Насколько близко на самом деле нацисты подошли к созданию атомной бомбы?

6 августа 1945 года американский бомбардировщик B-29 «Энола Гей» пролетел над японским городом Хиросима и сбросил одну урановую бомбу массой 4000 кг под названием «Маленький мальчик». Через несколько секунд взорвалась бомба мощностью, эквивалентной 15 тысячам тонн тротила, разрушив 8 квадратных километров города и унеся жизни примерно 90-140 000 человек. Три дня спустя автомобиль Бока B-29 сбросил плутониевую бомбу « Толстяк» массой 5000 кг на город Нагасаки, в результате чего погибло еще 39–80 000 человек. Началась эра ядерного оружия, тень которой бросит тень на следующее столетие и последующие годы. Но хотя появление первых атомных бомб стало неразрывно связано с войной на Тихом океане, изначально они предназначались для использования не против Японии, а против Германии. С самого начала обширное научное и промышленное предприятие, известное как Манхэттенский проект, было построено на страхе – страхе, что нацистская Германия первой разработает атомную бомбу, передав в руки Адольфа Гитлера самое мощное оружие террора и массового уничтожения. Но насколько близко были немцы к разработке бомбы и возможно ли, что Вторая мировая война могла закончиться совсем иным образом?

У союзников были веские основания опасаться, что Германия далеко впереди в гонке по созданию атомной бомбы. В конце концов, в ходе войны немецкие ученые создали одни из самых совершенных видов оружия, которые когда-либо видел мир, включая первые реактивные истребители и баллистические ракеты. Именно немецкие учёные первыми открыли принцип ядерного деления. В декабре 1938 года химики Отто Хан и Фриц Штрассман бомбардировали образец урана нейтронными частицами, в результате чего образовались атомы гораздо более легкого элемента бария. Подозревая, что нейтроны раскололи или «разделили» ядра урана на более мелкие кусочки, Хан связался со своей бывшей коллегой Лизой Мейтнер, которая, будучи еврейкой, бежала из Германии в Швецию. Мейтнер вместе со своим племянником Отто Фришем вскоре разработала теоретическое объяснение деления и в январе 1939 года провела эксперименты, подтверждающие результаты Хана и Штрассмана. Однако Хан и Штрассман уже представили свои результаты в научный журнал Naturwissenschaften.

Последствия этого открытия сразу же стали очевидны, и в апреле 1939 года в Берлине было созвано секретное совещание немецких ученых для обсуждения возможных применений ядерной энергии. Во время этой встречи был поднят вопрос о возможности создания атомной бомбы, что побудило химика Пауля Хартека написать записку в военное министерство Германии или Рейхсвер, в которой говорилось, что:

«…взрывчатка, на много порядков более мощная, чем обычная, [могла бы дать] той стране, которая первой воспользуется ею, непревзойденное преимущество».

 Теоретическая возможность создания такого оружия была дополнительно подтверждена физиком Гансом Гейгером, и Рейхсвер согласился профинансировать официальную программу ядерных исследований. 1 сентября 1939 года разразилась Вторая мировая война, когда немецкие войска ворвались в Польшу. В конце того же месяца физик Курт Дебнер созвал вторую встречу учёных, на которой присутствовали такие светила, как Авраам Исау, Вальтер Герлах, Эрих Шуман, Вальтер Боте, Клаус Клузиус и нобелевский лауреат Вернер Гейзенберг – самый известный учёный Германии. в то время. К концу встречи участники согласились сосредоточить свои усилия на трех основных целях, необходимых для разработки атомной бомбы: строительстве действующего ядерного реактора или «урановой машины», разделении изотопов урана и исследовании быстрых нейтронов. деление. Хотя немецкая ядерная программа официально называлась « Уранпроект» или «Урановый проект», она стала известна среди ее участников под менее формальным названием « Уранферайн » или «Урановый клуб». И пока немецкие войска продолжали штурмовать Европу, Урановый клуб постепенно приобретал плоды завоеваний: большие запасы урана в Бельгии, циклотронный ускоритель частиц во Франции и завод по производству тяжелой воды в Норвегии.

Различные ученые, бежавшие из Европы, спасаясь от нацистских преследований, наблюдали за этими событиями с растущей тревогой. Среди них были Альберт Эйнштейн и его венгерский коллега Лео Силард, которые 2 августа 1939 года – за месяц до вторжения Германии в Польшу – подготовили письмо президенту США Франклину Д. Рузвельту, предупреждающее его о серьезной опасности, которую представляет немецкая ядерная программа. :

«В течение последних четырех месяцев стало… возможным запустить цепную ядерную реакцию в большой массе урана, с помощью которой можно было бы генерировать огромное количество энергии и большое количество новых радиоподобных элементов. Теперь кажется почти несомненным, что этого можно будет достичь в ближайшем будущем.

 Это новое явление также приведет к созданию бомб , и вполне возможно (хотя и гораздо менее достоверно), что таким образом могут быть созданы чрезвычайно мощные бомбы нового типа. Одна-единственная бомба такого типа, доставленная на лодке и взорванная в порту, вполне могла бы уничтожить весь порт вместе с частью прилегающей территории».

 Это письмо, наряду с аналогичными предупреждениями других ученых, в конечном итоге убедило Рузвельта одобрить в июне 1942 года то, что стало известно как Манхэттенский проект, административным и научным директорами которого были соответственно инженерный корпус армии генерал Лесли Гроувс и физик Дж. Роберт Оппенгеймер. А чтобы узнать больше о другом, более неожиданном сотрудничестве Эйнштейна и Сциларда, посмотрите наше предыдущее видео «В тот раз, когда Альберт Эйнштейн решил попытаться произвести революцию в хранении еды в холодном виде».

 Во время создания Манхэттенского проекта многие ученые были в отчаянии от того, что союзники отставали от немцев в ядерных исследованиях как минимум на 1-2 года, при этом физик Леона Маршалл Либби вспоминала:

Читайте также:   Необычные способы, которыми повседневные вещи получили свои имена

«Я думаю, что все были в ужасе от того, что мы ошибались, а немцы были впереди нас… Германия лидировала в цивилизованном мире физики во всех аспектах, когда началась война, когда Гитлер снизил бум. Это было очень страшное время».

Однако отсутствие надежных источников разведки не позволило союзникам оценить прогресс немецкого проекта создания атомной бомбы. Таким образом, Манхэттенский проект стал слепой гонкой против невидимого врага, о реальных возможностях которого можно было только догадываться. В течение следующих трех лет около 32 миллиардов долларов и 500 000 человек – почти 1% всей рабочей силы США – будут вложены в то, чтобы опередить немцев до финиша. Как позже писал генерал Гроувс:

«До тех пор, пока у нас не было достоверных сведений об обратном, нам приходилось предполагать, что наиболее компетентные немецкие ученые и инженеры работали над атомной программой при полной поддержке своего правительства и с использованием всех возможностей немецкой промышленности в их распоряжении. Любое другое предположение было бы необоснованным и опасным».

Действительно, те немногие обрывки разведывательной информации, которые удалось собрать союзникам, оказались менее чем обнадеживающими. В сентябре 1941 года Вернер Гейзенберг нанес визит датскому физику Нильсу Бору в его доме в Копенгагене. Цель визита является предметом серьезных споров: некоторые историки утверждают, что Гейзенберг хотел завербовать Бора в немецкий проект создания атомной бомбы, а другие — что он пытался убедить союзников через Бора отказаться от их собственной ядерной программы. Известно лишь то, что а) Бор в гневе выгнал Гейзенберга из дома и больше никогда с ним не разговаривал; и б) во время их встречи Гейзенберг нарисовал Бору простую схему ядерного реактора. Когда Бор позже был эвакуирован британцами из Дании, он передал этот эскиз разведке союзников, которая восприняла его как доказательство того, что немцы далеко продвинулись в своих ядерных исследованиях.

Лишь после высадки в день «Д» в июне 1944 года разведка союзников наконец начала приоткрывать завесу над немецким «Уранпроектом». Годом ранее разведка армии США запустила миссию ALSOS под командованием подполковника Бориса Т. Паша. Задача ALSOS, вооруженная несколькими джипами и легким вооружением, заключалась в том, чтобы проникнуть глубоко в тыл врага и собрать всю возможную информацию о немецком ядерном проекте. Но как бы далеко они ни проникли в оккупированную Европу и саму Германию, полковник Паш и его люди не смогли найти никаких свидетельств существования промышленных предприятий по обогащению урана, необходимых для производства атомной бомбы, а те немногие ядерные исследовательские центры, которые они нашли , были небольшими. масштабные дела, которыми занимаются университетские факультеты физики и химии. В конце концов, однако, миссия ALSOS, похоже, сорвала куш, когда они обнаружили полномасштабный ядерный реактор, спрятанный в пивном погребе в южном немецком городе Хайгерлох. Но когда был осмотрен сам реактор и допрошены ученые, участвовавшие в его строительстве, стало ясно, что немцам так и не удалось добиться устойчивой цепной ядерной реакции. Когда война в Европе наконец подошла к концу и все имеющиеся доказательства были собраны, миссия ALSOS пришла к поразительному выводу: немцы так и не приблизились к разработке работающей атомной бомбы. Ни одно из исследований Уранового клуба в области ядерного деления так и не дошло до мелкомасштабной экспериментальной стадии, и весь проект был в конечном итоге свернут, когда немецкое командование осознало, что он никогда не внесет вклад в окончательный исход войны. В одно мгновение призрак немецкой атомной бомбы – пугала, который дал толчок и поддержал гигантский Манхэттенский проект – казалось, растворился в воздухе.

Итак, что случилось? Почему, несмотря на двухлетнюю фору перед союзниками, немецкий проект создания атомной бомбы в конечном итоге провалился? Этому способствовало множество факторов, и все они иллюстрируют резкий контраст между тем, как осуществлялось научно-техническое развитие в нацистской Германии и странах-союзницах.

Первым гвоздем в гроб немецкого проекта атомной бомбы стала безжалостная политизация немецкой науки при нацистском режиме. К моменту начала Второй мировой войны нацисты тщательно очистили университеты и исследовательские институты Германии от евреев, коммунистов и других политических нежелательных лиц – около 1145 человек, или 14% всего персонала высших учебных заведений. В их число входили такие суперзвезды, как Альберт Эйнштейн, Эрвин Шредингер, Ганс Бете, Юджин Вигнер, Эдвард Теллер, Джон фон Нейман и Отто Фриш – многие из которых эмигрировали в Соединенные Штаты и стали ключевыми фигурами в Манхэттенском проекте. Даже Вернер Гейзенберг не был застрахован от подозрений нацистов. В 1938 году Гейзенберг подвергся нападкам со стороны рейхсфюрера Генриха Гиммлера, главы СС, который назвал его «белым евреем» за его работы по квантовой теории и предложил «заставить его исчезнуть». Его репутация и карьера были спасены только благодаря вмешательству его матери, которая была старой подругой семьи Гиммлеров. В результате этого вмешательства Гиммлер понял, что Германия не может позволить себе потерять такого великого учёного, и написал Гейзенбергу письмо, предостерегая его, чтобы он разделял физику и политику. Такие чистки, а также нацистская вера в то, что атомная теория, квантовая теория и другие недавние научные разработки представляют собой выродившуюся «еврейскую физику», в конечном итоге оставили Германию с небольшим количеством специалистов, способных руководить успешным проектом ядерных исследований. Более того, многие ученые, оставшиеся в Германии, были призваны в вооруженные силы, что еще больше сократило научный и технический капитал, доступный нации.

Читайте также:   Кто придумал Годзиллу и как они создали его культовый рев?

Еще одним фактором, который в конечном итоге потопил немецкую атомную программу, был запутанный и неэффективный способ управления техническим и научным развитием в нацистской Германии. В отличие от стран-союзников, таких как США, где правительство решало, какие проекты вооружений стоит осуществлять, и распределяло контракты с компаниями, наиболее подходящими для их реализации, в Германии множество частных фирм, правительственных ведомств и подразделений вооруженных сил конкурировали друг с другом за ограниченные ресурсы и контракты. Это была преднамеренная тактика «разделяй и властвуй» со стороны Гитлера и его приспешников, поскольку она поощряла различные правительственные и военные ветви к ссорам между собой, а не к заговору против режима. Эта система также была продуктом попыток нацистов замкнуть особенно проблемный идеологический круг. Хотя нацисты понимали преимущества свободного рыночного капитализма, они считали эту еврейско-американскую систему нежелательной и разработали странную гибридную схему свободного предпринимательства и государственного контроля в попытке примирить это противоречие. Однако на практике это приводит к расточительному дублированию усилий и растрате ограниченных ресурсов. Например, к концу войны в разработке находилось 86 различных проектов ракет, лишь немногие из которых когда-либо достигли боевого состояния. Если бы наиболее многообещающие из этих проектов были объединены и переданы одному подрядчику, как в модели союзников, разработка, вероятно, шла бы гораздо эффективнее. Точно так же в какой-то момент существовало не менее трех отдельных и независимых программ ядерных исследований, разделенных между девятью исследовательскими институтами в Берлине, Лейпциге и Касселе. По словам немецкого историка Клауса Хентшеля:

«По сравнению с британскими и американскими усилиями по военным исследованиям, объединенными в «Манхэттенский проект», Уранферейн, который по сей день является ярким примером «большой науки», представлял собой лишь слабосплоченную децентрализованную сеть исследователей с совершенно разными исследовательскими программами. Вместо командной работы, как на американской стороне, на немецкой стороне мы наблюдаем ожесточенную конкуренцию, личное соперничество и борьбу за ограниченные ресурсы».

Но даже если бы немецкий ядерный проект был объединен в единое скоординированное усилие, он все равно был бы обречен из-за отсутствия официального правительственного интереса и поддержки. Хотя рейхсвер с самого начала увидел военный потенциал ядерного деления, к середине 1940 года этот интерес быстро угас, поскольку быстрое завоевание Германией Западной Европы убедило многих в высшем командовании, что война будет выиграна к 1942 году. прогресс, достигнутый Урановым клубом, убедил Рейхсвер в том, что ядерные исследования не будут способствовать окончанию войны в краткосрочной перспективе. Таким образом, в январе 1942 года проект был передан Имперскому исследовательскому совету и ему был присвоен низкий приоритет. Цели проекта также были упрощены: от создания атомной бомбы до строительства ядерного реактора для исследований, производства энергии и, возможно, военно-морской силовой установки. Ситуации не помог тот факт, что Адольф Гитлер, не имевший никакого опыта в области науки и техники, не понимал и не ценил потенциал ядерной энергии и вместо этого тяготел к менее абстрактному «чудо-оружию», такому как гигантские железнодорожные пушки и баллистические ракеты. Результатом всего этого стало то, что по сравнению с Манхэттенским проектом Немецкий Урановый клуб испытывал катастрофическую нехватку финансирования и персонала, получая сумму, эквивалентную всего лишь 2 миллионам долларов в виде государственных средств, и насчитывая максимум 100 исследователей. Его американский аналог, напротив, нанимал в 5000 раз больше персонала и получал в 16 000 раз больше финансирования. И поскольку война затянулась, Урановый клуб стал только уменьшаться, его запасы урана были направлены на производство бронебойных боеприпасов, а его ученых направили на более неотложные военные проекты.

Но самым большим фактором, который в конечном итоге потопил немецкий проект создания атомной бомбы, по иронии судьбы, было отсутствие немецкого научного опыта. Несмотря на опасения союзников, что немцы на годы опережают свои ядерные исследования, к моменту начала Манхэттенского проекта в начале 1942 года британские и американские учёные уже значительно опередили своих немецких коллег. Во многом это произошло из-за вышеупомянутой политической чистки немецкой интеллигенции, которая оставила страну с нехваткой специалистов в области ядерной физики. Это, в свою очередь, привело к тому, что немецкие ученые допустили ряд ключевых ошибок, которые с самого начала обрекли всю затею. Например, чтобы построить работающий ядерный реактор, нужен не только уран в качестве топлива, но и материал, называемый замедлителем. Замедлитель замедляет нейтроны, образующиеся в результате ядерного деления, до оптимальной энергии, необходимой для производства дополнительных делений, тем самым поддерживая цепную реакцию. Первый в мире ядерный реактор, Chicago Pile 1, использовал кирпичи из графита, сверхчистой формы углерода. Однако этот материал был исключен в начале немецкой программы, когда ошибка в расчетах привела физика Вальтера Боте к выводу, что он поглощает слишком много нейтронов, чтобы быть практическим замедлителем. Это оставило только один выбор: тяжелая вода, форма воды, в которой часть водорода заменена более тяжелым изотопом дейтерием. В то время в Европе был только один источник тяжелой воды: завод Vermork Norsk Hydro в Телемарке, Норвегия, где тяжелая вода вырабатывалась как побочный продукт производства удобрений. Немцы вторглись в Норвегию в апреле 1940 года и сразу же начали производить тяжелую воду для своего проекта ядерного реактора. Союзники, осознавая стратегическую важность завода, предприняли серию атак, включая рейд норвежских коммандос под кодовым названием Operation Gunnerside в феврале 1943 года, в ходе которого удалось взорвать оборудование для производства тяжелой воды. Немцы прекратили производство и попытались вывезти оставшуюся тяжелую воду из Норвегии, но потерпели неудачу, когда норвежское сопротивление взорвало и потопило паром, перевозивший бочки через озеро Тинн.

В результате этого саботажа немецкие ученые, работавшие над реакторами, остались с очень ограниченным количеством некачественного замедлителя, а это означает, что первоначальная конструкция из 664 3-дюймовых урановых кубов, подвешенных на проводах, больше не имела достаточной критической массы для поддержания цепи. реакция. Затем, в декабре 1942 года, вскоре после того, как реактор № 1 в Чикаго впервые достиг критического состояния, воздух просочился в немецкий реактор L-IV в Лейпциге и воспламенил урановое топливо, вызвав пожар, который вскипел теплоноситель и привел к взрыву реактора. Весь объект был разрушен, поэтому его пришлось покинуть.

Читайте также:   10 удивительных историй выживания в Арктике

Были и другие проблемы. Создание практической атомной бомбы требует отделения редкого делящегося изотопа урана-235 от гораздо более распространенного, но неделящегося изотопа урана-238. Это медленный и очень энергоемкий процесс, настолько энергозатратный, что в рамках Манхэттенского проекта, одновременно проводившего три различных процесса обогащения на некоторых из крупнейших когда-либо построенных промышленных предприятий, удалось обогатить достаточно урана только для одной бомбы – и даже тогда только после окончания войны в Европе. Пока немцы экспериментировали с различными методами разделения, они быстро поняли, что Германии просто не хватает ресурсов и промышленной мощи для обогащения достаточного количества урана в разумные сроки. Один учёный воскликнул, узнав о Хиросиме и Нагасаки:

«Для производства такого количества урана-235, должно быть, потребовались заводы размером с Соединенные Штаты!»

 Единственным другим вариантом создания бомбы было получение делящегося изотопа плутония-239 из урана-238 в реакторе, но немцы, похоже, не знали об этом процессе и в любом случае так и не смогли заставить работать даже простой реактор. Более того, даже самые знающие немецкие ученые, такие как Вернер Гейзенберг, были незнакомы с физикой деления быстрых нейтронов, фундаментальной для функционирования атомной бомбы, и поэтому, вероятно, не смогли бы создать работающее оружие, даже если бы им удалось обогатить достаточное количество урана. В заключение можно сказать, что немецкий проект провалился, потому что, в отличие от Манхэттенского проекта, у него не было достаточно рабочей силы, ресурсов, централизации, государственной поддержки и технической поддержки. Короче говоря, шансов у него не было.

С годами возник миф о том, что немецкая ядерная программа провалилась из-за внутреннего саботажа. Согласно этой теории, ведущие ученые проекта, такие как Вернер Гейзенберг, были против разработки ядерного оружия по моральным соображениям и активно работали, чтобы остановить проект и отказать Гитлеру в создании бомбы. Однако это понятие, похоже, было сфабриковано этими учеными, чтобы реабилитировать свою послевоенную репутацию, и историк и писатель Ричард Роудс пришел к выводу, что:

 «Было как минимум одно предположение, что один из немецких ученых намеренно фальсифицировал измерения графита, надеясь остановить немецкую программу создания бомбы. Я не думаю, что есть реальные доказательства, подтверждающие это. Похоже, это была ошибка в ходе разработки различных компонентов технологии».

В конце концов, немецкая атомная бомба, так напугавшая союзников, оказалась не чем иным, как миражом, вялой попыткой, смертельно затрудненной бюрократией, некомпетентностью и идеологической коррумпированностью нацистского режима. Но несмотря на то, что Адольф Гитлер так и не приблизился к обладанию ядерным оружием, немецкий проект, тем не менее, оказал глубокое влияние на послевоенный мировой порядок. Если бы союзники знали истинные масштабы немецких ядерных исследований, они, возможно, не вложили бы такие огромные ресурсы в Манхэттенский проект, атомная бомба не была бы разработана несколько лет или даже десятилетий спустя, и мир, каким мы его знаем, был бы совсем другое место.

 Кант, Хорст, Вернер Гейзенберг и немецкий урановый проект, Институт истории науки Макса Планка, 2002, https://www.mpiwg-berlin.mpg.de/Preprints/P203.PDF

Мангравит, Эндрю, Магическое мышление: что случилось с физикой в нацистской Германии? Институт истории науки, 16 декабря 2015 г., https://www.sciencehistory.org/distillations/magazine/magical-thinking

Исли, Мэтт, Атомная бомба, которой никогда не было: проект атомной бомбы Германии, https://www.vanderbilt.edu/AnS/physical/brau/H182/Term%20papers%20%2702/Matt%20E.htm

Уильямс, Джозеф, Секретная миссия времен Второй мировой войны по похищению гитлеровских ученых, создавших атомную бомбу, История, 4 июня 2020 г., https://www.history.com/news/wwii-nazi-atomic-secrets-alsos-mission-kidnap -Гейзенберг

Атомные соперники и миссия ALSOS, Манхэттенский проект: интерактивная история, Министерство энергетики США, https://www.osti.gov/opennet/manhattan-project-history/Events/1942-1945/rivals.htm

 

Немецкий проект атомной бомбы, Фонд атомного наследия, 18 октября 2016 г., https://www.atomicheritage.org/history/german-atomic-bomb-project