Ядерное оружие Третьего рейха. Немецкие физики на службе гитлеровской Германии - Дэвид Ирвинг

«Участники конференции считают, что нам срочно предстоит решить две важнейшие проблемы:

1. Производство тяжелой воды.

2. Выделение изотопов урана.

Из этих двух проблем решение первой в ближайшем будущем представляется наиболее важным, поскольку согласно существующей теории при наличии тяжелой воды реактор будет работать даже без обогащенного урана. Кроме того, производство для уранового реактора значительного количества тяжелой воды кажется нам, несомненно, более экономичным и простым процессом, чем двойное или тройное обогащение урана-235, необходимое для того, чтобы перейти к использованию (в качестве замедлителя) обычной воды».

Говоря о второй проблеме, профессор Гартек заключил, что, если в ближайшее время не будет найден лучший способ выделения изотопов урана, к имеющемуся решению следует прибегать «только в особых случаях, когда экономичность не имеет определяющего значения». Под этим Гартек подразумевал получение атомных боеприпасов.

В мае вместе с доктором Вирцем он снова посетил норвежский завод в Веморке. Гартек хотел убедиться, насколько предложения Вирца помогут увеличить производство тяжелой воды. Там он впервые встретился с главным инженером предприятия доктором Бруном. Брун обратил внимание на то, что немцы тщательно избегают разговоров относительно целей использования тяжелой воды. В то же время он заметил, насколько важным для них является получение значительного количества этой жидкости.

Итак, перед немецкими учеными стояла непреодолимая задача по обогащению урана-235. Военные решили поддержать несколько проектов в этой области. Авторство первого из них принадлежало ассистенту Института Гейзенберга в Лейпциге доктору Эриху Багге, который помогал доктору Дибнеру в первые недели работы над атомным проектом.

Через месяц после октябрьского 1940 года совещания в Лейпциге (о нем речь шла ранее) Багге предложил свой способ относительно быстрого выделения редких изотопов, показавшийся руководителям проекта оригинальным и перспективным. В нескольких словах его способ подразумевал создание узкого «молекулярного луча» нужного вещества, который проходит между двумя заслонками, вращающимися на определенной скорости с тем, чтобы зазор между ними приостанавливал прохождение одной «порции» молекул, пропуская другую. По закону распределения скоростей, установленному Максвеллом еще в середине XIX века, более легкие молекулы движутся в «луче» быстрее, чем тяжелые. Таким образом, через какое-то время более легкие изотопы «обгонят» более медленные тяжелые. В случае с ураном предусматривалось отделение движущейся заслонкой более легкого изотопа в специальную емкость.

В начале апреля доктора Багге вызвали на совещание с участием доктора Дибнера и военных чинов в Берлине. Это произошло как раз перед тем, как Гартек представил свой знаменитый отчет. Дибнер сначала перевел Багге в Институт физики имени кайзера Вильгельма в Далеме, а затем 23-го числа отправил его в Париж помогать Жолио-Кюри и Гентнеру в восстановлении циклотрона. Перед тем как отправиться в Париж, Багге оставил руководству описание своего устройства, которое он назвал «изотопным шлюзом». Он все еще был во Франции, когда в конце июля туда прибыл Дибнер с новостью, что работы над выделением урановых изотопов зашли в тупик.

После того как стало понятно, что проект находится в кризисном состоянии, непосредственный руководитель Дибнера доктор Баше отправил проект Багге в Гамбург профессору Гартеку для рассмотрения и оценки. Теперь Багге должен был срочно вернуться в Германию. 2 августа он уже беседовал в Мюнхене с профессором Клузиусом, экспертом по выделению изотопов. «Он считает мое устройство вполне работоспособным», – писал об этой встрече сам Багге.

В течение следующего месяца Багге постоянно перемещается между Берлином, Лейпцигом, снова Берлином и Килем, консультируя соответствующих специалистов относительно своего изобретения. Кроме того, он сам искал нужных специалистов, способных предоставить важнейшую для его аппарата деталь – топку для тяжелых металлов. 11 сентября Багге предстал перед руководителем военных исследований профессором Э. Шуманом. «Мы собрались вместе с доктором Баше, – писал Багге в своем дневнике, – встреча сильно напоминала допрос, но ее результаты обнадеживали». Во время встречи Багге случайно узнал, чем был вызван этот повышенный интерес к выделению изотопов урана. Он услышал, как Дибнер и Баше обсуждали растущую стоимость атомной программы. Они сетовали на то, что люди и средства все больше отвлекаются от работ по получению урана-235, поскольку согласно новой концепции решено сосредоточиться на производстве тяжелой воды и использовать в реакторе природный уран. При этом Дибнер полагал, что, даже если получение урана-235 не является больше наиболее важной проблемой, этот изотоп абсолютно необходим для получения взрывчатого вещества. Таким образом, перед Багге неожиданно открылись новые перспективы.

Дибнер вновь отправил его в Париж, как он сказал, «до середины октября». Однако Багге было суждено вернуться в Берлин только в конце ноября. Ему предстояло представить свой «изотопный шлюз» группе специалистов в соответствующих областях: Гартеку, Клузиусу, Бонхофферу, Коршингу, Вирцу и, конечно, Баше с Дибнером. На совещании было принято окончательное решение приступить к созданию машины Багге. Создание прототипа было поручено берлинской фирме «Bamag-Meguin». Прошло двенадцать месяцев с тех пор, как Багге представил руководству свой первый проект.

В то же время один из лучших ученых группы Гартека в Гамбурге доктор Вильгельм Грот начал разрабатывать устройство, свидетельствующее о том, как далеко немецкие физики продвинулись в атомной программе: ультрацентрифугу, предназначенную для обогащения изотопа урана-235. Три года назад американский ученый Дж. Бимс опубликовал в журнале «Review of modern physics» описание газовой центрифуги. Как и профессор Мартин из Киля, Грот предложил адаптировать это изобретение для работы с гексафторидом урана. Теперь фактор тепловой диффузии можно было не учитывать, поскольку преимущество центрифуги заключалось в том, что разделение изотопов было основано на разнице в массе атомов, в данном случае урана-235 и урана-238. Их абсолютная масса при этом не играла никакой роли. Грот потратил несколько недель, прежде чем нашел предприятие, которое было готово изготовить для него прототип ультрацентрифуги.

В августе Грот начинает переговоры с главой исследовательского центра компании «Anschutz & Co.» со штаб-квартирой в Киле доктором Бейерлем. Фирма специализировалась на производстве гироскопов. Через неделю с этой компанией был подписан контракт на изготовление прототипа ультрацентрифуги. 10 октября в Гамбург были отправлены первые чертежи, а еще через девять дней, после обсуждения проекта в Киле, был составлен окончательный проект, работа над которым завершилась к 22 октября. К тому времени компания уже произвела специальный двигатель, способный работать на скорости до 60 тысяч оборотов в минуту. Еще через два дня, когда Гартек, Баше и Дибнер собрались в управлении вооружений для обсуждения хода проекта, они решили, что, помимо «изотопного шлюза» Багге, следует дать зеленый свет и работам, осуществлявшимся компанией «Anschutz». Бейерль подсчитал, что стоимость прототипа ультрацентрифуги составит от 12 до 15 тысяч рейхсмарок.

Другие фирмы предлагали гораздо более жесткие условия. Гамбургская группа первоначально планировала создание двигателя центрифуги из особо прочных сплавов стали. Это считалось необходимым, исходя из предполагаемых высоких нагрузок на двигатель. Однако компания «Крупп», на которую предполагалось возложить поставку необходимых материалов, затребовала восемь месяцев на проведение соответствующих работ, поэтому ученым пришлось довольствоваться двигателем из легких сплавов. Компания «United Light Alloy Works» из Ганновера, напротив, гарантировала поставку нужного сплава марки «Bondur» к декабрю текущего года. Для того чтобы еще более ускорить создание ультрацентрифуги, сотрудники Гамбургского института решили построить ротор и вакуумную камеру в своей мастерской. Полностью работы планировалось завершить к концу февраля. Что касается экспериментов по технологии Клузиуса – Диккеля, первоначальные опыты с их аппаратурой решили провести с ксеноном, а не с гексафторидом урана. В декабре 1941 года Грот докладывал: «Теоретически ультрацентрифуга сможет переработать более двух килограммов гексафторида в день. При этом произойдет обогащение (урана-235) более чем на семь процентов».

Несмотря на то что в 1941 году немцы склонялись к процессу обогащения урана по технологии Клузиуса – Диккеля, у них «в запасе» имелось еще как минимум семь различных способов достижения этой цели. Сюда относятся масс-спектрограф лаборатории фон Арденне, тепловая диффузия, метод «вымывания» на основе закона распределения Нернста, применение растворов урана, «изотопный шлюз» доктора Багге, диффузия изотопов в металлах-носителях и, наконец, ультрацентрифуга. В то же время немцы игнорировали процесс использования газовой диффузии при пропускании гексафторида урана через пористое тело. А ведь именно этот способ, разработанный немецким ученым Густавом Герцем[12], впоследствии был успешно применен в Великобритании и США. Дальнейшее изучение хода германской атомной программы показывает, что и здесь немцы допустили оплошность.