Проект атомной бомбы ХФТИ 1940 года

Самой серьезной проблемой  для Курчатова стало получение  урана и графита для сборки. В начале 1943 г. у него был только «пестрый набор» «небольших количеств разнородных, далеко не лучшей чистоты кустарных изделий в виде кусков урана и порошкового урана и его окислов». Это было намного меньше 50–100 тонн, необходимых для уран-графитовой сборки, по его оценке, приведенной в докладе Первухину. В 1943 г. в распоряжении Курчатова имелись только одна-две тонны урана, как сообщал он Первухину в июле этого года, и было совершенно неясно, сколько времени понадобится для получения нужных 50 тонн.

Первухин и Курчатов вызвали в Москву Хлопина, чтобы  тот доложил об имеющихся государственных  запасах, которые оказались незначительными  по сравнению с тем, что было нужно  Курчатову. Когда Ферсман в ноябре 1940 г. докладывал на заседании Урановой комиссии о его и Хлопина экспедиции в Среднюю Азию, он сказал, что к 1942–1943 гг. можно будет извлекать ежегодно 10 тонн урана. При таких темпах Курчатову понадобилось бы от пяти до десяти лет, чтобы получить уран в необходимом для его сборки количестве. В 1943 г., после доклада Хлопина, правительство дало задание Наркомату цветной металлургии как можно скорее получить 100 тонн чистого урана. Это указание мало что дало: «как можно скорее» на практике отнюдь не означало «в первую очередь», так как лишь первоочередные приказы должны были выполняться к определенной дате.

В мае 1943 г. Курчатов просил Н. И. Сужина и 3. В. Ершову из Института  редких и драгоценных металлов снабдить его разными соединениями урана  и металлическим ураном, причем в  каждом случае требовалась необычайно высокая химическая чистота. Первый слиток урана весом около килограмма был получен в лаборатории Ершовой в конце 1944 г. в присутствии комиссии, возглавляемой Первухиным. Прежде чем получить уран, который ему был необходим, Курчатову предстояло пройти еще долгий путь.

В конце января 1943 г. Советское  правительство послало в вашингтонское  Управление по ленд-лизу запрос на 10 килограммов  металлического урана, 100 килограммов  окиси урана и столько же нитрата  урана. Генерал Гровз удовлетворил запрос из опасения, что отказ привлек бы внимание к американскому проекту как Советского Союза, так и любопытных в Вашингтоне. Соединения урана (но не металл) были отправлены в Советский Союз в начале апреля. Вначале 1943 г. советская Закупочная комиссия запросила по 220 килограммов окиси урана и нитрата урана. Этот заказ был отправлен на Аляску для транспортировки в Советский Союз в июне 1943 г. В апреле 1943 г. генерал Гровз предоставил советской Закупочной комиссии экспортную лицензию на 10 килограммов металлического урана. Советская комиссия не смогла найти того, что хотела, и в начале 1945 г. вынуждена была удовлетвориться одним килограммом загрязненного урана. Более поздний запрос советской комиссии на восемь тонн хлорида урана и на такое же количество нитрата урана был отклонен. В ноябре 1943 г. Советский Союз получил из Соединенных Штатов 1000 граммов тяжелой воды, а затем, в феврале 1945 г., еще 100 граммов.

Запрошенный из Соединенных  Штатов уран пригодился бы для экспериментов  в Лаборатории № 245, однако сведения о том, что этот уран когда-либо дошел до Курчатова, отсутствуют. Конечно, для Курчатова было чрезвычайно важно иметь уран. В. В. Гончаров, инженер-химик, который пришел в Лабораторию № 2 в 1943 г., писал, что в 1945 г. в ней имелось только 90 килограммов окиси урана и 218 килограммов металлического порошка и все это было доставлено из Германии. Возможно, Советское правительство получало уран из Соединенных Штатов для изготовления сплавов, используемых в производстве вооружений, а не для атомного проекта.

К началу 1945 г. советская  разведка имела общее представление  о «проекте Манхэттен». В феврале 1945 г. В. Меркулов, народный комиссар госбезопасности, писал Берии, что, как показали исследования ведущих американских и английских ученых, атомная бомба реальна, и для того, чтобы ее изготовить, нужно решить две главные задачи: получить необходимое количество делящегося материала — урана-235 или плутония — и сконструировать саму бомбу.

Советская разведка получила информацию и об англо-канадском проекте военного времени, наиболее важными элементами которого были проектирование и постройка тяжеловодного реактора. Источником информации был Алан Нанн Мэй, английский физик, который в 1942 г. вошел в состав ядерной группы Кавендишской лаборатории и позднее был послан работать в Монреальскую лабораторию. Весной 1945 г. Мэй передал в советское посольство в Оттаве письменное сообщение обо всем, что он знал об атомных исследованиях. Позднее он говорил, что сделал это, «чтобы работы по атомной энергии велись не только в США». В первую неделю августа 1945 г. он передал микроскопическое количество урана-235 (слабо обогащенный образец) и урана-233. Образцы урана-235 и урана-233 сразу же были отправлены в Москву. В марте 1945 г. в одном из своих докладов Курчатов написал Первухину, что было бы чрезвычайно важно получить несколько десятков граммов высокообогащенного урана. Того, что передал Мэй, было явно недостаточно.

В первые месяцы 1945 г. после  получения информации из Соединенных  Штатов группа по созданию бомбы изменила направление своей работы. Большую роль в этом сыграл отчет, полученный от Фукса через Гарри Голда. 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.

Фукс информировал Голда, что на испытаниях «Тринити», как  ожидается, произойдет взрыв, эквивалентный  взрыву 10 000 тони 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.

7 апреля 1945 г. Курчатов  написал доклад, который явно  был откликом на информацию, полученную от Клауса Фукса в феврале. 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. 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.

 «Я бы считал необходимым, — писал Курчатов в конце этого раздела своего доклада, — показать соответствующий текст проф. Ю. Б. Харитону».

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. Ясно, например, 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».

Продвижение Красной  армии в Центральную Европу создало  ощутимые преимущества для реализации атомного проекта. В конце марта 1945 г. чехословацкое правительство в изгнании, возглавляемое Эдуардом Бенешем, возвращаясь в Прагу, переехало из Лондона в Москву. Во время его пребывания в Москве было подписано секретное соглашение, давшее Советскому Союзу право добычи в Чехословакии урановой руды и транспортировки ее в Советский Союз. Урановые шахты в Яхимове вблизи границы с Саксонией в начале столетия были главным мировым источником урана. Перед Второй мировой войной эти шахты давали около 20 тонн окиси урана в год. Во время войны там велись некоторые работы, но затем шахты были закрыты. Советская разведка узнала, что Англия хотела бы добывать уран в Чехословакии. Это, без сомнения, усилило интерес Советского Союза к соглашению с чехословацким правительством.

Правительство Бенеша, вероятно, не осведомленное о том значении, которое теперь приобрел уран, согласилось  поставить Советскому Союзу весь имеющийся в Чехословакии его  запас и в будущем поставлять добываемую урановую руду только в СССР. Советский Союз должен был контролировать как добычу руды, так и ее транспортировку, и оплачивать стоимость добычи руды и сверх того 10 процентов в качестве коммерческого дохода. Это был стандартный советский подход к оценке стоимости сырья, но впоследствии такая низкая цена вызвала недовольство в Чехословакии.

Доступ к чехословацкому урану был важен, но еще большая  выгода последовала из оккупации  Германии. В мае 1945 г. в Германию выехала  специальная группа советских специалистов для изучения германского атомного проекта. Это была группа, подобная группе «Алсос», которую сформировал генерал Гровз, чтобы определить, что же знали немцы об атомной бомбе. Советская миссия представляла собой часть более широкого мероприятия, проводимого Советским Союзом, по использованию достижений немецкой науки и техники.

В состав советской миссии входили 20–30 физиков, включая Кикоина, Харитона, Флерова, Арцимовича, Неменова и Головина. Ведущие ученые надели форму подполковников НКВД. Курчатов не участвовал в этой миссии. «Но вы не думаете о будущем, что скажут потомки, если будут знать, что Курчатов побывал в Берлине», — сказал он Флерову, который убеждал его поехать в Германию. Возможно, Курчатов опасался, что НКВД сочтет немецких, а не советских ученых способными сыграть ключевые роли в советском проекте. Это было бы, в его представлении, оскорблением советской науки.

Советские ученые вскоре обнаружили, что мало что могут извлечь  из немецкой ядерной науки. Немецкие ученые не выделили уран-235, не построили  ядерный реактор, недалеко ушли они и в своем понимании того, как сделать атомную бомбу. Советская миссия, однако, обнаружила, что ведущие немецкие ядерщики, среди них Отто Ган и Вернер Гейзенберг, попали на Запад. Десятка самых известных ученых была интернирована англичанами в Фарм-Холле, вблизи Кембриджа.

Некоторые немецкие ученые, однако, решили не убегать от Красной армии. Среди  них был барон Манфред фон  Арденне, «очень способный техник…  и первоклассный экспериментатор», у которого была частная лаборатория  в Берлин-Лихтерфельде и который создал прототип устройства для электромагнитного разделения изотопов. Другим физиком был Густав Герц, который в 1925 г. вместе с Джеймсом Франком получил Нобелевскую премию за эксперименты по электрон-атомным столкновениям, что сыграло важную роль в развитии квантовой теории. Герц, который также разрабатывал газодиффузионный метод разделения изотопов, с 1935 г. работал в компании «Сименс». Петер-Адольф Тиссен, глава берлинского Института физической химии кайзера Вильгельма, руководивший в Третьем рейхе исследованиями и разработками по химии, также выехал в Советский Союз. Аналогичным образом поступили Николаус Риль, директор исследовательского отдела в компании «Ауэр», и химик Макс Фольмер.

Петер-Адольф Тиссен сказал, что «единственным шансом… для германской науки в будущем было бы наиболее тесное сотрудничество с Россией». Он был уверен, что немецкие ученые сыграют в будущем ведущую роль в России, особенно те из них, кто обладает какими-то знаниями о секретном оружии, которое готовится, но не до конца разработано. По его мнению, Германия с ее потенциалом, ее ученые, инженеры, квалифицированные рабочие станут в будущем решающим фактором, и страна, на чьей стороне окажется Германия, будет непобедимой.

Немецкие ученые были перевезены в  Советский Союз в мае и июне 1945 г. вместе с оборудованием из их лабораторий. Им были предоставлены комфортабельные дачи под Москвой, но определенные задачи были поставлены перед ними не сразу.

Однако не немецкие ученые или их лабораторное оборудование, а немецкий уран был главной находкой советской миссии. Харитону и Кикоину удалось в результате тщательного детективного расследования напасть на след свыше 100 тонн окиси урана, которые были спрятаны. Позднее Курчатов сказал Харитону, что это позволило выиграть год при создании первого экспериментального реактора. Впоследствии разведка Соединенных Штатов оценила, что в конце войны Советский Союз получил в Германии и в Чехословакии от 240 до 340 тонн окиси урана.

Соединенные Штаты и  Великобритания пытались помешать Советскому Союзу извлечь из достижений немцев какую-либо выгоду для своего атомного проекта. Интернирование союзниками немецких ученых было частично продиктовано желанием исключить возможность того, чтобы они попали в руки Советов. С этой целью были предприняты и другие шаги. 15 марта генерал Гровз попросил американские ВВС разбомбить завод компании «Ауэр» в Ораниенбурге, к северу от Берлина. Этот завод изготавливал металлический уран и торий для германского атомного проекта и находился в советской зоне оккупации. «Цель нашей атаки на Ораниенбург была скрыта как от русских, так и от немцев, — самодовольно замечает Гровз в своих мемуарах, — так как одновременно были проведены столь же сильные бомбежки маленького городка Цоссен, где располагалась штаб-квартира германской армии».

Но советские власти не были введены в заблуждение этим, и Николаус Риль узнал от советских офицеров, что они подозревали, почему завод разбомбили. В апреле 1945 г. Гровз подготовил англо-американскую группу к вывозу 1200 тонн урановой руды, основного немецкого запаса, из соляной шахты в окрестностях Штрассфурта, который должен был попасть в зону оккупации. Этот уран был бы очень полезен для советского проекта.

Советский атомный проект получил еще больший выигрыш  во времени в результате оккупации  Восточной Германии, где урановые запасы оказались даже более значительными, чем в Чехословакии. Уран был найден на юго-западе Саксонии, на северных склонах Рудных гор, к югу от которых были расположены месторождения в Яхимове. Этот уран не добывался, и, очевидно, Гровз не знал о существовании имевшихся там залежей. Да и советские власти в конце войны также не представляли, насколько богаты эти залежи, которые вскоре стали самым важным источником урана для советского проекта.

Создание КБ-11⁵

С конца 1945 года шел поиск  места для размещения сверхсекретного объекта. Рассматривались различные варианты. В конце апреля 1946 года Ю. Харитон и П. Зернов осмотрели Саров, где прежде находился монастырь, а теперь размещался завод N 550 Наркомата боеприпасов. В итоге выбор остановился на этом месте, которое было удалено от крупных городов и одновременно имело начальную производственную инфраструктуру.