Плутоний-240: кризис

В Ок-Ридж действовал небольшой экспериментальный ядерный реактор — Х-10, впервые достигший критической массы в ноябре 1943 года. Х-10 предназначался для производства значительного количества плутония. Это плутоний планировалось применять в опытах, до того как начнутся регулярные поставки больших объемов плутония, крупные реакторы для синтеза которого строились в Дюпоне и Хэнфорде. Но физики из Лос-Аламоса сделали важное открытие, касающееся плутония, синтезируемого в реакторах, и это открытие поставило под сомнение само существование плутониевой бомбы. А без плутониевой бомбы Манхэттенский проект в лучшем случае мог сделать только бомбу на уране-235.

Физики обнаружили, что свойства плутония из уранового реактора значительно отличаются от свойств тех микроскопических доз плутония, которые были получены в циклотроне нейтронной бомбардировкой. Годом ранее Гленн Сиборг предупреждал о том, что плутоний, производимый в реакторе, может содержать небольшие количества изотопа Pu240, образующегося из Pu239 после захвата еще одного нейтрона. В 1944 году Сегре доказал в созданной им же небольшой лаборатории, что Сиборг был прав. Чем дольше плутоний накапливался в ядерном реакторе, тем выше становилась доля плутония-240. Плутоний, доставленный из хэнфордского реактора, скорее всего, содержал весьма значительный процент изотопа Pu240.

Проблема заключалась в том, что плутоний-240 оказался очень нестабильным, активно излучал альфа-частицы и был постоянным источником фоновых нейтронов. Сегре заключил, что скорость спонтанного деления плутония, полученного из Х-10, значительно выше, чем в образцах из циклотрона. Это явление можно было связать с очень высокой скоростью спонтанного деления плутония-240. Считалось, что при применении пушечного метода компоненты с докритической массой дают сверхкритическую массу в течение примерно одной десятитысячной доли секунды. Высокая же скорость спонтанного деления Pu240 вызовет попадание целого потока нейтронов в собираемую массу еще до достижения оптимальной конфигурации заряда. При попытке собрать сверхкритическую массу плутония пушечным методом неизбежно случится преждевременная детонация. При этом бомба «займется», но не взорвется, так как попросту невозможно собрать сверхкритическую массу достаточно быстро. Сборка должна протекать примерно в 100 раз быстрее, чего можно достичь только с помощью имплозии.

Это был двойной удар. Пушечный метод исключили в связи с загрязнением топлива изотопом Pu240. Чтобы очистить плутоний, нужно было отделить плутоний-240 от плутония-239. Из-за того что ядра двух изотопов отличались только на один нейтрон, задача была значительно сложнее, нежели отделение урана-235 от урана-238. Перспектива получить плутоний, а значит, получить доступ к ядерному топливу, которое не требовало трудоемкого разделения изотопов, теперь представлялась совершенно нереальной.

Для обсуждения проблемы Оппенгеймер встретился 17 июля с Конэнтом, Комптоном, Ферми, Гровсом и Николсом в Чикаго. Методов очистки плутония, реализуемых на практике, не существовало. Применять же неочищенное топливо в бомбе, сконструированной по «пушечному» принципу, было нельзя. Конэнт предложил в качестве альтернативы использовать смесь урана с плутонием. Но это будет маломощное оружие, его взрывная сила не превысит нескольких сотен тонн тротила. Может, Конэнт развивал мысль дальше, создав такое оружие, мы получим опыт, необходимый для конструирования более мощных бомб, но Оппенгеймер возразил, что в таком случае в работе возникнет недопустимая задержка.

«Представляется целесообразным, — писал Оппенгеймер в заключительном отчете на следующий день, — прекратить интенсивные работы, направленные на получение высоко-очищенного плутония, и сосредоточиться на разработке методов, не требующих низкого нейтронного фона. В настоящее время наивысший приоритет следует присвоить имплозивному методу».

Для Оппенгеймера все это стало настоящим кошмаром. Когда физики обсуждали план дальнейших действий, неизбежно встал вопрос, как далеко продвинулась германская ядерная программа. Не столкнулись ли немцы с той же проблемой? А может, они ее уже решили? «Наконец мы пришли к выводу, что немцы достигли не меньших результатов, а возможно, продвинулись дальше, — отмечал Раби. — Все представлялось очень мрачным. Никто не знал, каких результатов достиг враг. Был дорог каждый день, каждая неделя. А если бы мы потеряли месяц, это была бы катастрофа».

Неддермейер и его группа, изучавшая имплозию в артиллерийско-техническом отделе, подошла к проблеме достаточно старательно и академично. «Я чувствовал, что [Оппенгеймер] был очень недоволен, что я не торопился — как будто работал не над военным проектом, а над обыденной научной проблемой», — признавал позже Неддермейер. Чтобы активизировать исследования, в январе 1944 года Оппенгеймер окончательно убедил переехать в Лос-Аламос Георгия Кистяковского, американского физика российского происхождения, который до этого бывал на Холме в качестве консультанта. Работа Кистяковского в Манхэттенском проекте напоминала постоянную бешеную командировку: он ездил между Питтсбургом, Флоридой, Вашингтоном и Нью-Мексико, выполняя поручения Национального комитета по оборонным исследованиям, связанные со взрывчатыми веществами. Кистяковский вот-вот собирался за границу, где его ждало интересное назначение, и Оппенгеймеру пришлось приложить все возможные и невозможные усилия, помноженные на его легендарное обаяние, чтобы уговорить Кистяковского остаться.

Когда Кистяковский окончательно приехал на Холм, он объявил: «Я старый, я устал и я недоволен». Оппенгеймер заверил его, что здесь гостя ждет комфортный быт, и задешево продал бывшему казаку одну из собственных верховых лошадей. Кличка у лошади была вполне подходящей — Кризис.

Весной и в начале лета 1944 года в артиллерийско-техническом отделе Кистяковский изучал имплозию, отчаянно пытаясь улаживать бесконечные споры между Неддермейером и руководителем отдела, капитаном Уильямом Парсонсом по прозвищу Финт. Это было столкновение между военизированным стилем управления и обидчивостью ученого. «Эти двое никогда ни о чем не могли договориться, и они определенно не хотели, чтобы я вмешивался», — вспоминал Кистяковский. Работа двигалась медленно, и он все время угрожал, что собирается уйти.

Похожие книги из библиотеки

300 лет российской морской пехоте, том I, книга 1

27 ноября 2005 г. исполнилось 300 лет морской пехоте России. Этот род войск, основанный Петром Великим, за три века участвовал во всех войнах, которые вела Российская империя и СССР. На абордажах, десантах и полях сражений морские пехотинцы сталкивались с турками и шведами, французами и поляками, англичанами и немцами, китайцами и японцами. Они поднимали свои флаги и знамена над Берлином и Веной, над Парижем и Римом, над Будапештом и Варшавой, над Пекином и Бейрутом. Боевая карта морской пехоты простирается от фьордов Норвегии до африканских джунглей.

В соответствии с Планом основных мероприятий подготовки и проведения трехсотлетия морской пехоты, утвержденным Главнокомандующим ВМФ, на основе архивных документов и редких печатных источников коллектив авторов составил историческое описание развития и боевой службы морской пехоты. В первом томе юбилейного издания хронологически прослеживаются события от зарождения морской пехоты при Петре I и Азовского похода до эпохи Николая I и героической обороны Севастополя включительно. Отдельная глава посвящена частям-преемникам морских полков, история которых доведена до I мировой и Гражданской войн.

Большинство опубликованных в книге данных вводится в научный оборот впервые. Книга содержит более 400 иллюстраций — картины и рисунки лучших художников-баталистов, цветные репродукции, выполненные методом компьютерной графики, старинные фотографии, изображения предметов из музейных и частных коллекций, многие из которых также публикуются впервые. Книга снабжена научно-справочным аппаратом, в том числе именным указателем более чем на 1500 фамилий.

Книга адресована широкому кругу читателей, интересующихся военной историей, боевыми традициями русской армии и флота, а также всем, кто неравнодушен к ратному прошлому Отечества.

История сил специального назначения Черноморского флота

Говоря об истории создания и деятельности различных формирований сил специального назначения Черноморского флота приходится отметить, что на данный момент, то есть к концу 2016 года, источники по истории этой теме, до настоящего времени всё еще отрывочны и скудны, и представляют собой отдельные разрозненные газетные, журнальные и сетевые публикации. В связи с этим, целью данной работы, является свести в единое целое, все имеющиеся данные по этой теме.

Курс подготовки разведчика

С иллюстрациями. В сборник вошли: книга К.Т. Булочко "Физическая подготовка разведчика", выпущенная в 1945 году Военным издательством НКО и обобщающая боевой опыт разведчиков на фронтах Великой Отечественной войны и богатый личный опыт автора, и "Рукопашный бой и фехтование. Программа для спортивных секций", также составленная К.Т. Булочко. Автор освещает технику выполнения приемов и способы применения их в боевых действиях, причем уделяет большое внимание методике обучения и тренировки разведчика. Книга имеет прикладное значение и будет полезна как военнослужащим, так и широкому кругу читателей.