Атомный проект. История сверхоружия Первушин Антон

Время ФИАН

В начале и середине 1930-х годов ведущие физические институты были частью сети научно-исследовательских учреждений в структуре промышленных комиссариатов. Академия наук не имела в своем составе ни одного большого физического института. Георгий Гамов попытался создать Институт теоретической физики на базе Физического отдела Ленинградского физико-математического института, но Абрам Иоффе и Дмитрий Рождественский подавили его инициативу. Всё же в результате возникшей дискуссии Академия наук в 1932 году предложила Сергею Ивановичу Вавилову организовать физический институт. Вавилов, интересы которого были связаны с явлениями люминесценции и природой света, энергично взялся за дело. Когда в 1934 году Академия переехала в Москву, отдел, руководимый Вавиловым, переместился туда вместе с ней и стал Физическим институтом Академии наук (ФИАН). Многие ведущие физики Ленинграда и Москвы вошли в его штат.

Поскольку Сергей Вавилов хотел, чтобы его институт занимался исследованиями наиболее важных областей физики, он уговорил некоторых из своих молодых сотрудников, в том числе Павла Алексеевича Черенкова и Илью Михайловича Франка, начать работать в области ядерной физики. В частности, Черенков исследовал люминесценцию растворов солей урана, возникающую под действием гамма-лучей. При этом он открыл «черенковское излучение» – голубое свечение, испускаемое под действием пучка высокоэнергичных заряженных частиц, проходящих через прозрачную среду, подобно головной волне, образующейся при движении судна по воде. Игорь Тамм и Илья Франк вскоре развили теорию, объясняющую данный эффект (за эту работу в 1958 году они с Черенковым получили Нобелевскую премию по физике).

Сергею Вавилову, как и Абраму Иоффе, приходилось защищать ядерную физику от критики. Институт периодически проверяли комиссии, которые, как вспоминал позднее Илья Франк, критиковали институт с двух сторон: «Если это была ведомственная комиссия, то она отмечала, что поскольку ядерная физика – наука бесполезная, то нет оснований для ее развития. При обсуждениях в Академии наук мотив критики был иной. Ядерной физикой не занимается здесь никто из признанных авторитетов, а у молодых ничего не выйдет».

Но Вавилов не прекратил попыток превратить ФИАН в центр исследований по физике ядра. В конце 1938 года он сделал доклад на заседании президиума Академии наук, по которому была принята резолюция, где отмечалось «неудовлетворительное организационное состояние этих работ, выражающееся в раздробленности ядерных лабораторий по различным ведомствам, в нерациональном распределении мощных современных технических средств исследования атомного ядра по институтам, в неправильном распределении руководящих научных работников в этой области и т. п.». Президиум просил правительство разрешить ФИАНу начать в 1939 году строительство нового здания, с тем чтобы ядерные исследования как можно скорее были сконцентрированы в Москве. Было также решено учредить Комиссию по атомному ядру, которая бы планировала и организовывала ядерные исследования. Ее председателем должен был стать сам Сергей Вавилов, а членами, помимо прочих, – Абрам Иоффе, Абрам Алиханов и Игорь Курчатов.

Новый мощный толчок ядерной физике придала весть об открытии деления ядра, которая облетела мир в январе 1939 года. Советские ученые узнали об открытии, когда до них дошли иностранные журналы с описанием эксперимента Фредерика Жолио-Кюри. Виталий Хлопин и его сотрудники в Радиевом институте немедленно воспроизвели эксперимент и приступили к изучению химической природы продуктов деления. Открытие деления атомного ядра вызвало сильные сомнения в существовании трансурановых элементов. Но Хлопин продолжал глубоко интересоваться «трансуранами» и проводил опыты, чтобы выяснить, не обнаружатся ли они при расщеплении ядра. В ходе этого исследования он открыл некоторые до этого времени неизвестные реакции распада ядер урана. Хотя выявить трансурановые элементы не получилось, Хлопин заключил, что цепочки радиоактивных превращений на самом деле свидетельствовали об их существовании. 1 апреля 1939 года он написал Владимиру Вернадскому: «Опыты, которые удалось пока поставить, использовав циклотрон, делают весьма вероятным, что трансураны всё же существуют, т. е. что распад урана под действием нейтронов течет различными путями».

В Физико-техническом институте Иоффе открытие деления атомного ядра также привело всех в волнение. Первая советская работа по делению ядра была сделана Яковом Френкелем. Он рассказал об этом на семинаре Курчатова, и вскоре его статья «Электрокапиллярная теория расщепления тяжелых ядер медленными нейтронами» была опубликована в «Журнале экспериментальной и теоретической физики».

Лаборатория Игоря Курчатова приступила к поискам ответа на вопрос, высвобождаются ли свободные нейтроны в процессе деления ядра и если высвобождаются, то в каком количестве. Мы помним, что это был ключевой вопрос, поскольку самоподдерживающаяся цепная реакция возможна только при высвобождении более чем одного нейтрона. Георгий Николаевич Флёров и Лев Ильич Русинов пришли к выводу, что на одно деление приходится от одного до трех таких нейтронов. Первое сообщение об этом они сделали 10 апреля 1939 года. К этому времени, однако, Фредерик Жолио-Кюри и два его сотрудника, Ханс фон Халбан и Лев Коварский, уже опубликовали статью, в которой утверждали, что в процессе деления испускаются вторичные нейтроны, а 22 апреля сообщили, что среднее число этих нейтронов на одно деление составляет три с половиной.

Как только эти эксперименты были завершены, Игорь Курчатов решил проверить гипотезу Нильса Бора, согласно которой медленные нейтроны вызывают деление только редкого изотопа урана-235. Проведя серию экспериментов, Флёров и Русинов подтвердили, что Бор прав, о чем доложили на семинаре 16 июня 1939 года.

К сожалению, результаты опытов, которые ставили советские физики, попадали в западную печать с большой задержкой, и получалось так, что приоритет доставался другим. Работы, выполненные в 1939 году лабораторией Курчатова, не были опубликованы вплоть до 1940 года, а к тому времени они утратили передовое значение.

Самая важная теоретическая работа, выполненная на тот период в СССР, принадлежала ленинградским исследователям Якову Борисовичу Зельдовичу и Юлию Борисовичу Харитону. Летом 1939 года в автобусе по пути в институт Зельдович узнал от коллеги о статье, в которой французский физик Франсис Перрен пытался определить величину критической массы урана, необходимой для возникновения в ней цепной реакции. Идея заинтересовала Зельдовича, и он рассказал Харитону о расчетах, выполненных Перреном. Вместе они проштудировали статью француза, но его анализ не показался им убедительным, и они решили, что сами исследуют проблему.

Поначалу Зельдович и Харитон работали над новой темой по вечерам, но вскоре поняли, что задача настолько велика, что ее решению они должны посвятить все свое время. Они стали посещать семинар Курчатова, на котором вскоре ознакомились с новейшими исследованиями в области ядерной физики.

В октябре 1939 года они направили в «Журнал экспериментальной и теоретической физики» две свои работы. В первой из них рассматривалась возможность развития цепной реакции в уране-238 под воздействием быстрых нейтронов. Зельдович и Харитон теоретически определили условия, при которых цепная реакция может запуститься, и сделали заключение, основанное на имеющихся экспериментальных данных, что требуемые условия не могут осуществиться в уране-238, будь то окись урана или чистый металлический уран.

Во второй статье Зельдович и Харитон исследовали возможность цепной реакции на медленных нейтронах. Опыты, проведенные Энрико Ферми совместно с Лео Силардом и Гербертом Андерсоном в Нью-Йорке, а также Фредериком Жолио-Кюри и его группой в Париже, показали, что на возможность цепной реакции в природном уране существенным образом влияет резонансное поглощение нейтронов в уране-238 до того, как они замедлятся и смогут вызвать деление урана-235. Напомню, что Ферми с сотрудниками провели свои опыты с ураном, помещенным в бак с водой, и пришли к выводу, что «даже при оптимальной концентрации водорода остается крайне неопределенным, превзойдет ли выход нейтронов их полное резонансное поглощение». Иными словами, все еще не было ясно, сможет ли вода замедлить нейтроны так, чтобы избежать резонансного захвата и тем самым сделать возможной цепную реакцию.

Зельдович и Харитон по-другому интерпретировали результаты, полученные группами Ферми и Жолио-Кюри, и, основываясь на своей собственной теории, трактующей условия, необходимые для возникновения цепной реакции, сделали вывод о том, что она не будет возможной в системе уран – вода. Зельдович и Харитон писали о том, что для осуществления цепной реакции «необходимо для замедления нейтронов применять тяжелый водород, или, быть может, тяжелую воду, или какое-нибудь другое вещество, обеспечивающее достаточно малое сечение захвата. <…> Другая возможность заключается в обогащении урана изотопом-235». Если содержание урана-235 в природном уране будет повышено с 0,7 до 1,3 %, то, по их расчетам, в качестве замедлителя могли бы быть использованы простая вода или водород. Как мы помним, в этом и состоит ключевое открытие, определяющее путь к высвобождению атомной энергии.

На 4-й Всесоюзной конференции по физике ядра, состоявшейся в ноябре 1939 года в Харькове, Юлий Харитон доложил о работе, выполненной совместно с Яковом Зельдовичем:

Из этих расчетов, которые на первый взгляд приводят к пессимистическим выводам, видно, однако, по какому пути можно идти для осуществления цепной реакции. Достаточно повысить в уране концентрацию изотопа-235, чтобы реакция оказалась возможной. Если, с другой стороны, в качестве замедлителя вместо водорода использовать дейтерий, то поглощения в замедлителе практически не будет, и реакция, очевидно, также будет осуществима. Оба пути кажутся сейчас довольно фантастическими, если вспомнить, что для осуществления реакции необходимы тонны урана. Однако принципиально возможность использования внутриядерной энергии открыта.

Игорь Тамм, комментируя работу Зельдовича и Харитона, заявил: «Знаете ли вы, что означает это новое открытие? Оно означает, что может быть создана бомба, которая разрушит город в радиусе, возможно, десяти километров». Однако большинство советских ученых скептически относились к возможности использования атомной энергии. Абрам Иоффе в докладе, сделанном в Академии наук в декабре 1939 года, отметил, что если основываться на выводах, изложенных в статьях Зельдовича и Харитона, то представляется маловероятным использование результатов ядерной физики в практических целях. Пётр Капица в начале 1940 года по этому же поводу заметил, что для осуществления ядерных реакций потребуется больше энергии, чем они могут отдать. Было бы весьма удивительным, сказал он, если бы атомная энергетика стала реальностью.

Тем не менее исследования условий осуществления цепной реакции деления продолжались и после харьковской конференции. Чтобы убедиться в этом, достаточно взглянуть на план, который составил для своей лаборатории Игорь Курчатов:

В последнее время было открыто явление развала некоторых тяжелых ядер при захвате нейтронов. Эта реакция является новым типом ядерных превращений и представляет большой научный и, возможно, практический интерес.

В 1940 г. предполагается изучить взаимодействие нейтронов с ядрами урана и тория. Будет исследовано, происходит ли испускание вторичных нейтронов при захвате ядрами урана и тория быстрых нейтронов.

Курчатов поручил проведение одного из запланированных экспериментов Георгию Николаевичу Флёрову и Константину Антоновичу Петржаку, молодому исследователю из Радиевого института. Задача опыта состояла в наблюдении за тем, как меняется величина потока нейтронов из урановой сферы, если внутрь поместить источники нейтронов с различными спектрами энергий. Флёров и Петржак построили очень чувствительную ионизационную камеру для регистрации актов деления. Когда в начале 1940 года они приступили к опытам, то, к своему большому удивлению, обнаружили, что ионизационная камера продолжает срабатывать (то есть регистрировать деление ядра) и в том случае, когда они убрали источник нейтронов. Вскоре они пришли к заключению, что открыли спонтанное деление, происходящее без бомбардировки нейтронами. Теоретически такой процесс был предсказан Нильсом Бором и Яковом Френкелем, но теперь он получил экспериментальное подтверждение.

Игорь Курчатов предложил Флёрову и Петржаку провести ряд контрольных опытов, чтобы исключить возможность ошибки в эксперименте. Один из них был проведен под землей – в помещении станции московского метро «Динамо», чтобы показать, что деление вызывается не космическими лучами, а происходит само собой. В мае 1940 года Хлопин и Курчатов доложили об этом открытии в Академии наук, и вскоре в советских журналах появились соответствующие статьи. Курчатов, всегда придававший значение мнению иностранных физиков, послал короткое телеграфное сообщение об открытии в американский журнал «Физикал ревью», и оно было опубликовано в номере от 1 июля 1940 года. В Советском Союзе это открытие привлекло очень большое внимание. Его рассматривали как свидетельство того, что Курчатов и его сотрудники работают теперь на том же уровне, что и ученые ведущих исследовательских центров на Западе. Позднее Флёров вспоминал: «Тогда, до войны, в нас очень были сильны приоритетные страсти. Все дрались за первенство».

7 марта 1940 года Яков Зельдович и Юлий Харитон направили в «Журнал экспериментальной и теоретической физики» свою третью статью «Кинетика цепного распада урана», которая была опубликована в мае. Если в первых двух статьях они исследовали условия развития цепной реакции в системе «бесконечного размера», то теперь изучали цепную реакцию в ситуации, близкой к критической. Цепная реакция будет развиваться только в блоке критических размеров, писали они. При этом она могла бы дать огромное количество энергии и сделать возможным «некоторые применения урана». Но окончательный вывод об использовании деления ядер для получения энергии или для взрывов нельзя сделать, пока не будет понята кинетика цепной реакции. Особенно важно понять переход от «подкритического» состояния к «надкритическому», потому что этот переход может произойти очень быстро. Вычисления Зельдовича и Харитона показали, что как только система приближается к критическому состоянию, тепловое расширение урана (которое позволило бы нейтронам покинуть блок урана) и испускание запаздывающих нейтронов способны оказывать решающее влияние на переход в критическое состояние.

Такие свойства системы (прежде всего регулировка через тепловое расширение) делают экспериментальное исследование и энергетическое использование цепного распада урана безопасным. Взрывное использование цепного распада требует специальных приспособлений для весьма быстрого и глубокого перехода в сверхкритическую область и уменьшения естественной терморегулировки.

В статье также говорилось о физических процессах, которые должны оказаться определяющими при конструировании атомных реакторов. Из нее также видно, что Зельдович и Харитон размышляли о цепных реакциях на медленных и быстрых нейтронах и что они предполагали возможность использования внутриядерной энергии как для бомб, так и для получения энергии.

Достижения советских ядерных физиков наконец-то начали получать призвание в мире. Во многом это было связано не только с возросшим уровнем советской науки, но и с тем, что после начала Второй мировой войны многие ведущие западные ученые были вынуждены прервать работу, эмигрировать или прекратить публикации о своих достижениях из опасения, что они поспособствуют развитию немецкой физики, подчиненной интересам гитлеровцев. Поведение советских ученых было совсем другим. Они продолжали свободно публиковать свои работы. Не было и попыток предупредить свое правительство о возможности практического применения реакции деления ядер. В отличие от США в Советском Союзе не оказалось большой группы физиков-эмигрантов, которые забили бы тревогу о нацистской атомной бомбе. Кроме того, выражение тревоги по отношению к перспективам создания такой бомбы противоречило бы советско-германскому пакту, подписанному в августе 1939 года, и договору о дружбе, который последовал за ним в сентябре.

Открытое заключение стратегических договоров между СССР и нацистской Германией привело в итоге к тому, что западные физики решили прекратить обмен научной информацией по проблемам деления ядра еще и со своими советскими коллегами.

Урановая комиссия

Научный обозреватель газеты «Нью-Йорк таймс» Уильям Лоуренс внимательно следил за достижениями в области ядерных исследований. В конце апреля 1940 года он узнал от Петера Дебая, который тогда посетил США, что большая часть сотрудников Физического института Общества имени кайзера Вильгельма ориентирована 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 прослышал, 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 деления редкого изотопа под действием медленных нейтронов. Обозреватель решил, что пришло время написать «сенсационную статью».

В воскресенье 5 мая 1940 года газета «Нью-Йорк таймс» поместила на своей первой полосе статью Уильяма Лоуренса под заголовком «Наука открыла громадный источник атомной энергии». Обозреватель писал об эксперименте Даннинга и утверждал, что последним шагом, который осталось сделать для решения проблемы нового источника энергии, является усовершенствование методов извлечения урана-235. Он особо остановился на исключительной взрывной мощности урана-235 и на «возможном колоссальном влиянии последствий этого открытия на исход войны в Европе». Он также сообщал, что «каждому немецкому ученому, работающему в этой области, – физику, химику, инженеру <…> приказано бросить все остальные исследования и посвятить себя только этой работе».

Уильям Лоуренс надеялся, что его статья насторожит политических деятелей, показав им опасность того, что нацистская Германия может создать атомную бомбу. Когда из Вашингтона не последовало никакого отклика, обозреватель был этим очень обескуражен. Но его статья повлекла за собой событие, которого Лоуренс совершенно не ожидал и о котором, возможно, так никогда и не узнал.

Георгий Владимирович Вернадский, сын знаменитого мыслителя, преподававший историю в Йельском университете, зная, конечно, об интересе своего отца к проблемам атомной энергии, послал ему статью Лоуренса. Когда академик Владимир Вернадский получил это письмо, он находился в подмосковном санатории «Узкое». История, рассказанная Лоуренсом, произвела сильное впечатление. И первый вопрос, который пришел Вернадскому в голову: хватит ли у Советского Союза урановой руды для использования в качестве источника атомной энергии? Он и академик Виталий Хлопин, который тоже находился в «Узком», написали в Отделение геологических и географических наук АН СССР, предлагая разработать план разведки залежей урана:

Уран из металла, находившего себе лишь ограниченное применение и рассматривавшегося всегда как побочный продукт при добыче радия, приобретает совершенно исключительное значение. <…> Разведки известных месторождений и поиски новых производятся темпами совершенно недостаточными и не объединенными общей идеей.

26 июня 1940 года Академия наук сформировала «тройку», в которую вошли Владимир Вернадский, Виталий Хлопин и Александр Ферсман, для разработки «проекта мероприятий, которые необходимо осуществить в связи с возможностью использования внутриатомной энергии». Несколькими днями позже Вернадский написал письмо вице-президенту академии, в котором объяснил, почему он считает этот вопрос таким срочным:

По имеющимся известиям, полученным мною почти случайно и в неполной форме из-за искусственных препятствий, установленных, к сожалению, для чтения зарубежной прессы, сейчас в США и в Германии идет энергичная и организованная работа в этом направлении, несмотря на мировые военные события. Наша страна ни в коем случае не может стоять в стороне и должна дать возможность и денежные средства для широко организованной и спешной работы в этой области первостепенного значения.

12 июля Вернадский и Хлопин направили письмо Николаю Александровичу Булганину, заместителю председателя Совнаркома, ответственного за химическую и металлургическую промышленность. В письме они обращали внимание на открытие деления атомного ядра и на огромное количество энергии, которое при этом освобождается. То была фактически первая попытка советских ученых предупредить одного из главных членов правительства о том, что открытие деления урана-235 медленными нейтронами дает возможность управлять реакцией деления ядра. На пути практического использования атомной энергии, считали они, стоят весьма значительные трудности, которые «не имеют, однако, принципиального характера». Ученые просили правительство предпринять шаги, «которые обеспечили бы Советскому Союзу возможность не отстать в разрешении этой важнейшей задачи от зарубежных стран». Перед Академией наук должны быть поставлены задачи сконструировать устройство для разделения изотопов и ускорить проектирование нового «сверхмощного» циклотрона ФИАНа.

30 июля 1940 года на основе письма правительство одобрило учреждение Комиссии по проблеме урана при президиуме Академии наук. Ее председателем стал Виталий Хлопин, а Владимир Вернадский и Абрам Иоффе были назначены его заместителями. Перед комиссией была поставлена задача составить план необходимых исследований, организовать работу по методам разделения изотопов урана, начать изучение управляемых ядерных реакций, а также координировать исследования в этой области. Группе под руководством минералога Александра Ферсмана было предписано еще до конца года отправиться в Среднюю Азию, чтобы исследовать месторождения урана и организовать в Ташкенте соответствующую конференцию. Кроме того, группа Ферсмана должна была представить план создания Государственного уранового фонда.

Урановая комиссия приступила к работе. На одном из первых ее заседаний, на котором присутствовали руководители промышленности и геологи, Виталий Хлопин объяснил, что проведенное недавно исследование «сделало вероятным осуществление так называемой цепной реакции», сопровождающейся выделением исключительно большого количества энергии. Он предупредил, что «на пути стоит очень много трудностей», а сам «механизм этой реакции недостаточно выяснен». Он объяснил, что такая реакция может быть осуществлена на уране-235. Однако необходимо попробовать осуществить ее на уране-238, что «не является совершенно невозможным теоретически». Цепная реакция потребует «количеств, исчисляемых десятками килограммов этой смеси», – сообщил Хлопин, подчеркнув, что накопление запасов урана является теперь фундаментальной задачей: «Прежде всего надо выяснить, какими запасами мы можем располагать, то есть можем ли дать нужное количество. Затем, познакомившись с тем, в каком положении находится наша сырьевая база на сегодняшний день, выяснить, правильно ли проводятся геологические поиски урановых месторождений».

Проблема дефицита урана стояла очень остро. Из-за того, что он почти не пользовался спросом в предыдущий период, его запасы были скудны, а разведанные месторождения можно было пересчитать по пальцам. Для одного из первых экспериментов, выполненных в его лаборатории, Игорь Курчатов отправил своих молодых сотрудников в рейд по фотомагазинам Ленинграда с поручением закупить весь имевшийся там нитрат урана. Теперь такого рода импровизации были неуместны: чтобы получить необходимые данные о перспективах осуществления цепной реакции, ученые нуждались в больших количествах урана. В работе, написанной в начале лета 1940 года, Зельдович и Харитон дали обзор исследований по делению ядра и подсчитали, что для осуществления цепной реакции на медленных нейтронах необходимо 2,5 тонны урана и 15 тонн тяжелой воды. О реакциях на быстрых нейтронах ничего не было сказано.

9 сентября Курчатов написал Хлопину, что ему надо от 500 до 1000 граммов чистого металлического урана для изучения возможности возникновения цепной реакции в уране-238. Немного позднее он написал ему снова, спрашивая, когда металлический уран может быть получен и какие меры следовало бы предпринять, чтобы ускорить дело.

Отметим, что в планах ленинградских физиков того времени не было и намека на исследования по атомной бомбе. Они, конечно, понимали, что деление ядер может быть использовано в военном деле, но основной их интерес в то время состоял в том, чтобы установить, действительно ли возможна цепная реакция, а не в том, чтобы достигнуть какой-либо практической цели.

Будущее ядерных исследований явилось предметом «весьма оживленной» дискуссии на 5-й Всесоюзной конференции по ядерной физике, которая состоялась в Москве 20–26 ноября 1940 года. В ней приняло участие около двухсот ученых. Игорь Курчатов прочитал основной доклад о делении атомного ядра, в котором проанализировал успехи в этой области, достигнутые в предыдущем году, и особо остановился на проблематике цепной реакции. Самое важное – физик представил таблицу, в которой сравнил требуемые количества урана и тяжелой воды с имеющимися их мировыми запасами: 500 килограммов обогащенного урана против нескольких граммов, 15 тонн тяжелой воды против 500 килограммов, накопленных в лабораториях. По своему тону доклад Курчатова был сдержанным и трезвым, но в нем указывалось на необходимость принятия «чрезвычайных мер», если потребуется получить цепную реакцию.

Дискуссия физиков началась во время перерыва. Основной вопрос заключался в том, достаточно ли известно о цепных реакциях, чтобы оправдать средства, необходимые для серьезных работ по разделению изотопов, получению необходимых количеств урана-235 и производству тяжелой воды. После перерыва академик Хлопин вернулся на сцену и заявил, что пришел к выводу о преждевременности «чрезвычайных мер»: в Европе идет война и деньги нужны для других целей. Он сказал, что необходимо поработать еще как минимум год в лабораторных условиях и только тогда решить, есть ли основания обращаться к правительству и запрашивать несколько миллионов для строительства экспериментального уранового реактора. Курчатов, по-видимому, приготовил записку, в которой просил правительство об увеличении средств, но заявление Хлопина исключало такой ход.

30 ноября, через четыре дня после окончания конференции, Урановая комиссия собралась, чтобы заслушать отчет Александра Ферсмана об экспедициях, которые той же осенью вели разведку урановых месторождений в Средней Азии. Ферсман обрисовал довольно мрачную картину. Через три-четыре года можно будет добывать 10 тонн урана в год, если будет построен рудник. Однако создание сырьевой базы потребует значительных капиталовложений, а потребность в уране для получения атомной энергии может быть оценена лишь приблизительно. Поэтому Ферсман предложил, чтобы были учтены потребности и других отраслей, в которых может быть использован уран, то есть металлургии, красильной и фармацевтической промышленности.

Параллельно Яков Зельдович и Юлий Харитон продолжали изучать условия возникновения цепной реакции. В ходе исследований они поставили тот же вопрос, который был поднят годом ранее Отто Фришем и Рудольфом Пайерлсом: если предположить, что у вас есть достаточно чистого урана-235, то какова должна быть его критическая масса, чтобы вызвать цепную реакцию? Так же как и предшественники, они исходили из допущения, что в уране-235 почти каждое столкновение нейтрона с ядром урана приводит к делению. Вместе с сотрудником Радиевого института Исаем Израилевичем Гуревичем они подсчитали величину критической массы для цепной реакции на быстрых нейтронах в куске чистого урана-235, окруженного отражателем нейтронов. В статье, представленной весной 1941 года в журнал «Успехи физических наук», они бегло сослались на эти расчеты: «Для осуществления цепного деления урана с выделением огромных количеств энергии достаточно десятка килограммов чистого изотопа урана-235». Статья не была опубликована из-за начавшейся войны, а потом ее засекретили – в итоге она увидела свет через сорок лет, когда изложенные в ней данные стали общеизвестны. Полученная советскими физиками оценка (10 килограммов) была на порядок выше той, которую сделали британские коллеги (1 килограмм), но разница невелика в сравнении с более ранними оценками, согласно которым нужны были тонны урана-235. Помимо прочего, Зельдович и Харитон высказали несколько соображений, касающихся инициирования атомного взрыва, и подсчитали, что, если блок урана-235 будет сжат с помощью обычной взрывчатки, может начаться цепная реакция.

Урановая комиссия продолжала свою работу, а исследования проводились широким фронтом, но без особой интенсивности. Поскольку было понятно, что именно уран-235 является делящимся изотопом, интерес к методам разделения изотопов начал возрастать. У советских физиков наибольшей популярностью пользовались два метода: термодиффузия и центрифуга. Многие ядерщики, однако, полагали, что эти методы не очень перспективны для осуществления разделения в промышленных масштабах, потому что процесс разделения потребовал бы затрат такого же количества энергии, которое могло быть получено за счет деления урана-235. К примеру, харьковский физик Владимир Семёнович Шпинель считал, что использование диффузионных методов для разделения изотопов тяжелых элементов очень непроизводительно и что для этих целей подошла бы центрифуга. Исследовались и другие методы. Так, Игорь Курчатов поручил Льву Арцимовичу начать в институте Иоффе эксперименты с электромагнитным методом разделения изотопов, а в Радиевом институте изучали возможность разделения с помощью линейного ускорителя.

Однако работа Урановой комиссии была затруднена двумя обстоятельствами. О первом академик Вернадский записал в своем дневнике так: «Рутина и невежество советских бюрократов». Второе препятствие заключалось в напряженности отношений, сложившихся между группой Вернадского и физиками. Отчасти неприязнь коренилась в давнем соперничестве за скудные ресурсы, но она отражала и разногласия, связанные с тем, чему отдавать приоритет: теории ядра или разведке урана. 16 мая 1941 года Вернадский записал содержание разговора, который состоялся у него с одним из вице-президентов Академии наук: «Между прочим я ему указал, что сейчас обструкция в физиках (Иоффе, Вавилов – я не называл лиц). Они направляют усилия на изучение атомного ядра и его теории, и здесь (например, Капица, Ландау) делается много важного, но жизнь требует направления рудно-химического».

Хотя соперничество между группой Вернадского и физиками было достаточно острым, физики никогда не позволяли себе обращаться к «сталинским» методам ведения дискуссии: не было обвинений в саботаже, вредительстве или антимарксизме. Все эти люди были слишком преданы науке, чтобы прибегать к помощи репрессивного аппарата.

Письмо Флёрова

22 июня 1941 года немецкие войска вероломно пересекли советскую границу. Началась Великая Отечественная война.

На следующий день президиум Академии наук собрался на внеочередное заседание, на котором ученые говорили о своем желании отдать всю свою энергию и способности делу обороны от немецко-фашистских захватчиков. Несколько ведущих химиков отправили Иосифу Сталину письмо, предлагая создать новую организацию для перевода науки на «военные рельсы». Их практически сразу вызвали на встречу к Вячеславу Михайловичу Молотову, который поддержал инициативу. 10 июля был образован Научно-технический совет, в который вошли ведущие академики (среди них были Иоффе, Капица и Семёнов). Его председателем стал Сергей Васильевич Кафтанов – глава Комитета по делам высшей школы и уполномоченный Государственного комитета обороны по науке. На совет возлагалась ответственность за организацию в научных учреждениях работ для нужд обороны и оценку научно-технических предложений. Вначале совет имел дело с химией и физикой, но потом расширил свою деятельность, включив в круг решаемых вопросов геологию и другие области знаний.

Однако ученые не собирались отсиживаться в лабораториях. Через пять дней после нападения Германии тридцать сотрудников института Иоффе ушли в армию добровольцами или по мобилизации, а месяц спустя их число возросло до ста тридцати. Институт был реорганизован, приоритет теперь отдавался оборонным работам: радиолокации, бронезащите и размагничиванию кораблей. Такое положение было повсеместным.

Игорь Курчатов решил оставить свои работы по делению ядра, и его лаборатория была расформирована. Часть оборудования перевезли в Казань, куда институт Иоффе эвакуировался в июле – августе. Остальное, включая недостроенный циклотрон, осталось в Ленинграде. Сам Курчатов присоединился к группе, занимающейся проблемами защиты кораблей от магнитных мин. Он провел три месяца в Севастополе, который был главной базой Черноморского флота, и покинул его в начале ноября, когда город осадили немецкие войска. В апреле 1942 года Курчатов и другие члены группы размагничивания получили за свою работу Сталинскую премию. Из-за подорванного здоровья Курчатов не смог возвратиться на флот, а взял на себя руководство броневой лабораторией Физико-технического института.

Большинство ученых-ядерщиков оставили свои исследования, чтобы работать на нужды фронта. Физический институт был эвакуирован из Москвы в Казань, где члены группы ядерной физики использовали свои знания для разработки акустической аппаратуры по обнаружению самолетов и контроля качества военной продукции. Институт химической физики также переехал в Казань, а Зельдович и Харитон оставили свои исследования цепной реакции деления, занявшись совершенствованием пороховых смесей для снарядов реактивной артиллерии «БМ» («катюша»). Харьковский физико-технический институт был эвакуирован в Алма-Ату и в Уфу, где сконцентрировал свои усилия на разработке нового оружия и помощи промышленности. Только Радиевый институт, также переехавший в Казань, продолжил работу по синтезу соединений урана с целью их использования в процессах разделения изотопов, однако исследования проводились в очень малом масштабе.

С началом войны Урановая комиссия прекратила свою работу. Владимир Вернадский вместе с группой других пожилых академиков был эвакуирован в курортную местность Боровое в Казахстане. В своем дневнике в записях от 13 и 14 июля он выразил опасение, что Германия сможет применить на полях сражений отравляющие газы или «энергию урана», но его вера в победу СССР была непоколебимой.

Особую озабоченность влиянием науки на жизнь людей выразил Пётр Капица на митинге ученых, состоявшемся в Москве 12 октября 1941 года. Капица не забыл об атомной бомбе. «Мое личное мнение, что технические трудности, стоящие на пути использования внутриатомной энергии, еще очень велики, – сказал он. – Пока еще это дело сомнительное, но очень вероятно, что здесь имеются большие возможности. Мы ставим вопрос об использовании атомных бомб, которые обладают огромной разрушительной силой». Будущая война будет еще более ужасной, чем эта, сказал Капица, и «поэтому ученые должны сейчас предупредить людей об этой опасности, чтобы все общественные деятели мира напрягли все свои силы, чтобы предотвратить возможность другой войны, будущей». Хотя Капица говорил о возможном влиянии науки на ход войны, он не призывал к разработке атомной бомбы для использования ее против Германии.

Впрочем, среди советских физиков был человек, который ощущал настоятельную необходимость возобновления ядерных исследований. То был 28-летний Георгий Флёров, открывший спонтанное деление атомов урана. В начале войны он был призван в армию и направлен в Ленинградскую военно-воздушную академию для подготовки в качестве инженера, обслуживающего пикирующие бомбардировщики «Пе-2». Мысль о ядерной физике не оставляла Флёрова. Он написал Абраму Иоффе о своем желании выступить на научном семинаре. Флёрова командировали из Йошкар-Олы, куда была эвакуирована Военно-воздушная академия, в Казань. Там в середине декабря 1941 года он и выступил перед группой ученых, среди которых были Иоффе и Капица. Георгий Флёров говорил, как всегда, с энтузиазмом, живо, но убедить академиков у него не получилось, что объяснимо: война вошла в самую ожесточенную фазу, немцы приближались к Москве, а военная промышленность еще не оправилась от разрушительных ударов, нанесенных ей гитлеровским вторжением.

И всё же неугомонный Флёров не дал своей инициативе заглохнуть. Он отправил большое письмо Курчатову. В нем молодой физик начал с утверждения, что цепная реакция на медленных нейтронах в природном уране невозможна, а на обогащенном уране или же в природном уране с замедлителем она оказалась бы столь дорогостоящей, что использование ядерной энергии стало бы экономически невыгодным. Но энергетический выход цепной реакции на быстрых нейтронах, писал он, был бы эквивалентен взрыву ста тысяч тонн тринитротолуола, и поэтому соответствующие исследования заслуживают времени и затрат. «Основной вопрос, – писал он, – сможем ли мы вообще осуществить цепную ядерную реакцию на быстрых нейтронах».

Первое условие для осуществления цепной реакции на быстрых нейтронах, отмечал Флёров, состоит в том, чтобы каждый акт деления вызывал по меньшей мере еще одно деление. Далее Флёров рассматривал число нейтронов, образующихся в одном акте деления, для урана-235 и протактиния-231. Оба эти элемента, писал он, можно использовать как активный материал, а критическая масса для каждого оценивается между 0,5 и 10 килограммами. Вторым условием взрывной цепной реакции является быстрый скачкообразный переход в сверхкритическое состояние. Если переход будет слишком медленным, то делению подвергнется лишь малая доля ядер урана и произойдет преждевременная детонация от случайных нейтронов.

Флёров представил расчеты, касающиеся реализации этих условий, а также набросал эскиз экспериментальной бомбы. Он предположил, что обеспечить быстрый переход в сверхкритическое состояние возможно путем сжатия активного материала. На эскизе Флёрова уран-235 или протактиний-231 разделены на две полусферы, а обычная мощная взрывчатка используется для быстрого выстрела одной полусферы в другую. Этот метод позднее стал известен как «пушечный». Флёров надеялся, что письмо заставит Курчатова вновь заняться ядерными исследованиями. Но тот не ответил на него, хотя и хранил это многостраничное послание в ящике рабочего стола до самой смерти.

В начале 1942 года часть, в которой служил лейтенант Георгий Флёров, расположилась в Воронеже, вблизи линии фронта. Воронежский университет эвакуировался, но его библиотека осталась. «Американские физические журналы, несмотря на войну, в библиотеке были, и они больше всего интересовали меня, – писал Флёров позднее. – В них я надеялся ознакомиться с новыми статьями по делению урана, найти отклики на нашу работу по спонтанному делению». Когда Флёров просматривал журналы, он обнаружил, что в них не только отсутствовал отклик на его открытие, но не было и других статей по делению. Возникало четкое ощущение, что ведущие ядерщики переключились на какие-то другие темы.

Флёров сделал напрашивающийся вывод: исследования по ядерному делению в США строго засекречены. И был абсолютно прав. История сохранила анекдотический случай, когда агенты ФБР вызвали на допрос известного американского издателя Джона Кэмпбелла за то, что в его журнале «Эстаундинг сайнс фикшн» (мартовский номер за 1944 год) был опубликован рассказ Клива Картмилла «Дедлайн», в котором фантаст очень точно описал конструкцию реальной атомной бомбы и процесс обогащения урана. Поскольку некоторые из авторов, сотрудничавших с Кэмпбеллом, работали на военные проекты правительства, агенты заподозрили, что произошла «утечка» секретной информации. В действительности Картмилл всего лишь воспользовался научно-популярной литературой по атомной тематике, выходившей еще до войны.

Все это означает, заключил Георгий Флёров, что американцы трудятся над созданием атомного оружия. Еще более тревожным был тот факт, что у нацистской Германии тоже имелись свои первоклассные ученые, значительные запасы урановых руд, завод тяжелой воды, технология получения урана и методы разделения изотопов. Флёров решил бить тревогу и отправил письмо Сергею Кафтанову, уполномоченному Государственного комитета обороны по науке. В письме физик указывал на отсутствие в иностранных журналах публикаций по делению: «Это молчание не есть результат отсутствия работы. <…> Словом, наложена печать молчания, это-то и является наилучшим показателем того, какая кипучая работа идет сейчас за границей». Он также считал уместным «запросить англичан и американцев о полученных ими за последнее время результатах».

Не дождавшись ответа, Флёров решил прибегнуть к последнему возможному для советского гражданина средству – в апреле 1942 года он отправил письмо Иосифу Сталину, в котором утверждал:

Единственное, что делает урановые проекты фантастическими, – это слишком большая перспективность в случае удачного решения задачи. <…> В военной технике произойдет самая настоящая революция. Произойдет она без нашего участия, и все это только потому, что в научном мире сейчас, как и раньше, процветает косность. Если в отдельных областях ядерной физики нам удалось подняться до уровня иностранных ученых и кое-где даже их опередить, то сейчас мы совершаем большую ошибку, добровольно сдавая завоеванные позиции.

Чтобы у вождя не возникло мысли, будто бы физик всего лишь пытается избежать фронта и вернуться к исследованиям из эгоистических соображений, Флёров предложил созвать совещание ученых для обсуждения ядерных исследований. На него должны были быть приглашены Иоффе, Ферсман, Вавилов, Хлопин, Капица, Лейпунский, Ландау, Алиханов, Арцимович, Френкель, Курчатов, Харитон, Зельдович, Гуревич и Петржак. Флёров просил, чтобы лично ему для сообщения выделили полтора часа. «Очень желательно, Иосиф Виссарионович, Ваше присутствие, – добавлял он, – явное или неявное». Флёров настаивал на том, чтобы все приглашенные на совещание выразили свое мнение об урановой проблеме письменно и количественно оценили вероятность того, что она может быть решена. От тех, кто чувствует, что не может этого сделать, все равно следует потребовать присутствия на совещании.

Добралось ли до Сталина письмо Флёрова, доподлинно неизвестно. Заседание, которого он требовал, не состоялось. Письмо было передано Сергею Кафтанову, который, конечно, не обрадовался обвинению в небрежном отношении к делу, затрагивающему интересы государства. Хотя много позже сам Кафтанов вежливо говорил о некоторой значимости письма физика-лейтенанта для принятия решения о старте советского атомного проекта, решающее слово в вопросе сказала разведка.

Разведка и атом

Деятельность британских и американских ядерщиков не осталась без внимания советских разведчиков. Первое оперативное письмо, касающееся темы атомных исследований, было направлено 27 января 1941 года «Геннадию» от «Виктора».

«Геннадий» – оперативный псевдоним Гайка Бадаловича Овакимяна, заместителя резидента в Нью-Йорке. «Виктор» – Павел Михайлович Фитин, новоиспеченный глава внешней разведки органов госбезопасности в должности начальника 1-го Управления НКВД СССР. Письмо четко обозначало круг задач дня разведчиков в США, охватывая все области науки и техники, которые не только представляли интерес для обороны, но и могли открывать новые направления. Именно поэтому в нем значилось:

30. О уране-235.

В шанхайской газете «Норс чайна дейли ньюс» от 26.6.40 г. была помещена статья о работе, проводимой физическим отделением Колумбийского университета (Нью-Йорк), по получению нового вещества, обладающего громадной энергией, превышающей энергию угля в несколько миллионов раз, это вещество названо «U-235». О первых результатах этой работы было напечатано в официальном органе американских физиков – в «Физикел ревью».

В конце февраля прошлого года в университете Минезоты [имеется в виду Миннесота] под наблюдением проф. Альфреда О. Ниера это вещество в минимальных количествах было якобы получено в чистом виде и испытано при помощи колумбийского 150-тонного циклотрона (установка для дробления атома в Колумбийском университете). Испытания дали положительный результат и стимулировали дальнейшие усилия в этой работе.

Данной проблемой много занимаются и советские физики, и, по-видимому, эта проблема реальна…

Документ демонстрирует, что советские разведчики не только внимательно следили за уровнем научно-технического развития в США и других странах, но и тщательно изучали прессу всего мира. Небольшая заметка в шанхайской газете запустила мощный тайный процесс, о котором даже советским физикам пока ничего не нужно было знать.

Количество разведывательных сообщений об атомных исследованиях резко увеличивается, как только начинается война. В конце сентября 1941 года в Москве становится известно о важном совещании в Англии, на котором обсуждались вопросы создания атомной индустрии. На основании информации разведчиков была подготовлена «Справка на № 6881/1065 от 25.IX.41 г. из Лондона». В ней, в частности, говорится:

«Вадим» передает сообщение «Листа» о состоявшемся 16.IХ.41 г. совещании Комитета по урану. Председателем совещания был «Босс» <…>.

«Вадим» – А. Горский [Анатолий Горский].

«Лист» – Д. Маклин [Дональд Маклэйн].

«Босс» – Хенке [лорд Морис Хэнки].

На совещании было сообщено следующее.

Урановая бомба вполне может быть разработана в течение двух лет, в особенности если фирму «Империал кемикал индастриес» обяжут сделать ее в наиболее сокращенные сроки.

Представитель Вульвичского арсенала С. Фергюссон заявил, что запал бомбы может быть сконструирован в течение нескольких месяцев. <…> В ближайшее время намечается проведение опытов по достижению наибольшей эффективности взрыва определением плотности нейтронов в промежутке между соседними массами U-235.

3 месяца тому назад фирме «Метрополитен Виккерс» был выдан заказ на конструирование 20-ступенчатого аппарата, но разрешение на это было дано только недавно. Намечается обеспечение выполнения этого заказа в порядке 1-й очереди.

Фирма «Империал кемикал индастриес» имеет договор на получение гексафторурана, но производство его фирма еще не начала. Не так давно в США был выдан патент на более простой процесс производства с использованием нитрата урана.

На совещании было сообщено, что сведения о лучшем типе диффузионных мембран можно получить в США.

Комитетом начальников штабов на своем совещании, состоявшемся 20.IХ.41 г., было вынесено решение о немедленном начале строительства в Англии завода для изготовления урановых бомб.

«Вадим» просит оценку материалов «Листа» по урану.

Анатолий Вениаминович Горский, использующий оперативный псевдоним «Вадим», был резидентом НКВД в Лондоне. Переданная им информация, без сомнения, была получена с одного из заседаний Совета по оборонным заказам Научно-консультативного комитета при Кабинете министров, где обсуждался доклад «Комитета Мауд».

Через восемь дней «Вадим» проинформировал Москву о докладе Научно-консультативного комитета правительству Великобритании. Он даже заполучил копию этого доклада, в котором обнаружились важные технические детали: величина критической массы («от 10 до 43 кг»), проекты сепарационного завода, некоторые особенности конструкции мембран и тому подобное.

С большой долей уверенности можно утверждать, что источником этой информации был «двойной» агент Джон Кернкросс (оперативный псевдоним «Карел»), вошедший в историю как «пятый человек» из «Кембриджской пятерки». Он был завербован в середине 1930-х годов, когда обучался в Кембриджском университете. Кернкросс поступил в Министерство иностранных дел, но затем перешел в Казначейство. В 1941 году он был личным секретарем лорда Мориса Хэнки, министра без портфеля и председателя Научно-консультативного комитета при Кабинете министров. Хэнки председательствовал на Совете по оборонным заказам, которое рассматривало работу «Комитета Мауд». Именно Джон Кернкросс имел доступ к материалам, которые использовались в двух сообщениях Горского. Упоминание лорда Хэнки как «Босса» опять же указывает на причастность этого разведчика.

Сотрудники НКВД осознали, что в их распоряжении оказался уникальный материал. В недрах 4-го спецотдела была подготовлена «Записка» наркому Лаврентию Павловичу Берии:

Присланные из Англии совершенно секретные материалы Британского правительства, касающиеся работ английских ученых в области использования атомной энергии урана для военных целей, содержат два доклада Научно-совещательного комитета при Английском комитете обороны по вопросу атомной энергии урана и переписку по этому же вопросу между руководящими работниками комитета.

Судя по этим материалам, в Англии уделяется большое внимание проблеме использования атомной энергии урана для военных целей. <…> В частности, из материалов видно, что английскими учеными на основе расчетов выбран оптимальный вес урановой бомбы, равный 10 кг; прорабатываются вопросы, связанные с выбором типа аппаратуры, пригодной для изготовления взрывчатого вещества, и произведены примерные расчеты стоимости постройки завода урановых бомб. <…>

На основе изучения присланных материалов можно сделать следующие выводы:

1. Материалы представляют безусловный интерес как свидетельство большой работы, проводимой в Англии в области использования атомной энергии урана для военных целей.

2. Наличие только имеющихся материалов не позволяет сделать заключение о том, насколько практически реальны и осуществимы различные способы использования атомной энергии, о которых сообщается в материалах…

Берия получил «Записку» и тут же распорядился подготовить письмо Сталину. Однако нет никаких данных, что письмо попало на стол вождя. Возможно, Берия на словах передал Сталину информацию из Лондона, но тот отмахнулся, ведь в то время были дела поважнее. Тем не менее разработка темы разведкой была продолжена. В марте 1942 года из Москвы в Лондон и Нью-Йорк резидентам были отправлены оперативные письма.

В Лондон:

По линии техники перед нами сейчас стоит большая необходимость в получении как информации, так и конкретных материалов по проводимым в Вашей стране работам в области: 1) военной химии – отравляющим веществам и защите от них; 2) бактериологии – изысканиям новых бактериологических средств нападения и защиты; 3) проблемам урана-235 и 4) новым взрывчатым веществам.

Всем этим вопросам сейчас уделяется исключительное внимание, и в Вашей стране необходимо максимальное усилие для освещения этих вопросов…

В Нью-Йорк:

Обстановка настоящего времени настоятельно требует мобилизации всех имеющихся у нас возможностей для развертывания разведывательной работы в разрезе заданий, данных в п. № 4 (1941 г.) и др. Указаний, и особенно по химии ОВ, защите от ОВ, вопросам бактериологии и проблеме урана-235. <…>

Над проблемой получения урана-235 и использования его как взрывчатого вещества для изготовления бомб огромной разрушительной силы в настоящее время очень усиленно работают в Англии, Германии и США и, по-видимому, проблема довольно близка к ее практическому разрешению. Этой проблемой нам необходимо заняться со всей серьезностью…

В Академии наук ничего не знали о материалах, которые получает разведка. Показателен диалог академиками и 2-м Управлением Главного разведывательного управления (ГРУ) Генштаба Красной армии, состоявшийся в мае 1942 года. В ГРУ были уверены, что в АН хорошо осведомлены об использовании за рубежом ядерной энергии в военных целях, и руководство разведки просит проинформировать, «имеет ли в настоящее время эта проблема реальную основу для практической разработки вопросов использования внутриядерной энергии, выделяющейся при цепной реакции урана». Им отвечает академик Хлопин:

Сообщаем, что Академия наук не располагает никакими данными о ходе работ в заграничных лабораториях по проблеме использования внутриатомной энергии, освобождающейся при делении урана. Мало того, за последний год в научной литературе, поскольку она нам доступна, почти совершенно не публикуются работы, связанные с решением этой проблемы. Это обстоятельство единственно, как мне кажется, дает основание думать, что соответствующим работам придается значение и они проводятся в секретном порядке. <…>

Если Разведывательное управление располагает какими-либо данными о работах по проблеме использования внутриатомной энергии урана в каких-нибудь институтах или лабораториях за границей, то мы просили бы сообщать эти данные в спецотдел АН СССР.

Другие ученые также были осторожны, когда с ними консультировались по поводу интереса западных ученых и политиков к атомной бомбе. В истории сохранился интересный эпизод. В апреле 1942 года полковник Илья Григорьевич Старинов встретился с помощником Сергея Кафтанова в Научно-техническом совете и передал ему записную книжку немецкого офицера, которая была найдена на южном берегу Таганрогской бухты Азовского моря. Записная книжка содержала список материалов, необходимых для создания атомной бомбы, и вычисления по выходу энергии, которая высвобождалась бы при критической массе урана-235. Старинов, офицер НКВД и специалист по минированию, получил записную книжку из штаба 56-й армии, но ничего не смог в ней понять. Книжку переслали Александру Ильичу Лейпунскому и генералу Георгию Иосифовичу Покровскому, эксперту по взрывчатым веществам, запрашивая, не думают ли они, что Советский Союз должен начать работу по созданию атомной бомбы. Оба ответили, что Советский Союз не должен этого делать, а Лейпунский даже приписал, что, когда страна находится в таком невероятно трудном положении, было бы ошибкой швырять миллионы рублей на проект, который даст результаты лишь через десять, а скорее пятнадцать – двадцать лет.

Но письмо Флёрова к Сталину, полученное Сергеем Кафтановым, свидетельствовало, что Лейпунский и Покровский могут ошибаться. Кафтанов все больше укреплялся в мнении, что работы над советским атомным проектом пора начинать. Позднее он вспоминал, что перед принятием столь важного решения консультировался с академиком Иоффе, которого он знал с конца 1920-х годов, и Иоффе согласился с тем, что создание атомной бомбы в принципе возможно. В результате Кафтанов послал короткое письмо в Государственный комитет обороны (ГКО), рекомендуя образовать ядерный исследовательский центр.

Тремя днями позже Кафтанова вызвали к Сталину. Высказанное им предложение было встречено скептически, но Кафтанов уверенно защищал его. Он признал, что существует риск неудачи, а проект может стоить от 20 до 100 миллионов рублей, но в случае отказа от работ опасность будет куда большей. И Сталин согласился «рискнуть». Точную дату этой встречи назвать невозможно, но представляется, что она состоялась еще до того, как Георгий Флёров был переведен в Москву с Юго-Западного фронта (в середине июля). К тому времени, писал впоследствии Флёров, решение возобновить ядерные исследования уже было принято.

После консультаций, в августе 1942 года, Флёров выехал в Казань, чтобы продолжить свои исследования по размножению нейтронов.

«Работа по урану»

27 сентября 1942 года Вячеслав Молотов представил Иосифу Сталину проект распоряжения «Об организации работ по урану». В нем отмечалось: «Академия наук, которой эта работа поручается, должна к 1 апреля 1943 года представить в Государственный Комитет Обороны доклад о возможности создания урановой бомбы или уранового топлива».

Осенью Иоффе, Капица, Хлопин, Вавилов и Вернадский были вызваны в Москву для обсуждения целесообразности возобновления ядерных исследований. Изначально предполагалось, что проект возглавит академик Иоффе, но тот отклонил предложение, сославшись на возраст, и рекомендовал в качестве кандидатов на этот пост Игоря Курчатова и Абрама Алиханова. Курчатов, если верить Кафтанову, имел репутацию ученого, не способного сконцентрироваться на одном проекте, но его сильно поддерживал Иоффе. Алиханов, который уже был членом-корреспондентом Академии наук, как физик был известен лучше. Курчатов и Алиханов приехали в Москву 22 октября. По итогам собеседований Кафтанов всё-таки рекомендовал Курчатова на пост руководителя.

Курчатов вернулся в Казань 2 декабря, в тот самый день, когда Энрико Ферми запустил цепную ядерную реакцию в ядерном «котле» в Чикаго. Курчатов отрастил бороду, что сделало его похожим на священника. Когда друзья подшучивали над бородой, он говорил, что не сбреет ее, пока «фрицы не будут побиты». С тех пор за ним закрепилось прозвище Борода. Однако окончательного утверждения пришлось дожидаться – после дополнительных переговоров, консультаций, согласований докладов и докладных записок атомный советский проект все же стартовал, и 10 марта 1943 года Курчатов официально был назначен его научным руководителем.

Интересная историческая деталь. Решение начать работы над советским атомным проектом было принято во время битвы за Сталинград. Когда Игорь Курчатов 22 октября был вызван в Москву, Красная армия отчаянно пыталась удержать город. 19 ноября она начала контрнаступление с целью окружить и изолировать немецкие войска в Сталинграде. 2 февраля немецкие войска капитулировали. Советский план контрнаступления под Сталинградом имел кодовое название «Уран». Обычно его связывают с планетой Уран, но оно могло также означать и химический элемент уран. Юрий Сивинцев, автор одной из книг о Курчатове, полагал, что совпадение вряд ли можно считать случайным, если учесть, что в то же самое время, когда оно планировалось, было принято решение возобновить «работу по урану». Случайность или нет, но связь между этими двумя событиями нельзя полностью исключить. Победа под Сталинградом, ее стратегический вклад в победу над нацистской Германией означали появление новой мировой державы – Советского Союза, тогда как реализация независимого атомного проекта должна была обеспечить этой державе ключевую позицию в послевоенном мире.

В феврале 1943 года Игорь Курчатов еще не был стопроцентно уверен, что атомная бомба может быть создана. Он сказал Молотову, что многое пока под вопросом. И Молотов решил дать физику материалы по британскому атомному проекту, собранные разведчиками. Курчатов несколько дней в марте просидел в приемной у Молотова, изучая их. 7 марта он написал на основе прочитанного подробную памятку, разбив ее на три части.

Первая часть относилась к проблеме разделения изотопов. Советские ученые считали прежде, писал он, что центрифугирование – это наиболее эффективный метод разделения. Предпочтение, отдаваемое англичанами газовой диффузии, было неожиданным, но информация о работе англичан делала необходимым включение в советский план наряду с центрифугированием и газовой диффузии.

Вторая часть памятки касалась «проблемы ядерного взрыва и горения». Здесь самым интересным, по мнению Курчатова, было подтверждение того, что цепная реакция возможна в смеси урана и тяжелой воды. Советские ученые, писал Курчатов, пришли к выводу, что это невозможно. Проблема заключалась не в теоретических расчетах, выполненных Зельдовичем и Харитоном, а в данных, которые им пришлось использовать в расчетах. Из-за отсутствия мощных циклотронов и больших количеств тяжелой воды советские физики не сумели точно измерить сечение захвата тепловых нейтронов в тяжелом водороде. Теперь эксперименты, проведенные в Кембридже, показали возможность осуществления цепной реакции в уране с тяжелой водой.

Там же Курчатов коснулся проблематики альтернативного пути к атомной бомбе. «В части материала, посвященной проблеме ядерного взрыва и горения, – писал он, – содержатся очень важные замечания об использовании в качестве материала для бомбы элемента с массовым числом 239, который должен быть получен в урановом котле в результате поглощения нейтронов ураном-238».

В третьей части памятки Курчатов рассматривал физику процесса деления. Он был весьма удовлетворен тем, что Отто Фриш подтвердил существование спонтанного деления, открытого Флёровым и Петржаком. Из-за спонтанного деления невозможно, писал Курчатов, держать весь «бомбовый заряд урана» как единое целое. Уран должен быть разделен на две части, которые в момент взрыва должны соединиться с относительно высокой скоростью. «Этот способ приведения урановой бомбы в действие рассматривается в материале и для советских физиков также не является новым. Аналогичный прием был предложен нашим физиком Г. М. Флёровым; им была рассчитана необходимая скорость сближения обеих половин бомбы, причем полученные результаты хорошо согласуются с приведенными в материале».

В заключение Курчатов отметил, что материалы, с которыми он ознакомился, заставили его пересмотреть свои взгляды на многие вопросы и нацелиться на три новых направления исследований: разделение изотопов газовой диффузией, цепную реакцию в смеси с тяжелой водой и исследование характеристик трансурановых элементов. Из этих материалов следовало, что для решения урановой проблемы требуется значительно меньше времени, чем думали советские ученые. Кроме того, Курчатов подтвердил, что материалы подлинные и не рассчитаны на дезинформацию разведки. Хотя в материалах имеются некоторые сомнительные выводы, писал Курчатов, это связано, скорее всего, с ошибками британских ученых, а не с источником информации.

22 марта Курчатов написал еще одну памятную записку, которая стала основополагающим документом советского атомного проекта. В ней физик заявил: наиболее перспективен плутониевый путь к атомной бомбе. В этом случае можно обойти сложную проблему разделения изотопов. Однако советские ученые не будут иметь возможности изучить свойства элемента-94 до лета 1944 года, когда будут восстановлены и запущены советские циклотроны. Следовательно, очень важно узнать, что об этом элементе знают в США. Курчатов сформулировал четыре ключевых вопроса. Первый – делится ли элемент-94 быстрыми или медленными нейтронами? Второй – если делится, то каково сечение деления? Третий – подвержен ли элемент-94 спонтанному делению и каков период его полураспада? Четвертый – какие превращения претерпевает элемент-94 со временем? В дополнение Курчатов привел список американских лабораторий, где могли проводиться подобные работы. Список открывался Радиационной лабораторией в Беркли.

Новая памятка Курчатова попала Гайку Бадаловичу Овакимяну – заместителю начальника иностранного отдела Главного управления государственной безопасности НКВД, а тот поручил своим сотрудникам передать вопросы физика агентам за границей. Так начиналась сверхсекретная операция «Энормоз», призванная помочь советским физикам как можно быстрее создать атомную бомбу.

Лаборатория № 2

12 апреля 1943 года, выполняя решение Государственного Комитета Обороны, Академия наук приняла постановление о создании новой лаборатории под руководством Курчатова. Она стала известна как Лаборатория № 2. Находясь формально в составе Академии наук, Лаборатория № 2 подчинялась наркому химической промышленности Михаилу Георгиевичу Первухину, который должен был курировать работы от имени правительства. Сергей Кафтанов отошел на задний план.

Игорь Курчатов написал для Первухина доклад, озаглавленный «Протон, электрон и нейтрон», из которого тот мог получить основные сведения о структуре атомов. В следующем месяце физик составил более обширный доклад «Урановая проблема», где описал путь, пройденный от открытия радиоактивности к пониманию атомной структуры, и рассказал о разработке ускорителей частиц и их роли в ядерной физике. В этом докладе давался обзор представлений о цепной ядерной реакции по состоянию на июнь 1941 года, когда соответствующие исследования в СССР были прекращены. Курчатов лишь кратко остановился на атомной бомбе, упомянув, что цепная реакция на быстрых нейтронах в блоке урана-235 приведет к «взрыву исключительной силы». Но это будет зависеть, писал он, от «решения невероятно сложной технической задачи выделения большого количества этого изотопа из обычного урана». Потребуется по меньшей мере несколько килограммов чистого урана-235. Оценки критической массы лежат, отмечал Курчатов, в пределах от двух до сорока килограммов. В этом докладе Курчатов коротко коснулся и элемента-94, но по каким-то причинам не упомянул, что его можно использовать вместо урана-235 в качестве активного материала для бомбы.

Затем Курчатов встретился с Харитоном, Флёровым, Зельдовичем, Кикоиным, Алихановым и Лейпунским в Москве, чтобы принять коллективное решение о главных направлениях исследований. На себя он взял проектирование и постройку экспериментального реактора, производящего образцы элемента-94 для химического и физического анализа.

Первое решение, которое ему предстояло принять, заключалось в выборе типа сборки. В апрельском докладе Первухину он оценил, что для реактора потребуется 15 тонн тяжелой воды и 2 тонны природного урана, а для уран-графитовой системы – 500–1000 тонн графита и 50–100 тонн урана. К началу июля Курчатов выбрал в качестве замедлителя графит. Главная причина его выбора заключалась в том, что получить графит было легче, чем тяжелую воду: в Советском Союзе имелись электродные заводы, где производился графит, в то время как строительство завода по производству тяжелой воды в Чирчике (Таджикистан) так и не было завершено.

Курчатову не хватало урана для экспериментов. И все, что он мог на тот момент сделать, – это предложить теоретикам Лаборатории № 2 рассчитать конструкцию сборки. Исай Гуревич и Исаак Померанчук разработали теорию гетерогенной сборки, в которой урановые блоки распределялись в графитовом замедлителе в виде решетки. Такое размещение снижало вероятность резонансного поглощения нейтронов ураном-238, поскольку уменьшало возможность столкновения нейтронов с атомами урана-238 в процессе их замедления, когда вероятность поглощения была особенно велика. В январе 1944 года Померанчук разработал теорию экспоненциальных экспериментов, в которых ключевые измерения могли быть проделаны еще до окончания полной сборки реактора.

Курчатов знал, что для создания экспериментального реактора потребуются годы. В марте 1943 года он предложил Леониду Немёнову, который перед войной вел работы по циклотрону в институте Иоффе, завершить их и как можно скорее получить регистрируемые количества элемента-94. На это он дал Немёнову шестнадцать месяцев и отправил его и Петра Яковлевича Глазунова, инженера из института Иоффе, в Ленинград, чтобы разыскать там генератор, изготовленный для физтеховского циклотрона. Немёнов и Глазунов вылетели в Ленинград с письмами от Первухина к Андрею Александрович Жданову, секретарю ленинградского обкома. Там физики разыскали части конструкции циклотрона, подготовили генератор и выпрямитель к перевозке, извлекли из земли медные трубы и латунные шины, закопанные во дворе Физико-технического института перед эвакуацией его персонала в Казань. Они нашли даже 75-тонный электромагнит на заводе «Электросила», который находился всего лишь в трех километрах от линии фронта. С помощью солдат, присланных военным командованием, физики погрузили оборудование в два товарных вагона, чтобы транспортировать его в Москву.

По возвращении в столицу Немёнов начал собирать циклотрон. Сделать оставалось еще многое: спроектировать и изготовить ускорительную камеру, разработать систему охлаждения магнитных обмоток, изготовить поковки для магнита на московском заводе «Серп и молот». Наконец сборка циклотрона была завершена, и 25 сентября 1944 года, на два месяца позже назначенного Курчатовым срока, в циклотроне был получен пучок дейтронов. Немёнов сообщил об этом по телефону Курчатову, который находился на совещании у народного комиссара боеприпасов. Тот выехал посмотреть на циклотрон в действии и после этого привез всю группу, работавшую над циклотроном, к себе домой, чтобы отметить успех шампанским. На следующий день началось облучение уранил-нитрата. Полученный материал был передан для исследования в лабораторию Бориса Курчатова, младшего брата физика. Борис Курчатов выделил элемент-93 в первой половине 1944 года, а затем сосредоточился на элементе-94. Он поместил колбу с перекисью урана в сосуд с водой, служившей замедлителем, а в центре колбы расположил радиево-бериллиевый источник нейтронов, остававшийся там в течение трех месяцев. Затем он повторил процесс с облученным ураном и выделил препарат с альфа-активностью. Так в октябре 1944 года были получены следы наличия элемента-94 в экспериментальных образцах. Первые крупицы плутония из урана, облученного в циклотроне, Борис Курчатов выделил только в 1946 году. Кроме того, вопросами выделения плутония занималась группа Радиевого института под руководством академика Хлопина, к которому Игорь Курчатов испытывал определенный пиетет.

Разделение изотопов было также включено в план работ Лаборатории № 2, но за военные годы достижений было немного. Ответственным за эту часть проекта был назначен Исаак Кикоин. Он организовал исследования по различным методам разделения. Фриц Ланге продолжал свою работу над центрифугой, и в 1944 году они с Кикоиным изготовили в Лаборатории № 2 центрифугу пятиметровой длины. Однако она была слишком шумной в работе и развалилась при резонансной частоте вращения. Ланге переехал в Свердловск, а Кикоин сосредоточил свои усилия на методе газовой диффузии. В конце 1943 года Курчатов предложил Анатолию Александрову организовать исследования по термодиффузии. В 1944 году в лабораторию пришел Лев Арцимович, чтобы возглавить работу по электромагнитному разделению.

Лаборатория № 2 расширялась медленно. В распоряжение Курчатова предоставили сто московских прописок: для проживания в Москве требовалось специальное разрешение. Он также получил право демобилизовать людей из Красной армии. По мере разрастания лаборатории Курчатов присматривал для нее специальное место. Он нашел его в районе Покровское-Стрешнево, на северо-востоке города, вблизи Москвы-реки. Там уже начались работы по строительству нового здания Всесоюзного института экспериментальной медицины, и, поскольку площадка располагалась за городом, хватало места для последующего расширения лаборатории. Курчатов принял на свой баланс недостроенное здание, к нему были добавлены другие строения, и в апреле 1944 года Лаборатория № 2 переехала в новые помещения. На 25 апреля 1944 года в ее штате числилось 74 сотрудника, 25 из них были учеными мирового уровня.

Когда Курчатову предложили возглавить исследования по урановой проблеме, он сомневался, будет ли его авторитета достаточно для такой должности. Очередные выборы в Академию наук должны были происходить в сентябре 1943 года. Когда стало ясно, что на имевшуюся вакансию по отделению физических наук изберут Алиханова, Иоффе и Кафтанов обратились в правительство с просьбой предоставить дополнительную вакансию для Курчатова. Просьба была удовлетворена, и Курчатов стал академиком, минуя промежуточное звание члена-корреспондента. Избранию Курчатова воспротивились некоторые физики старшего поколения, такие как Френкель и Тамм, но решение правительства никто не решился оспорить.

Самой серьезной проблемой для Курчатова как руководителя конкретной темы было получение урана и графита для реактора. Весной 1943 года у него был только «пестрый набор небольших количеств разнородных, далеко не лучшей чистоты кустарных изделий в виде кусков урана и порошкового урана и его окислов» общей массой около двух тонн.

Первухин вызвал в Москву академика Хлопина, чтобы тот доложил об имеющихся государственных запасах, которые оказались весьма незначительными. Когда в ноябре 1940 года на заседании Урановой комиссии обсуждались результаты экспедиции в Среднюю Азию, то был сделан вывод, что к началу 1943 года можно будет извлекать ежегодно до 10 тонн урана. При таких темпах Игорю Курчатову понадобилось бы от пяти до десяти лет, чтобы получить уран в необходимом для его реактора количестве. После доклада Хлопина правительство дало задание Наркомату цветной металлургии как можно скорее получить 100 тонн чистого урана. В мае Курчатов попросил Институт редких и драгоценных металлов снабдить его разными соединениями урана и металлическим ураном, причем в каждом случае требовалась необычайно высокая химическая чистота. Однако первый слиток урана весом около килограмма был получен лишь в конце 1944 года.

В августе Игорь Курчатов просил Александра Ивановича Васина, помощника Первухина, помочь в получении графита. Вскоре 3,5 тонны графита были отгружены с Московского электродного завода. Графит, предназначавшийся для использования в качестве замедлителя, должен быть исключительно чистым. Испытания показали, что зольность и примеси бора в графите увеличивают сечение захвата нейтронов на порядки. Когда Курчатов стал настаивать на том, чтобы завод исключил примеси, ему сказали, что он требует невозможного. Пришлось решать проблему своими силами: с помощью физиков из Лаборатории № 2 завод разработал соответствующую технологию производства. В палатке во дворе лаборатории были проведены испытания по определению чистоты ряда партий графита. Только к началу осени 1945 года был получен графит требуемой чистоты.

Тогда советское правительство решило воспользоваться преимуществами военного союзника западных держав. Оно послало в Управление по ленд-лизу запрос на 10 килограммов металлического урана, 100 килограммов окиси урана и 100 килограммов нитрата урана. Генерал Лесли Гровс удовлетворил запрос из опасения, что отказ привлек бы внимание к американскому атомному проекту. Соединения урана были отправлены в Советский Союз в начале апреля 1943 года. Несмотря на предоставленную лицензию, закупочная комиссия не смогла найти на американском рынке 10 килограммов металлического урана и вынуждена была удовлетвориться килограммом загрязненного. Кроме того, в ноябре 1943 года СССР получил из Соединенных Штатов килограмм тяжелой воды, а затем, в феврале 1945 года, еще 100 граммов.

В 1943 году нескольким отделениям Академии наук было поручено провести поиски радиоактивных руд. Для координации разведывательных работ и составления рекомендаций создали постоянное консультативное бюро, в которое вошли академики Владимир Вернадский и Виталий Хлопин. В декабре было доложено о том, что залежи урана найдены в Киргизии. Однако прогресс шел медленно, так что в мае 1944 года Вернадский обратился к руководству Управления геологии с жалобой на невыполнение взятых обязательств по разведке урана. Реально же полевые экспедиции начали полномасштабную разведку в сентябре 1945 года, и центр внимания был перенесен на Ферганскую долину.

Игорь Курчатов был обескуражен темпами работы над проектом. 29 сентября 1944 года, спустя четыре дня после запуска циклотрона, он написал Лаврентию Берии, выразив свою озабоченность ходом дел:

В письме т. М. Г. Первухина и моем на Ваше имя мы сообщали о состоянии работ по проблеме урана и их колоссальном развитии за границей.

В течение последнего месяца я занимался предварительным изучением новых весьма обширных (3000 стр. текста) материалов, касающихся проблемы урана.

Это изучение еще раз показало, что вокруг этой проблемы за границей создана невиданная по масштабу в истории мировой науки концентрация научных и инженерно-технических сил, уже добившихся ценнейших результатов.

У нас же, несмотря на большой сдвиг в развитии работ по урану в 1943–1944 году, положение дел остается совершенно неудовлетворительным.

Особенно неблагополучно обстоит дело с сырьем и вопросами разделения. Работа Лаборатории № 2 недостаточно обеспечена материально-технической базой. Работы многих смежных организаций не получают нужного развития из-за отсутствия единого руководства и недооценки в этих организациях значения проблемы.

Зная Вашу исключительно большую занятость, я все же, ввиду исторического значения проблемы урана, решился побеспокоить Вас и просить Вас дать указания о такой организации работ, которая бы соответствовала возможностям и значению нашего Великого Государства в мировой культуре.

Курчатов прекрасно понимал, что главной причиной многочисленных проволочек было непризнание советским руководством решения урановой проблемы как задачи первостепенной важности. Особенно он был раздосадован тем, что «Манхэттенский проект» на годы опережает советских физиков. Курчатов лучше, чем кто-либо другой, сознавал, насколько это опасно, и надеялся найти поддержку в лице всесильных спецслужб. У него получилось.

Шпионские страсти

В конце 1942 года Пётр Иванов, сотрудник советского консульства в Сан-Франциско, попросил английского инженера Джорджа Элтентона, который ранее работал в Ленинградском институте химической физики, чтобы тот раздобыл информацию о работе Радиационной лаборатории в Беркли. Элтентон обратился за помощью к Хакону Шевалье, близкому другу Роберта Оппенгеймера, только что назначенного руководителем лаборатории в Лос-Аламосе. В начале 1943 года у Шевалье состоялся короткий разговор с Оппенгеймером, в ходе которого Шевалье сказал ему, что Элтентон мог бы передать информацию для Советского Союза. Оппенгеймер ответил, что он не хочет иметь ничего общего с подобными делами. Оно и понятно – служба контрразведки «Манхэттенского проекта» взялась за «ненадежных» и «подозрительных» всерьез.

Прорыв в поступлении разведывательных данных из США наступил, когда туда в декабре 1943 года прибыл Клаус Фукс (оперативный псевдоним «Отто»). Он был немецким коммунистом, а в 1933 году бежал в Великобританию. После начала войны его интернировали в лагерь для «нежелательных иностранцев», но в 1941 году как опытного физика-экспериментатора подключили к группе Рудольфа Пайерлса, которая в то время работала над уточнением критической массы урана и проблемой разделения изотопов. В конце того же года, несколько месяцев спустя после начала войны Германии против СССР, Фукс вышел на представителя советской разведки Семёна Давидовича Кремера (оперативный псевдоним – «Александр») и начал передавать ему сведения о британском атомном проекте.

После переезда в составе группы британских ядерщиков Клаус Фукс оставался в Нью-Йорке девять месяцев, разрабатывая теорию процесса газодиффузионного разделения изотопов. В январе 1944 года контроль над Фуксом перешел от ГРУ к Наркомату госбезопасности (НКГБ), возглавляемому Всеволодом Николаевичем Меркуловым. Тогда же спецслужбы приняли решение о целенаправленной координации деятельности своих разведок. В структуре НКГБ был создан отдел «С», которым руководил комиссар госбезопасности третьего ранга Павел Анатольевич Судоплатов. С этого момента результаты работы двух разведок по «Проблеме № 1» регулярно докладывались лично Лаврентию Берии.

Поначалу получить хоть какие-то данные о «Манхэттенском проекте» Фуксу было очень сложно. Он знал, что строится большой завод, но не знал, что строительство осуществляется в Ок-Ридже. Он передал своему новому курьеру, Гарри Голду (оперативный псевдоним «Раймонд»), общую информацию о технологиях разделения изотопов, но это было все. Как признался Фукс позже, в то время он «на самом деле еще ничего не знал ни о реакторном процессе, ни о роли плутония». Тем не менее благодаря полученной информации Игорь Курчатов узнал, что в США для получения урана-235 в больших масштабах выбран метод газовой диффузии. Он также получил представление о проекте завода и о трудностях, с которыми было сопряжено его строительство. Без сомнения, эти разведданные повлияли на решение Исаака Кикоина сконцентрировать усилия на работах по газовой диффузии, а не по центрифугированию. Решение оказалось ошибочным, ведь позднее выяснили, что центрифугирование является более эффективным методом.

Куда более существенную и достоверную информацию из США в то время передавал советский инженер-полковник шведского происхождения и резидент-нелегал Артур Александрович Адамс (оперативный псевдоним «Ахилл»). В 1935 году Адамс был принят на службу в ГРУ и после обучения направлен на нелегальную работу в Соединенные Штаты. В короткий срок он сумел легализоваться как гражданин Канады, радиоинженер по специальности и владелец фирмы «Технические лаборатории». Параллельно со своей легализацией Адамс создал агентурную сеть из более чем двадцати специалистов различных военно-промышленных предприятий США. Профессиональные действия Адамса позволили передать первую информацию в Москву уже через несколько месяцев после засылки.

Поздно вечером 21 января 1944 года Артур Адамс возвращался после очередной встречи с агентом «Эскулапом». От него разведчик получал материалы о ходе разработок новых типов боевых отравляющих веществ, а также образцы средств индивидуальной защиты. На встрече «Эскулап» сообщил Адамсу о том, что один из его старых друзей Мартин Кэмп (подлинное имя до сих пор неизвестно), сочувствующий Советскому Союзу, работает в лаборатории, которая занимается теорией атомной бомбы. Будучи инженером высокой квалификации, Адамс сразу понял особую значимость полученных сведений. Хотя Москва не ставила перед ним задачу сбора данных по атомному проекту, Адамс немедленно сообщил руководству о Мартине Кэмпе. Получив добро ГРУ, Адамс сам вышел на Кэмпа. Тот сразу согласился сотрудничать, но оговорил, что не будет шпионом в классическом понимании и не примет денег в оплату своих услуг, действуя исключительно в интересах всего мира, над которым нависает угроза «атомной монополии».

Следующая встреча советского разведчика с американским ученым состоялась 23 февраля, и Адамс получил от Кэмпа тяжелый портфель с документами о ходе исследований, проводимых в лаборатории. Кэмп попросил к утру возвратить ему все документы. Когда разведчик прибыл на конспиративную квартиру, хозяина которой предусмотрительно отправил к родственникам, то обнаружил в портфеле около тысячи страниц материалов. Там же лежали образцы чистого урана и бериллия. Несколько часов Адамс без отдыха фотографировал секретные инструкции и отчеты о ходе исследований.

В очередной сеанс радиосвязи Адамс направил в ГРУ донесение, в котором сообщал о полученных от Кэмпа материалах. Кроме того, в нарушение традиций он написал два личных послания своему начальству, которые приложил к документам, полученным от американского физика при отправке их через океан. В одном из них он, в частности, писал:

Не знаю, в какой степени Вы осведомлены о том, что здесь в США усиленно работают над проблемой использования энергии урания (не уверен, так ли по-русски называется этот элемент) для военных целей. Я лично недостаточно знаю молекулярную физику, чтобы Вам изложить подробно, в чем заключается задача этой работы, но могу доложить, что эта работа здесь находится в стадии технологического производства нового элемента – плутониума, который должен сыграть огромную роль в настоящей войне. Только физики уровня нашего академика Иоффе могут разобраться в направляемых Вам материалах.

Для характеристики того, какое внимание уделяется этой проблеме в США, могу указать следующее:

1. Секретный фонд в один миллиард долларов, находящийся в личном распоряжении Президента США, уже почти израсходован на исследовательскую работу и работу по созданию технологии производства названных раньше элементов. Шесть ученых с мировым именем – Ферми, Аллисон, Комптон, Урей, Оппенгеймер и другие (большинство имеет Нобелевские премии) стоят во главе этого атомного проекта.

2. Тысячи инженеров и техников заняты в этой работе. Сотни высококвалифицированных врачей изучают влияние радиоактивного излучения на человеческий организм. В университетах, где были сконцентрированы исследовательские работы (Чикагский, Колумбийский и др.), построены огромные здания специально для этих работ. Специальная комиссия, состоящая из наивысших военных чинов и ученых, руководит этими работами.

3. Три основных метода производства плутониума применялись в первоначальной стадии исследования: диффузионный метод, массо-спектрометрический метод и метод атомной трансмутации. По-видимому, последний метод дал более положительные результаты. Это важно знать нашим ученым, если у нас кто-нибудь ведет работу в этой области, потому что здесь затратили более ста миллионов долларов, раньше чем установили, какой из этих методов более пригоден для практического производства этого нового элемента в количествах, могущих оказать влияние на ход текущей войны. Созданы новые химические и физические организации по производству ряда вспомогательного оборудования и материалов. Так, например, производство тяжелой воды, которая раньше была лабораторной редкостью, теперь нужна в количествах сотен тонн. Ураний и бериллий высокой чистоты нужны в количествах тысяч тонн. В числе посылаемых материалов имеются спецификации на все материалы, идущие в процесс производства. Пилотный завод в 700 киловатт производит один миллиграмм плутония в день. Первая большая установка в 50 000 киловатт будет пущена 1 мая с. г., и подачу продукта предполагают начать в сентябре. В стадии строительства находятся несколько заводов, и все они размещены в районах крупного производства электроэнергии (штаты Миссисипи, Новая Мексика и др.). Уран добывается в Канаде.

4. Мой источник – специалист высокой квалификации. Он был бы еще более полезен нам, если бы с ним могли бы встретиться наши физики и химики. Если возможности подобного производства у нас имеются, то мы должны немедленно использовать мою связь и послать сюда минимум два человека, знающих язык, тему или предмет. Сначала нужно в срочном порядке, а не в порядке очередности ознакомиться с посылаемым мною материалом. Это огромная работа. Это только начало. Я буду несколько раз получать от него материал. В первой оказии около 1000 страниц. Материал совершенно секретный. <…>

5. Мой источник сообщил, что уже проектируется снаряд, который будет сброшен на землю. Своим излучением и ударной волной этот взрыв уничтожит все живое в районе сотен миль. Он не желал бы, чтобы такой снаряд был сброшен на землю нашей страны. Это проектируется полное уничтожение Японии, но нет гарантии, что наши союзники не попытаются оказать влияние и на нас, когда в их распоряжении будет оружие. Никакие противосредства не известны исследователям, занятым в этой работе. Нам нужно также иметь такое оружие, и мы теперь имеем возможность получить достаточно данных, чтобы вести самим работы в этом направлении. <…>

Я считаю, что практичные американцы, при всей их расточительности, не тратили бы таких огромных человеческих ресурсов наивысшей квалификации и гигантских средств на не обещающую результатов работу. <…>

6. Посылаю образцы ураниума и бериллиума.

Материалы, добытые Артуром Адамсом, прибыли в Москву в июне 1944 года. Резолюции на письмах разведчика были короткими: «Материал срочно обработать и направить тов. Первухину». Понятно, что они практически сразу были переданы Игорю Курчатову, который после изучения дал им высочайшую оценку.

На следующей встрече с Мартином Кэмпом разведчик получил еще 2500 страниц закрытых материалов по атомному проекту и новые образцы, а затем еще около 1500 страниц. О том, какой объем документов пересылался Адамсом, говорит следующий документ:

Народному Комиссару

химической промышленности СССР

Тов. Первухину

В дополнение к № 036 cc от 26 июня 1944 г. направляю Вам добытые агентурным путем совершенно секретные материалы научно-исследовательских учреждений США по вопросу использования энергии урана для военных целей и связанных с этим разработкам атомного уран-графитового котла и другой аппаратуры.

По получении этих материалов прошу сообщить оценку, а также перечень вопросов, требующих дальнейшего освещения. <…>

Приложение:

1. Материалы – на 3869 листах;

2. Опись – на 7 листах.

Начальник ГРУ Красной Армии

Генерал-лейтенант Ильичёв

8 августа 1944 года

В сентябре Мартин Кэмп на встречу не прибыл. Разведчик не смог увидеть его и в октябре. Адамс понял, что с физиком что-то случилось. Через месяц он был вынужден обратиться за помощью к «Эскулапу», попросив своего проверенного агента навестить Кэмпа. В итоге «Эскулап» сообщил, что их общий знакомый тяжело болен, причем его недуг неизвестен медицине. Кэмп, как и другие ученые, еще не знал, что работа с радиоактивными веществами очень опасна для здоровья человека. Вскоре и сам Артур Адамс был вынужден покинуть США, спасаясь от сотрудников ФБР, которые все-таки сумели его вычислить.

Условную «эстафету» в разведывательной деятельности немедленно подхватил глубоко законспирированный нелегал Георгий (Жорж) Абрамович Коваль (оперативный псевдоним «Дельмар»). Когда в 1943 году Коваля как «законопослушного гражданина» призвали в американскую армию, он благодаря своему образованию попал на специальные курсы, где готовили технически подкованную молодежь на объектах по производству радиоактивных материалов. В августе 1944 года Коваль завершил обучение на курсах и был направлен на службу в Ок-Ридж. Он оказался в самом сердце американского атомного проекта, вокруг которого генерал Лесли Гровс создал настоящую «мертвую зону».