Ядерное оружие Третьего рейха. Немецкие физики на службе гитлеровской Германии [заметки]
1
Имеется в виду выдающийся французский физик Ф. Жолио-Кюри. (Здесь и далее примеч. ред.)
2
Гаудсмит Сэмюэл американский физик-теоретик; в 1925 г. вместе с Джорджем Уленбеком ввел понятие спин электрона.
3
«Эка-рений» и «эка-осмий», химические элементы, имеющие соответственно в периодической системе номера 93 и 94, сейчас называются «нептуний» и «плутоний».
4
Ныне доказано, что выделяется от 2 до 5 нейтронов.
5
Термин «эффективное сечение» ядра определяет его состояние относительно возможности захвата нейтрона. В нашем случае речь идет о площади некой «мишени», центром которой является атомное ядро, когда нейтрон, оказавшись в пределах этой площади, будет взаимодействовать с ядром. Чем больше эффективное сечение, тем выше вероятность захвата нейтрона. Эффективное сечение ядра выше для медленных (тепловых), чем для быстрых нейтронов.
6
Американцы не учитывали возможности засорения шлаками своих больших урановых реакторов до тех пор, пока не пришлось остановить один за другим несколько огромных плутониевых реакторов в Ханфорде. Причиной остановки было образование в ходе реакции деления ксенона-135. Несмотря на относительно низкую концентрацию этого изотопа, он обладает свойством поглощения значительного количества тепловых нейтронов.
7
3 марта ученый из университета в Миннесоте Альфред О'Нир и еще трое физиков Колумбийского университета напечатали в «Physical Review» статью, в которой описывали, как с помощью масс-спектрометра им удалось изолировать небольшое количество урана-235. Опыты показали, что «этот изотоп урана подвержен делению при бомбардировке медленными нейтронами». 3 апреля те же авторы в том же журнале опубликовали подробное описание прежнего опыта, на этот раз проведенного с большим количеством различных изотопов урана.
8
Данная беседа приводится в рукописи неопубликованных мемуаров профессора М. фон Арденне.
9
Резонансными называются нейтроны с энергиями от 0,5 до 1000 электронвольт. Для средних и тяжелых ядер эффективное нейтронное сечение (о нем уже говорилось) достаточно велико, и график зависимости этого сечения от энергии представляет собой по внешнему виду «частокол», то есть большое число острых резонансных всплесков. Важную роль в исследовании этой зависимости сыграли проводившиеся в 1936 году в СССР работы выдающегося физика-экспериментатора Л.В. Шубникова (1901 1937), расстрелянного в годы ежовщины, в которых также участвовал молодой И.В. Курчатов.
10
Длиной диффузии в ядерной физике называется основная характеристика процесса диффузии нейтронов. Если Rg среднеквадратичное расстояние, на которое уходит в веществе тепловой нейтрон от места рождения до места поглощения, то величины L и Rg связаны соотношением L>2 = Rg>2.
11
Сейчас кажется вероятным, что причиной такой низкой длины диффузии были компоненты воздуха, скорее всего азот. И вплоть до 1945 г., когда в ходе эксперимента «B-VIII» в Хайгерлохе в качестве отражателя нейтронов были использованы графитовые блоки, ученые не догадывались, что расчеты Боте были неверны. Менее значительной ошибкой было определение Фольцем и Хакселем сечения захвата медленных нейтронов природным ураном в пределах 0,1 0,2 х 10>4 см, в то время как на самом деле это значение составляет 3,5 х 10>4 см. Это несоответствие было выявлено и учтено в дальнейшем. Кроме того, к нему было принято добавлять величину, которую назвали сечением «дополнительного поглощения», составлявшего 2,8 х 10>4 см. Этот пример является свидетельством «творчества» ученых, возможно допустимого во время войны.
12
Племянник Генриха Герца, экспериментально доказавшего в 1888 г. существование электромагнитных волн.
13
В СССР особенности цепных реакций на быстрых и медленных нейтронах рассмотрели в 1939 г. Я.Б. Зельдович и Ю.Б. Харитон.
14
Точное определение этих новых подлежащих делению ядер за несколько месяцев до этого было дано ученым из Вены Шинтльмейстером. Он доказал, что этот элемент, который теоретически мог быть использован в качестве взрывчатого вещества, получается в результате химической реакции, происходящей в урановом реакторе. Он является элементом № 94 периодической таблицы (и теперь известен как плутоний), а не № 93 (нептуний).
15
Также уместно вспомнить о самостоятельных исследованиях в области ядерной физики, проводившихся в те годы в СССР, например о создании под руководством И.В. Курчатова первого советского ядерного реактора, запущенного в декабре 1946 года и имевшего мощность 4000 кВт, в отличие от чикагского реактора 1942 года Э. Ферми мощностью 200 Вт.
16
Фамилии этих 16 ученых: В. Гейзенберг, Г. Гофман, О. Ган, Ф. Штрасман, 3. Флюгге, К. фон Вайцзеккер, И. Маттаух, К. Вирц, X. Гейгер, В. Боте, Р. Флейшман, К. Клузиус, Г. Диккель, Г. Герц, П. Гартек и Г. Штеттер. Все они действительно работали над германской атомной программой, кроме Герца, который из расовых соображений не был допущен к проекту.
17
В книге Маргарет Гоуинг «Британия и атомная энергия в 1939 1945 гг.» полностью приводится этот текст и обращается внимание на допущенную в нем ошибку. Как было обнаружено после войны, в руки немцев на самом деле попало примерно 600 тонн оксида урана; по мнению профессора Н. Риля, даже эта цифра сильно занижена.
18
В СССР первые микропорции плутония (порядка 1017 атомов) были получены радиохимиком Б.В. Курчатовым (братом И.В. Курчатова) осенью 1944 г. в обычной бочке с водой. В течение трех месяцев с помощью радий-бериллиево– го источника непрерывно облучалась колба с гидратом оксида закиси урана. В 1947 г. на первом советском ядерном реакторе, построенном под руководством И.В. Курчатова, получили 20 микрограммов плутония их уже можно было разглядеть под микроскопом. Первый промышленный реактор для получения плутония был также построен под руководством И.В. Курчатова и запущен в июне 1948 г.
19
Виновницей была некая секретарша из совета по научным исследованиям. В конце 1943 г., когда она должна была передать циркулярное распоряжение Геринга о смещении Эсау с поста руководителя проекта, она снова положила в конверты не те документы, извинившись за это через несколько дней. Эта женщина, заявляя, что теперь-то отправляет адресатам нужные бумаги, тем не менее и на этот раз умудрилась их перепутать.
20
Выше уже упоминалась длина диффузии L важнейшая характеристика замедления нейтронов. Для бериллия и графита она равна соответственно 21 и 60 см, в то время как для тяжелой воды 159 см.
21
Даже в Америке ученые в своих оценках давали более широкие границы: «Масса урана-235, необходимая для реакции деления взрывного типа в заданных условиях, должна быть не менее 2 и не более 100 кг». Такие цифры были названы на заседании Национального академического комитета, состоявшемся 6 ноября 1941 г. Такие широкие границы были вызваны невозможностью точно определить экспериментальным путем «эффективное сечение захвата» быстрых нейтронов для урана-235. Что касается плутония, американцы были довольно хорошо знакомы с его свойствами, поскольку сумели получить некоторое количество этого вещества на циклотроне в Беркли, штат Калифорния.
22
На совещании присутствовали Бонхоффер, Клузиус, Гартек, Коршинг, Розе, Суэсс и Вирц; управление вооружений представляли Баше и Дибнер.
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».
24
Сохранился полный стенографический отчет этого совещания, состоявшегося 6 июля 1942 г. в министерстве ВВС. В работе среди прочих принимали участие Геринг, Мильх, Шпеер, Функ, Онезорге, Фромм, Витцель, Ментцель, Брандт, Фоглер и Розенберг.
25
Слово «Hahn» в переводе с немецкого значит «петушок, забияка».
26
Производство урана в Германии во время войны составило:
«Degussa» (Франкфурт) 1940 280,6 кг (лаборатория)
1941 2459,8 кг (завод)
1942 5601,7 кг (завод)
1943 3762,1 кг (завод)
1944 710,8 кг (завод)
В 1944 году компания развернула производство металлического урана в Берлине-Грюнау. Было получено: в декабре 1944 г. 224 кг; в январе 1945 г. 376 кг, в феврале 286 кг.
27
Планерами управляли сержанты М. Стрейтди и П. Дойг (пилоты планерного полка), а также пилот Дэвис и сержант Фрезер из Королевских ВВС Австралии.
28
Комптон А. лаурет Нобелевской премии по физике 1927 г. за открытие упругого рассеяния электромагнитного излучения в рентгеновском и гамма-диапазоне на свободных или слабо связанных электронах. Ныне это излучение, сопровождающееся увеличением длины волны, известно в физике как эффект Комптона и является прямым доказательством существования фотонов, то есть квантов электромагнитного излучения.
29
К концу 1942 г. в Германии оставалось всего 60 г радия. При существовавших потребностях в этом материале его запасов должно было хватить всего на три года.
30
Доктор Верке писал: «В связи с потерей предприятия в Веморке все Скандинавские страны оказались перед лицом опасности потери продукции заводов по производству удобрений. Я снова поехал в Осло и подтвердил, что впредь мы воздержимся от производства тяжелой воды. Такое решение было принято, чтобы дать возможность компании «Norwegian Hydro», воспользовавшись шведскими кредитами, восстановить поврежденные предприятия».
31
Распределение груза тяжелой воды по емкостям с указанием процентного содержания дано в следующей таблице:
Вес всего груза эквивалентен 613,68 литра 100 %-ной тяжелой воды.
32
Первоначально эти данные подвергались сомнению. Однако через два дня они были подтверждены в докладе военного губернатора Норвегии: «20 февраля 1944 года железнодорожный паром на озере Тиннсьё, к востоку от Рьюкана, затонул в результате взрыва в носовой части. Из находившихся на борту 53 человек были спасены 27 (в том числе четверо немецких военнослужащих). Ведется расследование, но пока причина взрыва не установлена». В дальнейшем миссия союзников «Alsos» получила в свое распоряжение подробный отчет немцев о диверсии.
33
На совещании немецкой тайной полиции в начале 1945 г. начальник полиции в Норвегии генерал СС Редисс сообщил, что «за 1944 год там имели место двадцать три случая саботажа на судах». Генерал не стал подробно описывать диверсию на озере Тиннсьё.
34
К ноябрю 1943 г., когда диверсии союзников остановили производство тяжелой воды в Веморке, на предприятии было получено 2840 кг этого материала с концентрацией более 99,5 %. В разные годы, начиная с 1939 г., производство тяжелой воды на этом предприятии составило: 1939 1940 гг. 20,35 кг; 1940 1941 гг. 282,25 кг; 1941 1942 гг. 871 кг; 1942 1943 гг. 1179 кг; 1943 1944 гг. 487 кг; 1944 1945 гг. 0. В 1942-м и 1943 гг. выпуск тяжелой воды с концентрацией выше 99,5 % составил:
Поскольку в 1940 году союзникам удалось заполучить с предприятия в Веморке 185 кг тяжелой воды, всего немцы получили около 2655 кг этого материала.
35
Считается допустимым принимать объем составленных в рамках исследования документов за показатель активности, с которой ведутся работы в данном направлении. Карл Рамзауэр воспользовался этой посылкой в своей речи в апреле 1943 г., в которой он клеймил немецких физиков за медлительность. В анализе немецких документов по атомной программе, приведенном в хранящемся в Оук-Ридже документе TID-3030, дается ежегодное количество официальных отчетов за годы исследований:
1939…4
1940…54
1941…61
1942…84
1943…51
1944…55
1945…17
Таким образом, максимальной производительность «мозгов немецких ядерных физиков» была в 1942 г., во времена, когда в их распоряжении имелось достаточное количество урана и тяжелой воды. Производительность Герлаха в 1944-м и 1945 гг. можно считать весьма скромной, особенно с учетом того, что многие документы, датированные 1944 г., были на самом деле составлены в 1943 г.
36
Через несколько месяцев представители ВМС вышли из состава «Alsos» и создали собственную разведывательную миссию в Европе.
37
О единственном упоминании возможного применения в качестве оружия радиоактивных веществ уже говорилось ранее. Кроме того, можно сослаться на лекцию, прочитанную 6 мая 1944 г. немецким ученым Шиболдом группе офицеров люфтваффе. Он рассказывал о возможном применении радиологического оружия, представляющего собой рентгеновские, или гамма-лучи.
38
Первый обмен такой разведывательной информацией между союзниками состоялся в январе 1944 г., через девять месяцев после того, как в Лондоне стали всерьез воспринимать угрозу работ немецких ученых над новыми видами вооружений.
39
Читатель, склонный расценить этот знаменательный эпизод скептически, сможет рассеять все свои сомнения, обратившись к материалам допроса военными следователями США в сентябре 1945 г. начальника отдела технических исследований министерства вооружений полковника Фридриха Гейста. Отвечая на вопрос о том, что было известно в Германии о наличии у союзников атомного оружия, Гейст письменно ответил: «Насколько я помню, тогда я не располагал информацией о том, что союзники работают над созданием атомной бомбы. Тем не менее я согласился с предложением исследовать воронки от бомб авиации союзников с целью обнаружения эффекта радиоактивности. О результатах этих исследований мне неизвестно. Мы не исключали возможности того, что союзники могли каким-то образом частично использовать процесс ядерного деления. Вероятно, что лица, имевшие непосредственное отношение к этой проблеме (представитель министерства Шуман и профессор Герлах), располагали данными о наличии у союзников определенных разработок в данной области. Я сам такой информацией не располагал».
40
Такие исследования велись в Берлинском институте имени кайзера Вильгельма и во французском госпитале у Северного вокзала в Париже. Кроме того, над теми же проблемами работал профессор психиатрии Хебнер в Мюнхене. Третий, более совершенный циклотрон строился компаниями «Siemens» и «Halske», однако завершение работ в результате рейдов авиации союзников было задержано примерно на год.
41
Расходы бюджета с апреля 1944-го по март 1945 г. распределялись следующим образом:
Двадцать два контракта научных институтов…447 900
Производство ультрацентрифуги компаниями «Anschutz» и «Hellige»…200 000
Обработка урана и литье пластин компанией «Auer»…300 000
Производство тяжелой воды и строительство завода на предприятии «И.Г. Фарбен» «Leuna» в Мерсебурге…1 200 000
Строительство завода тяжелой воды на заводе холодильного оборудования компании «Linde»…1 300 000
Различные заказы, размещенные на других предприятиях…200 000
И т о г о: 3 647 900
42
До апреля 1943 г. профессор Эсау израсходовал 2 млн рейхсмарок, однако после атаки американской авиации на завод в Веморке он был вынужден увеличить бюджет программы еще на 1 млн рейхсмарок.
43
План заключался в том, что большой самолет должен доставить небольшой бомбардировщик через Атлантический океан к берегам США и затем вернуться обратно. Сбросив бомбы на Нью-Йорк, бомбардировщик совершит вынужденную посадку в водах Атлантики. Затем экипаж подберет немецкая субмарина. От плана окончательно отказались 21 августа. Сохранилась запись, сделанная в тот день в дневнике начальника штаба люфтваффе генерала Крипе: «Утреннее совещание. Короткий обмен мнениями по поводу операции с применением бомбардировщика против Нью-Йорка. ВМС не готовы предоставить подводную лодку для дозаправки и эвакуации экипажа самолета. Я отказываюсь от проведения операции… Окончательная беседа с адмиралом Эрике (ВМС) по поводу бомбардировки Нью-Йорка продолжалась до 17.00… Вечером говорил по телефону с Мейцелем (начальником оперативного отдела штаба ВМС) по поводу операции в США». Впервые эта операция упоминается в т. 14 стенограммы совещаний у фельдмаршала Мильха. На нескольких совещаниях в мае и июне 1942 г. он обсуждал возможность нанесения бомбовых ударов по городам Нью-Йорк и Сан-Франциско. Сложность заключалась в том, что вес самой мощной бомбы в то время составлял всего одну тонну. Совещания проходили незадолго до того, как 4 июня 1942 г. Мильх в здании Гарнака спросил Гейзенберга о том, сколько будет весить бомба, способная уничтожить целый город.
44
К этим программам относятся урановый проект, бактериологическое оружие, организация научных исследований в стане противника, исследования в области аэронавтики, дистанционные взрыватели, немецкие научные исследования в области управляемых ракет, участие министерства Шпеера в реализации научных программ, разработки в области химии, разработки горючих сланцев, научные исследования в других областях.
45
Сын выдающегося французского физика Ж. Перрена, осуществившего в 1908 г. цикл экспериментальных исследований броуновского движения, подтвердивших теорию этого явления, предложенную А. Эйнштейном и М. Смолуховским, согласно которой данное движение является следствием теплового движения молекул среды, воздействующих на броуновские частицы.
46
В этой связи один из бункеров осматривала французская комиссия, в состав которой входили профессор Жолио, профессор Моро и доктор Шовин. После осмотра объекта британская исследовательская группа сделала вывод о том, что «предположение, что объект может быть связан с производством атомной бомбы, решительно отвергается».
47
Гогенцоллерны династия бранденбургских курфюрстов, прусских королей и германских императоров. Их представителем был кайзер Вильгельм II, имя которого носит упоминаемый в этой книге институт.
48
Это еще один пример того, как иногда на основании ложных аргументов делается правильный вывод. Сотрудники миссии «Alsos» решили, что немецкое слово «Sperrgebiet» означало «военная зона с ограниченным доступом». На самом деле это была пометка о том, что Хехинген принял и разместил определенное для него по плану эвакуации количество беженцев и не может больше принимать эвакуированных.
49
Скорее всего, речь идет о Гейзенберге.
50
Например, нитроглицерина, который, в свою очередь, используется для производства как бездымных порохов, так и динамита.
51
Так называется «пороговое» значение массы, при превышении которого начинается цепная реакция.
52
Рассказывая об этом эпизоде миссии «Alsos», еще до того, как была сброшена бомба на Хиросиму, Росбауд заявил, что тяжелая вода была получена в Норвегии «под фальшивым предлогом и предназначалась в борьбе самой страшной военной машины против мировой цивилизации».
53
Друг Росбауда профессор Патрик Блэкетт, английский физик, специалист в области ядерной физики и космических лучей, лауреат Нобелевской премии 1940 года, сообщил автору этой книги, что он так и не получил посланий. Тем не менее генерал Гровс позже писал: «Мы узнали от… берлинского ученого, который передал нам через норвежское подполье информацию о том, что урановая программа была эвакуирована в более безопасное место, точное нахождение которого неизвестно. До того момента мы более или менее регулярно получали информацию из этого источника, однако теперь ее поступление прекратилось. Мы столкнулись с проблемой определения места эвакуации учреждений имени кайзера Вильгельма и их дальнейшей судьбы».
54
Отчет союзникам об этом разговоре был представлен Росбаудом до того, как была объявлена новость о бомбардировке Хиросимы. Поэтому его рассуждения о «бомбе» особенно интересны.
55
Иден Антони в то время британский министр иностранных дел.
56
Неточность автора. Постановление советского правительства о начале работ по созданию атомного оружия датировано 10 марта 1943 г. Этим постановлением главой советского атомного проекта был назначен И.В. Курчатов. В том же году советские физики И.И. Гуревич и И.Я. Померанчук разработали теорию замедления нейтронов в гетерогенных системах (так называются системы, где ядерное топливо и замедлитель размещены в виде отдельных блоков), показав, что в этом случае легче достичь критических размеров реактора.
57
Цитата из дневника профессора Герлаха за 7 августа 1945 г.: «В газетах говорится, что мы располагаем фабрикой по производству урановых бомб на острове Борнхольм. Майор (Риттнер) рассказал мне, что им известно все о Борнхольме. Частично эта территория использовалась для производства «Фау»; частично для создания радиоуправляемых бомб». Впоследствии британские офицеры не раз допрашивали Герлаха о том, что на территории Борнхольма якобы имелся завод по производству атомного оружия.
58
Вете Хан с немецкий физик-теоретик, специалист в области квантовой механики, ядерной физики и астрофизики.
59
Юри Гарольд Клейтон американский физик и физико-химик. В 1932 г. открыл изотоп водорода, ныне известный как дейтерий, за что был удостоен Нобелевской премии по химии в 1934 г.
60
Неточность автора. Первый циклотрон был построен американским физиком Эрнестом Лоуренсом в 1931 г. (Нобелевская премия по физике 1939 г.).
61
Авторами были доктор Элвин Уэйнберг и доктор Лотар Нордхейм. Первый из них впоследствии занимал пост директора Национальной лаборатории в Оук-Ридже, штат Теннесси. Автор книги беседовал с ним по поводу истории и причин подготовки вышеупомянутого доклада Комптону. Доктор Уэйнберг тогда заявил, что даже сейчас не намерен менять свою точку зрения на то, в какой стадии находилась германская атомная программа в 1945 г.
