Все детали наших соглашений с ним, в том числе и порядок финансовых расчетов, держались в строгом секрете.
Сенжье, между прочим, был обязан объяснить дирекции банка, почему необходимо завести специальный счет для перевода на него денег, полученных за продажу материалов, обозначенных некоторым условным номером. Чтобы не раскрывать истинных причин, было решено в отчетах Федерального резервного банка не делать никаких упоминаний о наших сделках, соблюдать требование минимума переписки, а ревизорам банка принимать объяснения Сенжье на веру.
Глава четвертая Работы по получению плутония
Чтобы представить себе всю беспрецедентность усилий ученых и инженеров, сделавших гигантский скачок от идеи использования плутония к ее промышленному воплощению, надо учитывать не только новизну этой проблемы, но и время, за которое это было сделано.
Эта работа останется в истории как пример феноменального самоотверженного прорыва в неизвестность, сравнимого, пожалуй, только с первым путешествием Колумба.
На пути лабораторных исследований стояли невероятные трудности. В Чикагской лаборатории велись исследования с целью получения из одного элемента, урана, другого — плутония. Такое превращение атомов одного вещества в атомы другого с физической и химической точки зрения было, по существу, первой научной попыткой воплотить мечту средневековых алхимиков о превращении одних металлов в другие. Весь опыт науки был против нас.
Для осуществления процесса превращения элементов, даже в лабораторных условиях и в ничтожно малых количествах, необходимо было создать реактор, или, как мы его чаще называли, котел, довольно внушительных размеров. Для промышленного получения нового элемента нужен был, естественно, реактор еще больших размеров. По оценкам, лабораторная установка должна была вмещать около 45 тонн металлического урана или двуокиси урана. Такими количествами достаточно чистого урана мы не располагали вплоть до конца 1942 г. Но даже и после 1942 г. лабораторная установка не могла дать нам плутоний в количествах, достаточных для его выделения.
В июне 1942 г., в тот момент, когда инженерные войска были подключены к проекту, работы только что начались. Тогда еще не было экспериментально доказано, что теоретически обоснованный процесс превращения урана в плутоний действительно можно осуществить. Такое доказательство было получено только 2 декабря 1942 г. Прошло несколько недель, прежде чем мы решили вести работы по получению плутония полным ходом и приступили к проектированию первой промышленной установки. 5 октября 1942 г. я впервые посетил Металлургическую лабораторию Чикагского университета, где провел с Артуром Комптоном полдня, осматривая оборудование лаборатории и знакомясь с работами ученых.
Вторая половина дня была посвящена совещанию, на котором присутствовали Комптон и его ведущие сотрудники. Среди них были два лауреата Нобелевской премии Энрико Ферми и Джеймс Франк, а также блестящие венгерские физики Вигнер и Сциллард и помощник Комптона Н. Хилберри. Цель совещания состояла в том, чтобы познакомить меня с их достижениями в данной области знаний, с данными о возможной взрывной мощности атомной бомбы, о количестве делящегося материала, необходимого для бомбы. Особенно важным мне представлялось уяснить те проблемы, над которыми еще нужно работать. Мне также хотелось, чтобы все, включая меня самого, четко представляли те задачи, которые стояли на пути решения центральной проблемы. Меня очень интересовало, сколько потребуется урана-235 для достаточно эффективной атомной бомбы, ибо ответ на этот первостепенной важности вопрос определял масштабы промышленных установок для получения как плутония, так и урана.
Сотрудники Комптона тщательно и добросовестно обсудили все стороны проблемы, подкрепляя свои рассуждения математическими выкладками; каждый мой вопрос получил ответ. Обсуждение было деловым, несмотря на то, что оно основывалось на еще не проверенных на опыте гипотезах.
Перед концом совещания я спросил, насколько точна их оценка количества делящегося материала, необходимого для создания одной бомбы. Я ожидал ответа: на 25—30 процентов, не более. Однако услышанное мною повергло меня в ужас. Ученые совершенно спокойно заявили, что, по их мнению, оценка верна с точностью до двух порядков, т. е. в пределах, отличающихся по величине в сто раз. Следовательно, если определенное ими количество плутония, необходимого для бомбы, равно 40 килограммам, то действительная цифра может лежать где-то между 4 и 400 килограммами. Трагедия такой неточности заключалась в том, что она исключала всякое разумное планирование производства делящихся материалов. При этом я оказался в положении повара, которому приказано обслужить неизвестное количество гостей: или 10, или 1000. Но после тщательного обсуждения этого вопроса я пришел к выводу, что в тот момент более точные данные получить просто невозможно.
Готовых решений не существовало, и вся надежда была на то, что ошибка окажется не такой фантастической. Неопределенность, связанная с необходимым количеством материала для бомбы, преследовала нас все время вплоть до испытания бомбы в Аламогордо (16 июля 1945 г.). Но даже и после этого испытания мы не были полностью уверены, будет ли уран-235 (использованный в бомбе, сброшенной на Хиросиму) вести себя так же, как плутоний, который был в использован в бомбе, сброшенной на Нагасаки.
В результате посещения лаборатории у меня создалось весьма благоприятное впечатление о ней. В научном отношении Металлургическая лаборатория не нуждалась в помощи и вполне могла стать ядром для более широкой организации.
После совещания я продолжил с Комптоном начатый еще ранее со Сциллардом разговор о возможностях уменьшения числа изучаемых способов отвода тепла от реактора. Активно изучались четыре метода: с использованием гелия, воздуха, воды и тяжелой воды. Необходимо было сконцентрировать усилия на каком-то одном из них. К концу дня мы остановили выбор на гелии. Однако вскоре это решение было изменено. Трудности, на которые мы сразу же натолкнулись при проектировании сравнительно небольшого, охлаждаемого воздухом реактора в Клинтоне, помогли нам понять, что обращаться с любым газообразным теплоносителем в больших Ханфордских реакторах будет крайне сложно. Как показали результаты испытаний реактора Ферми в декабре, при соответствующей конструкции реактора в качестве теплоносителя можно применять воду. Поэтому решено использовать воду для охлаждения реакторов в Ханфорде, предназначенных для получения плутония.
Я уехал из Чикаго с убеждением, что плутониевый цикл обещает быть наиболее успешным способом производства материала для бомбы. Все другие рассматривавшиеся способы были связаны с возможностью разделения веществ, имевших ничтожные различия в физико-химических свойствах. В силу этого разработка и реализация промышленного способа разделения этих веществ сталкивалась с огромными трудностями. Превращение значительных количеств урана в ходе цепной реакции в плутоний действительно лежало за пределами существовавших тогда технических возможностей. Зато вторая часть процесса получения плутония (его химическое выделение), хотя и представляла серьезные трудности, все же не выглядела невозможной.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96
Сенжье, между прочим, был обязан объяснить дирекции банка, почему необходимо завести специальный счет для перевода на него денег, полученных за продажу материалов, обозначенных некоторым условным номером. Чтобы не раскрывать истинных причин, было решено в отчетах Федерального резервного банка не делать никаких упоминаний о наших сделках, соблюдать требование минимума переписки, а ревизорам банка принимать объяснения Сенжье на веру.
Глава четвертая Работы по получению плутония
Чтобы представить себе всю беспрецедентность усилий ученых и инженеров, сделавших гигантский скачок от идеи использования плутония к ее промышленному воплощению, надо учитывать не только новизну этой проблемы, но и время, за которое это было сделано.
Эта работа останется в истории как пример феноменального самоотверженного прорыва в неизвестность, сравнимого, пожалуй, только с первым путешествием Колумба.
На пути лабораторных исследований стояли невероятные трудности. В Чикагской лаборатории велись исследования с целью получения из одного элемента, урана, другого — плутония. Такое превращение атомов одного вещества в атомы другого с физической и химической точки зрения было, по существу, первой научной попыткой воплотить мечту средневековых алхимиков о превращении одних металлов в другие. Весь опыт науки был против нас.
Для осуществления процесса превращения элементов, даже в лабораторных условиях и в ничтожно малых количествах, необходимо было создать реактор, или, как мы его чаще называли, котел, довольно внушительных размеров. Для промышленного получения нового элемента нужен был, естественно, реактор еще больших размеров. По оценкам, лабораторная установка должна была вмещать около 45 тонн металлического урана или двуокиси урана. Такими количествами достаточно чистого урана мы не располагали вплоть до конца 1942 г. Но даже и после 1942 г. лабораторная установка не могла дать нам плутоний в количествах, достаточных для его выделения.
В июне 1942 г., в тот момент, когда инженерные войска были подключены к проекту, работы только что начались. Тогда еще не было экспериментально доказано, что теоретически обоснованный процесс превращения урана в плутоний действительно можно осуществить. Такое доказательство было получено только 2 декабря 1942 г. Прошло несколько недель, прежде чем мы решили вести работы по получению плутония полным ходом и приступили к проектированию первой промышленной установки. 5 октября 1942 г. я впервые посетил Металлургическую лабораторию Чикагского университета, где провел с Артуром Комптоном полдня, осматривая оборудование лаборатории и знакомясь с работами ученых.
Вторая половина дня была посвящена совещанию, на котором присутствовали Комптон и его ведущие сотрудники. Среди них были два лауреата Нобелевской премии Энрико Ферми и Джеймс Франк, а также блестящие венгерские физики Вигнер и Сциллард и помощник Комптона Н. Хилберри. Цель совещания состояла в том, чтобы познакомить меня с их достижениями в данной области знаний, с данными о возможной взрывной мощности атомной бомбы, о количестве делящегося материала, необходимого для бомбы. Особенно важным мне представлялось уяснить те проблемы, над которыми еще нужно работать. Мне также хотелось, чтобы все, включая меня самого, четко представляли те задачи, которые стояли на пути решения центральной проблемы. Меня очень интересовало, сколько потребуется урана-235 для достаточно эффективной атомной бомбы, ибо ответ на этот первостепенной важности вопрос определял масштабы промышленных установок для получения как плутония, так и урана.
Сотрудники Комптона тщательно и добросовестно обсудили все стороны проблемы, подкрепляя свои рассуждения математическими выкладками; каждый мой вопрос получил ответ. Обсуждение было деловым, несмотря на то, что оно основывалось на еще не проверенных на опыте гипотезах.
Перед концом совещания я спросил, насколько точна их оценка количества делящегося материала, необходимого для создания одной бомбы. Я ожидал ответа: на 25—30 процентов, не более. Однако услышанное мною повергло меня в ужас. Ученые совершенно спокойно заявили, что, по их мнению, оценка верна с точностью до двух порядков, т. е. в пределах, отличающихся по величине в сто раз. Следовательно, если определенное ими количество плутония, необходимого для бомбы, равно 40 килограммам, то действительная цифра может лежать где-то между 4 и 400 килограммами. Трагедия такой неточности заключалась в том, что она исключала всякое разумное планирование производства делящихся материалов. При этом я оказался в положении повара, которому приказано обслужить неизвестное количество гостей: или 10, или 1000. Но после тщательного обсуждения этого вопроса я пришел к выводу, что в тот момент более точные данные получить просто невозможно.
Готовых решений не существовало, и вся надежда была на то, что ошибка окажется не такой фантастической. Неопределенность, связанная с необходимым количеством материала для бомбы, преследовала нас все время вплоть до испытания бомбы в Аламогордо (16 июля 1945 г.). Но даже и после этого испытания мы не были полностью уверены, будет ли уран-235 (использованный в бомбе, сброшенной на Хиросиму) вести себя так же, как плутоний, который был в использован в бомбе, сброшенной на Нагасаки.
В результате посещения лаборатории у меня создалось весьма благоприятное впечатление о ней. В научном отношении Металлургическая лаборатория не нуждалась в помощи и вполне могла стать ядром для более широкой организации.
После совещания я продолжил с Комптоном начатый еще ранее со Сциллардом разговор о возможностях уменьшения числа изучаемых способов отвода тепла от реактора. Активно изучались четыре метода: с использованием гелия, воздуха, воды и тяжелой воды. Необходимо было сконцентрировать усилия на каком-то одном из них. К концу дня мы остановили выбор на гелии. Однако вскоре это решение было изменено. Трудности, на которые мы сразу же натолкнулись при проектировании сравнительно небольшого, охлаждаемого воздухом реактора в Клинтоне, помогли нам понять, что обращаться с любым газообразным теплоносителем в больших Ханфордских реакторах будет крайне сложно. Как показали результаты испытаний реактора Ферми в декабре, при соответствующей конструкции реактора в качестве теплоносителя можно применять воду. Поэтому решено использовать воду для охлаждения реакторов в Ханфорде, предназначенных для получения плутония.
Я уехал из Чикаго с убеждением, что плутониевый цикл обещает быть наиболее успешным способом производства материала для бомбы. Все другие рассматривавшиеся способы были связаны с возможностью разделения веществ, имевших ничтожные различия в физико-химических свойствах. В силу этого разработка и реализация промышленного способа разделения этих веществ сталкивалась с огромными трудностями. Превращение значительных количеств урана в ходе цепной реакции в плутоний действительно лежало за пределами существовавших тогда технических возможностей. Зато вторая часть процесса получения плутония (его химическое выделение), хотя и представляла серьезные трудности, все же не выглядела невозможной.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96