07 июля 2008
6119

УРАНОВАЯ БОМБА ШПИНЕЛЯ И МАСЛОВА

В феврале 1942 г. фронтовые разведчики Красной армии нашли в сумке убитого под Таганрогом немецкого офицера инженерных войск необычные записи - формулы и графики по урану и тяжелой воде. Подозрительные бумаги срочно отправили в научный отдел Государственного комитета по обороне (ГКО). Так подтвердились опасения советских физиков, что Германия создает собственное ядерное оружие. Стало ясно, что офицер-физик искал на оккупированном юге России урановые месторождения. А еще он пытался выяснить детали всех исследований по ядерной физике, проводившихся до войны в Харькове в УФТИ, который в то время уже был эвакуирован в глубокий тыл.
Как оказалось, особый интерес Третий рейх проявил к работам трех физиков - Ф.Ф.Ланге, В.А.Маслова и B.C.Шпинеля.

У истоков первой отечественной атомной бомбы стоял немец Фриц Фрицович Ланге (отчество ему добавили в СССР). Выдающийся немецкий физик родился 16 декабря 1899 г. в семье служащего в городе Фридрихсгаген-Берлин. Учился в реальной гимназии столь успешно, что уже в 14 лет стал давать уроки математики "неучам". Высшее образование Ланге получил в университетах Берлина, Фрейбурга и Киля. В 1924 г. талантливому физику присвоили степень доктора философии за работу "Теплоемкость при низких температурах". С этого времени до 1933 г. он работает ассистентом Нернста в Физическом институте берлинского университета. Ланге первым получил искусственные катодные и рентгеновские лучи, которые затем и применил в ядерной физике. А еще он увлекся грозовым электричеством, пытаясь использовать эту колоссальную энергию для расщепления ядра. И кое-что ему даже удалось - например, создать вакуумную трубку, которая могла работать при напряжении генератора 2,4 МВ.
Добропорядочный немец, он не был членом коммунистической партии, но в 1930 г. по приглашению академика А.Ф.Иоффе посетил Ленинград. А после прихода Гитлера к власти решил эмигрировать. В 1934 г., живя в Лондоне, принял предложение директора УФТИ А.И.Лейпунского переехать в Советский Союз на работу в Харьковский физико-технический институт, где основал лабораторию ударных напряжений и стал ее научным руководителем.
Надо сказать, что до войны в УФТИ в разное время работали прославленные европейские физики П.Дирак, Г.Плачек, Р.Пайерльс, Ф.Хоутерманс. А еще благодаря "папе Иоффе" в Харьков отправился дружный десант талантливых ленинградских физиков - будущий нобелевский лауреат Лев Ландау, Георгий Гамов, Лев Шубников, Александр Лейпунский, Ольга Трапезникова.
Но вернемся к Фрицу Ланге. Под его руководством в Харькове построили самый мощный на тот момент в мире импульсный агрегат на 5 млн, на котором велись работы в области ядерной физики и технического применения быстрых катодных лучей. В 1937 г. профессор получил советское подданство, в 1940 г. - ученую степень доктора физико-математических наук без защиты диссертации.
Молодой физик Владимир Шпинель после окончания Киевского университета попал в лабораторию Ланге по распределению. Лаборатория ударных напряжений (ЛУН) в составе УФТИ числилась как "лаборатория специального назначения, предназначенная для оборонной тематики". Шпинель вспоминает: "На год позже меня в наш коллектив пришел выпускник Харьковского политеха Виктор Маслов. Я очень быстро с ним сошелся, и у каждого из нас были свои научные замыслы. Но - самое главное - мы оба бредили одним и тем же: идеей создания атомной бомбы! Скажу больше: тогда перед войной не только американцев и англичан, но и нас, советских физиков, страшила мысль о том, что - не приведи Господь! - Гитлеру удастся первому заполучить это страшное оружие. Конечно, существовал пресловутый "Пакт о ненападении" между СССР и фашистской Германией, но на этот счет мы, ученые, в отличие от политиков, никогда не обольщались... И уже одни эти опасения заставляли нас искать собственные подходы к урановой бомбе..."
В 1937 г. в УФТИ, как и по всей стране, начали искать "врагов народа", "вредителей". Для обеспечения абсолютной секретности работ институту было приказано пересмотреть весь личный состав и ввести ряд ограничений. Другими словами, провести "чистку" и ввести режим. Тем более что специалистам УФТИ впервые поручили секретные технические разработки военного характера - генераторы коротких волн для радиолокаторов, кислородные приборы для высотных полетов, авиационный двигатель, работающий на жидком водороде.
Вольнолюбивые физики поначалу посмеивались. Ольга Трапезникова, например, цепляла выданный ей пропуск к ошейнику собачки, с которой ходила на работу. Ландау и Хоутерманс прикрепляли пропуска к своим спинам, а то и пониже. Но очень быстро стало не до шуток. Сталинские репрессии дошли и до УФТИ. В 1937 г. арестовали физика Александра Вайсберга и химика Конрада Вайсельберга - оба прибыли в Харьков из Вены, спасаясь от фашизма. В защиту Вайсберга выступили Альберт Эйнштейн и супруги Ирен и Фредерик Жолио-Кюри. Благодаря этим хлопотам Вайсберга прямо из тюрьмы передали в руки... гестапо. Конрада Вайсельберга расстреляли. Потом были арестованы и расстреляны Лев Шубников, Лев Розенкевич, депортирован в Германию Фриц Хоутерманс. Арестованы, правда спустя время выпущены Иван Обреимов, Александр Лейпунский, Лев Ландау. Всего были расстреляны восемь человек, столько же осуждены на разные сроки.
По всем этим причинам советские физики не могли свободно общаться со своими западными коллегами, даже чтение иностранной литературы становилось подтверждением "шпионской сущности врага народа". Узнать о новейших разработках французских ядерщиков в Харькове было невозможно. А ведь в 1939 г. группа ученых под руководством Фредерика Жолио-Кюри запатентовала чертежи ядерного реактора и атомной бомбы. Скажем так: как уже неоднократно случалось в истории техники, ценные идеи нередко витают в воздухе и приходят в головы изобретателей практически одновременно.
Летом 1940 г. Маслов в своей статье утверждал, что использование внутриядерной энергии "в значительной степени становится технической проблемой". Главное было, с его точки зрения, наработать необходимое количество изотопа урана-235, из которого можно сделать бомбу, и собрать критическую массу этого изотопа. Физики начали писать письма в высокие инстанции с надеждой "выбить деньги". Но ни одно письмо, увы, не достигло цели. По заведенному тогда порядку в первую очередь финансировались работы, защищенные авторскими свидетельствами. И физикам без особого желания пришлось писать заявки на изобретения. Так появилась на свет заявка Ф.Ф.Ланге, В.А. Маслова, В.С.Шпинеля на "Способ приготовления урановой смеси, обогащенной ураном с массовым числом 235. Многокамерная центрифуга" от 17.10.1940 г., на которую спустя пять лет будет выдано закрытое авторское свидетельство N6359с. Чуть позже Ланге и Маслов подают заявку на "Термоциркуляционную центрифугу".
Не получив ответа на свое предложение, Ланге направил главе уранового комитета профессору Д. Светлову "Соображения по разделению изотопов урана 235 и 238 перспективными методами". Пока начальник вел переписку с инстанциями, его подчиненные Шпинель и Маслов почти ежедневно встречались в одном из парков под Харьковом. И вели странные для постороннего уха разговоры, обсуждали способы "мгновенного перехода массы урана из подкритического состояния в надкритическое". Иными словами, молодые люди ломали головы над взрывной реакцией деления урана. Причем, доводя конструкцию бомбы до полной ясности, запуганные поголовной шпиономанией физики все рисунки и эскизы набрасывали на листочках папиросной бумаги. В декабре 1940 г. приятели зарегистрировали в Бюро изобретений Наркомата обороны СССР заявку "Об использовании урана в качестве взрывчатого вещества". На нескольких листочках бумаги они описали устройство первой советской атомной бомбы.
Вот отрывки из этой заявки: ,,Как известно, согласно последним данным физики, в достаточно больших количествах урана (именно в том случае, когда размеры уранового блока значительно больше свободного пробега в нем нейтронов) может произойти взрыв колоссальной разрушительной силы. Это связано с чрезвычайно большой скоростью развития в уране цепной реакции распада его ядер и с громадным количеством выделяющейся при этом энергии (она в миллион раз больше энергии, выделяющейся при химических реакциях обычных взрывов)...
Нижеследующим показывается, что осуществить взрыв в уране возможно, и указывается, каким способом... Проблема создания взрыва в уране сводится к получению за короткий промежуток времени массы урана в количестве, значительно большем критического...
В качестве примера осуществления такого принципа может служить следующая конструкция. Урановая бомба может представлять собой сферу, разделенную внутри на пирамидальные сектора, вершинами для которых служит центр сферы и основаниями - ее поверхность. Эти сектора-камеры могут вмещать в себе количество урана, только немногим меньше критического. Стенки камер должны быть полыми и содержать воду либо какое-нибудь другое водосодержащее вещество (например, парафин и т.д.). Поверхность стенок должна быть покрыта взрывчатым веществом, содержащим кадмий, ртуть или бор, т.е. элементы, сильно поглощающие замедленные водяным слоем нейтроны (например, ацетиленит кадмия). Наличие этих веществ даже в небольшом количестве вместе с водяным слоем сделает совершенно невозможным проникновение нейтронов из одних камер в другие и возникновение вследствие этого цепной реакции в сфере. В желаемый момент при помощи какого-нибудь механизма в центре сферы может быть произведен взрыв промежуточных слоев..."
Заметим, идет 1940 год, а два молодых изобретателя, ничуть не смущаясь, пишут в своей заявке: ,,В отношении уранового взрыва помимо его колоссальной разрушительной силы (построение урановой бомбы, достаточной для разрушения таких городов, как Лондон или Берлин, очевидно, не явится проблемой) необходимо отметить еще одну чрезвычайно важную особенность. Продуктами взрыва урановой бомбы являются радиоактивные вещества. Последние обладают отравляющими свойствами в тысячи раз более сильной степени, чем самые сильные яды (а потому - и обычные отравляющие вещества). Поэтому, принимая во внимание, что они после взрыва некоторое время существуют в газообразном состоянии и разлетаются на колоссальную площадь, сохраняя свои свойства в течение сравнительно долгого времени (порядка часов, а некоторые из них даже дней и недель), трудно сказать, какая из особенностей (колоссальная разрушающая сила или же отравляющие свойства) урановых взрывов наиболее привлекательна в военном отношении".
Такая вот научная фантастика. В наши дни можно судить, насколько точно заявка Маслова и Шпинеля описывает ядерный взрыв и его ужасные последствия, ведь подобное устройство пригодно "для разрушения такого крупного города, как Берлин".
Настырные энтузиасты обращаются к Наркому обороны СССР маршалу Советского Союза С.К.Тимошенко. В своем письме Маслов утверждает: ,,Чисто научная сторона вопроса сейчас находится в такой стадии, что позволяет перейти к форсированному проведению работ в направлении практического использования энергии урана. Для этой цели мне представляется крайне необходимым как можно быстрее создать в одном из институтов лабораторию специально для урановых работ. Это дало бы нам возможность проводить исследования в постоянном контакте с наиболее квалифицированными техниками, химиками, физиками и военными специалистами нашей страны. Особенно для нас необходимо сотрудничество с высококвалифицированными конструкторами и химиками". Письмо попадает на стол наркома уже с припиской: ,,Не подтверждается экспериментальными данными". Разбираться в сути дела нарком Тимошенко не стал - все его помыслы были связаны с сегодняшним положением дел, а не с будущей войной...
Следует заметить, что в вышеописанной заявке на конструкцию атомной бомбы, конечно, немало недочетов. И все-таки, именно там впервые предложено использовать обычную взрывчатку как запал для создания критической массы и инициирования цепной реакции. В дальнейшем все ядерные бомбы подрывались именно так. А рассчитанный Ланге и Шпинелем центробежный способ разделения изотопов и по сей день считается классикой промышленного разделения изотопов урана.
Однако в то время научно-фантастические заявки пошли гулять по инстанциям - из отдела изобретательства в Управление военно-химической защиты НКО, в Научно-исследовательский химический институт Рабоче-крестьянской Красной армии, потом опять в управление, а затем в Радиевый институт Академии наук СССР. Его директор академик В.Г.Хлопин и сделал заключение, которое стало решающим: "Она (заявка) не имеет под собой реального основания. Кроме этого, в ней и по сути много фантастического... Даже если бы и удалось реализовать цепную реакцию, то энергию, которая выделится, лучше использовать для приведения в действие двигателей, например, самолетов". В то же время Хлопин отмечал: ,,До настоящего времени нигде в мире еще экспериментально осуществить... цепную реакцию распада урана не удалось, однако, по поступающим к нам сведениям, над этим вопросом усиленно работают в США и Германии. У нас такого рода работы тоже ведутся, и их крайне желательно всячески форсировать..."
А потом началась Великая Отечественная война. Виктор Маслов, несмотря на бронь, ушел на фронт добровольцем. После курсов для младшего комсостава в звании младшего лейтенанта он попал на фронт. Отступал, получил тяжелое ранение и скончался в госпитале. Владимир Шпинель эвакуировался с институтом в Алма-Ату, где занялся другими работами.
Фрица Ланге эвакуировали в Уфу, потом отправили в Москву, где он продолжил развивать метод центрифугирования для разделения изотопов урана, создавал конструкции циркулярной центрифуги. Весьма образную характеристику профессору дал один из его коллег: "Фриц Ланге в совершенстве владел благородным искусством - портить отношения с начальством". Зато для сотрудников он был мягким и понимающим начальником. В то трудное время изыскивались кое-какие возможности для материально-технического снабжения и даже для дополнительного продуктового пайка. Это был очень скромный паек - три раза в неделю выдавался литр молока, приготовленный из сухого молочного порошка, и совершенно неопределенное "мучное изделие", приготовленное на яичном порошке. Фриц Ланге относился к этим продуктам очень бережно и каждый раз, измеряя жирность молока своим собственным "ляктометром", отмечал: "А знайете, сегодня мильх уже люче".
После войны, когда работа над атомной бомбой в СССР шла бешеными темпами, а над миром уже взметнулся ядерный гриб Хиросимы и Нагасаки, о заявке вспомнили. Заместитель наркома боеприпасов В.А.Махнев приказал прислать из Бюро изобретений НКО все материалы, связанные с ,,атомной тематикой". Среди них оказалась заявка на изобретение В.А.Маслова и В.С.Шпинеля ,,Об использовании урана в качестве взрывчатого и отравляющего вещества". Так, 7 декабря 1946 г. отдел изобретательства МВС выдал авторам ,,не подлежащее опубликованию авторское свидетельство, зарегистрированное в Бюро изобретений при Госплане Союза ССР за N6353 с". Маленькая буковка "с" означала гриф ,,Секретно". Увы, но один из изобретателей - В.А.Маслов - признания своей работы так и не дождался.
А оставшегося в живых Владимира Шпинеля неожиданно вызвали на Лубянку к одному из кураторов ядерной программы генерал-майору госбезопасности П.Я.Мешику. Можете представить, с каким настроением отправлялись люди в те годы на Лубянку... Но все обошлось.
"В огромном кабинете, выходящем окнами на Лубянскую площадь, - рассказывал Владимир Семенович, - меня встретил коренастый человек плотного сложения. Поздоровавшись за руку, он извлек из потайного сейфа, вделанного в стенку и замаскированного дубовыми панелями, довоенную нашу с Витей Масловым заявку. "Узнаете ваш труд? Мы его недавно с Лаврентием Павловичем обсуждали... Как это вы с Масловым еще до войны о такой сложной штуке, как атомная бомба, сами догадались? Ведь тогда, в 40-м году, о ней понятия не имели не только мы, но и американцы с англичанами!.. Потом, в конце войны и тем более после нее, Курчатову и его команде было куда легче и проще: мы, разведка, материалами по американской бомбе завалили их, без преувеличения, выше Спасской башни!"
Вскоре после того, как ТАСС объявило о том, что в Советском Союзе успешно испытана атомная бомба, заведующего лабораторией ядерной спектроскопии Московского университета Владимира Шпинеля пригласили в партком. Пожав ему руку, парторг "от имени партии и правительства" объявил, что "за участие в работах по урану" он награжден медалью "За трудовую доблесть".
А вдохновитель и руководитель этой работы профессор Ланге в 1959 г. вернулся в Берлин и стал директором Института биофизики, тогдашней Немецкой академии наук в Берлине. Советская страна стала ему второй Родиной на четверть века. Здесь он приобрел много друзей, здесь он женился. Здесь у него осталось сторонники, друзья, ученики. Имя Фрица Ланге осталась и в истории отечественного изобретательства, в середине 50-х гг. именно он начал общественную дискуссию по вопросам изобретательского права в СССР, которая вызвала множество откликов. В 1980 г. он получил от правительства ГДР высшую награду страны. И всего лишь немного не дожил Фриц Ланге - он умер 25 июля 1987 г. - до падения Берлинской стены и образования единой Германии.
Рассказывая эту историю, я вовсе не желала доказать, что молодые советские физики в далекие предвоенные годы первыми в мире изобрели атомную бомбу. Они лишь пытались громко заявить: атомную энергию можно использовать для военных целей. И если бы к этой заявке Маслова и Шпинеля прислушались военные, работы по созданию отечественной атомной бомбы начались бы на два года раньше. Но история, как известно, сослагательного наклонения не терпит.

С.КОНСТАНТИНОВА


ИР 7(703) за 2008 г.
ИСТОРИЯ ТЕХНИКИ
http://i-r.ru/show_arhive.php?year=2008&month=7&id=1700
Рейтинг всех персональных страниц

Избранные публикации

Как стать нашим автором?
Прислать нам свою биографию или статью

Присылайте нам любой материал и, если он не содержит сведений запрещенных к публикации
в СМИ законом и соответствует политике нашего портала, он будет опубликован