Реактор Гейзенберга
Всё же, стремясь избежать голословности в своих разговорах с руководством, Вальтер Герлах задумал обобщить опыт работы ведущих групп физиков-ядерщиков и опубликовать серию «Секретные научно-исследовательские проекты», включив туда пять статей знаменитых ученых, в которых рассказывалось бы о сделанных достижениях. Сам он написал для этой серии предисловие, вкратце изложив в нем результаты, полученные в ходе многочисленных экспериментов. Они представляют ценность по сей день – как еще одна перевернутая страница в истории постижения тайн атомного ядра. Герлах писал:
1. Кубические конфигурации лучше пластинчатых. Первые при использовании лишь полутонны металлического урана дали увеличение количества нейтронов в 2,06 раза, последние же при использовании полутора тонн металлического урана дали увеличение в 2,36 раза, то есть во втором случае при значительно большем количестве урана увеличение числа нейтронов оказывалось относительно меньшим. Что касается кубической конфигурации, то еще не ясно, имели кубы оптимальные размеры или нет.
2. Экстраполяция теоретических положений в связи с проведенными экспериментами позволяет с высокой вероятностью предполагать, что полые сферы, подвешенные в тяжелой воде, дадут еще большее увеличение количества нейтронов; можно также предполагать, что кубы различных размеров приведут к большему увеличению нейтронов. Оба эти предположения еще подлежат экспериментальной проверке.
3. <…> Самым надежным методом уменьшения потребности в тяжелой воде и уменьшения объема реактора является повышение концентрации изотопа урана-235 в металлическом уране. Разработка ультрацентрифуги теперь завершена, и ведется строительство завода для получения обогащенного урана с требуемой концентрацией урана-235. С этой же целью разрабатываются и другие методы, которые позволят создавать менее дорогостоящие приборы.
Вальтер Герлах закончил свою статью утверждением, что в настоящее время готовятся эксперименты, которые, быть может, позволят обойтись без тяжелой воды – в том числе и опыт с расщеплением урана при низких температурах. Но в действительности его намерения были далеки от реализации.
В конце 1944 года в последний раз в берлинском бункере, близ Физического института Общества имени кайзера Вильгельма, начались испытания нового уранового реактора «B-VII», построенного Карлом Вирцем. Впервые агрегат был окружен отражателем из графита (отметим, что еще в январе 1944 года немецкие физики показали, что при использовании графитового отражателя коэффициент размножения нейтронов заметно увеличивается). У реактора была алюминиевая оболочка – цилиндр высотой 216 сантиметров и диаметром 210,8 сантиметра. Внутрь цилиндра вставили сосуд из магниевого сплава. Пространство между стенками заполнили графитом. Реактор содержал 1,25 тонны урана и 1,5 тонны тяжелой воды. Урановые литые пластины толщиной 1 сантиметр разделяла прослойка воды толщиной 18 сантиметров. Реактор установили на деревянном основании, уложенном на дне бетонного бассейна в главном помещении бункера, и залили в бассейн обычную воду. Как и прежде, в конструкции не были предусмотрены органы регулирования и прекращения цепной реакции. Как указывал впоследствии профессор Вирц, эксперимент был рассчитан в основном на получение «подкритических» условий, когда надобности в регулирующих стержнях нет.
На этот раз коэффициент размножения нейтронов достиг 3,37, хотя использовалось столько же материалов, что и в предыдущих опытах. По-видимому, показатель улучшился за счет графитового рефлектора. Если бы участники этого опыта были внимательнее, они наверняка задумались бы, почему так плох показатель абсорбции нейтронов в углероде, и тогда «роковая ошибка» профессора Боте стала бы очевидной. Однако они не заметили этого разнобоя в результатах. Возможно, они не обнаружили ее и потому, что полученные результаты оказались замечательными и в другом отношении – они показали, что имеющейся в Германии тяжелой воды должно хватить для создания котла с критическими условиями.
Война приближалась к концу, Германия была обречена на поражение, но ученые еще верили в успех. На второй неделе января в Берлин прибыл Вальтер Герлах. Он побывал в лаборатории Вирца, вглядываясь, с каким лихорадочным упорством физики пытаются построить первый реактор нулевой мощности на тяжелой воде.
Условия, в которых проходил эксперимент, были ужасными. Каждую ночь город бомбили. Телефонной связи не было. Электричество то и дело отключалось. Герлах вернулся к себе в Мюнхен, но и там царило разорение. Положение на фронте стало катастрофическим. Советские войска уже наступали на Берлин, и продолжать научные работы в городе, который скоро будет осажден, не имело смысла. Остатки института надо было эвакуировать в Хехинген.
И тем не менее 29 января крупнейший немецкий реактор на тяжелой воде «В-VIII» был готов к запуску. Он вместил в себя сотни урановых кубиков и еще полторы тонны тяжелой воды. Герлах, как и Вирц, Дибнер, Гейзенберг, понимал: если бы в реакторе действительно началась контролируемая цепная реакция, этот эксперимент, несомненно, поднял бы дух людей. Да и разве можно остаться спокойным, узнав, что в минуты труднейших испытаний, которые переживала страна, ее ученые, делившие вместе с народом все тяготы, сумели совершить грандиозное открытие? Разве эта поразительная весть не сплотит вновь нацию, терпевшую одно поражение за другим?
Решение было тяжелым, но профессор Герлах принял его: 30 января приказал начать демонтаж реактора. На следующий день сам Вальтер Герлах, Курт Дибнер и Карл Вирц покинули Берлин на автомобиле, направившись в сторону Куммерсдорфа. За ними следовали несколько грузовиков, перевозивших уран, тяжелую воду и оборудование. Герлах был бледен и удручен. Половину дня и всю ночь колонна продвигалась по обледенелому шоссе. Наконец показался городок Штадтильм. Профессор Герлах полагал, что здесь, в новой лаборатории Дибнера, обстановка для работы будет лучше, чем в Хайгерлохе, тем более что и Вирц проводил свой эксперимент по «дибнеровской» схеме. Вот только сам Вирц никак не ожидал такого поворота событий. Возмущаясь этим «захватом», он начал звонить в Хехинген, к Гейзенбергу.
Пока расстроенный берлинец жаловался своему патрону, Герлах поспешил в Веймар. Он уговорил гауляйтера Тюрингии освободить всех сотрудников секретной лаборатории от службы в «фольксштурме» и трудовых отрядах, а также обеспечить нормальную подачу электричества.
Вечером того же дня Герлаху позвонил Гейзенберг. Слыханное ли дело, создавать первый критический реактор в лаборатории «этого Дибнера»? Как вы смеете передавать ему наши материалы: наш уран, нашу тяжелую воду, наше оборудование, наши схемы, наш опыт, наши идеи?! Герлах, чувствуя трудности предстоящего спора, пригласил Гейзенберга в Штадтильм.
5 февраля, в день прибытия Гейзенберга и его помощников, само небо, казалось, благоволило нобелевскому лауреату. Беспрерывно звучала воздушная тревога. Над городом кружили самолеты, и, не подыскивая других аргументов, Гейзенбергу достаточно было ткнуть пальцем в небо, указывая на невозможность серьезной научной работы в нещадно атакуемом городишке. Однако Герлах не сдался без боя. Переговоры длились весь следующий день, а на раздел имущества и сборы ушло еще две недели. Гейзенберг тоже пошел на компромисс, согласившись перевезти реактор в деревушку Хайгерлох, выбранную Герлахом весной прошлого года.
Оборудование берлинского бункера прибыло туда лишь в конце февраля. Целый месяц был потрачен впустую. Организационные вопросы, переезды, уговоры, визиты, встречи, обещания и протесты захватили всё внимание физиков. А тем временем Германия продолжала сотрясаться под ударами союзников по антигитлеровской коалиции. До полного разгрома оставалось всего два месяца.
После прибытия в Хайгерлох начался монтаж реактора «В-VIII». Его, как и было решено ранее, оборудовали внутри пещеры. В распоряжении Гейзенберга теперь находились 1,5 тонны урановых кубиков, 1,5 тонны тяжелой воды, 10 тонн графитовых блоков и некоторое количество кадмия, отлично поглощающего медленные нейтроны, – его надо было ввести внутрь реактора, если вдруг цепная реакция станет неконтролируемой. Все остальные запасы сырья хранились в Штадтильме.