Атомная энергия для военных целей
Шрифт:
4.48. В главе III упоминалось об учреждении Комитета Академии Наук. В первом докладе Комитета, в мае 1940 года, содержались такие вопросы: (a) радиоактивные отравляющие вещества, (b) атомная энергия, (c) атомные бомбы; но особое значение придавалось атомной энергии. Второй доклад подчеркнул важность новых результатов с плутонием, но не касался специально вопроса о возможном военном применении процесса деления ядра. Оба эти доклада побуждали значительно ускорить осуществление Проекта.
4.49. Третий доклад (6 ноября 1941 г.) был специально посвящен вопросу о «возможностях взрывной реакции деления урана-235». Если в первых двух докладах Академии Наук не указывалось, что уран может сыграть решающую роль в современной войне, то эта возможность была подчеркнута в третьем докладе. Лучше всего будет привести выдержки из этого доклада.
«Со времени нашего последнего доклада успехи, достигнутые в области разделения изотопов, с настоятельней необходимостью выдвинули следующие вопросы: (1) вероятность успеха попытки создания атомной бомбы, (2) разрушительное действие, которое можно ожидать от такой бомбы, (3) время, необходимое для того, чтобы закончить разработку атомной бомбы и наладить производство, и (4) предварительная оценка денежных затрат.
1. Условия создания атомной бомбы. Атомная бомба исключительной разрушительной силы явится результатом сближения достаточных масс элемента U-235, происходящего очень быстро. Это представляется столь же верным, как и всякое предсказание, основанное на теории и эксперименте, но не испытанное практически. Наши вычисления показывают, далее, что требуемые массы могут быть сближены достаточно быстро, чтобы реакция стала действенной…
2. Разрушительное действие атомных бомб. (а) Масса бомбы. Масса урана-235, необходимая для получения взрывного деления при подходящих условиях, едва ли может быть менее 2 кг и более 100 кг. Эти широкие пределы вызваны, главным образом, неопределенностью значения поперечного сечения захвата U-235 для быстрых нейтронов, получаемого из опытов… (b) Энергия, освобождаемая при взрывном делении. Вычисления для случая масс, надлежащим образом распределенных в начальный момент, показывают, что от 1 до 5 процентов энергии деления урана должны освободиться при взрыве, обусловленном делением. Это равно энергии от 2*108 до 10*108 ккал на килограмм урана-235. Таким образом, освобождающаяся при взрыве энергия на килограмм урана эквивалентна энергии взрыва около 800 тонн тринитротолуола.
3. Время, необходимое для разработки и получения необходимого количества U-235. (a) Необходимое количество урана. Так как разрушительная сила современных бомб является в настоящее время важным фактором военных действий, очевидно, что если разрушительную: силу бомб повысить в 10 000 раз, то такие бомбы приобретут решающее значение.
Тем не менее, требуемое количество урана будет велико. Если признать правильным расчет, согласно которому для уничтожения военных и промышленных объектов Германии понадобилось бы 500 000 т бомб из тринитротолуола, то такое же разрушительное действие произвел бы уран-235 в количестве от 1 до 10 тонн.
(b) Выделение U-235. Разделение изотопов урана может быть выполнено в нужных количествах. В настоящее время разрабатываются несколько методов, из которых по крайней мере два представляются вполне подходящими и приближаются к стадии практических испытаний. Это — метод центрифугирования и метод диффузии через пористые перегородки. Другие методы изучаются или нуждаются в исследовании; они могут оказаться в конечном счете лучшими, но пока далеки от технического применения.
(c) Время, необходимое для производства атомных бомб. В данный момент можно лишь весьма грубо оценить время, необходимое для разработки, технического освоения и производства атомных бомб. Однако, если сосредоточить все усилия да выполнении программы, то можно ожидать получения значительного количества атомных бомб через три-четыре года.
4. Грубая оценка материальных затрат. (Цифры, приведенные в докладе Академии под этим заголовком, являются лишь грубой оценкой, так как не было научных и технических данных. Они лишь показывали, что все предприятие обошлось бы колоссально дорого, но затраты были бы такого же порядка, как и другие военные расходы)».
4.50. Дальше в докладе говорится о ближайших нуждах и желательной реорганизации.
КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ ГЛАВЫ
4.51. В конце главы I мы подвели итог научным данным, относящимся к делению ядра, за период до июня 1940 г., а в гл. II сформулировали важнейшие проблемы за тот же период. В свете этих формулировок сделаем краткий перечень успехов, достигнутых за восемнадцать месяцев. Прогресс в техническом осуществлении Проекта был невелик. Цепная реакция осуществлена не была; заметного количества U-235 выделить из U-238 не удалось, были получены лишь ничтожные количества Pu-239; производство больших количеств металлического урана, тяжелой воды, бериллия и чистого графита в значительной мере находилось еще в стадии обсуждений. Но были также и успехи. Постоянные стали лучше известны; вычисления были проверены и расширены; предположения о существовании и о ядерных свойствах Pu-239 были подтверждены. До известной степени были изучены технические проблемы, эффективность производственных процессов, издержки производства и графики времени. И, что важнее всего, было показано, что критическая величина бомбы почти достоверно лежит в практически достижимых пределах. В общем, вероятность того, что каждая из проблем будет разрешена, стала значительно больше, чем в 1940 году. Быть может, важнее фактических изменений были изменения в сознании людей. Вигнер, Сцилард и Ферми, возможно, были теперь не более убеждены в реальности атомной бомбы, чем в 1940 году, но с этой идеей освоились многие другие и оценили ее возможные последствия. Повидимому, как англичане, так и немцы считали, что стоит заниматься проблемой атомной бомбы. Кроме того, изменилась вся психология нации. Хотя нападение на Пирл Харбор еще не произошло, нависшая угроза войны ощущалась острее, чем прежде, и затраты сил и средств, которые казались огромными в 1940 году, рассматривались как необходимая предосторожность в декабре 1941 года. Поэтому неудивительно, что Буш и его сотрудники сознавали, что пришло время резко ускорить осуществление проекта по урану. Для этой цели была создана совершенно новая организация управления, которая описана в следующей главе.
Глава V. Административно-организационные мероприятия в 1942–1945 гг.
5.1. В главе III был дан обзор организации работ по урану по декабрь 1941 г. Глава IV содержала историю развития научно-исследовательской работы до того же момента времени. В настоящей главе описаны реорганизация управления в декабре 1941 г. и различные изменения, имевшие место позднее.
РЕОРГАНИЗАЦИЯ УРАНОВОЙ СЕКЦИИ НДРК
5.2. Для дальнейшего планирования программы по урану или по атомной бомбе нужны были два важные решения. Эти решения были приняты Ванневаром Бушем, директором Управления Научно-Исследовательских работ (Office of Scientific Research and Development — OSRD) (которое включало НДРК), после совещания с различными учеными и официальными лицами (см. гл. III). Эти решения были таковы: во-первых, признать, что возможность создания атомных бомб для применения их в нынешней войне достаточно велика, чтобы оправдать огромные усилия для их разработки; во-вторых, констатировать, что Урановая Секция НДРК (известная, как Секция S-1, и состоящая из: председателя Л.Дж. Бригса, заместителя председателя Дж. Б. Пеграма, технического советника Г. Т. Векселя и членов — С. К. Алисона, Дж. У. Бимса, Г. Брейта, Э. У. Кондона, Р. Гэна, Г. Д. Смита и Г. К. Юри) организована не надлежащим образом для выполнения возложенных на нее задач.
5.3. На заседании Исследовательского Комитета Национальной Обороны (National Defense Research Committee — NDRC) 28 ноября 1941 г. Буш объяснил, почему он считает целесообразным выполнение проекта по урану передать другой организации. Члены НДРК согласились с этим предложением, и НДРК в дальнейшем не имел никакого отношения к проекту по урану, который некоторое время находился в непосредственном ведении Секции S-1 ОСРД, а позднее — в ведении Исполнительного Комитета S-1 ОСРД.
5.4. На заседании Секции S-1 ОСРД 6 декабря 1941 г. Дж. Б. Конант от имени Буша объявил всеобщую мобилизацию сил и новый состав группы. Сама Секция S-1 формально не была запрошена о ее мнении по поводу реорганизации, но несомненно, большая часть ее членов склонялась в пользу новых предложений. В реорганизованную Секцию S-1 входили: представитель В. Буша — Дж. Б. Конант, председатель — Л.Дж. Бригс, заместитель председателя — Дж. Б. Пеграм, ответственные за выполнение программы — А.X. Комптон, Э. О. Лоуренс, Г. К. Юри, председатель отдельно организованного Бюро технического планирования — Э. В. Мерфри, консультант по технике Г. Т. Венсель, члены — С. К. Алисон, Дж. У. Бимс, Г. Брейт, Э. У. Кондон и Г. Д. Смит.
5.5. В то время, когда была реорганизована Секция S-1, Буш учредил также Бюро технического планирования, в функции которого входили производственно-технические вопросы, доставка материалов и строительство опытных установок, а также сооружение установок промышленного масштаба. Это Бюро технического планирования состояло из Э. В. Мерфри (председатель), В. К. Льюиса, Л. У. Чэба, Дж. О. Кэрма-младшего и П. К. Кейта.
5.6. Было решено, что контракты на научно-исследовательскую часть работы должны будут рекомендоваться Бушу не всей Секцией S-1, а Бригсом и Конантом после совещаний с соответствующими руководителями программ, и что рекомендации по техническим контрактам должны представляться Бушу Бюро технического планирования. (Контракты, составленные от имени старой Урановой Секции, были проведены через НДРК). Контракты на разработку процессов разделения методами диффузии и методом центрифугирования должны были представляться Бюро технического планирования, которое также отвечало за программу производства тяжелой воды. Буш установил, что Бюро технического планирования «должно отвечать за составление планов, на основе которых можно было бы приступить к выполнению важнейших работ немедленно».
5.7. Научные вопросы работы были отделены от вопросов технических и снабжения. Ответственным руководителям программы — Г. К. Юри, Э. О. Лоуренсу и А.X. Комптону — было поручено руководить научными вопросами. Вначале предполагалось, что Юри будет отвечать за разделение изотопов методами диффузии и методом центрифугирования и за исследовательскую работу по производству тяжелой воды. Лоуренс должен был отвечать за первоначальное получение небольших препаратов элементов, могущих испытывать деление, за массовое производство методами электромагнитного разделения и за некоторые экспериментальные работы, относящиеся к свойствам ядра плутония. Комптон должен был отвечать за изучение цепной реакции, имеющее фундаментальное значение, за измерение ядерных констант и особенно за изучение цепной реакции взрыва. Позднее ему было поручено также исследование возможности получения в нужных количествах плутония методом управляемой цепной реакции. Однако, предполагалось, что это разделение обязанностей должно было быть уточнено на следующих совещаниях. (Письменные отчеты этого периода не всегда дают правильное представление о замыслах и намерениях работников, участвовавших в осуществлении Проекта. В связи с требованиями секретности, упоминания о плутонии и даже о самой атомной бомбе часто полностью изымались из отчетов).
5.8. В результате реорганизации руководство работами было сосредоточено в руках небольшой группы, в которую входили: Буш, Конант, Бригс, Комптон, Юри, Лоуренс и Мерфри. Теоретически, Комптон, Лоуренс, Юри и Мерфри отвечали только за свои разделы программы. Каждый из них встречался с Конантом и Бригсом, или иногда с Бушем, чтобы обсудить свои частные вопросы или даже вопросы всей программы.
5.9. Заседание Высшей Политической Группы, в составе вице-президента Генри А. Уоллеса, военного министра Генри Л. Стимсона и д-ра В. Буша, состоялось 16 декабря 1941 г. Другие члены группы, генерал Джордж К. Маршалл и д-р Дж. Б. Конант, отсутствовали; в заседании принимал участие Г. Л. Смит из Бюджетного Бюро. Буш доложил о происходившей реорганизации, и планы ее были одобрены. В записке Конанту об этом заседании Буш писал: «Для всей группы было ясно, что ОСРД должно максимально ускорить решение основных физических проблем и техническое планирование, особенно строительство опытных установок».
Буш оценил стоимость этого вида работ в 4–5 млн. долларов и заявил, что, когда начнется крупное строительство. Армия все дело возьмет в свои руки, вероятно, после постройки опытных установок. Он предложил назначить технически подготовленного офицера армии для ознакомления со всеми вопросами, связанными с ураном. На этом заседании было выяснено, что международные связи, имеющие отношение к проблеме, находятся в руках президента, причем Буш отвечает лишь за техническую сторону дела.