Глава 6. Разработка в США «Проекта Манхэттен»

«Проект Манхэттен» - кодовое название программы США по разработке ядерного оружия, осуществление которой началось 17 сентября 1943 года. Перед этим исследования велись в «Урановом комитете, с 1939 года в проекте принимали участие учёные из США, Великобритании, Германии и Канады.

В рамках проекта были созданы три атомные бомбы: плутониевая «Штучка» (взорвана при первом ядерном испытании), урановый «Малыш» (сброшена на Хиросиму 6 августа 1945 года) и плутониевый «Толстяк» (сброшена на Нагасаки 9 августа 1945 года).

Руководили проектом американский физик Роберт Оппенгеймер и генерал Лесли Гровс. Для того, чтобы скрыть назначение вновь созданной структуры, в составе военно-инженерных войск армии США был сформирован Манхэттенский инженерный округ, а Гровс (до той поры полковник) был произведён в бригадные генералы и назначен командующим этим округом.

В Манхэттенском проекте приняло участие более 130 000 человек, а его стоимость составила почти 2 миллиарда долларов США (около 22 миллиардов долларов в настоящее время). Более 90 % затрат приходилось на строительство заводов и производство расщепляющегося материала, а менее 10 % - на разработку и производство оружия. Исследования и производство проводились на более чем 30 площадках в Соединенных Штатах, Великобритании и Канаде.

Проект был обвинен в сборе разведданных немецкого проекта по производству ядерного оружия. В рамках миссии «Алсос» персонал Манхэттенского проекта работал в Европе, иногда в тылу врага, где собирал ядерные материалы и документы, а также собирал немецких учёных. Несмотря на строгую безопасность внутри Манхэттенского проекта, советские «атомные шпионы» успешно проникали в него и собирали разведданные.

Испытание первой атомной бомбы «Тринити» было произведено на полигоне Аламогордо 16 июля 1945 года.

Напомним хронологию событий. В августе 1939 года физики Лео Силард и Юджин Вигнер составили так называемое письмо Эйнштейна Рузвельту, которое содержало предупреждение о возможной разработке Германией чрезвычайно мощной бомбы нового типа. В связи с этим авторы письма призывали США обеспечить накопление запасов урановой руды и финансирование исследований Энрико Ферми и других учёных в области цепных ядерных реакций.

Письмо было подписано Альбертом Эйнштейном и доставлено президенту Франклину Рузвельту. Рузвельт назначил Лаймана Бриггса из Национального бюро стандартов главой Уранового комитета для исследования проблем, поднятых в письме. В ноябре комитет доложил Рузвельту, что использование урана позволит создать оружие, обладающее разрушительной силой, значительно превосходящей что-либо известное.

Бриггс предложил выделить 167 000 долларов на исследования урана, в особенности изотопа уран-235, и недавно открытого плутония. 28 июня 1941 года Рузвельт подписал исполнительный приказ о создании Бюро научных исследований и разработок с Вэниваром Бушем в должности директора.

В июне 1939 года Отто Фриш и Рудольф Пайерлс в Бирмингемском университете (Великобритания) сделали прорывное исследование критической массы урана-235. Их расчеты показали, что она должна составлять порядка 10 килограммов.

К секретному проекту, стартовавшему в 1939 году, были подключены многие крупные учёные, эмигрировавшие в 1933 году из Германии (Фриш, Бете, Силард, Фукс, Теллер, Блох и другие), а также Нильс Бор, вывезенный из оккупированной Германией Дании. В рамках проекта его сотрудники работали на европейском театре военных действий, проводя сбор ценной информации о немецкой ядерной программе.

К лету 1945 года военное ведомство США сумело получить атомное оружие, действие которого было основано на использовании двух видов делящегося материала - изотопа урана-235 («урановая бомба»), либо изотопа плутония-239 («плутониевая бомба»). Главная сложность при создании взрывного устройства на основе урана-235 заключалась в обогащении урана - то есть в повышении массовой доли изотопа урана в материале (в природном уране основным изотопом является уран-238, доля изотопа уран-235 примерно равна 0,7 %), чтобы сделать возможной цепную ядерную реакцию. Получение плутония-239 для плутониевого заряда не было связано напрямую со сложностями в получении урана-235, так как в этом случае используется уран-238 и специальный ядерный реактор.

В августе 1945 года США произвели бомбардировку японских городов Хиросима и Нагасаки. Гровс предложил первоначально четыре объекта для атомной бомбардировки: города Кокура, Хиросима, Ниигата и, самое главное, - центр древней культуры, бывшую столицу Японии - Киото. При назначении этих объектов Гровс руководствовался соображениями, весьма далёкими от гуманности. Когда у присутствующих возникли возражения против Киото, он привёл в доказательство своей правоты два аргумента: во-первых, население этого города насчитывает более миллиона жителей, что, следовательно, обещает хороший эффект взрыва; во-вторых, он занимает огромную площадь, на которой вполне уложится предполагаемый диаметр зоны разрушения, и поэтому картина взрыва будет очень показательна для экспертов.

Когда в итоге Киото в качестве цели всё же было отвергнуто политиками, а целями были утверждены Хиросима и Нагасаки, выяснилось, что вблизи них находятся лагеря военнопленных американцев и их союзников, но и тогда Гровс, не колеблясь, дал указание не принимать во внимание этот фактор.

6 августа 1945 года на японский город Хиросима была сброшена урановая бомба «Малыш». В результате бомбардировки погибло около 140 тыс. человек. На 9 августа был запланирован сброс плутониевой бомбы «Толстяк» на город Кокура, но из-за сильной облачности цель была изменена. Произошла бомбардировка второго японского города Нагасаки, погибло около 74 тыс. человек.

Весной-летом 1944 года выяснилось, что плутоний-239 имеет значительные примеси изотопа плутоний-240, который имеет склонность к спонтанному делению. Из-за этого пушечная схема для плутониевой бомбы оказалась неосуществимой: плутоний-240 вступит в реакцию деления до того момента, как элементы ядерного заряда соединятся в критическую массу. Отказаться от использования плутония не представлялось возможным из-за того, что выработанного к лету 1945 года урана-235 хватило бы только на одну бомбу, а плутония-239 было намного больше. Было принято решение вместо пушечной схемы для плутониевой бомбы использовать имплозивную схему, которая сжимала надкритическую массу плутония сфокусированной взрывной волной достаточно быстро, чтобы избежать эффекта спонтанного деления плутония-240.

Имплозивная схема требовала большого объёма расчетов для выбора наилучшего и самого надежного варианта схемы. Так как вычислители-люди (в основном женщины) не справлялись с объёмом вычислений, в конце 1943 года были заказаны табуляторы IBM 601, которые весной 1944 года за 3 недели выполнили 6-месячный объём работ. Из нескольких вариантов имплозивной схемы путём экспериментов, опытов и расчетов был выбран Вариант III, как наиболее многообещающий, и группа занялась более детальным обсчётом только этого варианта.

Безоболочное ядерное взрывное устройство «Штучка» на основе плутония-239 и имплозивной схемы «Вариант III» было взорвано во время испытания «Тринити» на полигоне Аламогордо в штате Нью-Мексико 16 июля 1945 года. Испытание показало, что выбранный Вариант III имплозивной схемы сработал и достаточно надёжен.

Так как Манхэттенский проект выполнил свою единственную задачу, в сентябре 1945 года после окончания Второй мировой войны Лос-Аламос стали покидать учёные, возвращаясь к своим прежним научным работам. Сменивший Роберта Оппенгеймера на посту научного директора Лос-Аламосской лаборатории Норрис Брэдбери ещё в течение года с трудом поддерживал работу лаборатории, занимая оставшихся ученых теоретическими задачами в области термоядерного синтеза и улучшениями имевшихся атомных бомб до тех пор, пока в высших политических кругах не было принято решение, что делать с атомным оружием, кто будет осуществлять контроль за его хранением и разработкой, и как будет это всё финансироваться.

«Глава XVII

1. Итак, покаемся от всего сердца, чтобы никто из нас не погиб. Ибо если мы имеем заповеди отторгать от идолов и оглашать язычников и исполняем их, не должно ли тем более, чтобы не гибла душа, уже ведающая Бога?

2. Итак, потщимся возвести и себя, и всех немощных ко благу, дабы все мы спаслись, обращая и вразумляя друг друга.

3. И пусть окажемся мы верующими и внимающими наставляющим нас пресвитерам не только в настоящую минуту, но и когда вернемся домой – будем помнить заповеди Господа и не дадим увлечь себя мирскими похотениями, но сближаясь теснее, потщимся преуспевать в заповедях Господних, чтобы все «тожде мудрствующии» (Рим. 12, 16; 2Кор. 13, 11) были собраны для жизни,

4. ибо сказал Господь: «Гряду собрати... народы и языки» (Ис. 66, 18). Это говорит Он о дне явления Его, когда пришедши спасет каждого из нас по делам его.

5. И узрят славу Его (Там же) и силу неверные и изумятся, увидев царство мира в Иисусе, и скажут: «Увы нам, что Ты был, а мы не узнали и не уверовали и не послушали пресвитеров, возвещавших нам о спасении нашем». И «червь их не умрет, и огонь их не угаснет, и будут они в позор всякой плоти» (Ис. 66, 24: Мк. 9, 44).

6. Он говорит о том Дне Суда, когда увидят нечестивых среди нас и презревших заповеди Господни.

7 Праведные же, обретшие счастие, претерпев мучения и презрев мирские услаждения, когда узрят, как согрешившие и отрицавшие Христа словами и делами мучаются страшными муками и огнем неугасимым, воздадут славу Богу своему, говоря: «Будет надежда послужившему Богу от всего сердца».

Глава XVIII

1. Будем же и мы среди благодарящих, послуживших Богу, а не среди осуждаемых нечестивцев.

2. И сам я, всегрешный, не избежавший еще искушения, но все еще пребывающий среди орудий дьявола, стараюсь достичь праведности, дабы возмочь хотя бы приблизиться к ней, трепеща будущего суда». (Климент Римский, священномученик. Послания к коринфянам. Послание второе).