США стали первым государством мира, создавшим ядерное оружие, и единственным государством, применившим его. Однако изначально США не были единственными участниками атомной гонки – другие государства также вели работы в этом направлении. Во всех случаях это был колоссальный риск: далеко не все могли позволить себе направить на эти цели гигантские ресурсы, не имея серьезных гарантий, что деньги не будут выброшены на ветер, а атомная бомба станет реальностью.
Стремление США и Великобритании опередить нацистскую Германию в создании ядерного оружия стало одной из главных причин появления проекта «Манхэттен». В свою очередь, стремление советского диктатора Иосифа Сталина уравновесить ядерный потенциал США – причиной появления советской атомной бомбы.
Парадоксально, но ядерные проекты реализовывала интернациональная команда ученых, в ряде случаев в них работали одни и те же люди.
Показательна судьба ученого и советского супершпиона Клауса Фукса, который переправил в Москву гигантские объемы сверхсекретной информации об атомной бомбе: Фукс был немцем-коммунистом, сперва он работал в Германии, потом эмигрировал в Англию, а потом продолжил работу в США.
Клуб гениев
Термин «атомная бомба» существовал задолго до того, как эта бомба появилась. Впервые его использовал и описал использование такой бомбы британский фантаст Герберт Уэллс в романе «Освобожденный мир», опубликованном перед самым началом Первой мировой войны.
В конце 1930-х годов, благодаря усилиям ученых из многих стран, впервые появилась практическая возможность создания оружия невиданной силы. Показательно, что в 1930-е годы большинство Нобелевских премий по физике получили ученые, занимавшиеся ядерной тематикой – Гейзенберг, Шрёдингер, Дирак, Чедвик, Андерсон, Ферми, Лоуренс – многие из них впоследствии приняли участие в создании оружия «судного дня».
К началу Второй мировой войны ученых, занимавшихся ядерной тематикой, было относительно немного – не более двух-трех тысяч. Эти люди принадлежали к своеобразному элитному клубу. Они часто работали совместно и, по крайней мере, заочно знали друг друга благодаря научным публикациям. Так, многие британские, американские, германские, датские, японские, советские (Абрам Йоффе, Петр Капица, Юлий Харитон, Кирилл Синельников и др.), венгерские физики прошли через лабораторию великого британца Эрнеста Резерфорда – девять из них стали лауреатами Нобелевской премии. Это доказывало справедливость утверждения, что наука интернациональна и не признает государственных границ.
Однако тектонические политические изменения в мире привели к тому, что «клуб» распался и многие ядерщики оказались по разные стороны линии фронта. Так, создатели американской атомной бомбы Роберт Оппенгеймер, Энрико Ферми и Сэмюэл Гудсмит до войны находились в дружеских отношениях с Вернером Гейзенбергом, одним из создателей квантовой механики – и одним из лидеров германского ядерного проекта: Гейзенберг не любил нацистов, но считал себя патриотом Германии.
Германия: что помешало создать
В середине 1930-х-начале 1940-х годов вероятно наибольшие шансы на победу в ядерной гонке имела Германия. Символично, что, именно немецкий химик Мартин Клапрот в 1789 году открыл уран.
Германия обладала первоклассными учеными и инженерами, технологиями, огромным промышленным потенциалом и необходимым сырьем – уран добывался в оккупированной немцами Чехословакии. Кроме того, после захвата Норвегии Германия получила большие запасы «тяжелой воды» (необходимой для проведения управляемых ядерных реакций) и единственный в мире завод, производивший ее (в 1943 году был разрушен в результате рейда норвежских диверсантов).
Впервые в мире расщепить ядро урана смогли германские ученые Отто Ган и Фриц Штрассман в 1938 году: их эксперимент, результаты которого были опубликованы в начале 1939 года, доказал, что создание ядерного оружия достижимо в обозримом будущем.
Однако Германия проиграла гонку: в значительной степени из-за политики Адольфа Гитлера. Нацисты, в лучшем случае, изгнали из университетов, лабораторий и из страны, а в худшем – уничтожили ученых и инженеров еврейского происхождения.
Пострадали многолетние соавторы и близкие друзья Отто Гана: Лизу Мейтнер – впоследствии ее назвали «матерью атомной бомбы» – лишили германского гражданства, но она сумела выехать за границу, Вильгельм Таубе был арестован гестапо и погиб в заключении.
Среди беглецов было множество выдающихся специалистов в ядерной области, принявших активное участие в создании американской Бомбы – например, Лео Силард (в 1933 году уехавший в Англию Силард разработал, а в 1935-м защитил секретным патентом технологию цепной реакции), Макс Борн и Джеймс Франк.
Альберт Эйнштейн решил не возвращаться в Германию и остался в США. Нацистские завоевания и расовая политика стали причиной бегства в США таких великих ученых-нобелиатов, как итальянец Энрико Ферми (его жена была еврейкой) и датчанин Нильс Бор (еврей по матери). Показательно, что в декабре 1942 года именно Ферми в Университете Чикаго впервые в мире провел управляемую цепную реакцию.
Некоторые беглецы из Германии – например, создатель первого проекта советской атомной бомбы Фриц Ланге – оказались в СССР.
В 1939 году вопрос о создании ядерного оружия был поставлен на обсуждение властей Третьего Рейха и его передали практикам – Управлению армейских вооружений. Ядерная программа (Uranprojekt) стала жертвой успехов Вермахта на полях сражений: было принято решение не тратить на нее значительные ресурсы, необходимые для производства танков и самолетов. Поэтому на ядерные исследования и работы выделялись относительно небольшие средства. Это, а также ряд ошибочных технологических решений, привели к тому, что германская атомная бомба так и не появилась.
Тем не менее, к моменту капитуляции в мае 1945 года, Германия обладала ядерным реактором, развитыми технологиями обогащения урана, возможностью создания ядерного заряда на основе урана-235 и не имевшими аналогов в мире средствами доставки: неизвестно, как сложились бы судьбы человечества, если бы у баллистических ракет, которыми Германия обстреливала Англию, появились ядерные боеголовки.
После оккупации Германии в СССР вывезли значительную часть лабораторий, техники, а также многих сотрудников ядерного проекта (среди них было много убежденных нацистов, но на это не обращали внимания). Кроме этого, СССР получил самое главное: достаточное количество уранового сырья, которые нацисты доставили в Германию из оккупированной Бельгии (крупнейшее месторождение урана в мире находилось в Бельгийском Конго – современном ДРК).
В 1949 году, после успешного испытания атомной бомбы, Сталин присвоил звание «Героя Советского Союза» группе советских ученых-разработчиков. Среди награжденных высшей наградой СССР был Николаус Риль – единственный иностранец в списке (гражданин Германии) и, помимо этого, заключенный. Риль наладил процесс обогащения урана, из которого и была изготовлена бомба. Кроме него, значительный вклад в создание советского ядерного оружия внесли лауреат Нобелевской премии Густав Герц, Манфред фон Арденне, Петер Тиссен и другие.
США: почему получилось
Американская ядерная программа стартовала после того, как в августе 1939 года президенту США Франклину Рузвельту передали личное послание великого физика Альберта Эйнштейна, работавшего в Принстонском университете (это письмо было дважды переписано и отредактировано Лео Силардом).
В письме Эйнштейн предупредил Рузвельта, что существует реальная возможность создания «невероятно мощной бомбы нового типа» уже в ближайшем будущем, и что этой возможностью может воспользоваться нацистская Германия. «Единственная бомба такого типа, доставленная на лодке и взорванная в порту, будет способна разрушить весь порт вместе с частью окружающей территории. Однако такие бомбы могут оказаться слишком тяжелыми для транспортировки по воздуху», – указывал Эйнштейн.
Эйнштейн был пацифистом (как и многие другие участники американского ядерного проекта, включая Роберта Оппенгеймера), однако считал, что если у Гитлера появится ядерное оружие, то обладание США аналогичным оружием сделает возможным то, что много позднее получит название «политики гарантированного взаимного уничтожения»: если одно государство применит такое разрушительное оружие, оно неизбежно станет жертвой ответного удара.
В США события изначально приняли тот же характер, что и в Германии. Президент Рузвельт одобрил выделение небольших средств, однако эти работы долгое время не считались приоритетными: ими занимались различные структуры относительно низкого уровня.
Решающее влияние на Рузвельта оказал британский премьер-министр Уинстон Черчилль, который, в свою очередь, опирался на меморандум, подготовленный в 1940 году двумя германскими физиками, бежавшими в Англию – Отто Фришем и Рудольфом Пайерлсом. В меморандуме впервые были указаны размеры атомной бомбы и критическая масса урана, необходимая для взрыва.
Фриш и Пайерлс рассчитали, что энергия, которая выделится в результате взрыва пяти килограммов урана, будет аналогична взрыву нескольких тонн динамита. Авторы меморандума также предупреждали, что в случае применения жертвами атомной бомбардировки станут многие мирные жители, но, как и Эйнштейн, считали создание этого оружия необходимостью ради сдерживания Гитлера, самолеты которого тогда бомбили Англию.
Вторая мировая была войной в воздухе: точность бомбардировок была крайне низкой, для уничтожения даже очень крупной цели – например, моста или завода – приходилось тратить множество пилотов, самолетов, боеприпасов и времени. Обладание бомбой, способной гарантированно уничтожить огромную цель с помощью только одного самолета, обещало невероятные военные преимущества.
В Великобритании в 1940 году было проведены масштабные научные исследования (Комитет MAUD), доказавшие возможность создания ядерного оружия. Эти исследования оказали существенное влияние на решения и Черчилля, и Рузвельта. Практически одновременно – в августе и октябре 1941 года – Великобритания и США начали крупномасштабную разработку оружия «судного дня». СССР получал секретную информацию о ходе проекта буквально с первых месяцев его существования, а впоследствии провел колоссальную работу по внедрению своей агентуры. В значительной степени это объяснялось тем, что СССР был военным союзником США и Великобритании – советская разведка практически не испытывала препятствий в своих действиях.
После вступления США во Вторую мировую войну два сверхсекретных проекта союзных держав начали обмен информацией. В 1943 году Рузвельт и Черчилль приняли решение полностью объединить усилия – у США было несравненно больше ресурсов, чем у Англии, а также значительно больше возможностей спрятать от чужих глаз и, потенциально, спасти от разрушения сверхсекретные объекты ядерной программы.
Организация процесса была поручена Армии США: главой проекта «Манхэттен» стал выдающийся менеджер, генерал Лесли Гровс, ранее построивший крупнейшее административное здание мира – Пентагон, а научным руководителем – выдающийся физик-теоретик Роберт Оппенгеймер.
После войны масштабы ядерного сотрудничества США и Великобритании кардинально уменьшились. В 1947 году Великобритания начала свою военную ядерную программу (работу над плутониевой бомбой) и построила первый реактор.
Вопрос сырья: уран и плутоний
В августе 1945 года США сбросили на Японию две атомные бомбы – одна была произведена из плутония, другая – из урана.
Получение достаточного количества урана, необходимого для создания ядерного оружия, было одной из серьезнейших проблем. В конце 1930-х годов уран был экзотическим сырьем, спрос на него был ничтожен (в частности, его применяли для производства стеклянной посуды, светившейся в темноте). Уран добывался в малых объемах и в мире существовало только четыре месторождения (Бельгийское Конго, Чехословакия, Канада, США).
США договорились с правительством оккупированной Бельгии в изгнании и скупили все запасы урановой руды, накопленные в Конго (современная Демократическая Республика Конго) – именно из нее была изготовлена бомба, разрушившая Хиросиму.
Урановую руду и металлический уран невозможно использовать для изготовления ядерного заряда. Однако уран, как многие другие элементы, существует в нескольких различных формах (изотопах).
Для изготовления бомбы требовался редкий изотоп – уран-235, способный поддерживать быструю цепную реакцию: именно из него была изготовлена бомба «Малыш», сброшенная на Хиросиму. Уран-235 возможно получить из иных изотопов (этот процесс называется «обогащением»). Для создания ядерного заряда необходимо определенное количество соответствующего изотопа («критическая масса»). В «Малыше» было 64 кг урана-235, современные технологии позволяют изготовить ядерный заряд, использовав примерно 25 кг.
На американскую программу создания ядерного оружия было потрачено около 20 млрд долларов. Львиная доля этих средств была израсходована на строительство производств обогащения урана.
Очень многие виды оборудования до этого не существовали – они были придуманы, разработаны и воплощены впервые и специально для создания ядерного оружия. Экспериментировать приходилось с технологическими процессами, некоторые из них – как упоминавшийся проект использования газовой диффузии для обогащения урана – оказались неудачными.
В США построили предприятия, использовавшие две технологии обогащения: газовой диффузии и электромагнитного разделения (большая часть урана из бомбы, сброшенной на Хиросиму, была получена именно этим способом).
Намного более эффективно обогащение с помощью газовых центрифуг (в последующие десятилетия были разработаны и другие технологии) – этот вариант рассматривали, но отвергли в рамках проекта «Манхэттен». Однако, именно эту технологию применили при создании советской атомной бомбы: поскольку Москва имела детальную информацию о ходе работ в США и получила драгоценную возможность не повторять американских ошибок.
Бомба, сброшенная на Нагасаки («Толстяк»), была изготовлена из плутония. Плутоний не встречается в природе – он впервые был выделен в 1940 году американским физиком Гленном Сиборгом в Беркли. В 1944 году в США было начато его производство, в СССР (опять-таки, во многом благодаря полученной в США развединформации) – в 1945 году.
Для урановой и плутониевой бомбы потребовалось разработать и создать принципиально разные взрыватели.
Проект «Манхэттен» реализовывали сотни государственных и частных структур, основные строительные и инженерные работы проводил Корпус инженеров Армии США (проект «Манхэттен» получил такое название, потому что Корпус на начальном этапе образовал Манхэттенский инженерный округ – его офис находился в этом боро Нью-Йорка).
В проекте «Манхэттен» было задействовано до 120 тысяч человек – а в общей сложности, с учетом партнеров и субподрядчиков, в его работе участвовали 600 тысяч, подавляющее большинство которых даже не знали финальной цели своих усилий.
Однако с самого начала советская разведка сумела внедрить агентов и получить доступ к этим разработкам. Москва получала соответствующую информацию еще на самых ранних стадиях – доклады британского Комитета MAUD были похищены еще в конце 1941 года.
Объекты ядерной программы появились на всей территории США, а также в Канаде. Наибольшую известность приобрел Лос-Аламос в штате Нью-Мексико, где работала значительная часть ученых, занимавшихся дизайном ядерных зарядов, и была проведена финальная сборка бомб. Однако, исследования и эксперименты проводились и во многих других местах.
Начало ядерной эры
16 июля 1945 года на полигоне в штате Нью-Мексико был проведен первый в мире ядерный тест («Тринити») – взорвана плутониевая бомба, копия которой была позднее сброшена на Нагасаки. В тесте принимал личное участие советский агент Клаус Фукс. Согласно неподтвержденным данным, детальная информация о конструкции американской бомбы к тому времени уже имелась в Москве.
Взрыв сопровождался невероятной вспышкой света. Температура в эпицентре в 10 тысяч раз превысила предполагаемую температуру поверхности Солнца. Взрыв поднял в воздух тысячи тон песка, которые сделали небо темно-красным. Появился ядерный гриб – он был белым с синим оттенком, но через несколько секунд синий цвет исчез. Один из техников заорал Оппенгеймеру: «Господи, эта чертова штука всё-таки сработала!».
Находившиеся на расстоянии 500 км люди сочли, что началось землетрясение. После взрыва образовался кратер диаметром чуть меньше километра, песок превратился в стекло. Генерал Гровс распространил заявление для прессы, что в Аламогордо взорвались склады со взрывчаткой и пиротехникой.
К тому времени, нацистская Германия и ее европейские союзники были разгромлены. Однако Вторая мировая война продолжалась: Япония не намеревалась капитулировать. Как раз 16 июля открывалась конференция великих держав в Потсдаме.
24 июля 1945 года в Потсдаме президент США Гарри Трумэн (еще недавно, занимая второй пост в государстве – вице-президента – он не знал о существовании ядерного проекта) в перерыве заседания подошел к Иосифу Сталину и сказал ему, что Соединенные Штаты получили «новое оружие необычайной разрушительной силы». Трумэн рассказывал, что Сталин не проявил особых эмоций, но выразил надежду, что США успешно используют это оружие против Японии.
В тот же день лидеры США, Великобритании и Китая опубликовали Потсдамскую декларацию с призывом к безоговорочной капитуляции Японии, предупредив, что «полное применение нашей военной силы, подкрепленной нашей решимостью, будет означать неизбежное и окончательное уничтожение японских вооруженных сил и столь же неизбежное полное опустошение японской территории».
СССР к декларации не присоединился, потому что был связан с Японией пактом о ненападении. Япония отклонила декларацию.
У союзников имелись три варианта окончания войны с Японией. Первый вариант – штурм японских островов: на основе опыта боев за Окинаву был сделан вывод, что предполагаемые потери американских войск должны были составить полмиллиона человек, а потери японцев (военных и мирных жителей) исчислялись бы миллионами. Второй вариант – морская и воздушная блокада: однако она могла затянуться на неопределенное время и не привести к капитуляции; помимо этого было известно, что Япония обладала потенциалом для создания своего ядерного оружия. Третий вариант: заключение мира, однако в этом случае Япония могла сохранить военный потенциал и попытаться взять реванш в ближайшем будущем.
Президент Трумэн принял решение об использовании ядерного оружия, которое тогда воспринималось как особо мощная бомба – о долговременном разрушительном эффекте радиации практически ничего известно не было. Целями были выбраны японские города определенных размеров с большим количеством военных объектов.
6 августа «Малыш» был сброшен на Хиросиму, 9 августа «Толстяк» – на Нагасаки: практически немедленно погибли около 200 тыс человек (точного количества не знает никто). Проведенные незадолго до этого бомбежки Токио обычными боеприпасами унесли примерно столько же жизней.
Ни одно государство мира не выступило с осуждением ядерных бомбардировок.
После этого Сталин, заинтересованный в расширении советских границ на Дальнем Востоке, отдал приказ о начале войны с Японией. Советские войска быстро разгромили Квантунскую армию в северном Китае, практически не имевшую тяжелых вооружений – свои основные силы Япония держала много южнее: они воевали с китайцами, американцами и британцами.
15 августа император Японии Хирохито объявил о принятии условий Потсдамской декларации. Он так объяснил подданным причину первой в истории капитуляции страны: «Противник применил новую бомбу невиданной разрушительной силы, которая погубила множество ни в чём не повинных людей. Если мы будем вести войну и дальше, это будет означать не только ужасную гибель и уничтожение японского народа, но также приведет к гибели всей человеческой цивилизации».
В декабре 1945 года Альберт Эйнштейн резюмировал: «Война выиграна, но не выигран мир».
СССР: гонка за лидером
В 1930-е годы СССР обладал несколькими мощными исследовательскими центрами, занимавшимися ядерной тематикой, и первоклассными учеными, считавшими себя частью международного научного сообщества. Впрочем, некоторые из них стали советскими учеными не добровольно: так, Петр Капица достиг больших научных успехов, работая в Кембридже, в 1934 году он приехал в СССР на конференцию, после чего его не выпустили из страны. Его коллега Георгий Гамов в 1933 году стал невозвращенцем и сделал великолепную научную карьеру в США.
Советские физики, как и другие советские ученые, стали жертвами политической ортодоксии и репрессий. Если в нацистской Германии развивали «германскую физику», то в СССР активно боролись с идеализмом и иными идеологическими девиациями в науке. Ядерный проект, который на определенном этапе стал важнейшим государственным приоритетом, спас много жизней ученых: есть сведения, что в отношении физиков тоже готовились массовые репрессии, как это произошло с генетиками.
В ноябре 1939 года Юлий Харитон предположил, что уровень развития науки позволяет провести цепную реакцию. В 1940 году – впервые в мире – в СССР был представлен проект атомной бомбы. Его создали сотрудники Харьковского физико-технического института, однако проекту не дали ход, а ведущие авторы были репрессированы.
С началом германского вторжения в СССР в 1941 году многие ученые-ядерщики были направлены на выполнение других научных задач: так, Юлий Харитон и Яков Зельдович были вынуждены прекратить исследования цепной реакции, а занялись разработкой ракетного топлива для «катюш».
В конце 1941 года СССР получил первую развединформацию о британском ядерном проекте, также было обращено внимание на то, что в западной научной печати практически пропали публикации на эту тематику.
В конце 1941 года физик Георгий Флеров, призванный в армию, подготовил детальные расчеты создания ядерного заряда и пытался привлечь к этому внимание Академии наук: но тогда германские войска стояли под Москвой. В апреле 1942 года Флеров обратился лично к Сталину.
Советский ядерный проект официально стартовал 28 сентября 1942 года (было подписано соответствующее распоряжение Государственного комитета обороны) – президент США Франклин Рузвельт подписал указ о создании Манхэттенского инженерного округа позже, 6 декабря 1942 года.
11 февраля 1943 года – через несколько дней после окончания Сталинградской битвы – сотрудники проекта получили приказ о создании ядерного оружия. Научным руководителем проекта стал молодой и малоизвестный Игорь Курчатов (к тому времени Флеров вернулся в науку).
Сложность задачи была невероятной. СССР лишился основной промышленной базы; погибли, оказались в оккупации или попали в плен многие ученые и инженеры, способные помочь делу; колоссальной проблемой было отсутствие сырья – на территории СССР на тот момент не было обнаружено месторождений урана.
Показательно, что еще в январе 1943 года СССР обратился к США с просьбой поставить в рамках программы ленд-лиза 10 кг урана, а также 100 кг оксида урана и азотнокислой окиси урана. Позднее поступил заказ еще на 220 кг производных урана, а также на партию «тяжелой воды» – заказы были выполнены.
После атомных бомбардировок Японии Сталин убедился, что ядерное оружие может быть создано и успешно использовано – а кроме того, оно формирует новую реальность международных отношений. При этом, в 1946-1947 годы в разоренной коллективизацией и войной стране свирепствовал голод, унесший сотни тысяч жизней.
Советский ядерный проект получил практически безграничные административные, финансовые и материальные ресурсы. Его руководителем стал всемогущий глава НКВД Лаврентий Берия, руководивший и ядерным шпионажем. По его инициативе при строительстве ядерных объектов широко использовался труд десятков тысяч заключенных ГУЛАГа.
Попутно СССР последовательно нарушал многочисленные политические договоренности с западными союзниками, что стало причиной начала Холодной войны. Условной датой ее начала часто считается 5 марта 1946 года – тогда бывший премьер-министр Великобритании Уинстон Черчилль выступил с речью в Фултоне, в которой заявил, что Сталин оградил оккупированные государства «железным занавесом».
Тем не менее, на этом этапе еще имелся шанс избежать распространения ядерного оружия. 14 июня 1946 года представитель США Бернард Барух на первом заседании Комиссии ООН по атомной энергии предложил масштабный план международного сотрудничества в ядерной сфере. «План Баруха» предусматривал передачу мирных ядерных технологий всем государствам, которые обязуются не создавать ядерное оружие и допустят международный контроль над своими ядерными программами (на этих принципах ныне основана деятельность МАГАТЭ). Идеи плана поддерживали многие ученые, принимавшие участие в американо-британском ядерном проекте.
СССР заблокировал эти предложения: Сталина категорически не устраивала ядерная монополия США, нивелировавшая колоссальное военное преимущество, которым Советский Союз к тому времени обладал в Европе.
Кроме того, у США было то, чего не было у СССР – стратегическая авиация, способная нести ядерные боеприпасы: в случае начала войны между бывшими союзниками, США могли бы нанести СССР колоссальный урон, оставшись в безопасности. Чтобы решить проблему, СССР не вернул в США и скопировал американский бомбардировщик B-29, ставший Ту-4.
Именно тогда появились закрытые города, первым из которых стал Озерск – Челябинск-40, впоследствии Челябинск-65. В Обнинске в конце 1946 года заработал первый советский и европейский ядерный реактор. Дизайн ядерного оружия производился в Сарове (Арзамас-16).
29 августа 1949 года, чуть более, чем через четыре месяца после создания НАТО, призванного защитить свободный мир от СССР, на полигоне под Семипалатинском был проведен взрыв советской атомной бомбы – это была копия американского «Толстяка». К тому времени в СССР был разработан более эффективный проект ядерного заряда, но было решено не рисковать. Незадолго до этого теста группа ученых во главе с Игорем Таммом (в ней был и Андрей Сахаров) приступила к проектированию иного типа ядерного оружия – водородной бомбы.
Человечество вступило в гонку ядерных вооружений, которая продолжается до сих пор. Менее чем через год коммунистическая Северная Корея атаковала Южную и началась первая «горячая война» эпохи Холодной войны.
Проверьте свои здания, пройдите тест
Форум