Это был последний «промежуточный опыт». В начале октябре 1940 года в Далеме построили лабораторию, или «Дом вирусов». Он находился в стороне от Института физики. Сделано это было не только ради вящей секретности, но и чтобы обезопасить институт. Если случится авария, пострадает лишь этот скромный деревянный барак.
Признаем, что ученые мужи были самонадеянны и опрометчивы, рассчитывая, что дощатые стены спасут от потока радиоактивных частиц. Впрочем, американцы от них недалеко ушли, поскольку воздвигли свой первый реактор на университетском стадионе хоть и под бетонными трибунами, но в центре Чикаго. Лишь наши физики, работавшие, как известно, под руководством Курчатова, постарались убрать свой реактор с глаз подальше. Но кто же знал, что Москва в будущем так разрастется, что и курчатовский ядерный центр окажется ныне в густонаселенном районе столицы?
В общем, так или иначе рейхсфизики строили свою «адскую машину» в центре Берлина. Между тем они ведь знали, как опасно иметь дело с оксидом урана. Хотя он и относится к слаборадиоактивным материалам, зато чрезвычайно ядовит. Прежде чем войти в «Дом вирусов», сами исследователи облачались в респираторы, защитные комбинезоны, обувь, очки.
Первый урановый реактор в «Доме вирусов» представлял собой сводчатый алюминиевый цилиндр. Диаметр и высота его были одинаковы – 1,4 метра. Его до краев заполнили оксидом урана. Слои оксида перемежались тонкими парафиновыми вставками – замедлителем. Цилиндр погрузили в воду, служившую отражателем нейтронов. Никто не знал, как поведет себя реактор.
Последние расчеты, сделанные К. Х. Хеккером, показали, что реактор будет работать, даже если замедлителем послужит парафин. Источник нейтронов (радий/бериллий) помещался в трубке, которую опустили в центр реактора. Однако цепная реакция не наблюдалась. Реактор абсорбировал нейтроны. Через несколько недель опыт повторили. На этот раз проверили две другие схемы реактора, потратив на это 6800 килограммов оксида урана. Замедлителем снова служил парафин. Опять никакого результата! Так Гейзенберг доказал, что невозможно построить реактор на оксиде урана, если в качестве замедлителя брать парафин или обычную воду. Требовалась тяжелая вода, а ее-то как раз все еще и недоставало.
Гейзенберг метался между Лейпцигом и Берлином. В Лейпциге профессор Депель повторил эксперимент с оксидом урана и парафином. Правда, все четыре слоя урана в его реакторе были отделены друг от друга еще и алюминиевыми сферами, в которые их заключили. Опять безуспешно!
Самые интересные результаты были получены в Гейдельберге, где профессор Вальтер Боте и доктор Фламмерсфельд смешали в огромном чане почти 4,5 тонны оксида урана с 435 килограммами воды, а затем с большой точностью измерили размножение нейтронов и их «резонансную абсорбцию» в упомянутых веществах. Оба ученых тоже констатировали, что без тяжелой воды реактор на оксиде урана не будет работать.
После этой череды неудач инициативу захватили военные. Не советуясь с учеными, они решили использовать в последних, важнейших опытах не оксид урана, а металлический уран. Однако фирма «Aуэр», столь выручавшая прежде, не располагала оборудованием для переработки оксида урана в чистый уран. Поэтому доктор Риль обратился за помощью во Франкфурт, к директору фирмы «Degussa» доктору Бервинду. Ведь в 1938—1940 годах тот проделал для Риля схожую работу – превратил оксид тория в двести с лишним килограммов металлического тория.
Оказалось, процессы восстановления что урана, что тория очень похожи. Даже оборудование можно было не менять. Очищенный оксид урана помещали в инертную аргоновую атмосферу, нагревали до 1100 градусов Цельсия и восстанавливали с помощью металлического кальция и хлорида кальция (флюса). Как видите, здесь предпочитали термическое восстановление, а в других странах использовали традиционные электрометаллургические методы. Дело в том, что руководители фирмы были уверены, что получаемый ими уран будет необычайно чист. Однако он содержал даже больше примесей, чем исходный продукт – оксид. Уран оказался безнадежно загрязнен кальцием.
Позднее доктор Хорст Коршинг из Берлина попробовал получить немного чистого урана с помощью электролиза, но Риль посчитал «его возню» делом невыгодным. До конца войны металлический уран поставляла только фирма «Дегусса». К концу 1940 года здесь изготовили уже 280,6 кг этого опасного порошка.
Для сравнения скажем, что в США порошковый уран удалось получить лишь в конце 1942 года. Таким образом, выискивая истоки неудач, мы не вправе упрекать немецкую промышленность, ее рабочих и инженеров. Источник просчетов, ошибок и поражений коренился в умах ученых, их склоках, их поступках, их неверных шагах, их слабостях. Провал немецкого «атомного проекта» стал прежде всего поражением немецкой науки.
Вопрос лишь в том, насколько стремились ученые к успеху и интересовала ли их вообще бомба? Пока что они, хоть и осознавали, что могут заполучить невиданное прежде оружие, сосредоточивали все свои силы лишь на строительстве уранового реактора – то есть их интересовала цель скорее мирная и сугубо научная, чем военная.
В конце 1940 года многим немецким ученым казалось, что по прошествии каких-то нескольких месяцев люди научатся использовать ядерную энергию как в мирных, так и в военных целях. Однако, когда минул намеченный срок, стало ясно, что они находились лишь в самом начале длинного пути, и было уже не понять, мелькает ли свет в том конце длиннейшего туннеля, в которой они вошли… Победа все отдалялась. Генералы Гитлера проиграли в 1941 году блицкриг. Блицкриг в 1941 году проиграли и физики фюрера.
Но мы забежали чуточку вперед…
В середине 1940 года из лаборатории профессора Боте радостно доложили, что замедлителем может служить и графит – материал, чрезвычайно дешевый и имевшийся в изобилии. Как показал опыт, ловко поставленный профессором, диффузионная длина тепловых нейтронов в углероде (а графит и есть кристаллическая модификация углерода) равнялась 61 сантиметру. Если же идеально очистить графит, радовался профессор, этот показатель возрастет до 70 см. Прекрасно! Военные уже обратились к фирме «Сименс» с просьбой о поставках чистейшего графита.
В январе 1941 года там же, в Гейдельберге, опыт был повторен. И каким разочарованием стал его итог! На этот раз в результаты вкралась ошибка. Образец был изготовлен из чистейшего электрографита фирмы «Сименс». Боте с ужасом смотрел на показания приборов: всего 35 сантиметров! Значит, графит в замедлители не годится. Мнению Боте доверяли, и потому все опыты с графитом прекратились. Лишь в 1945 году, во время эксперимента «В-VIII» в Хайгерлохе, ошибка была обнаружена. Вероятно, причиной неудачи стали примеси азота, попавшего в графит из воздуха.
Тем не менее отныне работа над «урановым проектом» резко замедлилась. Большинство исследователей, изучавших отчеты о немецких ядерных исследованиях, признают ошибку профессора Боте «роковой».
В утешение немецких ученых добавим, что такой же промах допустили и ведущие французские физики Халбан и Коварски, работавшие в Кембридже. Они тоже решили, что графит – никудышный замедлитель, и сосредоточили свои усилия на разработке реактора с тяжелой водой.
Добавим: если бы в 1940 году профессору Хартеку дали нормально провести опыт с сухим льдом, он измерил бы абсорбцию нейтронов в углероде и «оппозиционные ему» коллеги избежали бы ошибок.
Вспомним историю: когда в 1942 году американским ученым удалось построить первый в мире ядерный (урановый) реактор, они использовали в качестве замедлителя именно графит. Позднее в Ханфорде (США) будет сооружен первый промышленный плутониевый реактор опять-таки с графитом в качестве замедлителя.
Итак, немцы, нерадиво поставив важнейший эксперимент, теперь терпеливо ждали, когда же на далекой норвежской фабрике произведут нужное количество тяжелой воды. С инспекцией в Рьюкан направили доктора Карла Вирца, одного из ведущих специалистов Института физики в Далеме. До войны Вирц занимался как раз тяжелой водой – определял ее физические константы и удельный вес. Теперь этот нервический, торопливо тараторящий ученый был одним из главных персонажей «уранового проекта».
Вирц обязался узнать, можно ли увеличить выпуск тяжелой воды. Когда фирма создавалась, ее заказчиками были одни лишь научные лаборатории, а для их нужд требовались не тонны, а килограммы и граммы тяжелой воды. Строгий инспектор взволнованно сообщал по осмотре фабрики, что производство тяжелой воды крайне нерентабельно, что на изготовление одного ее грамма здесь тратят 100 киловатт-часов электроэнергии, то бишь, – возвращаясь к немецким реалиям, – 100 рейхсмарок. Тонны тяжелой воды воистину станут золотыми.
Впрочем, замедлителем в реакторе могла бы стать даже обыкновенная вода, раз уж графит с позором был отставлен, а «норвежская» вода стекалась по каплям. Да, если бы немцы научились обогащать изотоп урана U-235, – то есть изолировать его и накапливать, – то можно было бы обойтись и обычной водой. Однако в начале того же мрачного 41-го года профессор Хартек признал свое поражение. Разделить изотопы урана он не смог, хотя исследователь все же разжился недоступным никелем. Теперь у него в Гамбурге красовалась 4-метровая труба, составленная из двух концентрических цилиндров: внутренний обогревался горячим паром, наружный – нет. Но и это не помогло. Два эксперимента окончились неудачей. Последний длился 17 дней. За это время Хартек получил всего один грамм гексафторида урана с удвоенным содержанием изотопов. Эффект от такого «разделения изотопов» не превышал одного процента.
