Зять Кюри, профессор Фредерик Жолио-Кюри тщательно воспроизвел в своей лаборатории в Париже опыты Гана. В начале марта 1939 года он и его друг Ханс Халбан, а также их французский коллега Лев Коварски физическим путем доказали выделение нейтронов при реакции деления атома урана. В статье под названием «Освобождение нейтронов при взрывной реакции деления урана» они предположили, что для получения цепной реакции необходимо, чтобы при делении очередного атома урана выделялся хотя бы один нейтрон. Это предположение они пытались доказать при проведении опытов с растворами урана различной концентрации.
7 апреля группа Жолио определила с большой долей вероятности, что при делении уранового ядра выделяется от трех до пяти нейтронов[4].
Это позволяло предположить выделение энергии в ходе цепной реакции – целого каскада делений огромного количества урановых ядер. Деление каждого ядра сопровождается высвобождением энергии, что способствует лавинообразному делению на вторичные продукты распада всей массы использованного в этой реакции урана. 22 апреля статья парижских ученых была опубликована в журнале «Nature». Как позже вспоминал один из них, «ученые-физики во всем мире внезапно насторожились».
Через несколько дней в Геттингене проявились первые признаки того, что впоследствии стали называть «немецким атомным проектом». На ученом совете профессор Вильгельм Ханле сделал короткое сообщение о получении энергии в ядерном реакторе. После совета руководитель Ханле профессор Георг Иоос, признанный авторитет в области как теоретической, так и экспериментальной физики, заявил, что ученые не вправе замалчивать открытие такого масштаба. Иоос обладал традиционно прусским понятием о гражданском долге. Он немедленно написал письмо в министерство образования рейха, которому подчинялись все университеты.
В министерстве отреагировали неожиданно скоро. Профессору Абрахаму Эсау немедленно поручили организовать конференцию. Будучи авторитетным ученым, Эсау одновременно был горячим сторонником набиравшего силу националистического режима в Германии. В благодарность за активную поддержку правящей партии он был назначен руководителем имперского Бюро по стандартам.
Эсау понравилась идея подчинить себе физиков-ядерщиков. Он подготовил короткий список ученых, которых намеревался пригласить на конференцию. Первым конечно же стояло имя Отто Гана. Однако Ган с удовольствием отказался от участия в конференции: он уже был приглашен прочитать курс лекций в Швеции. Вместо него на конференцию поехал недавно прибывший из Вены в Далем на место Лизы Мейтнер профессор Йозеф Маттаух.
Конференция прошла в обстановке строгой секретности 29 апреля 1939 года. На первом совещании присутствовали профессор Эсау (председатель); профессора Йоос, Ханле, Гейгер, Маттаух, Боте и Гофман; представитель министерства доктор Дамес.
Руководитель отдела исследований министерства доктор Дамес объявил о своей озабоченности тем, что жизненно важное открытие профессора Гана оказалось опубликованным за рубежом. Маттаух заступился за своего нового шефа с горячностью, заставившей замолчать всю аудиторию. Упреки больше не повторились. После того как профессора Йоос и Ханле в нескольких словах отметили тот уровень, которого достигли исследования в области ядерной физики в Германии и за рубежом, был рассмотрен вопрос о строительстве экспериментального реактора, или «уранового котла».
Профессор Эсау рекомендовал засекретить все запасы урана в Германии. Кроме того, он предложил создать под своим руководством объединенную группу ученых, которая станет заниматься исследованиями в области ядерной физики. Большинство из присутствовавших ничего больше не слышали о немецкой урановой программе до самого начала войны.
И все же Эсау не сидел сложа руки. Была достигнута общая договоренность о том, что в первых экспериментах будет применяться оксид урана.
Позже оксиду урана и3О8 было дано кодовое наименование «препарат 38»; металлический уран сначала назвали «металл-38», а затем – «особый металл». Диоксид урана не получил специального наименования, поскольку этому веществу не уделяли особого внимания.
На экспорт урана из Германии был наложен запрет. Кроме того, были начаты переговоры с имперским министерством экономики о поставках радия с шахт недавно захваченного Иоахимшталя (Иахимов, Чехословакия). Более сложной оказалась задача по обеспечению в рамках программы достаточного количества урана, однако благодаря усилиям министерства и она была успешно решена. В Геттинген на специальный анализ был доставлен образец. Почти одновременно с этим военное ведомство запросило направить туда опытного специалиста в данной области. Ничего не подозревавший Эсау проводил лабораторные исследования.
На самом деле оказалось, что очень скоро военное руководство объявило о своей собственной ядерной программе. Одновременно с тем, как профессор Георг Иоос написал свое письмо в министерство образования, была предпринята еще одна подобная инициатива. 24 апреля, через два дня после публикации в журнале «Nature» статьи французских ученых, молодой профессор из Гамбурга Пауль Гартек и его ассистент доктор Вильгельм Грот написали совместное письмо в военное ведомство, что привело к далеко идущим последствиям. В письме, в частности, говорилось:
«Мы пользуемся возможностью обратить ваше внимание на последние разработки в области ядерной физики. По нашему мнению, они позволят создать взрывчатое вещество, мощность которого во много раз выше обычной взрывчатки».
Кратко описав работы Гана и Штрасмана, а также отметив важность открытия Жолио-Кюри, немецкие ученые отметили, что в то время, когда Америка и Англия уделяют большое внимание исследованиям в области ядерной физики, в Германии эта тема полностью игнорируется. Им казалось неоспоримым, что «та страна, которая сможет полностью воспользоваться плодами открытия, получит всеобъемлющее преимущество над другими». Все последующее повествование тесно связано с именем профессора Гартека. Он был той движущей силой, которая сыграла ключевую роль в работах Германии над атомным проектом в годы войны.
Так же быстро на статью французских ученых отреагировали и в Лондоне. В газетах публиковались зловещие прогнозы, связанные с возможностями применения новой супербомбы, основанной на применении принципа деления ядра урана. Затем в дискуссию активно включились и официальные лица. Через четыре дня после публикации статьи в журнале «Nature» в министерства финансов и иностранных дел обратился председатель комиссии по научным исследованиям и противовоздушной обороне Генри Тизард. Он рекомендовал правительству Великобритании предпринять шаги с целью лишить Германию источников урана. Основным поставщиком урана в то время была Бельгия, обладавшая предприятиями по получению радия из урановой руды, поступавшей из Бельгийского Конго. По мнению Тизарда, запасы урана следовало либо выкупить немедленно, либо заявить о намерении их приобретения Великобританией, не допустив тем самым их закупки немцами.
Через несколько дней, 10 мая, состоялась встреча Тизарда с президентом бельгийской компании «Union Miniere» М. Эдгаром Сенжье, которая широко обсуждалась в официальных и неофициальных кругах. После встречи Тизард уже не настаивал на немедленном приобретении всех бельгийских запасов урана (которые, как теперь известно, составляли несколько тысяч тонн). Бельгийская сторона, в свою очередь, не была склонна признать за Великобританией право на приобретение всех ее запасов. В то же время англичанин предупредил Сенжье, что в руках его компании находится нечто, которое, попади оно в руки врага, приведет к катастрофическим последствиям для обеих стран.
Единственным положительным результатом встречи было то, что в ее ходе удалось выяснить, что в последнее время никто не проявлял повышенного интереса к закупкам у компании значительного количества урана. Британское адмиралтейство поспешило сделать из этого вывод, что другие страны либо не имеют достаточных средств для того, чтобы «включиться в эту гонку», либо решили, что создание сверхмощного взрывчатого вещества было «делом настолько далекого будущего, что заниматься решением этой проблемы пока не имело смысла».
В то же время профессор Томсон, о котором уже упоминалось, полагал весьма вероятным, что если немцы действительно работают над созданием урановой бомбы, то они, в свою очередь, должны опасаться появления такого оружия у англичан. Он предложил переправить по секретным каналам в Германию дезинформацию о том, что англичане провели испытания урановой бомбы огромной разрушительной силы. Результаты якобы были настолько ошеломляющими, что власти Великобритании решили отказаться от последних испытаний с тем, чтобы не подвергать проект риску раскрытия противником. Там же должно было упоминаться о том, что полученная энергия была эквивалентна пяти мегатоннам тринитротолуола, поэтому следовало подумать о том, как обеспечить британским самолетам необходимое время отлета на безопасное расстояние.
Черчилль, напротив, считал все разговоры немцев о супербомбе полнейшим блефом. Хотя в последнее время и появились определенные предпосылки для появления нового взрывчатого вещества «ужасающей мощи», полагал он, пройдет немало лет, прежде чем в этой области будут достигнуты серьезные результаты, следовательно, пока не было причин для опасений. Ссылаясь на своего советника по научным вопросам профессора Линдемана, впоследствии лорда Черуэлла, Черчилль назвал несколько причин, почему следовало считать безосновательными слухи о появлении в руках наци нового сверхмощного оружия. Во– первых, для изготовления нового взрывчатого вещества могла быть использована только незначительная часть природного урана. Получение этого компонента займет много лет. Во-вторых, цепная реакция возможна только при концентрации значительной массы урана; в противном случае освобождение энергии деления приведет лишь к незначительному взрыву и не даст сколь-либо серьезного эффекта. Таким образом, пока использование урана не могло быть более опасным, чем применение уже известных взрывчатых веществ. В-третьих, для получения нужных результатов было необходимо проведение широкомасштабных работ, которые вряд ли удалось бы скрыть. И наконец, в-четвертых, в распоряжении Берлина имелись лишь сравнительно небольшие месторождения урана в Чехословакии. Суммируя свои рассуждения, Черчилль полагал, что угрозу применения немцами урановой бомбы можно было игнорировать.
Когда после апрельской конференции под председательством профессора Эсау профессор Йозеф Маттаух вернулся в институт в Далеме, его буквально засыпали вопросами физики-теоретики доктор фон Вайцзеккер и доктор Флюгге. Барон Карл Фридрих фон Вайцзеккер, молодой человек двадцати семи лет, философ и физик, автор теории о трансформации элементов в звездах, обладал, как впоследствии писали о нем офицеры американской спецслужбы, привычками аскета. Он не был национал-социалистом, однако то, что его отец занимал в министерстве Риббентропа пост государственного секретаря, делало его более подверженным влиянию политиков, чем кого бы то ни было другого из ученых.
Доктор Зигфрид Флюгге заявил Маттауху, что он уже написал научно-популярную статью о ядерной энергии, однако отказался от ее публикации, опасаясь того, что это может вызвать неудовольствие властей. Конференция Эсау показала, что власти были в курсе новых возможностей, однако, как полагали Флюгге и фон Вайцзеккер, теперь необходимо было ознакомить с открытием весь мир. В июне в журнале «Naturwissenschaften» они опубликовали статью со смелым названием «Возможно ли технически освобождение энергии, заключенной в атомном ядре, путем взрыва?». Флюгге высказал точку зрения, согласно которой не исключалось то, что в результате цепной реакции за очень короткий промежуток времени произойдет освобождение огромной энергии, заключенной в массе урана. Далее он выразил в цифровом и графическом виде то, что это могло означать:
«Один кубический метр порошка оксида урана весит 4,2 тонны и содержит 3^1027 молекул и втрое большее количество атомов урана. Каждый атом выделяет 180^106 электрон-вольт (примерно 0,0003 эрга) энергии. Другими словами, из 3^1012 килограммометров освобождается 27^1015 килограммометров. Это означает, что одного кубического метра оксида урана достаточно для того, чтобы поднять один кубический километр воды (обладающий массой 1012 килограммов) в воздух на 27 километров!»
Проблема заключается в том, что все это огромное количество энергии выделяется в течение сотых долей секунды. Существует ли способ контролировать этот процесс, для того чтобы использовать его в мирных целях? По мнению автора, в будущем можно будет стабилизировать ход реакции в «урановом котле» путем добавления солей кадмия в воду, применявшуюся для поглощения энергии нейтронов внутри реактора. Кадмий обладает значительными свойствами поглощения нейтронов и поэтому может применяться для остановки реакции в случае, если ее ход грозит выйти из– под контроля. Статья в «Naturwissenschaften», а также опубликованная в середине августа в газете «Deutsche Allgemeine Zeitung» другая статья способствовали росту интереса немецких властей к атомному проекту.
Профессор Маттаух случайно обмолвился о секретной конференции в министерстве образования в беседе с доктором Паулем Росбаудом. Наверное, Росбауд не умел хранить секреты, как рассчитывал Маттаух. Через неделю он рассказал о конференции профессору Кембриджского университета доктору Хаттону, который по возвращении в Англию передал этот разговор доктору Кокрофту.
Ни профессор Гартек, ни доктор Грот не получили ответа от военных на свое апрельское письмо, в котором обращалось внимание на перспективы ядерных исследований в интересах армии. Но это вовсе не означало, что власти оставили его без внимания. Письмо было передано в управление вооружений армии генералу Беккеру, который в свою очередь передал его профессору Эриху Шуману из отдела исследований. Шуман поручил заняться этой проблемой доктору Курту Дибнеру, военному специалисту по ядерной физике и взрывчатым веществам. Этому человеку суждено стать второй ключевой фигурой нашего повествования.
В то время Дибнеру было тридцать четыре года. Он прослушал курс ядерной физики в университете Халле на кафедре профессора Розе и в конце 1931 года защитил диплом на тему ионизации альфа-лучей. Какое-то время он проработал в лаборатории Бюро стандартов, где занимался созданием нового ускорителя сильно заряженных частиц, который должен был применяться в атомных исследованиях. Но в 1934 году Дибнера призвали в армию, где он попал в отдел исследований управления вооружений. Вместе с доктором Фридрихом Берке он работал над новыми видами взрывчатых веществ (такие же исследования в ВВС велись под руководством профессора Шардина в лаборатории в Готтове). Будучи по образованию специалистом в области ядерной физики, Дибнер сразу же «заболел» идеей новых исследований и неоднократно обращался к Шуману с просьбой открыть специальный отдел, занимающийся только ядерными проблемами.
Несмотря на наличие недоброжелателей, Дибнер последовательно занимал ряд важных должностей: он был членом комиссии по добыче тяжелой воды в Норвегии, временно исполнял обязанности директора Института физики имени кайзера Вильгельма в Берлин-Далеме, был заместителем руководителя немецкого атомного проекта. Доктор Курт Дибнер пользовался растущим авторитетом среди физиков-ядерщиков и ежегодно публиковал до двадцати научных статей.
Получив письмо профессоров Гартека и Грота, Дибнер решил немедленно посоветоваться со знаменитым физиком профессором Гейгером и узнать его мнение. Гейгер обещал ученым всемерную поддержку. А это было очень важно, по– скольку еще в 1911 году он опубликовал первую работу по строению атома; кроме того, он еще был и автором изобретения, известного как счетчик Гейгера – Мюллера.
Летом были опубликованы работы Флюгге. Профессор Штеттер из Вены запатентовал свое изобретение в области атомной физики. Это окончательно определило позицию армии, и ученые группы Дибнера получили первые денежные средства от военных. Тех денег хватило на начало исследований и на открытие лаборатории в Готтове, расположившейся на обширном ракетно-артиллерийском полигоне в Куммерсдорфе, в окрестностях Берлина. Кроме того, еще один независимый центр ядерных исследований под руководством Дибнера был открыт при управлении вооружений армии. Как позже вспоминал сам Дибнер, предпринимаемые параллельно шаги профессора Эсау способствовали тому, что военные активизировали собственные усилия в этой области. И все же в эти последние недели перед началом Второй мировой войны не все ученые и военные в Германии были убеждены в важности исследований в области ядерной физики. Дибнера не раз упрекали: «Из вашей ядерной физики никогда ничего не получится». Даже сам Шуман, главный научный консультант Кейтеля, раздраженно выговаривал Дибнеру: «Когда же вы, наконец, покончите со всей этой вашей атомной ерундой?» В то же время, будучи осторожным человеком, Шуман считал нецелесообразным отказаться от исследований Дибнера и закрыть центр, которым он руководил. Таким образом, к началу мировой войны Германия была и одним из всех воюющих государств, имевшим специальное военно-научное подразделение, занятое исключительно вопросами исследований в области ядерной физики.
Все это, казалось, благоприятствовало немцам.
Итак, к началу Второй мировой войны в Германии были созданы два соперничавших между собой научных центра, занимавшихся исследованиями в области ядерной физики: группа Дибнера и группа Эсау. Вскоре один из центров был ликвидирован из-за интриг руководства конкурирующей группы. На следующий день после того, как Англия и Франция объявили Германии войну, профессор Эсау добился встречи с одним из генералов вермахта и заручился поддержкой военных.
После этого Эсау в жесткой форме повел переговоры с министерством экономики рейха по поводу поставок урана и радия. До этого подобные материалы закупались лишь германскими ВВС для производства специальной светящейся краски. Беккер согласился с тем, что Эсау будет вручен документ, подтверждающий особую важность исследований, проводимых его группой, для немецкой армии. Он посоветовал Эсау обратиться за таким документом к Шуману.
Профессор Эсау и его помощник профессор Мюллер с трудом добились аудиенции у Шумана. В понедельник 4 сентября их принял непосредственный начальник Дибнера и один из руководителей управления исследований немецкой армии доктор Баше. Эсау намеревался оставить у него составленный им проект документа, дающий ему и его группе самые широкие полномочия, для его подписи Шуманом. Однако Баше отказался принять документ и заявил, что не согласен с подобным ведением дел. Эсау был вынужден уйти с пустыми руками. Не получив заветной подписи, Эсау поставил себя в сложное положение: во время переговоров в министерстве экономики он уверил чиновников министерства в том, что нужная бумага будет в его распоряжении не позднее четверга 7 сентября. Во вторник утром Мюллер позвонил в секретариат Шумана и вновь потребовал так необходимый Эсау документ. Вскоре в лаборатории Бюро стандартов появился доктор Баше. Эсау в это время отсутствовал. Баше заявил, что его прислал профессор Шуман, который просил передать Эсау, что считает нецелесообразным предоставление ему требуемого документа, поскольку его, Шумана, управление уже занимается исследованиями в области проблемы урана.