Арденне дожидался Онезорге в его министерстве. Тот вернулся от Гитлера обозленным и все еще не успокоившимся после пережитого унижения, но не сдавшимся — предложения Арденне были включены в план исследовательских работ министерства почт. Так наряду с группой, возглавляемой Дибнером, и группой физических институтов кайзера Вильгельма в Германии возникла третья группа атомщиков под началом фон Арденне.
Создание новой группы было встречено остальными двумя с большим неудовольствием и подозрительностью; Арденне был для них кем-то вроде самозванца, его научная подготовка и научные методы казались остальным атомщикам по меньшей мере нестрогими. И хотя Арденне уже не первый год читал в Берлине курсы физики, математики и химии, ученые академического толка не признавали его, тем более что он никогда не был близок с «высоколобыми» из окружения Гейзенберга. И все-таки его, видимо, побаивались и старались всячески отвадить от атомной кормушки; возможно, не без внушения Гейзенберга, 10 октября 1940 года лабораторию Арденне посетил Вайцзеккер и весьма настойчиво пытался убедить Арденне, что, по мнению Гейзенберга, создание атомной бомбы невозможно принципиально, так как эффективное сечение урана уменьшается при повышении температуры и, следовательно, взрывная цепная реакция не возникнет. Научный авторитет Гейзенберга был непререкаем и для Арденне. Он не мог не поверить словам Вайцзеккера и потому полностью сосредоточил усилия на том, чтобы убедить своего высокого покровителя в необходимости строительства «установок для расщепления атома». Онезорге пошел ему навстречу и выделил средства для строительства в лаборатории Арденне в Лихтерфельде ускорителя Ван де Граафа с рабочим напряжением 1 миллион вольт. Кроме того, Онезорге учредил вторую ядерную исследовательскую лабораторию в Мейерсдорфе, где был установлен каскадный генератор Филипса. В обеих лабораториях начались работы и по созданию шестидесятитонных циклотронов. Однако прежде чем их успели закончить, было решено положиться на парижский циклотрон, установленный в Коллеж де Франс. Еще с сентября 1940 года там обосновался ведущий немецкий специалист по циклотронам профессор Вольфганг Гентнер, который в свое время работал в Калифорнии у самого Лоуренса.
Среди материалов, захваченных в Бельгии, было большое количество ураната натрия. Две тонны этого вещества переправили в Берлин для экспериментов, которые намеревался проводить фон Дросте. И хотя уранат натрия, вывезенный из Бельгии, содержал много химических примесей, Дросте решил попытаться использовать его для осуществления цепной реакции. Уранат натрия упаковали в 2000 бумажных пакетов, а затем сложили из этих пакетов куб высотой около метра. Надо сказать, что эксперимент и по замыслу, и по исполнению был довольно схож с тем, который попытался провести четырьмя месяцами раньше Хартек. Различие состояло лишь в том, что Хартек использовал в качестве замедлителя сухой лед, а Дросте надеялся, что роль замедлителя сыграют бумага и вода. Эксперимент Дросте не дал никаких положительных результатов. Единственным выводом, который можно было бы сделать, было подтверждение необходимости пользоваться материалами, содержащими минимальное количество вредных химических примесей.
Эксперимент фон Дросте оказался последним, так сказать, промежуточным экспериментом. В начале октября было закончено строительство и оборудование Вирусного флигеля, проводившееся под руководством Карла Виртца.
В задней части лаборатории Вирусного флигеля помещался выложенный кирпичом круглый бассейн глубиной около двух метров. Вода в этот бассейн поступала из лаборатории выращивания вирусов, оттуда же подавалась и электроэнергия. Бассейн заполнялся обычной водой, которая должна была играть одновременно роль защиты и отражателя для нейтронов. При необходимости воду можно было в течение часа откачать из бассейна с помощью быстродействующего насоса. Над бассейном находился портальный кран, предназначенный для подъема и опускания реакторного контейнера. В соседних помещениях разместили насосы, необходимое лабораторное и научное оборудование, а также контейнер для хранения радиоактивного источника нейтронов.
Вероятности того, что вопреки предосторожностям и благоприятным результатам теоретических расчетов котел все-таки может выйти из-под контроля, создатели Вирусного флигеля уделили не особенно много внимания. Правда, они все же в какой-то мере помнили о ней и на случай, если худшее все-таки произойдет, стены и крышу Вирусного флигеля сделали из легких и хрупких материалов. Надо сказать, что и американцы, запуская свой первый котел, шли на риск. Но у них это был единственный случай, все последующие реакторы они уже строили в почти ненаселенных районах. Что же касается Вирусного флигеля, то он находился в сердце Берлина.
Гораздо большее внимание было уделено предосторожностям при обращении с окисью урана, но не потому, что это вещество радиоактивно — оно совершенно нерадиоактивно, — а потому, что окись урана чрезвычайно ядовита. В Вирусном флигеле ученые должны были работать в специальной одежде и обуви, защищать глаза очками и пользоваться респираторами.
В декабре 1940 года в Вирусном флигеле закипела работа. Гейзенберг, Вайцзеккер, Виртц и еще двое физиков начали собирать первый атомный котел. Контейнер котла представлял собой алюминиевый цилиндр с диаметром 1,4 метра с такой же высотой. Торцы цилиндра были слегка выпуклыми. В контейнер они заложили тонкими чередующимися слоями окись урана и парафин. Затем контейнер погрузили в бассейн с водой, игравшей роль защиты от нейтронов.
Что должно произойти, никто из участников опыта не знал. Проведенные незадолго до того расчеты показывали, что даже при использовании в качестве замедлителя только парафина в котле начнется размножение нейтронов. Но насколько возрастет количество нейтронов, что произойдет, когда в сердцевину котла введут первичный источник нейтронов, не брался предсказывать никто. На этот вопрос должен был ответить опыт. Оставалось лишь ввести в котел источник первичных нейтронов. И вот он уже введен через трубу в самую сердцевину котла… Котел не подавал даже признаков жизни. Самые тонкие измерения не показали наличия нейтронов. Даже те нейтроны, которые излучал введенный в котел источник, полностью поглощались и не выходили наружу.
Через несколько недель ученые провели два новых опыта. Как и раньше, в качестве замедлителя они взяли парафин. Но зато количество ядерного топлива значительно увеличили. На сей раз в тот же алюминиевый цилиндр закладывали 6800 килограммов окиси урана. Физики проверили два различных варианта, две различные конфигурации. Но тщетно. Ни один из вариантов не дал желаемого размножения нейтронов.
Как мы помним, Гейзенберг ни за что не хотел переехать в Берлин. Он не оставил Лейпцига, где под его руководством также велись работы в области атомной энергии. В этом городе опытами с котлом на окиси урана и парафине непосредственно занимался профессор Дёппель. Сущность опытов оставалась той же самой, но конструкция котла была иной. Контейнер котла представлял собой алюминиевую сферу, внутри которой, подобно игрушечной русской матрешке, помещались алюминиевые сферы меньшего диаметра, отделявшие друг от друга чередующиеся слои окиси урана и парафина. Всего слоев было четыре. Конструкция котла была очень сложной, и потому эксперимент, запланированный еще в июне 1940 года, удалось провести через много месяцев. Результаты же оказались ничуть не более обнадеживающими, чем результаты опытов в Вирусном флигеле.
Гейзенбергу не оставалось ничего лучшего, как признать неудачу. Однако она убедила его в невозможности создания реактора на окиси урана и обычной воде или парафине.
Только тяжелая вода, которой все еще не располагали немецкие физики, вероятно, позволила бы применить в качестве атомного топлива окись урана.
Пожалуй, самой ценной работой того периода были опыты, проведенные в Гейдельберге. Здесь Вальтер Боте и Фламмерсфельд провели очень точные измерения коэффициента размножения нейтронов и вероятности резонансного поглощения нейтронов, воспользовавшись простейшей конструкцией — огромным горшком из обожженной глины, в который они загрузили смесь из 4,5 тонны черной окиси урана и 435 килограммов воды. Полученные результаты привели их к тому же выводу, что сделал и Гейзенберг; создать котел на окиси урана и тяжелой воде теоретически возможно.