Бомба для Гитлера: кто отнял у нацистов ядерное оружие?

Британская версия событий: операция «Новичок»

На Западе популярны целые книги, описывающие, как именно действия союзников лишили Третий рейх шансов на ядерную бомбу. Ключевая линия повествования там такая: для получения бомбы Гитлеру нужна была тяжелая вода (такая, где вместо обычного водорода тяжелый — дейтерий). 

Восемнадцатого октября 1942 года англичане сбросили четырех диверсантов передовой группы в районе норвежской фабрики по производству тяжелой воды (операция «Шотландская куропатка», традиционно ошибочно переводится как «Тетерев»). Туда же 19 ноября того же года на планерах должны были высадиться 34 диверсанта-англичанина из SAS (операция «Новичок», традиционно ошибочно переводится как «Незнакомец»). 

Два четырехмоторных самолета-буксира тащили два планера Airspeed AS.51 Horsa, где и размещались десантники. Один буксир потерял планер (обрыв троса) не там, где нужно было высадиться. Трое сасовцев погибли, остальных 14 немцы вскоре переловили, допросили и расстреляли. Второй самолет-буксир снизился, чтобы поискать первый планер, и в итоге угодил в скалу: погибли все, и экипаж, и десантники. 

В феврале 1943 года туда сбросили еще шестерых (теперь норвежцев), в итоге удалось взорвать электролизное оборудование норвежской фабрики. Это в англо-американской историографии как раз и считают серьезным ударом по немецкой атомной программе. 

Однако следует напомнить: уже к апрелю 1943 года фабрику восстановили. Да, с ноября 1943 года ее начали бомбить американцы. В феврале 1944 немцы решили бросить завод, вывезя запасы тяжелой воды в Германию, но один из диверсантов-норвежцев смог взорвать судно, которое ее везло. Погибли 14 гражданских норвежцев и четыре немецких солдата.

Было ли хотя бы это успехом? Нет. Изучение документов в XXI веке показало, что на борту потопленного судна было всего 500 килограммов тяжелой воды, а немцам для реактора (достаточного для создания бомбы) надо было пять тонн. 

В целом вся эта история звучит очень героически: десанты, взрывы. Прямо-таки бондиана, пусть и без решающего результата. Но она же вызывает и некоторые вопросы. 

Во-первых: почему тяжелая вода для ядерного оружия была нужна Рейху, но не СССР и США, создававшим свои ядерные силы без опоры на нее? Во-вторых, действительно ли немцы всерьез базировали атомный проект на мощностях такой суперпромышленной державы, как… Норвегия? 

Да, норвежцы производили тяжелую воду как «отходы» при производстве аммиака. Однако немцы, бесспорно, располагали энергетическими возможностями большими, чем норвежцы. Если бы они действительно хотели этого, то нарабатывали бы тяжелую воду у себя в стране. Так почему это не было сделано?

Немецкая (послевоенная) версия событий: мы все были антигитлеровцами

У победы всегда много отцов, и лишь поражение — сирота. К тому факту, что Гитлер не получил бомбу, как к «победе», желали «приобщиться» многие. Не только западные разведки рассказывали о том, как они срывали немцам ядерный проект: сами немецкие ученые сразу после войны пытались делать вид, что как могли «сопротивлялись режиму». 

Желающие понаблюдать за соответствующей словесной эквилибристикой того же Гейзенберга могут сделать это здесь. В основном она сводится к тому, что немецкие физики якобы лишь имитировали работу над реактором для наработки плутония, а на самом деле ее замедляли, будучи фактически саботажниками.

Как к этому относиться? Так же, как к послевоенным заявлениям немецких генералов, что «Гитлер мешал им выиграть войну». Когда люди, которые до прямого вмешательства Гитлера даже Париж взять не могли, рассказывают, что они-то были ого-го, но Гитлер помешал, они пытаются выгородить себя. Когда немецкие физики после войны делали вид, что «саботировали» создание бомбы, их мотивы очень похожи. 

На деле в 1941-1942 годах Гейзенберг и его помощники провели ряд экспериментов, которые показывают: они абсолютно серьезно пытались создать реактор для наработки плутония. В опытах L-III (конец 1941 года) и L-IV (июнь 1942 года), они использовали металлический уран в виде порошка (топливо) и тяжелую воду (замедлитель), чтобы попытаться запустить самоподдерживающуюся цепную реакцию в сферических реакторах (на иллюстрации).

Причем в эксперименте L-III порошок металлического урана загорелся, подвергнув опасности жизнь экспериментаторов. А в опыте L-IV, где было уже 750 килограммов металлического урана и 150 килограммов тяжелой воды,возгорание было куда более масштабным. Некоторые источники даже описывают его как взрыв водорода, выделившегося из перегретой воды бассейна, в который был погружен экспериментальный реактор L-IV. Это утверждение очень сомнительно (ниже мы покажем, почему), но сам факт крупной аварии на реакторе L-IV, безусловно, нельзя отрицать. Точно известно, что Гейзенберг и его ближайший помощник тогда чудом избежали гибели, а шесть человек пришлось лечить от ожогов.

Назовем вещи своими именами: никто не будет рисковать жизнью ради имитации бурной деятельности. Если уж вы желаете показать «объективные трудности», то это надо делать принципиально иначе. Например, дать урану начать гореть тогда, когда лично вас и ваших помощников рядом с экспериментальным реактором не будет. Благо технически это не так-то и сложно.

Может быть, это были русские?

Чтобы быть объективными, рассмотрим и «русскую версию» провала немецкой ядерной программы. Хорошо известно, что в принципе СССР через разведорганы эффективно влиял на политику западных стран, в частности втянув США во Вторую мировую войну в ходе операции «Снег». Все три ключевых физика «Манхэттенского проекта» также работали с советской разведкой. 

Наконец, известно, что советская разведка задолго до войны специально посылала людей учиться в Массачусетский технологический институт и некоторые другие вузы, чтобы в дальнейшем использовать их по линии научно-технической разведки (недостаточно подкованным в таких вопросах кадрам бывает сложно работать по этому профилю).

На первый взгляд некоторые основания для подозрений о советской «антиатомной» работе в Германии есть. Известно, что ряд немецких военнопленных Первой мировой были завербованы ЧК перед их возвращением в Германию. Известно, что в русском плену побывал Вальтер Боте. Боте приехал из плена, свободно говоря по-русски и прихватив русскую невесту (то ли Барбару Белов, то ли Варвару Белову — точных сведений о ней практически нет).

Именно Боте был человеком, нанесшим по бомбе для Гитлера самый сильный удар. В 1941 году он провел тщательно поставленный эксперимент по определению способности графита использоваться в качестве замедлителя для реактора-наработчика изотопа для ядерной бомбы.

Его эксперимент показал:

«С таким [обнаруженным] сечением захвата [графита] машина [реактор] с углеродом [графитом] невозможна. Но истинное сечение захвата, вероятно, меньше, поскольку точное исследование использованного электрографита, проведенное позже, обнаружило в нем небольшое содержание бора. Так как углерод более высокой степени чистоты, чем использованный, практически не может быть изготовлен, то, пожалуй, он едва ли сможет приниматься в расчет как замедлитель».

Слова «Так как углерод более высокой степени чистоты, чем использованный, практически не может быть изготовлен» и стали причиной разворота немецкого атомного проекта в сторону тяжелой воды. Поскольку быстро нарабатывать ее не выходило, экспериментальные реакторы немцы строили очень медленно. Из-за этого плутоний они так и не наработали, а без него не получили и бомбу.

И все же Вальтер Боте почти наверняка не был советским агентом. Дело в том, что он был в курсе всех нюансов немецкой ядерной программы. А значит, знал местное консенсусное мнение: ядерную бомбу надо делать из плутония, наработанного в реакторе. Если бы он сознательно дал вывод о «негодности» графита, понимая, что графит годен, то советская сторона получила бы от него сообщение: материал для бомбы нужно делать на графитовом реакторе — наработчике плутония.

Вот только СССР ничего об этом не знал. Первый советский документ по атомному проекту от 28 сентября 1942 года вообще не предусматривает строительства реактора. В советских документах 1943 года за подписью Курчатова легко видеть постоянные отсылки к идеям из американской ядерной программы (Курчатов прямо указывает на американский опыт из разведданных). Но там нет ничего ни о каких работах закрытой немецкой ядерной программы, то есть Боте такую информацию не передавал.

Сомнительно и то, что он по собственному почину тормозил атомную программу. Дело в том, что аналогичную Боте ошибку сделали французские атомщики еще перед Второй мировой. Они тоже намерили в графите слишком большое поглощение нейтронов, и тоже обратились к тяжелой воде как замедлителю — и даже успели начать получать ее с той самой норвежской фабрики в Вермоке, которую позже взрывали британские агенты.

Да и сама Англия во Вторую мировую приняла решение строить не графитовый, а тяжеловодный реактор, то есть совершила все ту же «ошибку Боте». А значит, его мнение «более чистый графит практически не может быть изготовлен» — не саботаж, а искренняя ошибка, устойчиво воспроизводившаяся в других странах и до, и после него. 

Кто на самом деле лишил Гитлера бомбы?

О том, что Рейх оставили без ядерного оружия разведки союзников, журналисты «Нью-Йорк Таймс» (и не только) пишут целые книги. Американские физики-ядерщики ничего подобного не пишут, потому что разбираются в технической стороне проблемы. По этой же причине у них есть своя версия случившегося:

«Причины провала немецкой реакторной программы и успеха союзной (это неверное обозначение, поскольку американская реакторная программа не делилась результатами ни с СССР, ни даже с Британией. — NS) очевидны. Любой большой и сложный технологический проект требует  четкого понимания научных основ темы, щедрого и последовательного финансирования, выделения приоритетов, тысяч человек персонала, агрессивного управления и твердой поддержки».

Можно уверенно отвергнуть предположение, что Гитлер не мог обеспечить сложные технологические проекты деньгами, людьми или агрессивным управлением с твердой поддержкой. Ведь все это было сделано, например, в программах создания лодок XXI серии (революции в подводной войне), первых в мире реактивных самолетов и первых в мире баллистических и крылатых ракет. Немцы успешно реализовали все эти программы, и никто из союзных государств до конца Второй мировой войны не повторил их успеха в сравнимых объемах (а по ракетам и подлодкам — и ни в каких объемах вообще).

Обращаясь к немецкому атомному проекту, трудно не заметить, что ему давали то, что его организаторы просили. Они никогда не просили организовать крупное производство тяжелой воды в Германии, хотя объем производства электроэнергии в последней на порядок превосходил норвежский (а если считать Германию в границах 1940 года, то и куда больше, чем на порядок). Именно электричество — главный ресурс при наработке тяжелой воды по технологиям того времени. 

Точно так же немецкие ученые никогда не просили создать крупные заводы по разделению изотопов. Исходя из документов, вообще не видно случая, когда власти Германии отказали своей атомной программе в чем-то настолько крупном, что могло бы определить ее успех или неудачу.

Остается первый фактор: «четкое понимание научных основ темы». И вот конкретно он и лишил Гитлера бомбы.

Любой, кто обратится к детальным описаниям экспериментальных реакторов и подкритических сборок немецкой стороны, будет изумлен. Один из первых экспериментов немцы провели, используя как замедлитель нейтронов неохлаждаемый сухой лед. Естественно, он испарялся прямо в ходе эксперимента, делая фиксацию каких-то устойчивых экспериментальных параметров нереальной.

Но забудем первые опыты. Обратимся к экспериментальным реакторам L-III и L-IV, 1941-1942 годов.

Это просто алюминиевые сферы, в которые налита тяжелая вода, а в периферию и центр сферы вставлены слои с порошкообразным металлическим ураном. А почему не с нитроглицерином? Напомним: порошкообразный уран, в отличие от его же слитков, довольно легко воспламеняется на воздухе. И горит очень жарким и очень сложным в тушении пламенем.

Допустим, помощники Гейзенберга были физики, отчего современной им химической литературы не читали. К сожалению, для ученых новейшего времени это норма: даже в своей дисциплине, но за пределами собственной конкретной специализации примерно 80 процентов ученых понимают объективно очень немного.

Однако в любом новом научном направлении самые важные знания по определению не могут быть охваченными «конкретной специализацией». По той простой причине, что если направление новое, то ученых, которых готовили как специалистов по нему, еще просто не существует. Здесь нужен не просто ученый-специалист, а тот, кто обладает способностью быстро вникать в тему, в которой он исходно не специалист.  В любой стране и в любую эпоху лишь меньшинство ученых отвечают этим требованиям.

Но это может объяснить только провал и гибель экспериментального реактора L-III, сгоревшего в ярком урановом пламени (с потерей дефицитной тяжелой воды, что в нем использовали). Аварию реактора L-IV так объяснить уже очень сложно. 

Его строили через месяцы после аварии L-III. Все знали, что причиной последней было использование урана в порошке. Все понимали, что уран в слитках (литой, любой формы) так просто не загорится. Так почему же в L-IV опять использовался порошок? В стране, чей аппарат впервые в мире достиг космоса (еще в 1944 году), никто не умел превращать металлический порошок в слитки? 

Идем дальше. Во всех этих немецких экспериментальных реакторах нет никаких регулирующих стержней. Вообще. Иными словами, даже если бы немцы имели много тяжелой воды и правильные расчеты, они построили бы реактор, который автоматически взорвался.

Как это вышло? А вот как: Гейзенберг счел, что по мере нагрева реактора резонансное поглощение нейтронов ураном-238 в нем начнет резко возрастать. Правда, он не учел, что непосредственно в уране нейтроны быстрые, то есть такие, которые уран-238 почти не захватывает. Медленными — теми, которые уран-238 при нагреве захватывает лучше, — они становятся в слое вещества-замедлителя. Однако любой мыслимый замедлитель, графит ли, тяжелая ли вода, имеют незначительное резонансное поглощение нейтронов. Поэтому на деле немецкие реакторы, которые, по Гейзенбергу, были бы саморегулирующимися, были бы просто неуправляемыми.

Еще больше поражает другой момент. Гейзенберг считал, что температурой стабилизации работы реактора будет плюс 800 градусов, и именно после этой отметки резонансное поглощение остановит дальнейший разгон реактора. 

Проблема в том, что немецкие реакторы состояли из алюминиевых деталей. А алюминий плавится при плюс 660. Как он представлял себе работу реактора в расплавленном виде? Мы не знаем ответа на этот вопрос.

Невозможно представить себе, что он не дополнил реакторы стержнями, понимая реальную картину, но пытаясь осуществить саботаж. Ведь он и его сотрудники лично находились в помещении с реактором без контрольных стержней. То есть выступали в роли, фактически, самоубийц.

Даже самые поздние немецкие реакторы, типа B-VIII 1944 года, не имеют полноценной системы аварийных стержней, хотя на сборках Энрико Ферми в Америке они были с самого начала. К счастью для немцев, B-VIII был рассчитан неправильно. Чтобы замедлить нейтроны до уровня, когда в природном (не обогащенном) уране пойдет цепная реакция, нейтронам нужно было дать 11 сантиметров пробега в тяжелой воде. Однако на деле куски урана в реакторе были отделены друг от друга всего пятью-шестью сантиметрами тяжелой воды. То есть такой реактор не мог работать. 

Согласно моделированию 2009 года, использующему ПО для расчета современных ядерных реакторов, коэффициент размножения нейтронов в B-VIII всего 0,85. То есть на 100 потраченных нейтронов в нем рождалось всего 85 новых, отчего любая цепная реакция в нем почти мгновенно затухала.

Для сравнения: реактор «Чикагская поленница» (деревянный каркас, графитовый замедлитель), который Ферми запустил в черте Чикаго 2 декабря 1942 года, имел коэффициент заметно выше единицы, отчего и запустил ядерную эру.

Вывод: Гитлера лишили бомбы не усилия западных или советских разведок. И не саботаж собственных ученых. Как и во многих других областях, не стоит лишний раз приписывать уму то, с чем вполне справлялась глупость. Если бы немецкие ученые понимали, как реально работают реакторы, то никогда не рисковали бы своей жизнью так, как делали это на практике. На деле ни Гейзенберг, ни его сотрудники просто не понимали физику ядерных реакторов в такой степени, чтобы довести немецкую ядерную программу до плутония в сжатые сроки.

«Он единственный в мире ученый, способный сотворить такое чудо»

Возникает вопрос: почему так получилось? У Третьего рейха были отличные ученые и инженеры. Любой может поискать снимки лунной поверхности в высоком разрешении и убедиться в этом: следы высадки, обеспеченной мозгами разработчиков из Третьего рейха (ракету для полета на Луну для США разработала группа инженеров под руководством фон Брауна), все еще прекрасно видны там. И будут видны как минимум века.

Именно в Германии в 1938 году физики Отто Ган и Фриц Штрассман открыли сам факт расщепления ядра атома (за что Гану дали Нобелевку). До того, напомним, распад ядра на более легкие части считался невозможным. А до тех пор, пока физики не осознавали саму возможность распада ядра атома, осознать и хотя бы примерно рассчитать, какое количество энергии при этом появляется, было в принципе нельзя. 

Так что стартовый выстрел в атомной гонке на деле прозвучал именно в Германии, а не где-либо еще. Именно после публикации работы Гана в Naturwissenschaften в начале 1939 года Ферми и Сциллард в США задумались над созданием ядерного оружия. 

До открытия Гана это было бы для них (как и для всех остальных в мире) просто невозможно. Ведь Ферми лично был сторонником идеи, что в цепной реакции идет лишь накопление тяжелых трансурановых элементов, а о расщеплении атома и не догадывался. Сделай Ган свое открытие в 1941 году, а не 1938-м — ядерная бомба в принципе не смогла бы сработать до конца Второй мировой. 

Что ж, с талантами у немцев все было неплохо. Но важно понимать, что талант таланту рознь. Вернер Гейзенберг, ключевая фигура немецкого атомного проекта, хорошо разбирался в некоторых областях физики (за что получил Нобелевку), но проявил недостаточную гибкость, чтобы быстро встроиться в такую принципиально новую область, как реакторостроение. 

Но его ли это вина? Бросим взгляд на французские или английские усилия по созданию ядерных реакторов во Вторую мировую. Французы выбрали как замедлитель тяжелую воду, а не графит. Англичане и канадцы тоже выбрали тяжелую воду. То есть другие западные страны по сути повторили немецкий, «тяжеловодный» путь к ядерному реактору.

Между тем именно он был одной из ключевых ошибок, которые так и не дали немцам создать бомбу до конца войны. Тяжелую воду в ту пору получали путем многоступенчатого электролиза обычной воды. Молекулы легкой воды при электролизе испарялись быстрее, чем у тяжелой. Такой путь производства был чудовищно энергоемким и дорогим. Грамм тяжелой воды исходно стоил 19 долларов (350-400 современных долларов). 

Достаточно серьезный реактор — наработчик плутония, способный обеспечить создание бомбы, требовал 5-10 тонн тяжелой воды. Дело даже не в том, что это стоило бы дорого. Важнее то, что быстро получить столько дейтериевой воды без сверхусилий было бы сложно. Требовалось строить большую и дорогую фабрику. Куда больше, чем скромная норвежская в Веморке. Поэтому немецкие реакторы до конца войны и не имели размеров, позволяющих им — хотя бы в теории — быть наработчиками плутония.

Почему в США выбрали графитовый замедлитель? Точно так же, как и в Германии, первые эксперименты показали Ферми и его сотрудникам, что имеющийся в продаже графит содержит слишком много борных примесей, отчего поглощает много нейтронов и делает строительство реактора из него проблематичным.

Но если немцы, натолкнувшись на это, написали «более чистый графит получить практически вряд ли возможно», то Ферми пошел к производителю графита (еще в 1940 году). Поговорил с ними, убедительно объяснив, что от получения сверхчистых графитных материалов в больших количествах зависит очень многое. И через год производители графита создали новый производственный процесс, который позволил получить графит, поглощавший нейтроны на десятки процентов слабее исходного. 

За счет этого был получен замедлитель, делающий нейтроны в реакторе достаточно медленными, чтобы они успевали прореагировать с атомами урана. Но при этом не пожирающий эти самые нейтроны борными примесями.

Почему Ферми пошел в эту сторону, а не к тяжелой воде? Потому что он был одним из немногих физиков, успешно работавших как в теоретической, так и в экспериментальной области. Множество физиков-экспериментаторов стабильно сталкиваются с ситуацией, когда исходные материалы недостаточно чистые или поставщик приборов «накосячил». Они понимают, что такие проблемы могут быть как легко исправимыми, так и нерешаемыми — но в любом случае попробуют их решить, поговорив с поставщиком.

Правильный выбор замедлителя — не единственное решение Ферми, где он показал способность исключительно быстро вникать в новую для него тему. Точно так же он прореагировал, когда столкнулся — первым в мире — с проблемой ксенонового отравления реактора В, которым США нарабатывали плутоний для «нагасакской» бомбы. На осознание теоретических корней проблемы у него ушли считаные дни. Недели ушли на принятие контрмер. Кто еще в истории мирового реакторостроения работал с такими темпами?

Напомним: в феврале 1943 года советская разведка получила данные о том, что Ферми удалось добиться самоподдерживающейся цепной реакции (в современной терминологии — устойчивой работы первого в мире реактора). Павел Судоплатов вспоминает, как знакомил с этим сообщением советского ученого Исаака Кикоина. Однако, по принятым в разведках нормам, он не называл имени ученого, осуществившего это достижение. Далее, как вспоминает Судоплатов, случилось вот что:

«Кикоин, прочитав доклад о первой ядерной цепной реакции, был необычайно возбужден и, хотя я не сказал ему, кто осуществил ее, немедленно отреагировал: „Это работа Ферми. Он единственный в мире ученый, способный сотворить такое чудо”».

Попытки Судоплатова следовать нормам своего ведомства и скрывать фамилии тех западных ученых, которые добивались тех или иных результатов в работе над бомбой, вызвали у советских ученых, среди которых были Кикоин, Иоффе, Курчатов и Алиханов вот такую реакцию:

«Я вынужден был показать им некоторые материалы [Манхэттенского проекта] в оригинале на английском языке. Чтобы не раскрывать конкретных источников информации, я закрыл ладонью ту часть документа, где стояли подписи… Ученые взволнованно сказали: „Послушайте, Павел Анатольевич, вы слишком наивны. Мы знаем, кто в мире физики на что способен. Вы дайте нам ваши материалы, а мы скажем, кто их авторы”. Иоффе тут же по другим материалам назвал автора — Фриша».

Тем, кто сегодня пытается понять, отчего у немцев не получилась ядерная бомба, стоит задуматься над этим эпизодом. Если в феврале 1943 года советские атомщики без подсказок понимали, что Ферми «один мог сотворить такое чудо», как работающий реактор, то из этого автоматически следует, что среди немецких ученых таких людей в СССР не видели. 

И, называя вещи своими именами, были правы. Даже если бы Гейзенбергу дали его пять тонн тяжелой воды, нужный по мощности реактор без аварийных стержней просто устроил бы в Германии мини-Чернобыль, но никак не наработку плутония.

Правильный вопрос должен звучать не как «кто отобрал бомбу у Гитлера?» Более точно было бы спросить: кто подарил ее Рузвельту? В основном это сделал Энрико Ферми. У Гитлера не было Ферми, потому он и остался без бомбы.