Чтение онлайн

В камере находился небольшой стеклянный сосуд с порошком бериллия и радия — смеси, служившей источником нейтронов. Это была нейтронная пушка того же типа, что и у Ферми.

Потом Даннинг передвинул нейтронную пушку ближе к пластине, покрытой ураном, и стал следить за танцующей линией на экране. В темноте подвала ученые наблюдали за странной блестящей зеленой линией, подпрыгивающей очень высоко вверх. Чем ближе к урану перемещалась нейтронная пушка, тем выше был пик.

Танцующая зеленая линия являлась красноречивым свидетельством деления урана на металлической пластине. Действительно, это было взрывом миниатюрной атомной бомбы, хотя в то время они еще не думали о бомбах.

Все были в приподнятом настроении, но Даннинг хотел проверить все до конца. Снова и снова он приближал нейтронную пушку к урановой пластине. Снова и снова резко подскакивала зеленая линия на экране.

Было одиннадцать часов вечера, когда трое ученых из Колумбийского университета закончили эксперименты. В то время они еще не знали, что Фриш опередил их на десять дней.

Рано утром Ферми и Бор вошли в аудиторию Университета Джорджа Вашингтона, где только что началось заседание, посвященное свойствам гелия при крайне низких температурах. Не замечая ничего вокруг, они сидели на задних рядах, разговаривали, жестикулировали и что- то записывали на обороте конвертов. Прошел слух, что два лауреата Нобелевской премии должны сообщить о новом открытии. Скоро все сидевшие в зале были охвачены возбуждением. Оратор на трибуне продолжал говорить о странном поведении гелия при температуре, близкой к абсолютному нулю, но никто не обращал на него никакого внимания. Все присутствующие с нетерпением ждали звонка, возвещающего о том, что время оратора истекло.

И когда, наконец, звонок прозвенел и председатель предложил перейти к дискуссии, взгляды всех присутствующих устремились к великому Бору, который пошел к трибуне. Его рассказ поразил ученых, и каждый был готов, как и Бор, хлопнуть себя по лбу.

Они были похожи на мольеровского Журдена, который открыл, что всю жизнь говорил прозой, не подозревая об этом. Со времени первого опыта Ферми в 1934 г. они расщепляли атомы урана, не представляя, что они делают.

Когда настала очередь выступать Ферми, он улыбнулся, и вместе с ним заулыбались все присутствующие. Хотя Ферми узнал о ядерном делении всего сутки назад, лишь сейчас он понял истинный смысл неуловимого, сбивающего с толку явления, которое наблюдал в течение пяти лет странствий в атомных дебрях. В миг просветления кусочки мозаики сошлись вместе, и, наконец, открылась истинная картина.

В своем выступлении Ферми допустил возможность испускания нейтронов в процессе ядерного деления. Это было догадкой о цепной реакции, хотя слова «цепная реакция» в то утро не были произнесены.

Один за другим молодые физики поспешно покидали аудиторию, даже не дослушав до конца Бора. Физики из Института Карнеги (Вашингтон) и Университета Джонса Хопкинса помчались прямо в свои лаборатории, надеясь первыми провести эксперимент по делению. Приезжие бросились к ближайшему телефону, чтобы сообщить великую новость своим коллегам, в надежде, что они первыми расщепят атомы урана. Ведь Бор еще и сам не знал о классическом эксперименте Фриша, и никто еще не знал об опыте, проведенном в Колумбийском университете накануне Д. Р. Даннингом, Ф. Дж. Слэком и Ю. Т. Бутом.

Лишь через неделю один из сыновей Бора написал отцу из Копенгагена, что 15 января, за десять дней до опыта в Колумбийском университете, Фриш обнаружил большие электрические импульсы. Через несколько лет Фриш сообщил: «Я не написал ему сам, желая сначала все проверить и выяснить ряд вопросов, однако рассказал о полученных результатах его сыну».

Известия, принесенные Бором, были подобны мощнейшему взрыву бомбы на научном заседании. В интеллектуальной форме это был предшественник взрыва атомной бомбы, в создании которой Ферми и Бор должны были сыграть ведущую роль.

3 марта 1939 г. Лео Сциллард и Уолтер Зинн поставили в Колумбийском университете простой опыт.

«После двухдневной подготовки,— писал через несколько лет Сциллард,— все было закончено, и нам оставалось лишь повернуть выключатель, сесть и смотреть на экран осциллографа.

Появление вспышек света на экране могло означать, что в процессе деления урана излучались нейтроны, а это, в свою очередь, означало, что освобождение атомной энергии в больших масштабах было не за горами.

Мы повернули выключатель и увидели вспышки.

Некоторое время мы наблюдали за ними, а затем все выключили и пошли домой.

В ту ночь у меня почти не оставалось сомнений, что мир ждет беда».

Вспышки света, которые в тот вечер наблюдали Сциллард и Зинн, ясно показали возможность цепной реакции. Они дали первое экспериментальное доказательство того, что огромная энергия, освобождаемая при делении урана, может быть использована или в атомном реакторе, или в атомной бомбе, равной по разрушительной силе тысячам обычных бомб той же величины.

Открытие самопроизвольного процесса деления атомов урана было самостоятельно сделано почти в одно и то же время, но с применением различных методов двумя другими группами ученых: группой X. фон Хальбана младшего, Фредерика Жолио-Кюри и Льва Коварски в Париже и группой Ферми и Герберта Л. Андерсона в Колумбийском университете. Эти исторические открытия явились серьезным обоснованием предположений Ферми и Бора о возможности цепной реакции. Однако некоторые серьезные препятствия все еще не позволяли перейти от небольших лабораторных опытов к атомным реакторам или к атомным бомбам.

Бор пришел к выводу, что одна из основных трудностей состоит в том, что лишь легкий уран-235 является расщепляющимся элементом, в то время как тяжелый уран-238 поглощает значительное число нейтронов, необходимых для цепной реакции. Так как в природе эти две разновидности урана находятся в смеси, где соотношение между тяжелым и легким ураном равняется 140 : 1, очевидно, что 140 атомов не расщепляющегося тяжелого урана будут соперничать с одним атомом легкого урана за каждый нейтрон.

С самого начала стало ясно, что для создания атомной бомбы необходимо отделить 0,7% урана-235 от 99,3% урана-238. Но сделать это практически пока было невозможно.

Не надо быть специалистом, чтобы понять, почему химическим путем нельзя отделить легкий уран от гораздо более доступного тяжелого. Отделение одного элемента, например серебра, от другого, например меди, основано на использовании различия в их химических свойствах и реакциях. Можно подобрать условия, при которых в осадок выпадает серебро, а не медь, в результате чего одно отделится от другого.

Но такие методы совершенно неприменимы в отношении двух изотопов урана. Хотя один из них легче другого на три атомные единицы, тем не менее они являются одним и тем же элементом и обладают одинаковыми химическими свойствами. Поэтому до сих пор не были разработаны химические методы их разделения.

Существует прибор, масс-спектрометр, который может разделять разновидности одного и того же элемента, включая легкий и тяжелый уран, электромагнитным способом. Но скорость разделения при помощи масс-спектрометра настолько невелика, что потребовалось бы 27 тысяч лет, чтобы получить один грамм, и 27 миллионов лет, чтобы получить один килограмм легкого урана. Или, если хотите, вам потребовалось бы 27 миллионов спектрометров, чтобы получить один килограмм урана за год. Очевидно, что при помощи масс-спектрометра дело получения урана-235 — ключевого элемента для атомной энергии и атомной бомбы — недалеко бы ушло.