В мае он и доктор Виртц снова посетили завод в Веморке. Они поехали туда, чтобы наметить пути реализации предложений Виртца о повышении производительности завода. На этот раз они встретились с его главным инженером доктором Вруном. Брун сразу же почувствовал их стремление всячески избежать распросов о предназначении тяжелой воды, и эта уклончивость уже сама по себе убедила Бруна в чрезвычайной важности, которую немцы придают продукции его фирмы. Что же касается немецких физиков, то они получили вполне удовлетворившую их информацию. Она убедила их в возможности наладить снабжение тяжелой водой. -
Но вторая задача, указанная Хартеком, — разделение изотопов — все еще оставалась не решенной. Чтобы ускорить дело, военное министерство согласилось поддерживать проведение нескольких параллельных работ. Одной из них была работа, предложенная ассистентом Гейзенберга в Лейпциге Эрихом Багге, который, как помнит читатель, в первые дни войны помогал Дибнеру созвать совещание физиков.
Еще в ноябре 1940 года, примерно через месяц после Бунзеновского научного конвента в Лейпциге, Багге подготовил статью, посвященную самоновейшей (как тогда казалось) возможности достаточно производительного обогащения редких изотопов. В весьма упрощенном виде его предложение сводилось к следующему: узкий пучок молекул подлежащих разделению изотопов пропускается через систему щелей, открываемых и закрываемых в строго определенные моменты времени вращающимися затворами; скорость вращения затворов должна подбираться таким образом, чтобы через щели проходили «пакеты молекул» одного типа и не проходили пакеты молекул другого типа. В соответствии с законом распределения скоростей молекул, данным еще Максвеллом, скорость более легких молекул в пучке должна превышать скорость более тяжелых молекул, и, следовательно, через некоторое время после старта легкие молекулы окажутся впереди. При разделении урана легкие изотопы можно будет с помощью затворов как бы отсекать от тяжелых, а затем откачивать в соответствующий контейнер.
В начале апреля, совсем незадолго до получения написанного Хартеком отчета, Дибнер вызвал Багге в Департамент армейского вооружения. Здесь он срочно оформил перевод Багге в группу, работавшую в Далеме, и откомандировал его во Францию, где от Багге требовалась помощь Жолио и Гентнеру в пуске циклотрона. Перед отъездом Багге подал записку с изложением сути своего изобретения, которое он назвал «изотопный шлюз». В июле, когда Багге уже обжился в Париже, приехал Дибнер. Он привез довольно мрачные новости о безуспешных попытках найти подходящий метод разделения изотопов. А одна из новостей касалась непосредственно Багге и оказалась радостной для него. Пока он жил в Париже, непосредственный начальник Дибнера по Департаменту доктор Баше направил записку об изотопном шлюзе в Гамбург, чтобы узнать мнение Хартека. Теперь Багге надлежало немедленно возвратиться в Германию. 2 августа Багге был уже в Мюнхене, где имел беседу с Клузиусом, экспертом по разделению изотопов. «Он считает изотопный шлюз вполне работоспособным», — записал Багге в своем дневнике.
Весь месяц Багге метался из города в город: Берлин, Лейпциг, снова Берлин, Киль, — и везде вел переговоры со специалистами, которые могли бы посоветовать что-либо ценное для его" изобретения. Особенно он нуждался в советах тех, кто мог помочь в деле создания главного узла установки — печи, специально предназначенной для испарения тяжелых металлов.
11 сентября ему пришлось предстать перед самим профессором Шуманом. Вот дневниковая запись Багге:
«Совещание с участием доктора Баше. Очень похоже на допрос, но с положительным (для меня) исходом».
И, вероятно, именно в тот день, а не раньше, Багге впервые понял истинные причины столь горячего интереса военных к проблеме разделения изотопов. Ему случайно довелось услышать один многозначительный разговор Дибнера и Баше. Они прикидывали возможности осуществления всех работ по разделению изотопов. Баше спросил Дибнера, стоит ли направлять на это дело средства и людей, которых с каждым днем не хватает все больше, если доказана возможность создания реактора на необогащенном уране и тяжелой воде. Дибнер без раздумий ответил, что, хотя получение урана-235 и не играет принципиальной роли в создании реакторов, этот изотоп совершенно необходим для изготовления взрывчатого вещества. Слова Дибнера и открыли Багге, для какой цели предназначаются установки разделения изотопов.
После встречи с Шуманом Дибнер вновь отослал Багге в Париж, пообещав отозвать его не позже середины сентября. Однако вызов пришел только в конце ноября 1941 года. В Берлине собралась комиссия, состоявшая из специалистов по разделению изотопов. В нее входили Хартек, Клузиус, Вонхоффер, Коршинг, Виртц, а также Дибнер и Баше. Перед комиссией Багге должен был уже окончательно защищать проект своего изотопного шлюза. Это вполне удалось ему, и тут же было принято твердое решение о начале строительства установки, «окончательное и бесповоротное», как сказал Хартек.
С того дня, как Багге подготовил свою первую записку, и до принятия окончательного решения прошло двенадцать месяцев…
Примерно одновременно с Багге один из лучших гамбургских сотрудников Хартека доктор Вильгельм Грот приступил к работе над тем, чему суждено было стать самым далекоидущим начинанием среди работ по разделению изотопов в Германии. Грот занялся разработкой ультрацентрифуги, предназначенной для повышения концентрации урана-235.
К мысли о возможности обогащения урана с помощью центрифуги Грота и независимо от него профессора Мартина из Киля привела статья американца Бимса, опубликованная тремя годами ранее в журнале «Ревью оф модерн физик». В статье Бимс описал изобретенную им газовую центрифугу.
И Грот, и Мартин остановили свой выбор на пресловутом шестифтористом уране. Правда, в ультрацентрифуге явление тепловой диффузии уже не играло никакой роли. Главное преимущество ультрацентрифуги в том и состояло, что в ней разделение изотопов происходило исключительно вследствие различия масс изотопов урана, равных 235 и 238, а абсолютное значение этих масс оказывалось совершенно несущественным.
Чтобы воплотить новый принцип в металл, Гроту пришлось потратить немало сил и времени в поисках фирмы, которая согласилась бы и была бы в состоянии изготовить опытный образец центрифуги. В начале августа Грот вступил в переговоры с доктором Бейерле, главным специалистом — исследователем фирмы «Аншютц и К°». Эта фирма специализировалась в области производства гироскопических приборов и, следовательно, имела опыт в деле создания высокооборотных устройств. Через неделю был подписан контракт. А уже 10 октября в Гамбург поступили первые синьки. Еще через девять дней после совещания в Киле, к 22 августа, комплект чертежей был полностью закончен. Помимо того фирма успела изготовить для ультрацентрифуги электрический двигатель на 60 тысяч оборотов в минуту. Общая стоимость опытного образца ультрацентрифуги должна была составить 10—15 тысяч марок.
24 октября в Департаменте армейского вооружения для обсуждения метода разделения, предложенного Гротом, собрались Хартек, Баше и Дибнер. Быстрота, с которой разворачивалась работа, и особенно оперативность фирмы «Аншютц и К0» произвели на участников встречи столь хорошее впечатление, что было решено выразить фирме официальную благодарность.
И не зря. Другие фирмы оказались куда менее усердными. Так, ротор для центрифуги, который должен выдерживать колоссальные механические нагрузки, предполагалось изготовить из особо прочной специальной стали. Подобную сталь можно было получить только у «Круппа». Но фирма не торопилась, она обещала выполнить заказ только через восемь месяцев. Гроту пришлось пойти на изготовление ротора из легкого сплава. Изготовить нужный сплав — «Бондур» — взялась ганноверская фирма «Объединенные заводы легких сплавов», но срок она назначила тоже не малый — почти два месяца. Чтобы ускорить пуск центрифуги, гамбургский институт решил делать ротор и вакуумную камеру в собственных мастерских, фирме же «Аншютц и К°» предстояло сосредоточить усилия на создании системы привода центрифуги. Окончание работ по всем узлам намечалось на конец февраля. Проверку работы центрифуги решили провести на ксеноне и лишь после этого перейти к разделению изотопов урана. В декабре 1941 года Грот писал: «Теоретически ультрацентрифуга должна давать в сутки до двух килограммов шестифтористого урана, в котором концентрация урана-235 будет доводиться до 7% и даже несколько выше».