Глава 4 Визит в Копенгаген

Глава 4 Визит в Копенгаген

Октябрь 1940 — сентябрь 1941

Строительство «Вирусного флигеля» закончили в октябре 1940 года. Помимо собственно лаборатории, в нем находилась выложенная кирпичом округлая шахта глубиной около двух метров. Туда планировали поместить корпус реактора, после чего залить яму водой, которая должна была послужить одновременно экраном, защищающим от нейтронов, и отражателем, направляющим рассеиваемые нейтроны обратно в активную зону реактора, что позволяло несколько продлить цепную реакцию. Именно в этой яме вскоре должна была начаться сборка первого в мире экспериментального ядерного реактора.

В декабре Гейзенберг, Вайцзеккер, Вирц и еще два физика «Уранового общества» поместили в алюминиевый цилиндр бочкообразной формы несколько слоев окиси урана и твердого парафина (его хотели испробовать в качестве замедлителя). Затем цилиндр диаметром чуть менее 150 сантиметров плотно закрыли и опустили в яму. В центр корпуса реактора поместили также небольшое количество радия и бериллия — они должны были служить источником нейтронов, необходимых для начала цепной реакции. Никто из участников «Уранового общества» не имел ни малейшего понятия о том, что произойдет.

Эксперимент, получивший кодовое обозначение В-I, закончился неудачей. Исследователи надеялись получить подтверждение «умножению» нейтронов — увеличению количества получаемых нейтронов в различных секторах реактора. Это, в свою очередь, означало бы, что самоподдерживающаяся цепная реакция стала на один шаг ближе. Однако, как выяснилось, количество нейтронов не увеличивалось, а, наоборот, уменьшалось. Примерно по такой же схеме несколько недель спустя провели повторный эксперимент (под кодовым названием B-II). В нем использовали чуть более 6 тонн окиси урана, в качестве замедлителя снова выбрали твердый парафин. Результаты были примерно такими же, как и в первый раз.

В Лейпциге над сборкой другого экспериментального реактора работал Роберт Депель, а руководил тамошним проектом Гейзенберг. В новом реакторе два основных элемента, оксид урана и парафин, расположили по-другому — концентрически. Однако и этот эксперимент, обозначенный L–I, закончился неудачей, подтвердив простой факт: углерод и водород служить замедлителями не могут, по крайней мере в виде твердого парафина.

Тем временем группа Боте, работавшая в Гейдельберге, опытным путем доказала, что тяжелая вода может быть весьма эффективным замедлителем. Оставалось проверить только графит. Боте намеревался объявить результаты опыта — насколько интенсивно ядра графита поглощают нейтроны, — проведенного ранее, недействительными из-за того, что исходный материал был с большим количеством примесей. В связи с этим он обратился в Управление армейского вооружения Германии с просьбой помочь найти чистый графит для исследований, который впоследствии поставила компания Siemens. Боте получил 100-сантиметровую сферу из чистейшего (по заявлению представителя Siemens) электрографита. В январе 1941 года Боте, работая совместно с Питером Иенсеном, выяснил, что особо чистый графит проявляет себя в качестве замедлителя хуже, чем материал с небольшим количеством примесей. Оба ученых были немало удивлены этим фактом, однако Боте посчитал, что вряд ли все напрямую зависит от наличия этих самых примесей. По заключению обоих ученых, графит вообще нельзя применять в качестве замедлителя для реакторов, в которых используется малое количество урана-235.

Однако на самом деле именно определенное количество примесей повлияло на полученные учеными результаты; скорее всего, это был бор, попадающий в графит при производстве.

За год до этого Сцилард, проводя похожие эксперименты в Колумбийском университете, пытался сделать все возможное, чтобы исключить это вещество из используемого им графита. Физик из Геттингена Вильгельм Ганле поставил под сомнения результаты, полученные Боте и Иенсеном. Он не входил в «Урановое общество» и работал над проблемами расщепления урана самостоятельно. Ганле пытался доказать, что графит все-таки может быть эффективным замедлителем, а причина расхождений в полученных до этого результатах — именно в примесях. Данные своих исследований ученый сообщил в Управление армейского вооружения[45].

К этому времени все чаще стали говорить о тяжелой воде как о материале, наиболее подходящем для использования в качестве замедлителя. Стоимость производства графита требуемой степени чистоты признали слишком высокой, в особенности с учетом того, что за сравнительно небольшие средства можно обеспечить массовые поставки тяжелой воды с захваченного завода в Веморке.

Однако к концу 1940 года немецкие физики получили оттуда только 8 литров необходимой для экспериментов жидкости. Снова был поднят вопрос о строительстве завода по производству тяжелой воды на территории Германии, но после его детального рассмотрения подобные действия сочли экономически нецелесообразными. Вирца отправили в Веморк, чтобы на месте изучить ситуацию и обсудить, как увеличить производительность предприятия.