Слегка усовершенствованное устройство
Слегка усовершенствованное устройство
Прекращение производства тяжелой воды и потеря ее запасов на заводе в Веморке стали основной причиной, по которой задержались работы по германской ядерной программе. Но простой оказался недолговременным. Тронстад и Брун считали, что уничтожение концентрационных элементов задержит производство на несколько лет, но все оборудование восстановили к 17 апреля 1943 года, а в конце июня завод уже сделал первую партию тяжелой воды.
К тому времени немецкое военное министерство потеряло всякий интерес к программе. Дибнера и его исследовательскую группу перевели обратно в «Урановое общество» под надзор Имперского исследовательского совета, но ученым позволили продолжать работу в лаборатории Управления армейского вооружения в Готтове. Два миллиона рейхсмарок, обещанные военным министерством, никто так и не увидел, и Имперскому исследовательскому совету только и оставалось, что изыскивать деньги самостоятельно. Однако Шпеер не потерял энтузиазма к атомной программе, и адекватное финансирование все еще ожидалось.
Возможно, Дибнер и не относился к числу выдающихся представителей немецкой теоретической физики, но он был мастером эксперимента. В опытах с реактором, до сих пор шедших под общим руководством Гейзенберга, использовалась такая конфигурация устройства, при которой металлические урановые пластины и определенное количество замедлителя (тяжелой воды) располагались слоями. Дибнер предложил альтернативную конфигурацию — трехмерную решетку равноудаленных кубов диоксида урана или металлического урана, помещенных в замедлитель. Еще одно его неординарное предложение — обойтись без алюминиевого контейнера. Для этого тяжелую воду достаточно просто заморозить: «тяжелый лед» мог одновременно выполнять функции и замедлителя, и опорного элемента.
Дибнер собрал такую конструкцию в лаборатории низких температур Имперского института технической химии. Реактор G-II состоял из 230 килограммов урана в форме кубиков и 210 килограммов тяжелого льда, из которого была сделана сфера диаметром около 75 сантиметров. Запустить самоподдерживающуюся цепную реакцию в таком устройстве не удалось, но были получены доказательства размножения нейтронов — примерно в полтора раза быстрее, чем в модели L–IV. Дибнер был уверен, что для запуска самоподдерживающейся ядерной реакции нужно просто достаточное количество урана и тяжелой воды.
Надо отдать должное Гейзенбергу, который привлек внимание к достижениям Дибнера. На конференции в Берлине 6 мая он признал, что группа Дибнера достигла высоких результатов, но объявил, что созданное этой группой «слегка усовершенствованное устройство» позволил «достичь того же результата», что и собранная годом ранее модель L–IV. Гейзенберг планировал провести крупномасштабный эксперимент с реактором и не собирался отказываться от послойной конфигурации.
Новые опыты в лаборатории Готтова подтвердили предположения Дибнера. Группа повторила эксперимент с теми же количествами урана и тяжелой воды, но теперь воду не замораживали, а поместили в нее тонкую проволочную решетку из сплавов, к которой подвесили кубики урана. Опыт проводили при комнатной температуре. В следующем эксперименте задействовали более 560 кг урана и почти 600 кг тяжелой воды — результаты получились еще более многообещающими. Стало ясно, что решетчатые структуры превосходят по эффективности любые другие, созданные до этого в Берлине и Лейпциге.
Дибнер стал думать над конструкцией еще более крупного реактора, но теперь его интересы противоречили планам Гейзенберга, у которого было собственное мнение, как должны идти эксперименты. Гейзенберг продолжал настаивать на опытах с послойной структурой, несмотря на очевидные доказательства того, что структура решетчатая дает лучшие результаты. Причина раскола крылась в принципиально разном видении философии эксперимента у двух исследовательских групп. Гейзенберг стремился понять физику процесса, он видел в реакторе в первую очередь подопытную машину, с помощью которой можно определить значения фундаментальных констант ядерной физики. Позже Гейзенберг признался Гартеку, что он предпочитал послойную конфигурацию, так как с теоретической точки зрения она была гораздо проще.
Дибнера не так волновали теория: он хотел как можно быстрее сконструировать рабочий реактор. Несмотря на то что последующие теоретические исследования подтверждали превосходство решетчатой конфигурации, предложенной Дибнером, Гейзенберг стоял на своем. Возможно, имела место личная гордость, но факты свидетельствовали, что ядерный проект перестал быть для Гейзенберга делом первостепенной важности.
Опасение было другое: до сих пор Гейзенберг не считал нужным применять кадмиевые регулирующие стержней — подобные тем, что использовались в чикагском урановографитовом реакторе. Правда, Гейзенберг полагал, что в рабочем реакторе такие стержни все-таки понадобятся. На самом деле, без регулирующих стержней экспериментальный ядерный реактор, достигнув критической точки, мог вызвать настоящую катастрофу.