Начало урановой проблемы

Среди физиков и во многих книгах по истории атомной энергии в СССР кодовое название «Уран», выбранное Сталиным в сентябре 1942 года для условного обозначения Сталинградского контрнаступления, связывают с элементом уран. Предполагают, что Сталин, уже одобривший к этому времени возобновление исследований по урановой проблеме, находился под впечатлением возможной разрушительной силы урановой бомбы. Физики, однако, ошибаются. Код Сталинградской операции был выбран Сталиным в честь Урана, седьмой планеты Солнечной системы. Последовавшая за «Ураном» стратегическая битва – окружение и разгром немецких армий в районе Ростова‑на‑Дону – получила от Сталина кодовое название «Сатурн».

В советской прессе первое сообщение о необыкновенной разрушительной силе атомной бомбы появилось в «Правде» 13 октября 1941 года. Публикуя репортаж об антифашистском митинге ученых, прошедшем накануне в Москве, газета привела удивившее читателей заявление академика Петра Леонидовича Капицы: «Одним из основных орудий войны являются взрывчатые вещества. Но последние годы открыли еще новые возможности – это использование внутриатомной энергии. Теоретические подсчеты показывают, что если современная мощная бомба может, например, уничтожить целый квартал, то атомная бомба, даже небольшого размера, если она осуществима, могла бы уничтожить крупный столичный город с несколькими миллионами населения»[103].

Создание атомной бомбы считалось практически осуществимым проектом уже с начала 1939 года, после публикации в Германии результатов исследований Отто Гана и Фрица Штрассманна (Otto Hahn and Fritz Strassmann), описавших явление распада ядер урана‑235 на более легкие элементы под действием нейтронного облучения. Серия дополнительных исследований, проведенных в разных странах, показала, что ядро атома урана‑235, поглощая один нейтрон, подвергается распаду, сопровождающемуся образованием «осколочных», более легких, атомов и выбросом трех или четырех новых нейтронов. При очень небольших количествах урана‑235 в этих экспериментах большая часть вновь образуемых нейтронов улетала в пространство, не столкнувшись с другими ядрами.

Однако расчеты ученых (в СССР такие расчеты уже в 1939–1940 годах проводили молодые московские физики Яков Зельдович и Юлий Харитон) показывали, что при увеличении массы урана‑235 возникает «порог», называемый «критической массой», при достижении которой распад одного ядра урана должен был вызвать за счет выбрасываемых нейтронов распад больше чем одного нового ядра, то есть создавать цепную реакцию, ведущую к почти мгновенному взрыву. В определенных условиях и прежде всего при введении в систему «замедлителя нейтронов», лучшим из которых могла быть тяжелая вода, можно было создать установку для более медленной управляемой цепной реакции деления ядер урана и утилизации атомной энергии.

Природный уран содержит лишь 0,72 % легкого изотопа урана‑235. Основным в природном уране является тяжелый изотоп‑238. Советские ученые Георгий Флеров и Константин Петржак, работавшие в Ленинграде в лаборатории профессора Игоря Курчатова, открыли в 1939 году спонтанное деление атомов урана‑238, делающее этот изотоп радиоактивным. Однако период полураспада урана‑238 составлял несколько миллиардов лет. У урана‑235, также радиоактивного, период полураспада составляет около 700 миллионов лет, именно поэтому его пропорция в природном уране, более высокая при образовании Земли, за миллиарды лет ее существования стала незначительной.

Возможность создания атомной бомбы на основе урана‑235 была очевидной. Но для этого нужно было прежде всего решить сложную задачу разделения природного урана на изотопы 235 и 238 и накопления урана‑235 в количествах, которые могли измеряться десятками килограммов. Немецкие ученые уже в апреле 1939 года информировали свое правительство о потенциальной возможности создания атомной бомбы. В США Альберт Эйнштейн по настойчивой просьбе своих коллег‑физиков передал 2 августа 1939 года письмо президенту Рузвельту, объясняющее возможность создания атомной сверхбомбы и предупреждавшее Рузвельта о том, что Германия, возможно, уже начала практические работы в этом направлении. Во Франции Фредерик Жолио‑Кюри (Frederic Joliot‑Curie) информировал свое правительство о реальности атомного оружия только в марте 1940 года, когда война в Европе уже разразилась. В США также в это время в различных газетах обсуждалась и рассматривалась вероятность того, что именно это оружие может оказаться решающим для исхода войны[104]. Но с середины 1940 года вся информация о работах с ураном была засекречена. В СССР ядерная физика была одной из приоритетных областей исследования. В Москве, Ленинграде и Харькове существовали институты, специализировавшиеся на исследованиях атомного ядра. Однако первые сведения о возможности создания атомной бомбы правительство СССР получило уже после начала войны с Германией не от собственных ученых, а от разведки.

Рассекреченные и недавно опубликованные документы показывают, что в конце сентября 1941 года резидент советской разведки в Лондоне передал в Москву шифрованное сообщение по радио о том, что в Великобритании создан специальный Урановый комитет для практической разработки и создания атомной бомбы. Предполагалось, что такая бомба может быть создана в течение двух лет. Второе сообщение из Лондона от того же резидента, полученное в Москве в начале октября, приводило некоторые технические детали проекта завода по разделению изотопов урана и данные о сделанных расчетах критической массы урана‑235, из которого должна была состоять «начинка» атомной бомбы. Вскоре в Москве был получен и полный доклад по этой проблеме, подготовленный британским военным кабинетом[105].

Первым советским физиком, который в начале 1942 года обратился с несколькими письмами непосредственно к Сталину о возможности создания атомной бомбы и о том, что Германия, США и Великобритания уже, безусловно, начали разработку этого проекта, был Георгий Николаевич Флеров. В начале войны Флеров был призван в армию и осенью 1941 года находился как лейтенант инженерных войск на военном аэродроме под Воронежем. «Правда» с публикацией выступления Капицы не прошла мимо его внимания. Прочитав заявление Капицы, Флеров немедленно начал писать своим бывшим коллегам, включая Курчатова, убеждая их в необходимости возобновления прерванных войной исследований по урановой проблеме. Прекращение в научных журналах всех публикаций по атомной физике, в чем Флеров убедился, посетив университетскую библиотеку, говорило о том, что эта область исследований перешла в разряд засекреченных. Не получая от своих коллег, эвакуированных к этому времени в Казань, каких‑либо ясных ответов, Флеров начал писать обстоятельные письма членам Государственного Комитета Обороны и Сталину.