Взрыв в пустыне «Путь мертвеца»

16 июля
Взрыв в пустыне «Путь мертвеца»
0,025 секунды первого ядерного испытания под кодовым названием Trinity, проведенное на полигоне Аламогордо в штате Нью-Мексико
Фотография: gettyimages.ru

72 года назад, 16 июля 1945 года, был произведен первый ядерный взрыв в истории — испытание Trinity на полигоне Аламогордо в штате Нью-Мексико, США, мощностью 20 килотонн.

Мы привыкли к мысли, что Вторая мировая война завершилась началом ядерной эры, и уже не можем себе представить, будто ядерного оружия и ядерной энергии вообще могло не быть. А эта возможность была вполне реальной.

Начало ядерной эры было положено открытием цепной реакции деления ядер урана группой Мейтнер—Ханн—Штрассман—Фриш. Ключевую роль в нем сыграли расчеты Лизы Мейтнер, которая чудом бежала из нацистской Германии 13 июля 1938 года. Окажись Лиза Мейтнер, как многие другие австрийские евреи вскоре после аншлюса, в Дахау — секрет остался бы неизвестен еще несколько лет или десятилетий. Конкурирующая группа Ирен и Фредерика Жолио-Кюри работала с другими элементами, а Ханн и Штрассман сочли бы следовые количества бария в образце урана загрязнением, а не признаками ядерного распада.

После того как открытие цепной реакции зимой 1939 года стало известно всем немногочисленным физикам-атомщикам, прошло еще немало времени, прежде чем политики прониклись идеей бомбы.

 

Гонка атомных проектов

В Германии военный потенциал открытия оценили сразу: уже в мае 1939 года на вывоз урана из оккупированной Чехословакии было наложено эмбарго, а немногие оставшиеся там физики под руководством Гейзенберга приступили к «урановому проекту». И не будь в Германии «расовых законов», открытие Лизы Мейтнер было бы, скорее всего, засекречено. Это не гарантировало бы Германии создания собственной бомбы по целому ряду причин: многие физики упрямо держались «арийской» теории «светоносного эфира» и критиковали «еврейскую» квантовую механику, проект нуждался в щедром финансировании и материалах, недоступных даже в мирное время, а тем более в военное. Но о возможности использования атомной энергии мир мог бы и не узнать.

В СССР работы по урану в 1942–1945 годах велись только в Лаборатории № 2 академика Абрама Иоффе небольшим коллективом во главе с Игорем Курчатовым. Степень знакомства СССР с разведданными по США и Германии до сих пор не очевидна — многие сведения о разведоперациях СССР в США доверия не заслуживают. Главное, однако, известно: один из ключевых сотрудников Манхэттенского проекта немецко-британский физик Клаус Фукс передавал СССР информацию из самого сердца ядерного проекта — ядерной лаборатории в Лос-Аламосе. В отличие от многих агентов СССР и до, и после него Фукс делал это не за деньги — он был убежденным коммунистом и убежденным сторонником распространения ядерного оружия, видя в этом единственную гарантию всеобщего мира. В 1960-е годы, выйдя из британской тюрьмы, Фукс передал ядерные секреты еще и Китаю.

Достаточно хорошо известно, сколько усилий приложил бежавший в США Лео Силард, чтобы Альберт Эйнштейн летом 1939 года написал письмо президенту США о необходимости опередить Германию в создании ядерной бомбы. Известно также, что президент Франклин Д. Рузвельт сказал своему советнику Александру Саксу: «Проследи, чтобы немцы нас не взорвали». Но куда менее известно то, что в течение последующего года весь урановый проект США состоял только из Силарда и его старшего коллеги Энрико Ферми, которым выделили в общей сложности лишь 36 тысяч долларов на закупку лабораторных материалов — урана и графита. Лайман Бриггс, глава Бюро США по стандартам, бывший номинальным руководителем проекта, получил из Великобритании секретный отчет о ходе британского ядерного проекта — и вместо того, чтобы ознакомить с ним подопечных, убрал его в сейф не читая.

Манхэттенский проект в США возник благодаря личной энергии Вэнивара Буша, который вскоре после «катастрофы Дюнкерка», 12 июня 1940 года, прорвался к Рузвельту и выбил себе фактически министерство оборонной науки и промышленности — NDRC (в дальнейшем OSRD). Все работы по урану были переданы Бушу, и без его бешеной энергии Комитет S-1 не получил бы ни колоссального финансирования (больше миллиарда долларов США в ценах 1943 года — примерно 15 млрд в наши дни), ни кадров. Военный руководитель уранового проекта инженер-генерал Лесли Гровс до этого строил Пентагон, и вряд ли в США нашелся бы лучший прораб, который за считанные месяцы построил обогатительный урановый завод в Ок-Ридже и плутониевый комбинат в Нью-Хэнфорде (включая два первых промышленных ядерных реактора в истории). В военные годы в ведомстве Буша под руководством Роберта Оппенгеймера работали почти все физики США. Список тех, кто жил или приезжал в Лос-Аламос, включает такие имена, как Нильс Бор, Ханс Бете, Исидор Раби, Ричард Фейнман, Норман Рамзей, Отто Фриш, Георгий Кистяковский, Эдвард Теллер…

Зона выгорания в районе расположения испытательной башни
Зона выгорания в районе расположения испытательной башни
Фотография: gettyimages.ru

Великобритания в это же время передала все свои работы по урану в США именно потому, что цена проекта стала непосильной — в бюджете страны на это нашлось только полмиллиона фунтов. Немногие британские ядерные физики, включая первооткрывателя нейтрона Джеймса Чедвика, стали сотрудничать с американским проектом. Добавим, что плутоний был только открыт в Беркли в 1940 году, а уран приходилось тайно возить из рудника Шинколобве в Бельгийском Конго, которое Великобритания и США оккупировали в 1940–1942 годах после захвата Бельгии Германией.

Это крайнее напряжение усилий союзников в итоге дало расщепляющихся материалов на три заряда: один пушечного типа из обогащенного урана («Малыш») и два — имплозивного типа на плутонии («Толстяк»). Именно имплозивный заряд и готовили к полевому испытанию. Заряд в собранном виде имел размер металлического шара диаметром около полутора метров. Отсюда и неофициальное имя «Толстяк» для бомбы, которая выглядела как капля со стабилизатором; официально же устройство именовалось Y-1561, а коллектив из соображений секретности в разговорах и переписке называл его просто «устройство», The Gadget, — так с тех пор и принято именовать ядерные боеприпасы и в США, и в СССР.

 

Подготовка к испытанию

Первоначальный план испытаний вызвал в руководстве Манхэттенского проекта сомнения. Имплозивный заряд работает так: шар оружейного плутония со всех сторон равномерно окружается ураном-238, а тот — обычным взрывчатым веществом большой мощности, которое должно быть подорвано синхронно и с точностью до миллисекунд. Оружейный плутоний сжимается до критического состояния, а уран усиливает выход нейтронов. В цепную реакцию вступает примерно 20% плутония из 6200 граммов (такое количество плутония занимает всего 350 миллилитров объема, или примерно две трети пивной кружки).

Но если взрыв не произойдет одновременно, случится примерно то же, что и с воздушным шариком, который неравномерно мнут руками. Вся конструкция лопнет в точках наименьшего давления на центр, и плутоний разлетится фонтанами на много сотен метров. Местность будет заражена — и это военных и ученых беспокоило минимально, так как в их распоряжении был весь полигон Аламогордо размером в треть штата Нью-Мексико. Под тест была выбрана пустыня Джорнада дель Муэрто, в переводе с испанского — «Путь мертвеца»), где даже растительный и животный мир был крайне скуден, роту охраны полигона год поили привозной водой и в изобилии была лишь пыль. А вот то, что драгоценный плутоний, который копили больше года, пропадет зря, всех очень сильно волновало.

Поэтому для испытаний приготовили «Джамбо» — стальной колпак в виде колокола, три на семь метров размером и 130 тонн весом. Взрыв под колпаком облегчил бы сбор плутония. «Джамбо» еле доставили на место спецпоездом и спецтягачами, но в итоге он не пригодился. Причин для отказа было много, но главная состояла в том, что комбинат в Нью-Хэнфорде заработал на полную мощность и план выхода плутония обещал, что материала хватит на два заряда.

Перед испытанием на выбранной точке 7 мая 1945 года был сделан калибровочный взрыв 100 тонн тротилового эквивалента. К взрывчатке добавили 100 кюри жидких радиоактивных отходов, чтобы оценить степень заражения и миграцию радиоактивных осадков. Результат испытательного взрыва показал, что оборудование в целом работает нормально, а взрыв был виден за 100 километров (но при этом ударная волна уже на расстоянии нескольких километров практически не причинила ущерба). Зато новое разочарование принес испытательный взрыв модели устройства без плутония. Ханс Бете, глава «отдела Т» (вычислительного центра Лос-Аламоса) провел ночь за расчетами и гарантировал, что плутоний будет сжат как запланировано, но сомнения оставались.

«Устройство» было собрано и днем 15 июля подвешено внутри 30-метровой испытательной башни. Предполагалось, что это позволит оценить эффект от воздушного взрыва, как если бы бомба падала с самолета. Под башней положили слой матрацев — чтобы устройство не разбилось вдребезги, если вдруг трос оборвется. Трос не оборвался.

Накануне испытания новые сомнения добавили метеорологи, но в итоге испытание было назначено на 05:30 утра. На ближней точке наблюдения был оборудован бункер, а на холме Серра-делла-Кампана (исп. «Колокольный холм») за 32 километра от эпицентра разместились ученые и гости испытания (в их числе были Буш, Ферми и Чедвик). Ученые бились об заклад, какой выход даст бомба — Рамзей поставил на то, что бомба не взорвется, Оппенгеймер осторожно предложил эквивалент 300 тонн, Кистяковский — 1800, Бете — 8000, а Раби — 18 000.

 

После испытания

Выход «устройства» составил оценочно 20 000 тонн тротилового эквивалента — у разработчиков был повод для радости, их ожидания были превзойдены. Огненный шар диаметром около 400 метров поднялся на высоту свыше 12 километров. Официальный пресс-релиз сообщал, что на полигоне взорвался склад списанных боеприпасов, жертв нет, разрушения оцениваются. Только осенью 1945 года информация об испытании была предана гласности.

Выпадение радиоактивных осадков никто не замерял. Но в 48 километрах на Чупадера-Меса от бета-ожогов пострадало стадо овец. А в штате Индиана была испорчена партия картона для упаковки фотопленки — в целлюлозу попала радиоактивная вода, и пленка внутри коробочек пошла «снегом» от бета-излучения. Сотрудники «Кодака» сообразили, в чем дело, но несколько лет молчали.

Две оставшиеся бомбы были сброшены на Японию: урановая — на Хиросиму, плутониевая — на Нагасаки. До зимы 1945 года у США не было больше ни одного ядерного боеприпаса, но о том, что единственная в мире ядерная держава — неядерная, никто не догадывался, и в первую очередь Япония, через месяц капитулировавшая.

Полигон в пустыне «Путь мертвеца» больше не использовался, под ядерные испытания были отданы места в штате Невада и на Тихоокеанских островах. В 1953 году в эпицентр Trinity стали пускать посетителей, а с 1960-х там поставили памятник и стали проводить постоянные экскурсии.

Зеленый «тринитит», так поразивший Фейнмана, собрали бульдозерами и запахали. Место взрыва сейчас имеет радиоактивность в десять раз выше фона — экскурсия в эпицентр примерно эквивалентна дозе от полета на реактивном самолете в течение шести часов или одной флюорографии. Оставшийся «тринитит» подбирать строго запрещено, но все окрестные сувенирные лавочки и фермеры продают его. Немалая доля этого «тринитита» — подделки, но определить это можно только гамма-спектроскопом, и то если знать как.

Увидеть место, где был ядерный взрыв, можно, увидеть ядерный взрыв больше нельзя. С 5 августа 1963 года ядерные испытания не проводились нигде, кроме как под землей, а с 1996 года ядерные взрывы не проводятся нигде, кроме Северной Кореи. Но радионуклиды, оставленные ядерными взрывами, до сих пор присутствуют в атмосфере, воде и почве, так что, наверное, не стоит жалеть о том, что незабываемое зрелище прошлого века нам больше недоступно.