислал им для эксперимента такое агрессивное вещество. Риль ответил вежливо и сослался на письменное предупреждение, отправленное во все институты еще в прошлом году. Допель ответил в еще более агрессивном тоне. Химик из компании «Auer» не счел нужным ответить на второе письмо профессора.

Следующая встреча этих двух ученых произошла в июне 1945 года в Москве. Оба были мобилизованы в ведомство Берии, руководителя советской тайной полиции, возглавлявшего работы над советской атомной программой. Берия вызвал к себе этих двух человек, а также Густава Герца и профессора Фолмера для обсуждения обязанностей, которые каждый из них будет выполнять. Прежде чем ученые проследовали в помещение, в котором должна была состояться встреча с Берией, Допель через всю комнату прошел навстречу к Рилю и рассыпался в извинениях за два письма, написанные им в 1942 году; он надеется, заявил Допель, что Риль не будет таить на него зло за это. Этот забавный эпизод ярко характеризует тот маленький мир, в котором живет каждый ученый: большой мир вокруг них был разрушен, их отечество было поставлено на колени, а сами они оказались во вражеской столице и сейчас находились в приемной человека, внушающего ужас всей Европе и Азии. И все же прежде всего их волновали недоразумения прошлого, которые требовали своего разрешения. Но не станем забегать вперед и вернемся в лето 1942 года.