Разведданые от Фукса об имплозии и конструкции бомбы 1945

В первые месяцы 1945 г. после получения информации из Соединенных Штатов группа по созданию бомбы изменила направление своей работы. В августе 1944 г. Клаус Фукс в составе английской группы был послан в Лос- Аламос, где стал работать над проблемой имплозии [ 74 ]. К лету 1944 г. в Лос-Аламосе стало ясно, что пушечный метод получения сверхкритической массы активного материала не сработает в случае плутония . Было обнаружено, что один из изотопов плутония - плутоний-240 , имеет очень большую скорость спонтанного деления. Если использовать пушечный метод, спонтанное деление может вызвать преждевременную детонацию. Взрыв произойдет до полного сжатия активного вещества, и его эффект сведется к нулю. Субкритические массы должны быть соединены намного быстрее, чем это возможно при пушечной схеме. Это может быть сделано посредством имплозии : высокоэффективная взрывчатка обычного типа размещается вокруг делящегося материала, и взрывная волна при этом направляется внутрь, сжимая материал, пока он не достигнет критичности и сдетонирует [ 75 ].

Как утверждал Рудольф Пайерлс, член английской группы, работавшей в Лос-Аламосе, детонация плутониевой бомбы оказалась самой трудной проблемой, с которой столкнулись исследователи в Лос-Аламосе [ 76 ].

Фукс решал трудную задачу, связанную с расчетом имплозии, и поэтому оказался в центре поисков нового подхода к конструкции бомбы. В феврале 1945 г., когда он навещал свою сестру, жившую в Бостоне, он передал Гарри Голду сообщение о конструкции атомной бомбы [ 77 ]. По признанию Фукса, сделанному впоследствии, он "сообщил о высокой скорости спонтанного деления плутония и о заключении, что в плутониевой бомбе для ее детонации должен использоваться метод имплозии, а не более простой пушечный метод, который мог быть применен для урана-235. Он также сообщил, что критическая масса плутония меньше, чем критическая масса урана-235, и что для бомбы его требуется от пяти до пятнадцати килограммов. В тот момент еще было неясно, как добиться равномерного обжатия сердцевины: или с помощью системы линз из высокоэффективной взрывчатки, или посредством многоточечной детонации на поверхности однородной сферы такой взрывчатки" [ 78 ]. Это было крайне важное сообщение, и когда Фукс снова встретился с Гарри Голдом, он дополнил его более детальной информацией.

Во время их следующей встречи, состоявшейся в Санта-Фе в июне 1945 г., Фукс передал Голду отчет, который он написал в Лос-Аламосе, так что он мог сверить свои цифры с достоверными данными. В этом отчете Фукс, согласно его признанию, "полностью описал плутониевую бомбу , которая к этому времени была сконструирована и должна была пройти испытания (кодовое название "Тринити") . Он представил набросок конструкции бомбы и ее элементов и привел все важнейшие размеры. Он сообщил, что бомба имеет твердую сердцевину из плутония, и описал инициатор , который, по его словам, содержал полоний активностью в 50 кюри. Были приведены все сведения об отражателе, алюминиевой оболочке и о системе линз высокоэффективной взрывчатки" [ 79 ].

Фукс информировал Голда, что на испытаниях "Тринити", как ожидается, произойдет взрыв, эквивалентный взрыву 10 000 тонн тринитротолуола, и сказал ему, когда и где это испытание будет проведено. В своем сообщении он упомянул, что, если испытания окажутся успешными, существуют планы применения бомбы против Японии [ 80 ].

В докладе, написанном 16 марта 1945 г., Курчатов оценивал разведывательные материалы с точки зрения двух возможностей, "которые до сих пор у нас не рассматривались". Первая заключалась в использовании в бомбе гидрида урана-235 (уран-235 в смеси с водородом) в качестве активного материала вместо металлического урана-235. Курчатов скептически отнесся к этой идее, но воздержался от окончательного вывода до "проведения строгого теоретического анализа вопроса".

Много больше он был заинтересован во второй идее имплозии . "...Несомненно, что метод "взрыва вовнутрь",- писал он,- представляет большой интерес, принципиально правилен и должен быть подвергнут серьезному теоретическому и опытному анализу" [ 81 ].

Три недели спустя, 7 апреля 1945 г., Курчатов написал другой доклад, который явно был откликом на информацию, полученную от Клауса Фукса в феврале. Доклад же от 16 марта, по-видимому, написан на основе информации, полученной от кого-то еще, возможно, от Дэвида Грингласса , механика, работавшего в лаборатории Джорджа Кистяковского, руководителя отдела взрывчатых веществ в Лос-Аламосе. Грингласс признался позднее, что снабжал Советский Союз информацией о линзах высокоэффективной взрывчатки, предназначенных для имплозии, и в 1951 г. его свидетельство послужило основой для обвинения в шпионаже Юлиуса Розенберг и Этель Розенберг [ 82 ].

Из Курчатовского доклада от 7 апреля ясно, что информация, полученная от Фукса, была более важной, чем материалы, рассмотренные им тремя неделями раньше. Она имела "большую ценность", писал Курчатов. Данные о спонтанном делении были "исключительно важными". Данные о сечении деления урана-235 и плутония-239 быстрыми нейтронами различных энергий имели огромное значение, так как они давали возможность достаточно реально определить критические размеры атомной бомбы. Советские физики пришли к тем же выводам об эффективности взрыва, что и американские, писал Курчатов, и сформулировали тот же закон, по которому эффективность бомбы пропорциональна кубу превышения массы бомбы над критической [ 83 ].

Большая часть материалов, рассмотренных Курчатовым в этом докладе, относится к имплозии. Хотя советские физики только недавно услышали о методе имплозии, им уже тогда стали ясными "все его преимущества перед методом встречного выстрела". Разведка добыла очень ценную информацию о распространении волны детонации во взрывчатке и о процессе сжатия активного материала. В ней же указывалось, как может быть достигнута симметрия имплозии и как можно избежать неравномерного действия взрывчатки соответствующим распределением детонаторов и чередованием слоев различных сортов обычной взрывчатки.

"Я бы считал необходимым, - писал Курчатов в конце этого раздела своего доклада, - показать соответствующий текст (от стр. 6 до конца, за исключением стр. 22) проф. Ю.Б. Харитону " [ 84 ].

Доклады Курчатова подтверждают важность сведений, почерпнутых из шпионской информации Фукса. Они также свидетельствуют о том, что Советский Союз имел и другие источники информации о проекте Манхэттен . Анатолий Яцков , который (под именем Анатолия Яковлева ) был офицером НКГБ в Нью-Йорке, курирующим Гарри Голда, говорит, что по крайней мере половина его агентов не была раскрыта ФБР [ 85 ].

Ясно, что кто-то еще передавал в СССР информацию о работе Сиборга и Сегре в Беркли. Но имеющиеся сведения свидетельствуют о том, что Фукс был заведомо самым важным информатором по "проекту Манхэттен" [ 86 ].

Ссылки: