Ознакомительная версия. Доступно 17 страниц из 93
общая картина. По правде говоря, Вайцзеккер додумался тогда не до всех подробностей. Элемент 93, теперь называемый нептунием, также подвергается бета-распаду и, в свою очередь, превращается в элемент 94, плутоний, который является действительно опасным веществом. Тем не менее Вайцзеккер понял самое важное: немцы могут использовать «урановую машину» для массового производства из урана-238 распадающегося элемента, который затем можно быстро отделить. Другими словами, сын одного из самых важных дипломатов Третьего рейха взял и придумал гораздо более дешевый и практичный способ производства взрывчатки для атомных бомб.Помимо энергичного Дибнера, сына дипломата Вайцзеккера и блестящего, но бестолкового Гейзенберга, решающую роль в истории Уранового клуба сыграл еще один его член. К несчастью для Вальтера Боте, его вклад обернулся не открытием или прорывом, а колоссальным просчетом.
Боте занимал в немецкой науке странное положение – наполовину легенда, наполовину неудачник. Легендой он стал благодаря храбрости и хладнокровию, проявленным во время Первой мировой войны. Получив в 1914 г. докторскую степень, он был призван в немецкую стрелковую часть, попал в плен в России и следующие пять лет провел в отдаленном лагере в Сибири. Но он не сдался и продолжал вести там независимые исследования в области математики и теоретической физики, даже составив собственную таблицу логарифмов, чтобы легче было производить вычисления. Он также нашел время, чтобы выучить русский язык, поухаживать за русской женщиной и жениться на ней. В Германию в 1920 г. он вернулся вместе с женой, будучи героем войны и ярким примером сохранения достоинства в тяжелейших условиях.
Но 1930-е годы обрушили на Боте ряд ударов. Подобно супругам Жолио-Кюри – фактически даже раньше них – он в нескольких экспериментах обнаружил убедительные доказательства существования нейтрона, но неверно истолковал свои результаты. Но, в отличие от Жолио-Кюри, других крупных открытий, которые могли бы скомпенсировать этот промах, он не совершил. Положение усугублялось тем, что его чудесный брак расстроился и он все больше тяготился семейной жизнью. В довершение всех бед как умеренный противник нацистов он попал в научную изоляцию и был оттеснен в сторону коллегами, которые с бóльшим рвением восприняли арийские идеи. Этот тройной удар – в профессиональной, личной и политической сферах – в конце концов сломил Боте: его здоровье было подорвано, он пережил нервный срыв и в результате попал в лечебницу.
Желая вырваться из Германии, лысеющий усатый Боте летом 1939 г. отправился в США с лекциями. Он собирался провести время в одиночестве, сосредоточившись на науке, но на борту корабля встретил Ингеборг Мёршнер, жизнерадостную и кокетливую блондинку на 30 лет моложе себя. К его удивлению, Мёршнер ответила ему взаимностью, и в его душе вспыхнули давно дремавшие страсти и потребность в любви. Целые дни он проводил в мечтах о ней – и много бессонных ночей вместе с ней: пожилой физик и молодая чиновница-нацистка стали любовниками.
По удачному совпадению оба сначала направлялись в Нью-Йорк, поэтому Боте сопровождал ее при осмотре Всемирной выставки в Квинсе, где они прогуливались рука об руку. Спустя несколько недель по счастливой случайности их маршруты снова пересеклись в Сан-Франциско, где она начала работать в консульстве Германии, а Боте планировал изучить конструкцию циклотрона в Калифорнийском университете в Беркли. Встретившись, они отправились осматривать достопримечательности. У Боте дома остались жена и двое детей, но он выбросил их из головы и с радостью поддался безумному увлечению.
Маршруты их, разумеется, совпали не случайно. Мёршнер шпионила за ним с момента их встречи на борту, сообщая в Берлин обо всех его передвижениях. (С женой-иностранкой и желанием поехать в Америку Боте, несомненно, попал под подозрение.) Боте об этом и не подозревал, а к возвращению в Германию в конце лета вообще сильно изменился. Он даже стал демонстрировать явные симпатии к нацистской партии. Во время первой встречи Уранового клуба, пока остальные участники хмыкали и хмурились, слушая о планах разработки атомной бомбы, Боте призывал их сплотиться и поддержать проект. «Господа, это необходимо сделать», – заявил он.
В клубе он получил важную роль в проекте разработки уранового реактора. Как несколькими годами ранее доказал Энрико Ферми, скорость нейтронов играет важную роль в расщеплении ядра. В частности, ученые знали, что уран-238 лучше взаимодействует с быстрыми нейтронами, а способный к делению уран-235 – с медленными. Таким образом, задача при создании реактора состояла в том, чтобы снизить скорость нейтронов для уменьшения шансов их поглощения ураном-238 и увеличения шансов их захвата ураном-235. По техническим причинам ученые назвали снижение скорости нейтронов их «усмирением».
Ферми замедлял нейтроны с помощью воды из пруда и парафина, но ученые подозревали, что и другие вещества могут так же хорошо работать в качестве замедлителей, в частности графит. (Большинство людей представляют графит лишь в виде «свинцового» грифеля в карандаше, хотя на самом деле это чистый углерод.) Боте поставил два вопроса о графите. Во-первых, насколько хорошо он замедляет нейтроны? В этом отношении углерод, имея небольшой атомный вес, казался многообещающим, но это следовало проверить экспериментально. Во-вторых, поглощает ли графит нейтроны? Некоторые элементы имеют дурное обыкновение поглощать одинокие нейтроны, подавляя цепные реакции. Боте нужно было определить, не входит ли в их число углерод.
Он работал с массивными кусками графита – шарами около метра в диаметре. В них просверливалась «печная труба», через которую в начале эксперимента нужно было бросить источник нейтронов в центр шара. Оттуда нейтроны пробивались наружу, многократно сталкиваясь с атомами углерода по мере продвижения к поверхности. В конце концов они либо поглощались углеродом, либо, вылетев из шара, фиксировались детектором. Исходя из количества и скорости распознанных нейтронов, Боте мог определить, насколько эффективно графит их замедляет и сколько нейтронов поглощает. Все довольно-таки просто.
К сожалению, Боте не сумел сосредоточиться на работе. Он так и не прекратил роман с Мёршнер, которая переехала в Лиссабон, после того как правительство США закрыло немецкое консульство в Сан-Франциско (оно было переполнено шпионами). Варвара, жена Боте, вскоре узнала о его увлечении – вроде бы после того, как Мёршнер однажды вечером позвонила ему домой и Варвара сняла трубку. Несмотря на гнев супруги (а возможно, как раз из-за него), Боте цеплялся за свою любовную связь и, по его собственным словам, постоянно отвлекался от дел. В первую годовщину их встречи он написал Мёршнер: «Я весь день рассуждал о физике, думая только о тебе». Он также называл себя «опьяненным подростком» и вспоминал, как, тоскуя по ней, снова и снова играл Лунную сонату Бетховена.
С учетом такого настроя неудивительно, что его эксперименты не давали нужного результата. В теории среднестатистический нейтрон, выбираясь по трубе из графитовой сферы, должен пройти 71 см, прежде чем будет поглощен; у Боте нейтроны в среднем проходили всего 58,4 см. Он старался покупать самый чистый графит, какой только мог, но подозревал, что и в нем могут содержаться примеси, такие как бор и кадмий, которые активно поглощают нейтроны. Поэтому он попытался найти источники более чистого углерода. Его главная идея заключалась в том, чтобы сжигать обычный сироп или кондитерский сахар, превращая их в тлеющую черную массу. Иными словами, в какой-то момент ключевым ингредиентом нацистской атомной бомбы служили леденцы.
Эти эксперименты тоже не увенчались успехом, и Боте обратился к промышленной компании с просьбой предоставить еще один графитовый шар для окончательного испытания. Он попросил самый чистый материал, который у них был, и получил сферу диаметром около 120 см. Не совсем полагаясь на заверения компании, он провел несколько собственных анализов, для чего сжег небольшой кусок шара и проверил пепел. Графит казался достаточно чистым. Можно себе представить его шок, когда эксперименты снова провалились. В этом сверхчистом графите нейтроны в среднем проходили до поглощения всего 35,5 см – половину того, что предсказывала теория. Вопреки всем ожиданиям графит оказался ужасным замедлителем, и Боте написал об этом в своем отчете.
Эта ошибка имела одно из самых серьезных последствий в истории науки. Другой немецкий ученый, не работавший на проекте, прочитал отчет и понял, что одуревший от любви Боте совершил ошибку во время проверки графита на чистоту. Пепел, который он исследовал, несомненно,
Ознакомительная версия. Доступно 17 страниц из 93
