Элемент-93

Элемент-93

Во втором отчете Гейзенберга для военного министерства очень мало говорилось о возможности создания бомбы. Причины этого до сих пор не совсем понятны. Возможно, одна из них крылась в том, что, хотя Гартек и начал в Гамбурге собирать для выделения урана-235 аппарат Клузиуса-Дикеля в увеличенных масштабах и уже имел основания для оптимистичных прогнозов, до получения требуемых объемов этого изотопа, по мнению Вернера, было еще слишком далеко.

Ключевым моментом оставалось количество: требовалось выяснить, сколько же именно понадобится урана-235. До наших дней не дошло никаких источников, подтверждающих, что до весны 1940 года проводились какие-либо подсчеты объемов U²³⁵, необходимых для изготовления бомбы. Если Гейзенберг или другие участники «Уранового общества» и занимались в тот период подобными вычислениями, никаких свидетельств не сохранилось. Но вполне вероятно, что этого попросту никто не делал. Непонятно почему, но никто не развивал идею создания бомбы на основе «практически чистого» урана-235.

Другой «полуфабрикат» для изготовления взрывного устройства был потенциально доступен. Бомбой мог стать нестабильный реактор, работающий на уране, обогащенном изотопами U²³⁵, — в нем легко могла начаться неконтролируемая цепная реакция. Расчеты одного из коллег Гейзенберга по «Урановому проекту» говорили о том, что такая «бомба-реактор» должна содержать до 70 % урана-235. Конечно, очень непросто было придумать способ доставить такое устройство к цели. К тому же, подобное обогащение урана, которое требовалось для успешной активизации «бомбы-реактора», все еще казалось невозможным, по крайней мере в ближайшее время. Это означало, что война к моменту создания такого устройства уже, скорее всего, закончится.

Но вдруг перед учеными совершенно неожиданно открылся еще один путь. Близкий друг Гейзенберга и его коллега по «Урановому обществу» Вайцзеккер частенько во время езды в берлинской подземке читал статьи по расщеплению ядер, которые пока продолжали публиковаться в американских научных журналах. Погружаясь в чтение, он не обращал ни малейшего внимания на подозрительные взгляды других пассажиров.

В Берлине Ган со своей группой выяснили, что уран-239, образующийся из урана-238 путем захвата нейтрона, является нестабильным изотопом и претерпевает радиоактивный распад примерно через 23 минуты. По мнению ученых, когда уран-239 испускает бета-частицу[24], нейтрон превращается в положительно заряженный протон, что преобразует уран (в ядре которого 92 протона) в новый элемент с 93 протонами. Ган считал, что по химическим свойствам этот элемент будет похож на рений, и поэтому назвал его эка-рением, или сокращенно эка-ре. В свою очередь, Вайцзеккер предположил, что этот новый элемент может быть легко расщепляем, как и уран-235.

На первый взгляд данное предположение казалось просто безобидной фразой. Однако на деле все оказалось совсем наоборот. В отличие от урана-235, элемент-93 не встречается в природе и по химическим свойствам отличается от урана. Вайцзеккер пришел к выводу, что этот элемент можно отделить от урана химическим способом. Суть его предположения заключалась в том, что, если в урановом реакторе получить достаточное количество элемента-93, его можно легко отделить от урана и использовать для изготовления ядерной бомбы.

То, что элемент-93 может быть получен путем бомбардировки нейтронами ядра урана-238, наглядно продемонстрировали в своей радиационной лаборатории американские физики Эдвин Макмиллан и Филипп Абельсон из Беркли. Но они также зафиксировали тот факт, что данный элемент довольно нестабилен и распадается в течение нескольких дней. Неожиданно в июне 1940 года они открыто опубликовали все полученные результаты в научной литературе. Фактически они представили конкретное доказательство того, что урановый реактор действительно может использовать для получения расщепляемого вещества, необходимого для изготовления бомбы. В июле 1940 года Вайцзеккер отправил в Управление армейского вооружения доклад, в котором настойчиво просил обратить самое пристальное внимание на эту возможность.

Участникам «Уранового общества» теперь было совершенно ясно, что путь к созданию бомбы откроется не раньше, чем решатся все проблемы, связанные с запуском действующего реактора. Вопрос о выборе материала, который лучше всего подойдет на роль замедлителя, также пока еще не был снят. Ученые, работавшие в Гельдейберге, составили в июне 1940 года конфиденциальный документ, в котором сообщались первые результаты по измерению интенсивности поглощения свободных нейтронов ядрами графита. Эти данные пока не позволяли сделать никаких конкретных выводов. По всей видимости, ядра графита поглощали свободные нейтроны слишком быстро и не могли замедлить реакцию. Однако допускалось, что интенсивность поглощения могла весьма сильно варьироваться в зависимости от чистоты и однородности используемого графита. Пока что Боте имел достаточно оснований полагать, что дальнейшие эксперименты, в которых будут использованы образцы из более чистого вещества, смогут еще продемонстрировать все возможности графита как потенциального замедлителя.