В конце 1941 г. предварительные исследования показали, что атомную энергию можно использовать для получения пара и, следовательно, для приведения в движение различных машин. С другой стороны, учитывая технические возможности, доступные в Германии, в тот момент нельзя было создать атомную бомбу. Поэтому все последующие работы были направлены на создание атомного двигателя, для чего, кроме урана, появилась необходимость в тяжелой воде. Для получения больших количеств тяжелой воды был переоборудован норвежский завод в Рьюкане. Однако действиями сначала партизан, а затем авиации этот завод был выведен из строя и снова начал работать лишь к концу 1943 г. Одновременно во Фрейбурге проводились эксперименты по усовершенствованию метода, не требующего тяжелой воды и основанного на увеличении концентрации редкого изотопа урана, — урана-235. Опыты по получению энергии, в которых использовался наличный запас тяжелой воды, проводились в Берлине, а впоследствии в Хайгерлоке (Вюртемберг). К моменту окончания войны они продвинулись настолько, что установка по получению энергии могла бы быть построена за короткое время.
А именно: к февралю 1942 года был построен первый немецкий реактор. Тут немцы опять опередили американцев. Это был опытный реактор Лейпцигского института, разработанный профессором Гейзенбергом и профессором Доппелем. «Урановая машина» (так называли реактор) состояла из двух алюминиевых полусфер с помещенными внутри 572 килограммами урана в виде порошка и 140 килограммами тяжелой воды. Вес реактора, размещенного внутри резервуара с водой, приближался к тонне. Внутри сферы с урановой начинкой был помещен своеобразный урчин, в виде радий-бериллиевого первичного источника нейтронов. Измерения потока нейтронов из загруженного реактора показали, что поверхности реактора достигало гораздо больше нейтронов, чем излучал их первичный радий-бериллиевый источник. Доппель послал сообщение в отдел вооружений вермахта, что реактор работает, хотя его вскоре и постигла тепловая авария. В конце мая 1944 г, профессор Герлах докладывает своим начальникам, что он достраивает первый уран-графитовый реактор в бункере возле деревни Хайгерлох недалеко от швейцарской границы. В конце февраля 1945 г. реактор BVIII прибыл в Хайгерлох из Берлина. Реактор состоял из активной зоны, состоящей из 664 кубиков урана общим весом 1525 кг, окруженной графитовым замедлителем-отражателем нейтронов весом 10 тонн. В марте 1945 г., в активную зону дополнительно влили еще 1,5 тонны тяжелой воды. 23 марта 1945 г. профессор Герлах позвонил в Берлин и доложил, что реактор работает. Но радость была преждевременна. Реактор не сумел достичь критической точки. После перерасчетов оказалось, что количество урана необходимо увеличить еще на 750 кг, кроме того, увеличить количество тяжелой воды, запасов которой уже не оставалось. Конец Третьего рейха неумолимо приближался, и 23 апреля в Хайгерлох вошли американские войска. Реактор был вывезен в США. Совершенно очевидно, что в случае отдаления конца войны немецкий реактор был бы успешно запущен. Очевидно и то, что немцы сконструировали реактор, не имея никаких данных по англо-американскому графитовому реактору. В это время, до запуска отечественного уран-графитового реактора Ф-1, созданного не самостоятельно, а по разведывательным данным, поступающих из США, оставался почти целый год. Но неудача в запуске уран-графитового реактора никоим образом не предполагает иных путей создания атомной бомбы.
А вот как для СССР в тот период выглядела самая острая проблема организации практических работ по освоению ядерной энергии, проблема получения атомного сырья — урана. К концу 1942 г. на территории СССР известны были четыре урановых месторождений, три из которых эксплуатировались, а четвертое было законсервировано. Было известно около 70 точек урановых рудопроявлений, наиболее перспективные из которых находились в Средней Азии. Но из месторождений, обнаруженных в гористых районах Средней Азии, урановую руду приходилось вывозить в мешках на спинах ослов. Так что о достаточном обеспечении ураном работ И.В. Курчатова говорить не приходится. Разработанная И.В. Курчатовым программа исследовательских работ выполнялось крайне ограниченными силами с использованием незначительных ресурсов.
Наконец, распоряжением вице-президента АН СССР А.А Байкова от 12 апреля 1943 г. был создан научно-исследовательский центр по урановой проблеме — Лаборатория № 2 АН СССР (с 1949 г. ЛИПАН — лаборатория измерительных приборов АН СССР) под руководством И.В. Курчатова. 14 августа 1943 г. в Лабораторию № 2 официально переведена из ЛФТИ группа Курчатова. Но одним только распоряжением проблему сырья не решить.
Лаборатория № 2 постоянно испытывала нехватку необходимых ей самых простых материалов. Цемент, металл и прочее приходилось искать непосредственно Курчатову, просящему в многочисленных записках на имя руководителей о выделении каждой мелочи, в то время как трудность состояла не в отсутствии материалов, а в отсутствии распоряжения на их выделение. Конечно, в условиях ведения тяжелейшей войны СССР не мог обеспечить такую же концентрацию материальных ресурсов, как США для своего атомного Манхэттенского проекта. Но дело в том, что речь шла не о невозможности обеспечения в ходе войны работ над ним ресурсами страны, а о недостаточной централизации и помощи на высшем государственном уровне. И это сказывалось прежде всего на темпах развернутых по атомному проекту научно-исследовательских работ. В данных условиях закономерно, что задачи, поставленные на 1943 г., в указанные сроки решены не были.
Забежим вперед…
Скажем, что только в ноябре 1945 г. был заключен договор с Чехословакией, предусматривающий развитие Яхимовских урановых рудников, эксплуатируемых еще с XIX в., и поставку руды на советские предприятия. По заключенному с Восточной Германией договору на территории ГДР было создано советско-немецкое акционерное обществе «Висмут», на предприятиях которого для СССР с 1946 г. изготавливались урановые концентраты.
Именно от поступления урана зависели сроки сооружения в Лаборатории № 2 опытного реактора, для которого потребовалось 45 тонн урана, поступавшего очень маленькими порциями, вследствие чего накопить требуемое его количество удалось лишь к концу 1946.
Кстати, из всех немецких ученых более всех И.В. Сталин выделял профессора Н. Риля. Известно, что профессор Риль в те голодные и небогатые послевоенные годы получил в качестве премии от советского правительства автомобиль (такой же автомобиль получил и сам И.В. Курчатов), премию в 350 000 руб. (очень большую для того времени сумму), дачу в престижном дачном поселке Жуковка (под Москвой) по соседству с дачами отечественных ученых-атомщиков. Уже после взрыва первой советской атомной бомбы многие немецкие ученые-атомщики, вывезенные нами из Германии, получили высшие советские правительственные награды. Профессор Риль получил звание Героя Социалистического Труда. Многие немецкие специалисты были награждены наградами СССР или большими денежными премиями.
Под руководством профессора Риля в г. Ногинске были отработаны промышленные технологии получения чистого урана. Документы того времени говорят о том, что производство урана через четырехфтористую соль (по методу доктора Риля) быстро увеличивается и цеха основного завода переходят на работу полностью по этому методу.
3
Конец ноября — начало декабря 1944 г. — переломный момент в истории советского атомного проекта. Лаврентию Берия поручено взять руководство над ним в свои руки. Берия взялся за дело сразу напористо, активно, без промедления. Ключевым документом этого периода является Постановление ГКО № 7069 под грифом «Совершенно секретно» от 3 декабря 1944 г. «О неотложных мерах по обеспечению развертывания работ, проводимых Лабораторией № 2 АН СССР» за подписью Сталина. В этом документе впервые с начала реализации в СССР атомной программы чувствуется мобилизационный характер принятия решений и осознание на государственном уровне важности этой проблемы. К концу 1944 г. число сотрудников Лаборатории № 2 насчитывало уже более 100, из которых 40— научных работников. На заседании ЦК ВКП(б) 17 января 1945 г. было принято решение о сооружении в Лаборатории № 2 более мощного циклотрона М-С (М-2) (М-1 был пущен в 1944 г.), необходимого для исследований. И лишь в мае 1945 г. в Лабораторию № 2 из Свердловска были переведены сотрудники небольшой лаборатории электрических явлений, возглавлявшейся И.К. Кикоиным, поэтому только в ноябре 1945 г. он смог начать в Лаборатории № 2 исследования различных методов разделения изотопов урана, без которых невозможно было создание атомного оружия. 25 декабря 1946 г. на территории Лаборатории № 2 был пущен физический реактор Ф-1 — первый в Европе атомный реактор, с помощью которого был окончательно выяснен механизм цепного процесса, уточнены ядерные характеристики делящихся веществ и определены необходимые для расчетов промышленного реактора константы, а также получены первые микрограммы плутония.