Однако в конце 1938 года этот беспощадный в своей бессмысленности спор двух смежных дисциплин, не ведая о том, прекратили немецкие учёные Отто Ган и Фриц Штрассман. Они физически открыли цепную реакцию деления ядер урана. Именно цепную и именно урана.
Уже в феврале 1939 года подоспела и теория этого процесса: в своей статье исследователи австрийского происхождения Лиза Майтнер и её племянник Отто Роберт Фриш дали физическое обоснование проведённого эксперимента и показали, что цепная реакция в процессе ядерного деления может порождать большие выбросы энергии. Потому что распад каждого ядра освобождает нейтроны, которые, вылетая, разбивают новые ядра урана. Отчего процесс и принимает цепной характер.
Что забавно: именно Лиза Майтнер убедила Отто Гана поверить в им же сотворённое расщепление ядра.
Таким образом, из Германии пришло подтверждение: в атоме урана действительно заключена огромная энергия. И она может быть получена!
Датский физик Нильс Бор дополнил теорию Майтнер – Фриша указанием, что под действием нейтронов делится не любой уран, а лишь его изотоп 235U. Дальше, в 1940 году Энрико Ферми и Джон Даннинг в США провели в циклотроне бомбардировку нейтронами двух мишеней – из урана-235 и урана-238. Они были выделены в чистом виде с помощью масс-спектрографа. Результат: продукты деления были обнаружены только в образце с изотопом 235U.
Записка по теме «Об организации работ по исследованию атомного ядра при АН СССР». 1938 г. Архив РАН
Эксперимент, таким образом, подтвердил теорию Бора. О чём и поведала газета «Нью-Йорк таймс» 5 мая 1940 года в статье с праздничным названием: «Наука открыла громадный источник атомной энергии».
Эту статью увидел Владимир Вернадский – её переслал ему обосновавшийся в Америке сын Георгий. По инициативе академика была образована самодеятельная «тройка» из самого В.И. Вернадского, В.Г. Хлопина и знаменитого геолога и геохимика А.Е. Ферсмана. Она должна была заняться исследованием и обоснованием использования урана-235 в качестве источника внутриатомной энергии, так как выяснилось вдруг, что даже в Президиуме АН СССР «огромное большинство не понимает исторического значения момента».
«Любопытно – ошибаюсь ли я или нет? Надо записку в Правительство. Превратить урановый центр при Геол. – Геогр. Отд. в Комиссию при Президиуме. Ввести физиков и химиков» [245], – строил планы Вернадский.
Надо сказать, энергии 76‐летнему академику было не занимать. Записку в правительство «О техническом использовании внутриатомной энергии» на имя куратора химической и металлургической промышленности СССР Николая Булганина он подготовил уже 12 июля 1940 года. По сути, это было первое обращение учёного сообщества к властям с изложением «урановой проблемы» и перечислением предлагаемых мер, «которые обеспечили бы Советскому Союзу возможность не отстать в разрешении этой важнейшей задачи от зарубежных стран». [246]
Только ЛФТИ тут оказывался ни при чём…
Из правительства, однако, определённой реакции не последовало. Понятно: в такого рода проблемах там стремятся опираться на мнение того же научного сообщества. А тут как раз в нём-то не то что единства – общего понимания проблемы нет. Самого Вернадского ославляли дилетантом! При этом и академик Абрам Иоффе, мнение которого власти всё же весьма уважали, указывал, что полученная от реакции деления энергия может даже не окупить затраты на разделение изотопов урана.
По настоянию Вернадского при Президиуме Академии наук всё же была образована «Комиссия по урану». И ей формально были подчинены научно-исследовательские институты АН СССР, занимавшиеся проблемами ядерной физики. Но, во-первых, «чистых» таких институтов ещё не было – были только отделы и лаборатории. А во-вторых, сама комиссия была не особо дееспособна, поскольку и в ней взаимно блокировали друг друга «химики» и «физики» – «изотопщики» и «ядерщики».
В то же время атомную тематику вёл также и Институт химической физики во главе с Николаем Семёновым. Работавшие в нём теоретиками те самые Юлий Харитон и Яков Зельдович, с головою накинувшиеся на исследования цепной реакции, показали возможность управления такими реакциями. А также не управления ими, то есть возможности достижения критической массы урана, которая даёт ядерный взрыв.
Я.Б. Зельдович. Из открытых источников
Правда, эту их работу, хоть и была она направлена в редакцию журнала «Успехи физических наук» в 1941 году, никто не увидел. Ибо она была сразу же засекречена, и потому научная общественность продолжала рассуждать об управляемой, энергетической цепной реакции, для которой нужно, фигурально говоря, бросить уран в «котёл». Чтобы он там не взрывался, а «варился», «залитый» водою, которая и замедляет разбег нейтронов.
Всё бы хорошо, но беда в том, что соответствующая реакция проходит в особо чистом изотопе урана-235. А такого в природе крайне мало: в природном уране один «активный» атом 235U приходится на 138 «пассивных» атомов 238U, самого распространённого. К тому же и вода в котле должна быть не простой, а «тяжёлой» – не с обычными двумя атомами водорода в молекуле, а с таким изотопом водорода в её составе, в ядре которого находится не один протон, а протон с нейтроном. Этот изотоп, с атомной массой, равной 2, называется дейтерием. Польза от него в ядерной реакции в том, что быстрые нейтроны, ударяясь о тяжёлый атом дейтерия, отскакивают, рикошетируют, при каждом соударении теряя скорость и превращаясь в нейтроны медленные.
Но беда с тяжёлой водою та же, что с ураном-235. Присутствует-то она везде, даже в каждой капле дождя, но – в ничтожных количествах: одна её молекула на 10 тысяч молекул воды обычной.
Значит, что? Значит, на получение что 235U, что 2H нужны сложнейшие инженерные устройства по разделению изотопов, огромные производства по очищению, нужны обогатительные заводы, изотопные фабрики. И всё это совершенно новая даже не техника – промышленность! Никаких денег не напасёшься…
Тем временем дальнейшие исследования и эксперименты и в России, и за рубежом позволили определить параметры цепной реакции: при каждом делении урана высвобождается в среднем 3,5 нейтрона. Отчего реакция приобретает не просто цепной, а – разветвлённый взрывной характер. И…
Тут-то все резко и замолчали…
Замолчали немцы: в Германии уже в сентябре 1939 года Управление армейских вооружений с подачи физиков приняло решение приступить к созданию ядерного оружия. Немцы, конечно, фантазировали, полагая, что произведут бомбу за год или даже скорее, но – это всё же были немцы. Эти люди умеют намертво вцепиться в нужную им тему.
Замолчали англичане. И лишь в конце сентября 1941 года из переданного советским агентом Джоном Кернкроссом доклада премьер-министру Черчиллю в Москве узнали о проекте создания атомного оружия в Британии.
Замолчали французы. Там понятно: кто-то работал на немцев, кто-то бежал от немцев, кого-то подобрали американцы с англичанами.
Замолчали итальянцы. Тоже понятно: дуче не оценил перспективы атомных исследований, а серьёзные учёные тем временем тоже отъехали в США.
Замолчали, главное, американцы. Про которых было, однако, известно нечто пугающее: эти ребята реально собрали у себя очень серьёзные умы мира. Прямо-таки на выбор: Эйнштейн, Ферми, Бор, Теллер, Бете, Фриш – 12 нобелевских лауреатов в общей сложности работали над Манхэттенским проектом, о котором в Москве до поры тоже не знали.
Словом, к середине 1940 года как-то словно по общему молчаливому уговору в научной прессе разных стран перестали появляться публикации учёных по ядерной проблематике. Это выглядело примерно так же, как если бы в XX веке вдруг перестали писать о лазерах, а XXI – о, скажем, автоматических аппаратах на Марсе. А ведь в то время засекречивание научных разработок вообще не было в обычае.
И всё это вкупе наводило на вполне обоснованные подозрения о выходе исследований на военное применение атома.
Записка А.Ф. Иоффе секретарю Президиума АН СССР П.А. Светлову о положении проблемы использования внутриатомной энергии урана.
24 августа 1940 г. Архив РАН
Но в СССР военную перспективу атомного оружия вовремя как-то недооценили. Причём именно военные. И, пожалуй, понятно почему.
Тухачевского, который при всех его закидонах всё же тянул в войска научно-технических прогресс, расстреляли. Соответственно, разъехались по лагерям или легли по смертным полигонам те, с кем он в этом направлении работал. Достаточно вспомнить, что ведь и по ракетной тематике от учёных требовалась грубая конкретика: дать реактивные снаряды для войск – и без лишних фантазий. За которые тот же безгранично много сделавший для страны будущий космический конструктор Сергей Павлович Королёв был отправлен на Колыму.
То же было в области радио и радиолокации, полупроводников, перспективных видов вооружения. Даже автоматический гранатомёт пришёлся настолько не ко двору тогдашнего генералитета родом из 1-й конной, что эту перспективную, как показал опыт последовавших войн, конструкцию разнесли по кочкам, а её создателя Якова Таубина вообще расстреляли.
И лишний раз подпрыгивать с инициативами мало кому хотелось. Уверяли красные конники, ставшие во главе вооружённых сил, что всех побьют «малой кровью, могучим ударом» – значит, так тому и быть. Первая конная рулит!
Курчатова всегда отличало высокое чувство ответственности. Раз с началом Великой Отечественной войны остановлены все исследования по атомной физике, значит, нужно заниматься тем, что важнее сейчас. Да, размагничиванием кораблей под руководством А.П. Александрова. Да, защитой танковой брони от кумулятивных боеприпасов, заведуя 3‐й группой (броня и прочность) ЛФТИ в Казани после смерти прежнего руководителя В.Л. Куприенко. Да, помощью 1‐й (полупроводники), 2‐й (акустика и радиофизика), 4‐й («ночного видения») группам физтеха в эвакуации.