Светила

Светила

Весной 1942 года программа S-1 набирала обороты, а Теллеру оставалось только ждать у моря погоды. Сцилард, чрезвычайно возмущенный недемократичным решением Комптона сосредоточить исследования в Чикаго, тем не менее собрал чемоданы и переехал туда в конце января 1942 года. Вигнер со своей группой завершил в Принстоне изучение цепной реакции и в апреле присоединился к «Метлабу», где ему предстояла работа над схемой реактора.

Один из участников венгерского заговора, Теллер до сих пор не был занят в новых разработках. Он подозревал, что ему просто не дают допуска к секретной информации: «Хотя и Миси, и я были [американскими] гражданами, наши семьи находились в тылу врага». Но Оппенгеймер хотел, чтобы Теллер участвовал в программе, и добился отмены всех условностей, связанных с безопасностью и вызывавших сомнение в благонадежности Теллера. Теллер приступил к работе в «Метлабе» в начале июня.

Похоже никто не знал, чем должен заниматься Теллер, поэтому он примкнул к молодому физику из Индианы Эмилю Конопински, который прибыл в Чикаго практически одновременно с Теллером. Ранее Ферми предполагал, что тепла, выделяемого при атомном взрыве, может быть достаточно для начала термической реакции между атомами дейтерия, их слияния и высвобождения еще большей энергии. Подобные реакции протекают на Солнце.

В таком случае реакцию инициирует просто высокая температура — около 400 миллионов градусов по Цельсию, сопровождающая атомный взрыв. Реакция ядерного синтеза не требовала ни накопления критической массы редкого изотопа или нового элемента, отсутствующего в природе, ни самоподдерживающейся цепной реакции. Такая «термоядерная» реакция продолжалась бы до тех пор, пока удастся поддерживать температуру, необходимую для горения дейтериевого топлива.

Теллер и Конопински решили, что с пользой потратят время, если докажут невозможность подобной реакции. Они взялись за работу и вскоре обнаружили, что на каждое объективное препятствие находился обходной маневр. Они поняли, что создать термоядерную бомбу в принципе возможно. Когда Оппенгеймер собрал всю группу исследователей в Беркли, Теллер и Конопински уже знали, как сконструировать такую бомбу.

Кроме Теллера и Конопински Оппенгеймер также пригласил немецкого эмигранта Ганса Бете из Корнелльского университета, Джона Хазбрука ван Флека, швейцарца Феликса Блоха и своего бывшего студента Роберта Сербера, который по просьбе Оппенгеймера вернулся из Иллинойса в Беркли. Они встретились в мансардах Ле-Конте-Холл, административного здания кампуса Беркли, где у Оппенгеймера был кабинет.

До того момента Бете отказывался участвовать в программе по самой прозаической причине: он не верил в бомбу. Бете получил докторскую степень в Мюнхене под руководством Арнольда Зоммерфельда, потом работал в Кембридже и в Риме вместе с Ферми, а затем занял место на кафедре Тюбингенского университета. Хотя Бете и воспитали в христианских традициях, его мать была еврейкой, и в 1933 году он лишился должности. Сначала Бете отправился в Англию, где работал с Пайерлсом, а в 1935 году занял должность профессора в Корнелльском университете.

По дороге из Нью-Йорка в Беркли Бете с супругой остановились в Чикаго, чтобы навестить семью Теллеров. Теллер воспользовался удобным случаем и показал Бете «Метлаб», в частности новейший экспериментальный ядерный реактор, который Ферми и его группа собрали на корте для сквоша под западными трибунами университетского стадиона Stagg Field. Бете был очень впечатлен и понял, что его сомнения могут быть необоснованными.

В Беркли ученые начали с теории, обратившись в первую очередь к докладу Комитета М.О.Д. и результатам исследований различных групп под руководством Брейта и Оппенгеймера. Вскоре стало ясно, что атомная бомба «наверняка может получиться», оставалось доработать детали. Этим занялись Сербер, а также Элдред Нельсон и Стэн Фрэнкл, дипломированные научные сотрудники из группы Оппенгеймера. Остальных же Теллер и Конопински убедили работать с ними над термоядерной бомбой, которую тем летом стали называть «Супер».

Сербер вспоминал, как отреагировали ученые:

В тот момент произошло нечто значительное. Теллер представил нам идею бомбы «Супер» — оружия, в котором использовался не ядерный распад, а ядерный синтез, оружия, которое давало взрывную волну благодаря реакции с жидким дейтерием, и эта реакция начиналась из-за высоких температур, достигаемых при атомном взрыве. В общем, все забыли об атомной бомбе, уже изученной и понятной, но старомодной, как поношенная шляпа, и с энтузиазмом обратились к чему-то новому.

Цифры получались ошеломляющие. Если удастся запустить термоядерную реакцию, всего 12 килограммов жидкого дейтерия взорвутся с силой, эквивалентной взрыву одного миллиона тонн тротила. А потом Теллер понял: атомная бомба с таким же успехом может запустить и другие реакции синтеза. В частности, он полагал: взрыв атомной бомбы так сильно раскалит воздух, что начнется реакция синтеза с участием азота, составляющего почти 80 % земной атмосферы. Иными словами, взрыв атомной бомбы может поджечь воздух[88].

Выводы Теллера очень обеспокоили Оппенгеймера, и Роберт решился на срочную встречу с Комптоном, который в то время отдыхал в Мичигане. Бете же сразу засомневался. Он раскритиковал необоснованные допущения, на которых были построены вычисления Теллера и которые привели его к таким категоричным выводам. Теллер успокоился и признал, что катастрофы может не быть.

Затем группа пришла к выводу, что реакция синтеза дейтерия протекает слишком медленно и не может поддерживать взрывное высвобождение энергии, поэтому с наступлением лета стали обсуждаться альтернативные варианты. В частности, прозвучала идея о реакции дейтерия с тритием, наиболее тяжелым изотопом водорода с одним протоном и тремя нейтронами, а также мысль о реакции дейтерия с изотопом лития Li⁶, при бомбардировке которого нейтронами синтезируется тритий. По окончании этих дискуссий у Теллера сложилось твердое убеждение, что конечной целью стала бомба «Супер», а создание атомной бомбы перешло в «задачу технического характера». Однако Сербер, Бете и Оппенгеймер не разделяли его точки зрения. Они считали «Супер» пусть и интересной, но всего лишь возможностью, необходимым условием для реализации которой было создание атомной бомбы как пускового механизма; и рассматривать эту возможность следует только после того, как будет готова атомная бомба.

К концу лета исследовательская группа сделала очень многое, чтобы лучше понять и деление ядра, и ядерный синтез.

В августе 1942 года Оппенгеймер писал, что для бомбы на уране-235 потребуется около 30 килограммов этого изотопа, а ее «разрушительный эффект сравнится с эффектом от взрыва более 100 000 тонн тротила»[89]. Это было гораздо, гораздо больше 1800 тонн, заявленных физиками из Комитета М.О.Д. годом ранее. Исследовательская группа также утверждала, что размещение вокруг атомной бомбы 400 килограммов жидкого дейтерия радикально увеличит разрушительную силу бомбы — до десяти миллионов тонн в тротиловом эквиваленте. Подобный взрыв опустошит территорию в сотни квадратных километров.

Узнав о таких результатах, члены Комитета S-1 были ошеломлены. Разумеется, перспективы термоядерного оружия на основе ядерного синтеза не изменили текущих приоритетов программы S-1, то есть создание атомной бомбы. Но эти результаты радикально изменили масштаб работ. Комитет предупредил Буша, а Буш предупредил военного министра Генри Стимсона.

Был «Супер» занятной возможностью или не был, но теперь он прочно закрепился в повестке дня.