Тайная история атомной бомбы - [27]

Шрифт
Интервал

Тем временем к Фришу обратилось Британское химическое общество с просьбой написать для них обзорный материал и осветить в нем все недавние успехи в изучении атомного ядра, чтобы это было понятно и интересно химикам. Статью Отто писал в своей съемной комнате. Не снимая пальто, он сидел, держа машинку на коленях, около газовой горелки, пытаясь хоть немного согреться: температура той зимой опускалась до —18 °C. По ночам замерзала вода в стакане.

Рассказывая о расщеплении ядра, он повторял общепринятое на тот момент мнение: если однажды и удастся осуществить самоподдерживающуюся цепную реакцию, то с учетом того, что в ней должны использоваться медленные нейтроны, атомную бомбу, в которой цепная реакция будет происходить, взорвать практически невозможно. «По крайней мере похожего результата мы бы достигли, если бы просто подожгли аналогичное количество пороха», — так писал он в заключительной части. Фриш вообще не верил в возможность создания атомной бомбы.

Однако, закончив статью, он задумался. Основная проблема на данный момент, по утверждению Бора и Уилера, заключалась в медленных нейтронах. Ядро урана-238 всегда захватывало быстрые нейтроны, имевшие определенную «резонансную» энергию, или скорость, для реакции же с природным ураном необходимы исключительно медленные нейтроны. Однако их использование означало, что и получаемая энергия будет накапливаться весьма медленно. Если построить реакцию на медленных нейтронах, то высвобождаемая энергия нагреет уран и, возможно, расплавит его или даже испарит задолго до того, как он сможет взорваться. По мере нагревания урана в реакцию будет вступать все меньше нейтронов, и в итоге она попросту затухнет.

Физики «Уранового общества» пришли к тому же самому мнению. Однако Фриша теперь очень интересовал ответ на вопрос: что все-таки произойдет, если использовать быстрые нейтроны? Считалось, что уран-235 расщепляется нейтронами обоих типов. Однако если в расщепляемом уране слишком много U>238, то от быстрых вторичных нейтронов, испускаемых U>235 при распаде, будет мало пользы: по всей видимости, эти быстрые вторичные нейтроны выйдут из реакции в силу резонансного захвата ядром урана-238. Но это препятствие легко обойти, если использовать чистый или почти чистый уран-235. Фриш без особого труда собрал маленький аппарат Клузиуса-Дикеля для отделения U>235. Было понятно, что таким способом получить большие объемы чистого урана-235, например несколько тонн, невозможно. Но вдруг для цепной реакции на быстрых нейтронах окажется достаточно и гораздо меньшего количества?

Цепная реакция на быстрых нейтронах с использованием чистого урана-235 — если считать, что у атомной бомбы изначально и был какой-то секрет, то теперь он стал известен Фришу.

Отто поделился своими мыслями с Пайерлсом, который в начале июня 1939 года доработал формулу расчета критической массы материала, необходимой для поддержания цепной ядерной реакции. Составлена эта формула была французским физиком-теоретиком Франсисом Перреном. Для смеси изотопов с большим содержанием U>238 Пайерлс использовал свою измененную формулу, но, поскольку счет велся на тонны, для создания оружия такой вариант не подходил.

Теперь же Фришу необходимо было проводить вычисления совсем другого порядка — с участием чистого урана-235 и не медленных, а быстрых нейтронов. Проблема заключалась в том, что никто пока не знал, какой должна быть доля U>235, чтобы обеспечить успешное участие в реакции быстрых нейронов. А не знали этого ученые потому, что пока еще не удавалось получить достаточное количество урана-235 в чистом виде.

В такой ситуации оставалось только выдвигать предположения. Результаты, полученные Бором и Уилером, ясно давали понять, что ядро U>235 легко расщепляется медленными нейтронами. Далее логично было предположить, что воздействие быстрых нейтронов ничуть не менее эффективно, и возможно даже, что ядро урана-235 делится при любом контакте с ними. Впоследствии Пайерлс так написал про эту гипотезу: «Судя по всему, из данных, которые получили Бор и Уилер, следовало сделать именно такой вывод: каждый нейтрон, попадающий в ядро 235-го [урана], вызывает его распад». Подобное допущение чрезвычайно упрощало расчеты. Теперь оставалось только высчитать, какое количество урана-235 необходимо для того, чтобы он легко расщеплялся быстрыми нейтронами.

Ученые подставили в формулу Пайерлса новые числа и были сражены наповал полученным результатом. О тоннах урана теперь и речи быть не могло. Критическая масса, согласно расчетам, составляла всего несколько килограммов. Для вещества с плотностью, как у урана, объем такого количества не превышал бы величины мячика для гольфа[30]. По оценкам Фриша, столько U>235 можно получить за несколько недель, использовав порядка ста тысяч трубок аппаратов Клузиуса-Дикеля, подобных тому, который он собрал в бирмингемской лаборатории.

«Тут мы все переглянулись, осознав, что создать атомную бомбу все-таки возможно».

Деление быстрыми нейтронами

Физик Джозеф Ротблат, родившийся в Польше и живший в Ливерпуле, пришел примерно к такому же выводу, что и его коллеги. Прочитав об открытии деления ядра, он начал в Варшавском университете собственные эксперименты, чтобы подтвердить образование свободных нейтронов. Ротблат быстро осознал, какую угрозу несет атомная бомба. Его стали преследовать мысли о том, что нацисты могут использовать это оружие для своих черных целей: «У меня не было ни малейшего сомнения в том, что они без всяких колебаний используют любую технику, какой бы бесчеловечной ни было ее применение, если это даст им столь желанное мировое господство».


Еще от автора Джим Бэгготт
Бозон Хиггса. От научной идеи до открытия «частицы Бога»

Джим Бэгготт, ученый, писатель, популяризатор науки, в своей книге подробно рассматривает процесс предсказания и открытия новой частицы – бозона Хиггса, попутно освещая такие вопросы фундаментальной физики, как строение материи, происхождение массы и энергии. Автор объясняет, что важность открытия частицы заключается еще и в том, что оно доказывает существование поля Хиггса, благодаря которому безмассовые частицы приобретают массу, что является необходимым условием для возникновения материи. Из книги вы узнаете о развитии физических теорий, начиная с античного понятия об атоме, и техническом прогрессе, позволившем их осуществить, а также историю обнаружения элементарных частиц.


Рекомендуем почитать
Венеция Казановы

Самый знаменитый венецианец всех времен — это, безусловно, интеллектуал и полиглот, дипломат и сочинитель, любимец женщин и тайный агент Джакомо Казанова. Его судьба неотделима от города, в котором он родился. Именно поэтому новая книга историка Сергея Нечаева — не просто увлекательная биография Казановы, но и рассказ об истории Венеции: достопримечательности и легенды этого удивительного города на воде читатель увидит сквозь призму приключений и похождений великого авантюриста.


Танковый ас №1 Микаэль Виттманн

Его величали «бесстрашным рыцарем Рейха». Его прославляли как лучшего танкового аса Второй мировой. Его превозносила геббельсовская пропаганда. О его подвигах рассказывали легенды. До сих гауптштурмфюрер Михаэль Bиттманн считается самым результативным танкистом в истории – по официальным данным, за три года он уничтожил 138 танков и 132 артиллерийских орудия противника. Однако многие подробности его реальной биографии до сих пор неизвестны. Точно задокументирован лишь один успешный бой Виттманна, под Вилье-Бокажем 13 июня 1944 года, когда его тигр разгроми британскую колонну, за считанные минуты подбив около 20 вражеских танков и бронемашин.


О положении в биологической науке

Знаменитую сессию ВАСХНИЛ в августе 1948 г. называют исторической. И это действительно так – августовская сессия навсегда вошла в историю науки и человечества. И она никогда уже не будет забыта. Она останется в летописи человеческой истории, но только как пример бессмысленного уничтожения достижений биологической науки в масштабах огромного государства, как пример произвола и надругательства над убеждениями ученых. Эту сессию будут всегда вспоминать, но лишь как гигантский погром и великий обман, отбросившие советскую биологическую науку на десятилетия назад и на много лет остановившие развитие сельского хозяйства нашей родины в угоду небольшой группе невежественных людей.


Медичи. Крестные отцы Ренессанса

Семья Медичи.Она подарила Ренессансу много ярких личностей — покровителей наук и искусств и видных государственных деятелей.Представители рода Медичи правили непокорной «колыбелью Возрождения» Флоренцией и занимали престол Святого Петра, а Екатерина Медичи стала самой сильной и могущественной королевой за всю историю Франции...Но как же скромный банкирский род добился политической власти и герцогской короны?Как строились отношения Медичи с величайшими людьми их эпохи — Галилеем и Микеланджело, Донателло и Пико дела Мирандолой, Леонардо да Винчи и Рафаэлем, Боттичелли и неистовым реформатором римской католической церкви Савонаролой?Пол Стратерн в своем блистательном исследовании раскрывает роль Медичи в становлении и развитии не только итальянского, но и европейского Возрождения — роль не всегда однозначную, но неизменно значимую.


Узаконенная жестокость: Правда о средневековой войне

Несмотря на бытующие до сих пор представления о рыцарском благородстве и кодексе чести, средневековые войны были неизбежно сопряжены с деяниями, которые в наши дни считались бы чудовищными военными преступлениями. Разорение сел и городов, беспощадная резня мирного населения, массовое истребление пленников, несоразмерные по суровости наказания за нетяжкие преступления — вот типичная практика и традиции того кровавого времени.Путем всестороннего исследования битв, осад и походов, а также недолгих периодов затишья автор воспроизводит убедительную и шокирующую картину далекой, но отнюдь не романтической эпохи.


Средневековье

История, как известно, статична и не приемлет сослагательного наклонения. Все было как было, и другого не дано. Но если для нас зачастую остаются загадками события десятилетней давности, то что уж тогда говорить о тех событиях, со времени которых прошло десять и более веков. Взять хотя бы Средневековье, в некоторых загадках которого и попытался разобраться автор этой книги. Мы, например, знаем, что монголы, опустошившие Киевскую Русь, не тронули Новгород. Однако же почему это произошло, почему ханы не стали брать древний город? Нам известно, что народная героиня Франции Жанна Д’Арк появилась на свет в семье зажиточного крестьянина, а покинула этот мир на костре на площади в Руане.