Шрифт:
Интервал:
Закладка:
Предполагалось, что произойдет только реакция с наибольшим выходом энергии из нескольких возможных [термоядерных] реакций, причем сечения этой реакции будут иметь максимально возможные значения, допустимые теорией. Вычисления показали, что, как бы высока ни была температура, потери энергии должны существенно превышать производство энергии. При предполагаемой температуре в три миллиона электрон-вольт [сравните с известной температурой для реакции D + D, равной 35 000 эВ] производимая энергия была в 60 раз меньше уровня, необходимого для самоподдерживающейся реакции. Эта температура превышала расчетную начальную температуру, необходимую для дейтериевой реакции, в 100 раз, а температуру взрыва бомбы, основанной на делении, еще сильнее… Таким образом, и научные расчеты, и здравый смысл доказывали невозможность воспламенения атмосферы[1843].
Оппенгеймер вернулся с этой хорошей новостью, и работа над супербомбой продолжилась. Вот как описывает атмосферу этой работы Теллер: «Другие участники группы резко критиковали мои теории, но вместе с новыми затруднениями появлялись и новые возможности. Факты подвергались проверке, и ответы на вопросы приносили новые факты… В течение этих недель в Беркли царил дух творчества, приключений и неожиданностей, и каждый из членов группы помогал приблизить обсуждение к положительному результату»[1844].
У супербомбы типа D + D, которую предлагал Теллер, обнаружился один серьезный недостаток. Выходило, что реакции идут слишком медленно и не успевают достигнуть состояния воспламенения до того, как атомная бомба, служащая запалом, разрушит всю конструкцию. На помощь пришел Конопинский: «Конопинский предложил исследовать помимо дейтерия и реакции трития, самой тяжелой разновидности водорода». Эта идея, объясняет Теллер, была в то время «всего лишь догадкой… высказанной в разговоре»[1845]. Одной из явно интересных реакций с участием трития было слияние ядра дейтерия с ядром трития, D + T, которое приводит к образованию ядра гелия с испусканием нейтрона и высвобождением 17,6 МэВ энергии. Температура запуска реакции D + T составляет всего 5000 эВ, что соответствует 40 миллионам градусов. Но, поскольку трития на Земле не существует, его пришлось бы создавать искусственно. При бомбардировке нейтронами одного из изотопов лития, 6Li, часть этого легкого металла преобразуется в тритий[1846] – приблизительно так же, как нейтроны превращают 235U в плутоний. Но единственным очевидным источником нейтронов в таком явно обильном количестве был еще не испытанный реактор Ферми. Однако светила рассматривали возможность производства трития в самой супербомбе – для этого бомбу нужно начинить литием в сухом виде, в форме дейтерида лития[1847]. Но встречающийся в природе литий, как и природный уран, содержит слишком малую долю нужного изотопа; чтобы система была работоспособной, необходимо отделить 6Li. С другой стороны, разделение изотопов лития – третьего элемента периодической системы – было бы делом гораздо более легким, чем разделение изотопов урана… Такие споры продолжались на протяжении всего этого приятного лета в Беркли. «Мы все время изобретали какие-нибудь новые фокусы, – говорит Бете, – придумывали, как их обсчитать, и отвергали большинство таких фокусов по результатам расчетов. Я мог собственными глазами увидеть колоссальную мощь разума Оппенгеймера, который был бесспорным лидером нашей группы… Этот интеллектуальный опыт был незабываемым»[1848].
В конце лета, объединив результаты подгруппы Сиборга со своими собственными, светила заключили, что разработка атомной бомбы потребует крупных научных и технических усилий[1849]. Гленн Сиборг услышал выводы, которые Оппенгеймер сделал из этих результатов, на совещании технического совета Металлургической лаборатории в Чикаго, 29 сентября. «У быстрых нейтронов нет своего дома, – пересказывает Сиборг слова теоретика из Беркли, – [а] он им, вероятно, нужен». «Оппенгеймер планирует работу над быстрыми нейтронами»[1850], – сказал совету Комптон. Оппенгеймер искал место, подходящее для проектирования и сборки бомбы. Он считал, что такие работы можно будет организовать в Цинциннати или в Теннесси[1851], рядом с реакторами, производящими плутоний.
В конце августа 1942 года Джеймс Брайант Конант услышал о результатах летних исследований в Беркли на совещании Исполнительного комитета программы S-1 и набросал страницу заметок под заголовком «Статус бомбы»[1852]. По словам светил, записал он, атомная бомба должна взорваться с «энергией, в 150 раз большей, чем по прежним расчетам», но, что плохо, потребует критической массы, «в 6 раз большей, чем [считалось] раньше[: ] 30 кг 235U». Двенадцати килограммов 235U хватило бы для взрыва, отметил Конант, но такой взрыв был бы неэффективным, так как высвободил бы «лишь 2 % энергии». Известие о супербомбе настолько потрясло председателя НКОИ, что он даже допустил описку:
Для денотации [sic: д. б. детонации] 5–10 кг жидкого тяжелого водорода потребуется 30 кг 235U.
Если использовать две или три тонны жидкого дейтерия и 30 кг 235U, это будет эквивалентно 108 [т. е. 100 000 000] тоннам ТНТ.
Предполагаемая зона поражения – 1000 кв. км, [или] 360 кв. миль. Смертельный уровень радиоактивности на этой же площади в течение нескольких дней.
Затем Конант провел твердой рукой жирную линию и подписал свою записку инициалами «ДжБК». Задним числом – возможно, позже – он добавил: «Исполнительный комитет S-1 считает вышеизложенное вероятным. Производство тяжелой воды ускоряется, насколько возможно. [Первые] 100 кг D будут получены к осени 1943 года, до того, как будут готовы 60 кг 235U!»
Исполнительный комитет немедленно отправил Бушу официальный отчет о ходе работ[1853]. Он обещал достаточное для испытаний количество делимого материала через восемнадцать месяцев – к марту 1944 года. По оценке этого отчета, 30-килограммовая бомба из 235U «должна производить разрушительное действие, эквивалентное взрыву более чем 100 000 тонн ТНТ», что значительно превышало предыдущую оценку, дававшую всего 2000 тонн. Кроме того, отчет эффектно представлял супербомбу:
При использовании такого устройства [из 235U] для детонации окружающего его жидкого дейтерия массой 400 кг разрушительная сила должна быть эквивалентна более чем 10 000 000 тонн ТНТ. Площадь территории, опустошенной взрывом, должна превысить 250 квадратных километров.
В заключение члены комитета – Бриггс, Комптон, Лоуренс, Юри, Эгер Мерфри и Конант – утверждали, что важность проекта по созданию бомбы превосходит все предыдущие оценки: «Мы пришли к убеждению, что успешное завершение этой программы до того, как успеха добьется противник, необходимо для победы. Мы полагаем также, что успех этой программы обеспечит победу в войне,