Кузнецов бросил окурок, притоптал его и решился.
— Не смогу я, Валентина, — выдавил он. — Не получится у меня. Хоть и жалко ее, а не смогу… Не обижайся.
— Ну и вали отсюда! — разошлась бригадирша. — Топай за олифой.
И уже в дверях добавила с тихой угрозой:
— Только помалкивай. И без тебя найдутся…
Два врача, обслуживающих всю лагерную зону, сбились с ног, принимая роды. Четверть женского лагеря забеременела в первые же месяцы. Между тем не было ни родильного отделения, ни детприюта.
Кузнецов возвращался с работы понурый.
Предпраздничного настроения как не бывало.
Когда же начнется настоящая работа? Скорей бы монтаж.
По дороге в барак он забежал в продуктовую лавку за бутылкой. И дома весь вечер огорченно вспоминал: «Зачем он тогда, в сорок пятом, сделал три шага вперед? Кто его тянул?..».
7
После открытия деления урана в 1939 году все оснащенные физические лаборатории мира превратились в полигоны для испытания и исследования уран-нейтронной реакции. Стимулом являлся не только факт выделения огромной энергии в процессе деления каждого ядра, но и расчет баланса нейтронов в момент самой реакции.
Вскоре ученые пришли к выводу, что при бомбардировке урана медленными нейтронами, имеющими скорость теплового движения молекул в газах, число высвобождающихся нейтронов на один акт деления равно примерно двум или трем. Итак, два осколка и два с половиной новых нейтрона.
А это означало, что вновь рожденные нейтроны могут вызвать новые деления. Процесс, начавшись от постороннего источника нейтронов, может превратиться в цепной и лавинообразный. Такой процесс был бы подобен адскому взрыву, поскольку выделяемая при этом энергия будет тысячекратно превышать по своей мощности и взрывной силе все известные взрывчатые химические вещества.
Однако в естественном уране никакого взрыва не происходит даже при инициации с помощью посторонних источников нейтронов. Какие-то факторы препятствуют развитию цепной реакции, уменьшая коэффициент размножения нейтронов с двух с половиной до спасительной величины, очевидно, не превосходящей единицы.
Прежде всего, причина заключется в разных ядерных свойствах тех изотопов, из которых состоит природный уран. 99 % принадлежит изотопу с атомным весом 238 и 0,7 % — изотопу с атомным весом 235.
По химическим свойствам эти изотопы идентичны, но их наличие значительно усложняет физическую картину уран-нейтронного взаимодействия. В феврале 1939 года датский ученый Нильс Бор пришел к заключению, что медленными нейтронами делится только уран-235, а не основной изотоп урана — с атомным весом 238.
Советские ученые Харитон и Зельдович в том же году пришли к выводу, что условия, требуемые для цепной реакции, «не могут осуществиться в уране-238, будь то окись урана или чистый металлический уран». Но выход есть: «Достаточно повысить в уране концентрацию изотопа 235, чтобы реакция оказалась возможной».
Однако задача разделения изотопов или обогащение урана более легким компонентом казалась в то время трудноразрешимой. Химическим путем это сделать невозможно. Рассортировать же атомы, используя очень незначительную разницу в их массах, казалось почти фантастикой. А между тем, получение чистого урана-235 сразу решало бы проблему.
Американский ученый Поллард писал в 1942 году:
Невозможность получения цепной реакции в природном уране объясняется не только малым относительным содержанием делящегося изотопа — всего 0,7 %. Дело оказалось гораздо сложнее.
Наибольшую вероятность вызвать деление ядра урана-235 имеют медленные нейтроны с тепловыми скоростями. А в самом акте деления рождаются два с половиной быстрых нейтрона, имеющих скорости в сотни и тысячи раз выше.
Уран-238 тоже взаимодействует с нейтронами. Но его ядра не делятся, а, захватывая нейтрон, превращаются в конечном итоге в новый трансурановый элемент № 94, не существующий в природе. Впоследствии он получил название «плутоний».
Именно это радиационное поглощение нейтронов ураном-238, до того момента, когда они успеют замедлиться и вызвать деление ядра урана-235, является основным отрицательным фактором, мешающим осуществлению цепной реакции в природном уране.
В поисках путей, улучшающих условия протекания цепного процесса, Ферми и Сцилард высказали в 1940 году перспективное предложение: ускорять процесс замедления рождающихся быстрых нейтронов с помощью специальной добавки к урану легких химических элементов.
При столкновении с легкими атомами процесс замедления нейтронов будет протекать в десятки раз быстрее, чем это происходит при столкновении с тяжелыми ядрами урана. Добавки могут значительно увеличить вероятность замедления нейтрона, избегая паразитного захвата ураном-238. В качестве подобных замедлителей рассматривались бериллий и вода — обычная или «тяжелая».
Но фактически первая искусственная цепная реакция была достигнута с использованием в качестве замедлителя углерода (графита). Это была так называемая уран-графитовая сборка, запущенная в действие под руководством Ферми в Чикаго, в декабре 1942 года.
Другими факторами, уменьшающими вероятность достижения цепной реакции, являются: поглощение нейтронов различными естественными примесями, содержащимися в уране и графите, а также холостая утечка нейтронов через боковую поверхность сборки в окружающее пространство.
Уменьшить влияние первого фактора можно с помощью тщательной технологической очистки от посторонних примесей исходных материалов: урана и графита. Смягчить второй фактор можно с помощью увеличения объема и массы урановой системы и придания ей наиболее оптимальной формы — близкой к шарообразной.
Все эти трудности были преодолены впервые в США, в 1942 году.
Такая уран-графитовая сборка сверхкритических размеров, в которой была впервые достигнута цепная реакция деления, получила в США название «атомный котел». В СССР прижилось название «реактор».
Цепная реакция деления, достигнутая в уран-графитовой сборке, имела не только демонстрационное значение, подтверждающее теоретические расчеты физиков. Пуск урановых котлов имел сугубо практическую и чисто военную нацеленность.
В процессе работы котла часть ядер урана-238 превращается в новый химический элемент — плутоний-239. А он, по теоретическим прогнозам физиков, должен был обладать способностью к делению еще в большей степени, чем уран-235. Иными словами, атомная бомба могла быть не только урановой, но и плутониевой.
К атомному оружию вели два пути: разделение изотопов и получение плутония в уран-графитовом реакторе. Объект «А» в челябинской зоне предназначался для наработки оружейного плутония.
