Кроме того, Сцилард продолжал свою кампанию за запрещение публикации результатов исследований по делению ядра, но в первые месяцы 1940 г. не достиг в этом большого успеха. Он воздержался от публикации одной из своих статей и убедил сделать то же самое одного-двух своих коллег. Однако в мае 1940 г. физики Эдвин Макмиллан и Филипп Абельсон, работавшие в Беркли, опубликовали в «Физикэл Ревью» сообщение об образовании в процессе деления урана элемента-93, который позднее был назван нептунием. В Европе и Америке это вызвало протесты со стороны физиков, которые полагали, что опасно публиковать статью, содержащую указание на возможность получения способных к делению трансурановых элементов. Если это так, то можно будет получить бомбу, не решая очень сложной задачи выделения урана-235. Вскоре редакторы основных американских научных журналов и ведущие ученые приняли решение о добровольном ограничении публикаций о делении{270}.
Поведение советских ученых было совсем другим. Сведения о том, что они пытались предупредить свое правительство о возможности практического применения реакции деления ядер до лета 1940 г. отсутствуют, не было также создано какой-либо специальной организации, которая координировала бы исследования по делению атомного ядра[61]. В 1940 г. советские физики продолжали свободно публиковать работы по делению, и не предпринималось никаких попыток — ни со стороны их самих, ни со стороны государства — ограничить публикации. Контраст с реакцией ученых других стран поразителен и отражает стратегическую и политическую установки, принятые в Советском Союзе. В отличие от Англии, Франции и Германии Советский Союз не был вовлечен в войну в Европе (хотя и вторгся в Польшу в сентябре 1939 г., а кроме того, с ноября 1939 г. по март 1940 г. находился в состоянии войны с Финляндией). В отличие от Соединенных Штатов в Советском Союзе не было большой группы физиков-эмигрантов, которые забили бы тревогу о нацистской атомной бомбе. Кроме того, выражение тревоги по отношению к перспективам создания немецкой атомной бомбы противоречило бы советско-германскому пакту, заключенному в августе 1939 г., и договору о дружбе, который последовал за ним в сентябре. Заключение договоров Советского Союза с фашистской Германией привело к тому, что западные физики решили прекратить обмен научной информацией по проблемам деления ядра со своими советскими коллегами.
Несмотря на поднятую учеными тревогу, к началу 1940 г. нигде не подготавливался полномасштабный проект, который определил бы развитие работ по атомной бомбе. Хотя цепная реакция и представлялась возможной, это все еще не было твердо установлено. Кроме того, никто точно не сформулировал условия возникновения взрывной цепной реакции. Также оставалось неясным, можно ли будет выделить уран-235 в количествах, достаточных для создания бомбы. Большинство физиков полагали, что понадобятся тонны обогащенного урана, и было широко распространено мнение, что процесс его получения будет слишком дорогостоящим[62].
Прорыв в этом отношении произошел в марте 1940 г., когда Рудольф Пайерлс и Отто Фриш, работавшие в университете Бирмингема, составили меморандум «О конструкции “супербомбы”, основанной на цепной ядерной реакции в уране»{271}, где сформулировали ряд основополагающих вопросов. Если вы имеете блок чистого урана-235, будет ли в нем развиваться цепная реакция на быстрых нейтронах? Если будет, то сколько урана-235 для этого потребуется? Каковы будут последствия такой цепной реакции? Каким образом можно выделить уран-235? На эти вопросы они предложили ответы, которые показали, что создание ядерной бомбы — гораздо более выполнимая задача, чем думали физики. Фриш и Пайерлс сделали вывод, что цепная реакция на быстрых нейтронах может развиться в куске металлического урана-235 весом в один килограмм, а разрушающий эффект от взрыва пятикилограммовой бомбы будет эквивалентен взрыву нескольких тысяч тонн динамита. Они отметили, что на основе цепной реакции на медленных нейтронах нельзя создать эффективную бомбу, потому что уран разогревается и его тепловое расширение приведет к утечке нейтронов и тем самым к остановке реакции. Они предположили, что уран-235 может быть выделен методом термодиффузии, который кратко описали. Меморандум Фриша — Пайерлса побудил британское правительство учредить комитет, который должен был исследовать возможность создания атомной бомбы. Этот комитет, известный как Комитет Мод, координировал решение проблемы атомной бомбы в Великобритании и представил свой доклад в июле 1941 г.
Маргарет Гоуинг писала о меморандуме Фриша — Пайерлса, что поднятые в нем «вопросы сегодня могут казаться достаточно очевидными, но они не были такими в то время. В Америке они не были поставлены даже много месяцев спустя, пока британская работа не стала доступной американцам. Немецкие физики, включая блестящего теоретика Гейзенберга, по-видимому, вообще ими не задавались»{272}.[63] Прошло несколько месяцев, прежде чем эти же вопросы были сформулированы советскими физиками.
III
Научный обозреватель газеты «Нью-Йорк Таймc» Уильям Лоуренс в 1940 г. внимательно следил за ядерными исследованиями, с особым вниманием относясь к происходящему в Германии. В конце апреля он узнал от Петера Дебая, который тогда посетил Соединенные Штаты, что большая часть сотрудников Физического института кайзера Вильгельма были ориентированы на работы по урану. Он счел это подтверждением своих подозрений о том, что нацистская Германия работает над созданием атомной бомбы. В то же время Лоуренс узнал, что два маленьких образца урана-235 были выделены Альфредом Ниром, работавшим в Миннесотском университете, и что эти образцы были использованы Джоном Даннингом из Колумбийского университета для экспериментального подтверждения того, что именно этот изотоп делится под действием медленных нейтронов. Лоуренс решил, что пришло время написать «сенсационную статью»{273}.
61
Как отмечалось в главе 2, Академия наук решила создать Комиссию по атомному ядру в конце 1938 г., но получилось так, что эта комиссия не играла достаточно активной роли в планировании и координации работ по делению. Ее основная роль сводилась к реорганизации в Академии работ по ядерной физике.
62
Франсис Перрен в статье, которая стимулировала интерес Харитона и Зельдовича к делению ядер, пытался подсчитать количество урана, необходимого для поддержания цепной реакции, и установил, что оно равно примерно 40 тоннам или 12 тоннам — в случае, если уран будет окружен отражателем нейтронов, сделанным из железа или свинца. См.:
63
Продолжаются споры о том, в какой мере Гейзенберг на самом деле представлял себе конструкцию бомбы. См.: