Читать книгу Ветвления судьбы Жоржа Коваля. Т. 2 - Юрий Александрович Лебедев - Страница 38

О том, как проходила работа над созданием инициатора в Америке, вспоминает Роберт Бэчер (Robert Bacher), руководитель отдела G (Gadget) Манхэттенского проекта во время войны.

В ходе работы над инициатором возникла «проблема Ферми»:

«Я думаю, что Ферми был очень озабочен тем, чтобы эта потрясающая вещь, “отцом” которой он считался, превратилась в грозное оружие. Он ужасно волновался об этом… Я думаю, что Ферми тревожился по поводу всего проекта, а не только инициатора. Но сосредоточился на инициаторе как на вещи, которую мог рассмотреть. И вещь действительно могла не сработать… Мне кажется, что он почувствовал свою обязанность рассматривать всё, что было даже безрассудно, но могло привести к неработоспособности инициатора. И он действительно изучал каждый вид безрассудности, и, я думаю, что в течение периода, когда я видел его, он через день подходил ко мне или Хансу Бете[312] и придумывал новую причину, почему инициатор мог не работать…»[313].

Роберт Бэчер (справа) получает медаль «За заслуги» (Medal for Merit) от генерала Лесли Гровса (слева) В центре – Ричард Толмэн (научный советник Л. Гровса). 12 января 1946 г.[314]

То, что именно Ферми обнаружил эту проблему, не удивительно. Ведь именно за «нейтронную физику» он и получил Нобелевскую премию! Он имел большой опыт работы с лабораторными нейтронными источниками и знал о многих их «капризах».

Э. Ферми[315].

Далее Бэчер рассказал, что так устал от придирчивых фантазий Ферми, что пошел жаловаться к Оппенгеймеру.

Роберт Оппенгеймер[316].

После этого, заручившись согласием Оппенгеймера, он обратился к Никласу Бейкеру (под таким именем участвовал в проекте Нильс Бор) и посвятил его в проблемы, которые ставил Ферми. И Бор с сыном Оге подключились к работе!

Оге Бор и Нильс Бор[317].

Принцип работы инициатора – ядерная реакция с участием полония и бериллия с испусканием нейтронов, материальный баланс которой выражается уравнением:

²¹⁰Po + ⁹Be → ²⁰⁶Pb + ¹²C + n

Но это – принцип! А как его осуществить «в железе», т. е. какую инженерную конструкцию нужно сделать, чтобы эта реакция осуществилась внутри плутониевой сферы, схлопывающейся под воздействием ударной волны химической взрывчатки в нужный момент с точностью до миллионных долей секунды?

Быстро найти надежное решение не удалось. В конечном итоге, только 7 мая

1945 г. (всего за два месяца до испытания в Аламогордо!) в Лос-Аламосе состоялся коллоквиум, на котором обсуждались возможные варианты конструкции инициатора. Вот что говорится об этом в извлеченном из фэбээровского «Дела Фукса» материале:

Извлечение из дела Клауса Фукса в ФБР.

«7 мая 1945 года. Координационный совет. Кричфилд говорил о трех потенциальных нейтронных инициаторах реакции деления для имплозии гаджета. Они включали струйный “еж” (“Urchin”) Така-Бете (Tuck-Bethe), бериллиевую пробку “Семечко дыни” (“Melon-Seed”) Сердака (Serduke) и гранулированный “Никодемус” ("Nichodemus") Н. Бейкера. Джонс обсудил химию полония и процедуры обработки этого материала»[318].

Но обсуждение – еще не решение. Вскоре, однако, Бор признал наилучшей конструкцию «ежа» и, к облегчению Бэчера, сообщил об этом Ферми[319]. Бору Ферми поверил. Так была решена «проблема Ферми». Эта конструкция и пошла в дело.

Точная схема «ежа» не опубликована до сих пор. Весьма близкой к действительности можно считать схему, представленную Алексом Веллерстейном (Alex Wellerstein).

Джеймс Лесли Так[320].

Ханс Альбрехт Бете[321].

Вот описание этого устройства:

«Это была полая сфера из бериллия, всего два сантиметра в диаметре. На ее внутренней стороне были сделаны пазы, обращенные вовнутрь. В центре сферы с углублениями помещался бериллиевый шар, который центрируется штифтами, встроенными во внешнюю оболочку <эти штифты в виде булавок, и придают всей конструкции сходство с ежом — Ю.Л.>. Внутренности канавок внешней оболочки и внешняя поверхность внутренней сферы покрыты слоем никеля и золота. На никель внутренней сферы нанесена тонкая пленка сильно радиоактивного полония. Полоний излучает альфа-частицы; в не сдетонированном состоянии “ежа” они будут безопасно поглощены золотом и никелем. Но когда бомба “имплозивно сжимается” вокруг него, бериллий и полоний интенсивно смешиваются, производя известную реакцию (бериллий + альфа-частицы = углерод + нейтрон), которая и дает необходимые нейтроны»[322].

В современных учебниках по ядерной физике уточняется значение этой «сильной радиоактивности»:

«На внутренней сфере и щелях в оболочке осаждено 50 кюри ²¹⁰Ро (11 мг)»[323].

Отсюда же видно, что схема Веллерстейна неточна – полоний находится не только на поверхности бериллиевого шарика, но и в пазах бериллиевой оболочки.

Схема устройства бериллиевого нейтронного инициатора «Urchin»[324].

Очень хороший образ процесса срабатывания инициатора дан в известной сказке «Ежик в тумане». Сказка начинается так:

«Тридцать комариков выбежали на поляну и заиграли на своих писклявых скрипках»[325].

Действительно, для того, чтобы «заиграл» механизм успешного развития цепной ядерной реакции, необходимо, чтобы из полониево-бериллиевого тумана, порожденного имплозией, выскочили всего лишь несколько десятков «комариков» – тепловых нейтронов.

Вероятно, именно в связи с запретами ДНЯО, Веллерстейн добавляет:

«Значения точных размеров “ежа” варьируются от источника к источнику… Существует и некоторый вопрос о том, каким образом обработаны канавки, были ли они пирамидальны (как в британском отчете) или ребристыми (например, как круглый амфитеатр). Всегда приятно напомнить, что в “еже” есть еще несколько секретных деталей»[326].