Из истории атомного проекта в СССР
МИР НАУКИ
Опубликовано в журнале Новый Мир, номер 5, 1999
МИР НАУКИ
БОРИС ИОФФЕ
*
ОСОБО СЕКРЕТНОЕ ЗАДАНИЕ
Из истории атомного проекта в СССР
Уходит время, и все меньше остается участников героического периода развития физики 40-х и 50-х годов — периода решения атомной проблемы и становления физики в нашей стране после вынужденного, связанного с войной перерыва. Хотя я никак не могу относить себя к главным участникам тех событий, я знаю кое-что из истории атомной проблемы, которая полностью не раскрыта до сих пор. Я был знаком со многими действующими лицами и видел их в деле.
Когда человек выступает с воспоминаниями о великих людях, с которыми ему приходилось встречаться, такие воспоминания часто носят характер “я и великий человек”. То же относится и к великим событиям, они звучат как “моя роль в великом событии”. Обычно это вызывает улыбку у читателя или слушателя. Ясно понимая такую опасность, я не всегда буду стараться избежать ее. Конечно, живой свидетель событий, если он по-настоящему участвовал в них, всегда в какой-то степени субъективен. В этом слабость его, но и сила. Объективным может быть лишь далекий историк, но у него уже не будет живого чувства реальности происходившего. Здесь уместно сравнение с квантовой механикой. Прибор может влиять на наблюдаемое явление. Уберите его — явление изменится, вы получите явление “в чистом виде”, но с минимальной информацией о нем.
В нашей стране, по крайней мере после революции, наука всегда была тесно связана с политикой. Особенно тесной эта связь оказалась в послевоенное время и теснее всего — в физике, поскольку физика была нацелена на решение основной задачи государства в то время — создание атомной (и водородной) бомбы. Это не преувеличение: основной задачей государства (под государством я подразумеваю в данном случае, конечно, правящую верхушку) в конце 40-х и начале 50-х годов являлось не столько послевоенное восстановление промышленности и сельского хозяйства, даже не усиление обычных вооруженных сил — они и так были достаточно сильны, — сколько создание атомного оружия (и, может быть, ракет).
Я уверен, что главной целью Сталина было установление мирового господства или как минимум в качестве первого шага на пути к этой цели — захват Европы и ряда территорий в Азии (Турция, Корея, выход к южным морям — вспомните коммунистические армии и занятые ими районы в Греции, Индокитае, Малайе, на Филиппинах и др.). Нападение на Южную Корею было первой серьезной пробой сил. С самого начала военных действий я понимал, что это агрессия Северной Кореи, направленная и организованная Сталиным, и что заявления советской пропаганды, будто войну начала или спровоцировала Южная Корея, — чистейшая ложь. Я понимал также, что это сталинская разведка боем: если бы Запад, и в первую очередь США, не дали отпора, такие акции повторились бы в разных местах1. Я убежден, что в начале 50-х годов Сталин намеревался развязать и выиграть третью мировую войну. Времени у Сталина оставалось не много — в 1949 году ему исполнилось семьдесят лет, — и действовать требовалось быстро.
Недавно появились важные подтверждения такой точки зрения. В статье генерал-лейтенанта Н. Н. Остроумова, который в то время был заместителем начальника оперативного управления главного штаба военно-воздушных сил, говорится, что весной 1952 года Сталин приказал создать 100 дивизий новых тактических бомбардировщиков. Это, по мнению Остроумова, было подготовкой к новой войне2. В Чехии издана книга воспоминаний генерала Чепички. Чепичка был министром обороны Чехословакии в коммунистическом правительстве Готвальда в конце 40-х — начале 50-х годов. В книге Чепички, в частности, рассказывается, что в 1952 году Сталин собрал совещание министров обороны социалистических стран Восточной Европы. На этом совещании Сталин заявил, что в ближайший год-два ожидается мировая война, и потребовал от министров готовиться к ней.
Для осуществления поставленных целей предстояло решить две труднейшие задачи: военную — создать атомное оружие и политическую — поднять народ на войну. Решение последней задачи было особенно трудным, и Сталин прекрасно понимал это: поднять народ на новую войну всего лишь через восемь — десять лет после окончания тяжелейшей и самой кровавой в истории России войны, да вдобавок еще против бывшего союзника — Америки средствами обычной пропаганды было нельзя, даже террор здесь, вероятно, не сработал бы. Требовалось разбудить ярость народа. Но не абстрактную ярость к кому-то за океаном, о ком обычный человек слышит только по радио. Необходимо, чтобы каждый человек видел предмет своей ненависти тут же, рядом с собой, знал, что он угрожает ему самому и его семье, а направляют этих врагов и руководят ими из-за океана. Найти подходящий объект для ненависти народа оказалось нетрудно — это были евреи. Евреи идеально подходили для такой цели: каждый видел еврея, каждый мог иметь объект своей ненависти рядом, да и старые российские традиции антисемитизма не были еще забыты. Сталин и послушный ему аппарат партии и государства со второй половины 40-х годов намеренно разжигали антисемитизм (борьба с космополитизмом, аресты и расстрелы еврейских деятелей культуры, расстрел участников группы “вредителей” на ЗИСе и т. д.). Антисемитская кампания, нараставшая вплоть до самой смерти Сталина, не была просто еще одним эпизодом в сталинской политике репрессирования неугодных ему народов — она являлась средством к далеко идущей цели. Новым и очень важным этапом на пути к этой цели стало “дело врачей”. В конце 1952 года арестовали группу профессоров, крупнейших медицинских специалистов. Все они, за исключением одного-двух, были евреи. Им предъявили обвинение в том, что, действуя по заданию американской еврейской шпионской организации “Джойнт”, они под видом лечения пытались умертвить руководителей партии и государства. С момента появления первого сообщения о “деле врачей” для меня стало ясно, что это фальшивка, сфабрикованная по указанию Сталина, и что это начало новой кампании. К сожалению, то, что “дело врачей” сфабриковано от начала до конца, понимали тогда далеко не все, даже среди интеллигенции. “Дело врачей” задумывалось с далеким прицелом: надо было показать, что и люди самой благородной профессии — врачи — у евреев являются убийцами. И это не сводилось к двум десяткам арестованных и посаженных в тюрьму видных врачей: по стране распространились слухи, что все врачи-евреи — враги народа и преступники. Я сам неоднократно слышал на улице, в магазинах и т. д. высказывания типа: “У нас в поликлинике врач — еврей. Я не пойду к нему: он меня отравит”, или — “Такой-то умер в больнице — его убил врач-еврей”. И эта ненависть потом распространялась уже не только на врачей.
Дальнейший сценарий предполагался такой. Арестованных по “делу врачей” собирались публично казнить. Одновременно должны были начаться “стихийные” выступления народа против евреев. И тогда группе выдающихся представителей этого народа предстояло обратиться с письмом к Сталину и советскому правительству, в котором признавалась бы коллективная ответственность евреев как нации за то, что в их среде выросли такие выродки, и говорилось бы о справедливом гневе народа. Вместе с тем авторы письма просили бы для защиты евреев от народного гнева переселить их в районы Дальнего Востока3. Соответствующие лагеря либо были уже подготовлены, либо строились. Согласно плану, на пути следования эшелонов проходили бы стихийные выступления масс. Легко предсказать резкую реакцию Америки, которая, конечно, встала бы на защиту евреев. Западная Европа Америку поддержала бы. И тогда, по замыслу Сталина, можно было бы переключить ярость народа с врага внутреннего на внешнего.
Требовалось решить и вторую задачу — военную. В конце 40-х годов Советский Союз обладал безусловным превосходством в сухопутных вооруженных силах в Европе. Но этого было недостаточно: следовало иметь если не паритет в ядерном оружии с Америкой, то по крайней мере такое его количество и качество, чтобы американцы, опасаясь атомного удара по Соединенным Штатам, всерьез задумались, прежде чем применить атомную бомбу в случае новой войны в Европе.
Начиная с 1949 года у СССР уже имелось атомное оружие. Но его было мало, и в этом отношении мы сильно уступали Америке. В 1945 году стало известно, что в США ведутся работы по созданию гораздо более мощного оружия — водородной бомбы, — которые еще далеки от завершения. Идея создания водородной бомбы в СССР была выдвинута в том же году физиками И. И. Гуревичем, Я. Б. Зельдовичем, И. Я. Померанчуком и Ю. Б. Харитоном, однако тогда она не получила развития. В 1949 году принимается решение форсировать усилия по созданию водородной бомбы с реальными шансами догнать Америку. К работе были привлечены группы, которые либо до того вообще не занимались бомбой, либо решали лишь отдельные связанные с этим задачи. (Привлекли группу И. Е. Тамма, включая А. Д. Сахарова, группу Н. Н. Боголюбова, И. Я. Померанчука и других.)
Хочу подчеркнуть, что, как я полагаю, цель состояла не в том, чтобы, опередив США в создании водородной бомбы, выиграть атомную войну против Америки. Думаю, что Сталин понимал: это невозможно. Цель была иной: создав водородную бомбу примерно одновременно с американцами, провести ее испытание и продемонстрировать, что у нас тоже есть ядерное оружие. При этом американцы не будут знать, сколько у нас водородных бомб — две, три или пять. И в случае начала войны в Европе обычным оружием (это, конечно, был бы блицкриг ввиду явного превосходства СССР в сухопутных войсках), весьма вероятно, что США не применили бы атомное оружие, опасаясь удара водородных бомб по их территории. Таким образом, советская водородная бомба служила бы средством атомного шантажа при начале подобной войны в Европе.
Дальнейшее развитие событий полностью подтверждает этот сценарий. К концу 1952 года стало ясно, что водородная бомба в скором времени (полгода-год) будет создана: все принципиальные вопросы были решены, оставалось в основном лишь техническое их воплощение. С середины 1950 года началось проектирование, а затем сооружение и пуск реакторов для производства трития — основного компонента, необходимого для водородной бомбы. Одновременно шла политическая подготовка: декабрь 1952 года — “дело врачей”, развязки его можно было ожидать где-то весной — летом 1953-го. Испытание водородной бомбы в СССР произошло в августе 1953 года, возможно, оно несколько задержалось из-за смерти Сталина и последующих за ней пертурбаций (казни Берии, изменений в руководстве атомной промышленностью и т. д.). Так что я глубоко убежден: если бы не вмешательство судьбы — смерть Сталина в марте 1953 года, — третья мировая война могла разразиться где-то в 1953 или 1954 году и мир оказался бы на грани (или даже за гранью) катастрофы. Поэтому создание в СССР водородной бомбы в начале 50-х годов, с моей точки зрения, представляло бы страшнейшую опасность для человечества.
Тут я подхожу к деликатному вопросу — о роли советских физиков в создании водородной бомбы. (Хочу подчеркнуть, что то, что говорится ниже, относится именно к водородной, а не к атомной бомбе. С атомной бомбой, создававшейся частично в военное время, частично сразу после войны, ситуация была иной.) Как это ни неприятно, но должен сказать: подавляющее большинство выдающихся физиков, имевших отношение к данной проблеме, которых я знал (но не все!), не понимало этой грозной опасности — наоборот, они были убеждены, что создание атомного и водородного оружия в СССР способствует предотвращению войны и послужит защитой от возможной американской агрессии. Поэтому они работали так хорошо, как могли, проявляя инициативу, не жалея сил и времени.
Атомная бомба в СССР была создана в 1949 году. Но, как сейчас открыто признается (в том числе и Харитоном, который возглавлял эти работы), в создании ее мы вначале пошли по пути американцев, располагая данными об устройстве их атомной бомбы. Совсем иная ситуация сложилась с водородным оружием. Советская водородная бомба была оригинальной, и в этом заслуга Андрея Дмитриевича Сахарова. Как известно, в водородной бомбе идет реакция слияния трития T и дейтерия D, T + D или T + T. В конце 40-х — начале 50-х годов, когда встал вопрос о создании водородной бомбы, в СССР трития практически не было. (Тритий нестабилен, период его полураспада 12 лет, и в природе он существует в ничтожных количествах.) Тритий можно производить в атомных реакторах, работающих на обогащенном уране. В начале 50-х годов в СССР таких реакторов не существовало и задача их сооружения только была поставлена. Стало очевидно, что за короткое время — два-три года — наработать значительное количество трития не удастся. А Сталин торопил. (Я, конечно, не мог знать этого непосредственно, но мог судить обо всем по тому, как велись работы по созданию реакторов для производства трития, в которых я участвовал.) Поэтому крайне важным было разработать такую водородную бомбу, которая требовала бы минимального количества трития. Эту проблему и решил Сахаров. Он придумал — именно придумал, это была его идея, — как сделать водородную бомбу на минимальном количестве трития. Тут я могу сослаться на слова Померанчука4, который как-то сказал мне: “Андрей Дмитриевич не столько физик-теоретик — он гениальный изобретатель”. В то время я не знал, в чем состояла идея Сахарова (в “Воспоминаниях” Сахарова она названа первой идеей). Говоря о ней со мной, Померанчук произнес только одно слово — “слойка”, оставляя мне догадываться обо всем самому. Сейчас эта идея известна. Именно она позволила взорвать в СССР первую водородную бомбу почти одновременно с американской. (Первое испытание американской водородной бомбы проводилось 1 ноября 1952 года. Она, в отличие от первой советской водородной бомбы, была нетранспортабельной — использовать ее как оружие было нельзя. Первая транспортабельная американская водородная бомба была испытана на полгода позже советской.) Уже в конце 1952 года Сталин знал, что работы по созданию у нас водородной бомбы идут успешно, и это, с моей точки зрения, полностью коррелировалось с его политическими планами. И, как я сейчас понимаю, действия ученых, работавших над водородной бомбой с полной отдачей, объективно обладали отрицательным качеством. Тут я хочу оговориться: не все ученые, имевшие отношение к атомной проблеме, поступали так, не все были столь слепы. Таким исключением был Л. Д. Ландау. Это видно из краткого замечания в “Воспоминаниях” Сахарова. Я приведу его дословно, поскольку оно очень важно:
“Однажды в середине 50-х годов я приехал зачем-то в Институт физических проблем, где Ландау возглавлял Теоретический отдел и отдельную группу, занимавшуюся исследованиями и расчетами для └проблемы”. Закончив деловой разговор, мы со Львом Давыдовичем вышли в институтский сад. Это был единственный раз, когда мы разговаривали без свидетелей, по душам. Л. Д. сказал:
— Сильно не нравится мне все это. — (По контексту имелось в виду ядерное оружие вообще и его участие в этих работах в частности.)
— Почему? — несколько наивно спросил я.
— Слишком много шума.
Обычно Ландау много и охотно улыбался… Но на этот раз он был грустен, даже печален”.
В этом кратком разговоре — весь Ландау и его отношение к “проблеме”. Особенно характерна последняя реплика. Принципом Ландау было: если человек с первого раза не понимает нечто, очевидное с его, Ландау, точки зрения, то объяснять ему незачем — надо прекратить разговор, сказав малозначащую фразу.
Ландау занимался “проблемой”, и занимался добросовестно, причем добросовестно в своем масштабе. Он выполнял все порученные ему задачи на самом высоком уровне, так что к нему никак нельзя было придраться. Но он не проявлял инициативы и старался уходить в сторону когда только возможно. Здесь, конечно, требовалась величайшая осторожность — легко было поплатиться головой.
Расскажу о проекте водородной бомбы, в котором сам принимал участие. Разработка проекта в СССР началась с предложения, внесенного в 1945 году Гуревичем, Зельдовичем, Померанчуком и Харитоном, о чем я уже говорил5. Идея заключалась в следующем. (На жаргоне эта система называлась “труба”.) Длинный цилиндр наполнялся дейтерием. На одном конце трубы помещался тритиевый запал, который зажигался тем или иным способом и создавал очень высокую температуру. Далее по трубе распространялась взрывная волна реакции D + D. Такая система могла иметь любую сколь угодно большую длину и была дешева, так как дейтерий дешев, а тритий требовался только для запала. Мощность взрыва такой бомбы ограничивалась лишь возможностью ее транспортировки. Обсуждалась, например, идея, что бомбу, замаскировав, доставят на корабле к берегам Америки и там взорвут, уничтожив все побережье. (Ср. приведенное в “Воспоминаниях” Сахарова обсуждение сходной идеи, которое Сахаров вел с контр-адмиралом Ф. Фоминым. Интересна ответная реплика Фомина. Смысл ее был такой: “Мы, моряки, не воюем с мирным населением”.)
До недавнего времени я считал, что предложение Гуревича и других было оригинальным. В этом же был убежден и сам Гуревич. Сейчас, однако, известно, что аналогичный проект разрабатывался в США — там он назывался “классический Супер” (classical Super). Идею его еще в 1941 году сформулировал Э. Ферми в разговоре с будущим “отцом американской водородной бомбы” Э. Теллером. Теллер стал развивать эту идею и интенсивно работал над нею несколько лет. Весной 1945 года советская разведка представила первую информацию об американском проекте водородной бомбы, а в октябре 1945 года поступили более подробные сведения о нем. Предложение Гуревича и других было представлено 17 декабря 1945 года6. Поэтому ныне я думаю, что идея советской “трубы” родилась из разведданных. Но конкретная и детальная проработка проекта, безусловно, была оригинальной. Я уверен в этом, поскольку хорошо знал двух авторов — Померанчука и Гуревича: присвоить чужие идеи они не могли. Почему же Гуревич считал, что все в их предположении, включая основную идею, было оригинальным? Дело в том, что данные разведки сообщались очень узкому кругу лиц: из физиков — только Курчатову, Харитону и, может быть, Зельдовичу, а эти люди, излагая их другим, не могли ссылаться на источник, им приходилось выдавать американские идеи за свои. Поэтому Гуревич7 (и, по-видимому, Померанчук) искренне думали, что все предложения от начала до конца есть творчество четырех авторов.
Насколько мне известно, до 1949 года работы над этим проектом не велись — по-видимому, потому, что атомная бомба еще не была создана и все усилия направлялись туда. Кроме того, не имея атомной бомбы, призванной служить запалом — поджигать тритий, — нельзя было всерьез разрабатывать водородную бомбу. Детальные теоретические расчеты “трубы” начались в 1949 или 1950 году и проводились в основном группой Зельдовича8 в Арзамасе-16. В работе принимала также участие группа Ландау, но она решала отдельные, выделенные из общей проблемы задачи. Главная проблема, реализация которой определяла, удастся ли создать такую бомбу или нет, состояла в том, каков будет баланс энергии. Чтобы вызвать самоподдерживающуюся ядерную реакцию — взрыв бомбы — необходимо, чтобы этот баланс был положительным, то есть чтобы энергия, возникающая за счет ядерных реакций, превосходила энергию, вылетающую из системы. Группа Зельдовича провела расчеты “трубы” и получила результат: баланс энергии нулевой, то есть энергия, рождающаяся за счет ядерных реакций, равна энергии, вылетающей из системы. Точность вычислений, однако, была невелика, что-нибудь вроде фактора 1,5 — 2. Если бы этот неизвестный фактор сработал в балансе энергии в положительную сторону, бомбу можно было бы сделать. Если же он сработал бы с отрицательным результатом, бомба не взорвалась бы: как говорили тогда, мог получиться “пшик”. Естественно, такой ответ никого не устраивал. Подобный стиль вычислений — с точностью до двойки — вообще был характерен для Якова Борисовича. В ряде случаев он был очень хорош и приводил к поразительным успехам, но здесь не сработал.
Повышение точности — доведение ее до 10 — 20 процентов — требовало совсем других методов. Группе Зельдовича справиться одной с такой задачей оказалось не под силу. В это время — в середине 1950 года — решением высокого начальства в Арзамас-16 в длительную командировку направили Померанчука. Исаак Яковлевич очень тяготился своим пребыванием там. Незадолго до того произошел мощный прорыв в науке — в квантовой электродинамике: появились работы Д. Швингера, Р. Фейнмана и Ф. Дайсона. Исаак Яковлевич очень хотел разрабатывать эти вещи, обсуждать их с Ландау и другими физиками, а тут, на базе, приходилось заниматься совсем иным делом. Кроме того, у него были и личные причины, по которым он очень хотел вернуться в Москву. И Померанчук выступил перед руководством с предложением, что он со своей группой в Теплотехнической лаборатории (ТТЛ) берется в сотрудничестве с группой Зельдовича решить проблему при условии, что его отпустят с базы.
Предложение Померанчука было одобрено, он вернулся в Москву и подал на оформление список участников группы. Дело в том, что, хотя все ее члены уже имели достаточно высокие секретные допуски — мы занимались реакторами, — это дело проходило по особой, самой высокой степени секретности: все документы по этой тематике шли “под четырьмя буквами” (“с. с. о. п.” — “Сов. секретно, особая папка”), а главные отчеты писались от руки, их нельзя было доверить даже самым засекреченным машинисткам. (Заключительный отчет Померанчук писал сам от руки в трех экземплярах, без копирки.) В группу Померанчука из физиков вошли В. Б. Берестецкий, А. Д. Галанин, А. П. Рудик и я. Математическую часть возглавлял А. С. Кронрод. Математический расчет в этой проблеме был важен и труден; Кронрод охотно взялся за решение подобной задачи: для него она явилась своего рода вызовом. И действительно, он придумал эффективный метод численного решения. В то время никаких ЭВМ не было и вычислительная техника сводилась к клавишным счетным машинам. М. В. Келдыш, возглавлявший комиссию по математическому обеспечению атомной проблемы, выделил мощное вычислительное бюро Л. В. Канторовича, будущего лауреата Нобелевской премии, в Ленинграде, в котором было около сорока расчетчиц. В решении этой задачи Кронрод проявил высочайший класс и намного превосходил Канторовича. Я неоднократно присутствовал при их обсуждениях, и всегда идеи выдвигал Кронрод, а Канторович был не более чем квалифицированным исполнителем. Может быть, это было связано с тем, что Канторович, мягко говоря, не испытывал по отношению к подобной задаче никакого энтузиазма. (Хотя ему передавались материалы в таком виде, в котором физика была скрыта, — всего лишь “под двумя буквами”, но я думаю, он догадывался, что делает.)
Из физиков Галанин вообще не участвовал в этой проблеме — он был целиком занят реакторным делом. Берестецкий решал отдельные связанные с этим частные задачи. Поэтому работать начали мы с Рудиком. Сначала нам предстояло проверить отчет Ландау, Лифшица, Халатникова и Дьякова, в котором было вычислено сечение комптоновского рассеяния на электроне в плазме. Проверяя его, мы обнаружили, что расчет неверен. И тут произошло неожиданное. Мы начали работать, не дожидаясь официального разрешающего допуска — работа не терпела отлагательств. Допуск пришел на всех, кроме Рудика. Рудику в нем было отказано. Алексей Петрович Рудик, по происхождению из казаков, в то время секретарь комсомольской организации ТТЛ, не получил допуска, а я, Иоффе Борис Лазаревич, беспартийный, никогда не бывший даже комсомольцем, — получил! Было чему удивиться. Так что из физиков в нашей группе я фактически остался один. Померанчук участвовал в обсуждении результатов, особенно на конечной стадии, но реально не работал. Вычисления были завершены в конце 1952 года. В результате баланс энергии оказался отрицательным, то есть, если принять за единицу энергию, выделяющуюся в ядерных реакциях, то энергия, вылетающая из трубы, составляла 1,2. Система не шла, такую бомбу принципиально нельзя было сделать. Человечеству страшно повезло, или, может быть, Бог смилостивился над ним.
Теперь я хочу остановиться на том, как разные люди относились к “трубе”. Прежде всего А. И. Алиханов. Работа велась в ТТЛ (Алиханов являлся директором ТТЛ), и, как всякая крупная работа — а по тем временам это была очень крупная работа, — она никак не могла проходить мимо директора. Однако Абрам Исаакович с самого начала занял очень четкую позицию: “Вы хотите вести эту работу — вы можете это делать, но я не имею к этому никакого отношения и иметь не хочу”. Он издал распоряжение, по которому все бумаги по этой части шли за подписью Померанчука, минуя его, Алиханова, и отстранился от этой деятельности вплоть до самого конца, когда надо было подписать заключительный отчет с отрицательным результатом.
Ландау участвовал на начальном этапе разработки задачи, но затем отошел. В конце, когда стало ясно, что система не идет, то, поскольку баланс энергии был лишь слабо отрицательным, возник вопрос, нельзя ли найти какие-либо неучтенные физические эффекты, которые могли бы улучшить баланс или же как-то видоизменить систему с этой же целью. В 1952 — 1953 годах эти вопросы неоднократно обсуждались. В обсуждениях, помимо людей из групп Померанчука и Зельдовича, участвовали Б. Б. Кадомцев и Ю. П. Райзер из Обнинска. Они изучали сходную систему — “сферу”. Хотя с этой системой с самого начала было ясно: она требует очень много трития и в ней нельзя добиться того эффекта, на который надеялись в “трубе” — неограниченной силы взрыва, — у нее, с точки зрения теоретического расчета, оказалось много общего с “трубой”. Для участия в этих обсуждениях приглашался и Ландау. Когда в ходе дебатов к нему обращались с вопросом, может ли тот или иной эффект повлиять и изменить ситуацию, его ответ оказывался всегда одинаковым: “Я не думаю, что этот эффект мог бы оказаться существенным”. После того, как выяснилось, что “труба” не проходит, Померанчук сказал, что у него нет идей, как улучшить систему, и поэтому продолжать эту работу он не может. Он предложил мне заняться изучением оставшихся не вполне ясными вопросов (таких, как возможность существования в системе сильных магнитных полей или их искусственного создания) и добавил, что организует мое назначение начальником группы, ведущей эти исследования. Но я отказался, заявив, что у меня тоже нет идей. Так как желающих продолжать работу не нашлось, проблему закрыли.
Позиция Ландау здесь была очень важна. Когда он говорил, что не думает, будто такой-то эффект может оказаться существенным, то даже у тех, кто вначале хотел заниматься таким расчетом, подобное желание пропадало. Сходную позицию занимал Е. М. Лифшиц — он по возможности старался оставаться в стороне, во всяком случае, не проявлять собственной инициативы.
В США после того, как атомная бомба была создана, а война окончилась, у многих физиков возникли сомнения в необходимости дальнейшей работы над атомной проблемой, в особенности в деле создания водородной бомбы. Ряд ученых вернулся в университеты продолжать прерванную войной научную деятельность и преподавание. Многие считали ненужным и даже вредным для самих США создание водородной бомбы. Широко известна дискуссия между Р. Оппенгеймером и Э. Теллером по этому поводу и последующее “дело Оппенгеймера”9.
В СССР ничего подобного не было. Возникает вопрос: почему? Естественный ответ на него — потому, что боялись, — не может нас полностью удовлетворить. Более того, ссылка на укоренившуюся в советском человеке привычку исполнять приказы не думая, как сказано в известной песне: “А если что не так, не наше дело, как говорится, Родина велела”, — также не проясняет ситуацию. Если бы работа ученых по атомной проблеме сводилась только к подневольному труду, то таких успехов, достигнутых за столь короткие сроки, не было бы. В высокой степени этот труд связан с творчеством, инициативой, невозможными при подневольном труде. Наконец, объяснение, что “это очень хорошая физика” (слова Ферми), также неудовлетворительно, поскольку оно в равной степени относится к физикам США и СССР. Мне кажется, все объясняется тем, что большинство создателей водородной бомбы — это люди поколения 30-х годов, в большей или меньшей степени, но верившие в социализм и его построение в СССР. Лишь постепенно и нередко в результате мучительной переоценки до них доходила истина, что страшное оружие, которое они создают, попадет в руки отъявленных злодеев. Воспоминания Сахарова, написанные очень искренне, в этом отношении весьма характерны: из них видно, что у Андрея Дмитриевича такое понимание стало появляться только в 60-х годах. (У некоторых, правда, это произошло раньше.) Такие взгляды были не только у людей науки. В еще большей степени это относится к писателям, поэтам, деятелям искусства. Вспомните “если враг не сдается, его уничтожают” Горького или “по оробелым, в гуще бегущим грянь, парабеллум” Маяковского. Но не только у этих двух, но и у значительно более, по нашим современным понятиям, добропорядочных деятелей литературы и искусства можно найти высказывания, относительно которых кажется совершенно непонятным, как такое можно было написать или сказать. И редким исключением были те, кто сумел сохранить ясность мысли, честность поступков и суждений.
Теперь перейду к другой составляющей атомного проекта в СССР — созданию атомных реакторов. Лаборатория № 3, куда я поступил на работу, была организована в декабре 1945 года. В 1950 году Лабораторию № 3 переименовали в Теплотехническую лабораторию, а в 1958 году — в Институт теоретической и экспериментальной физики (ИТЭФ). Лаборатория № 3 подчинялась Первому главному управлению (ПГУ) Совета Министров СССР, ведавшему атомным проектом. Начальником ПГУ был Б. Л. Ванников, его первым заместителем — А. П. Завенягин, но фактически хозяином атомного проекта до своего падения летом 1953 года являлся Берия. В 1954 году Первое главное управление было переименовано в Министерство среднего машиностроения. Основная задача, поставленная перед Лабораторией № 3, — создание тяжеловодных атомных реакторов с целью производства плутония и урана-233 для атомных бомб. Я был принят на работу в Лабораторию № 3 1 января 1950 года и несколько месяцев в основном занимался чистой теорией. Но в мае 1950 года сверху поступил приказ в кратчайшие сроки представить проект реактора по производству трития. Всех теоретиков ТТЛ бросили на это дело, и с тех пор на протяжении десятилетий параллельно с чистой наукой мне приходилось заниматься физикой ядерных реакторов.
В последнее время в печати интенсивно обсуждается вопрос, какую роль в осуществлении советского атомного проекта сыграла информация, добытая шпионами, или, как иногда утверждается, добровольно переданная некоторыми западными физиками. Харитон10 публично признал, что такая информация при создании первой советской атомной бомбы была крайне существенной, более того, эта бомба явилась точной копией американской. В физике атомных реакторов дело обстояло не совсем так. Действительно, ряд важнейших идей об использовании плутония для бомбы и его производстве в атомных реакторах пришел “оттуда”. Но многое из реализованного в физике, и особенно в теории атомных реакторов, — это, как уже говорилось выше, результат творчества советских ученых и инженеров. Я мало что могу сказать о конструкции атомных реакторов в этом аспекте. Про конструкцию графитовых реакторов, сооруженных по проектам Лаборатории № 2 (ЛИПАН), я не могу сообщить ничего определенного: были ли тут шпионские данные, и если были, то какую роль они сыграли — не знаю. В Лаборатории № 3 имелся чертеж канадского тяжеловодного исследовательского реактора, и при сооружении первого в СССР реактора такого типа оттуда кое-что было позаимствовано: общий размер бака для тяжелой воды, размер графитового отражателя. Однако другие важнейшие элементы конструкции, как крышка реактора (через нее загружаются и выгружаются урановые стержни и осуществляется регулирование), уплотнение урановых каналов и многое другое, было изобретено и сконструировано в Лаборатории № 3. При сооружении промышленных тяжеловодных реакторов никаких заимствований не было вообще, они итог собственных разработок. Что касается теории атомных реакторов, то я со всей определенностью могу свидетельствовать, что созданная в СССР теория атомных реакторов была оригинальна и, более того, превосходила американскую. Первые работы, в которых сформулированы основные положения теории цепной реакции деления урана на теплых нейтронах в ядерном реакторе, написаны и опубликованы Зельдовичем и Харитоном еще в 1940 году. Это последние открытые работы по данной проблеме — на Западе публикация статей на эту тему прекратилась еще раньше. В этих работах была получена знаменитая формула трех сомножителей для вычисления коэффициента размножения в ядерном реакторе. (Позднее Г. Н. Флеров добавил к ней четвертый сомножитель.) Теория резонансного поглощения нейтронов в урановых блоках реактора была построена Гуревичем и Померанчуком в 1943 году. В ней заложена определенная физическая идея, тогда как аналогичная теория, выдвинутая Ю. Вигнером в США, — это, по сути дела, просто интерполяционная формула. Теория Гуревича и Померанчука в отличие от формулы Вигнера — настоящая физическая теория, которую можно было развивать, улучшать, что и происходило. При построении теории диффузии тепловых нейтронов в реакторе очень плодотворной оказалась предложенная Ландау идея: характеризовать урановый блок одной величиной — тепловой постоянной. В построении теории ядерных реакторов в 1945 — 1947 годах участвовали также Е. Л. Фейнберг, И. М. Франк, В. С. Фурсов, но основной вклад был сделан И. Я. Померанчуком. В 1945 — 1947 годах А. И. Ахиезер и И. Я. Померанчук написали книгу “Теория нейтронных мультиплицирующих систем”. К сожалению, она никогда не была издана: в то время о ее публикации не могло быть и речи — она считалась “совершенно секретной”, а впоследствии авторы утеряли к ней интерес. Работа эта существует только в виде текста, в значительной части написанного от руки, и хранится в единственном экземпляре в Институте теоретической и экспериментальной физики. В ней систематически изложены все вопросы теории ядерных реакторов. В дальнейшем более тонкие проблемы теории — теория гетерогенных решеток и другие — были исследованы А. Д. Галаниным и С. М. Фейнбергом. Так что при расчете конкретных реакторов использовалась только “отечественная теория”, никаких заимствований не было.
Здесь я хочу сделать небольшое отступление и сказать о роли Померанчука. В конце 40-х годов почти одновременно с созданием теории ядерных реакторов он занимался другими, чисто теоретическими, вещами: теорией жидкого 3Не (трое физиков — два американца и француз, — которые экспериментально реализовали теоретические идеи Померанчука, в 1996 году получили Нобелевскую премию), теорией синхротронного излучения и, что особенно важно, квантовой теорией поля и теорией элементарных частиц. Он был первым в Советском Союзе, кто понял важность нового развития квантовой электродинамики, начатого работами Швингера, Фейнмана и Дайсона. Он ориентировал молодых людей на работу в данном направлении, и именно благодаря ему в начале 50-х годов в эту сторону в значительной степени сместился круг интересов Ландау. Мне кажется, что в начале 50-х годов одновременно с тем, как Померанчук стал все более заниматься чистой наукой, к нему приходило и более ясное понимание общей ситуации.
Единственным местом в расчете ядерных реакторов, где использовались шпионские данные (мы называли их “икспериментальные данные”), были величины сечений захвата и деления тепловых нейтронов ураном и плутонием, а также число вылетающих при делении нейтронов. Существовали и данные измерений этих величин, выполненных в СССР (ЛИПАН и ТТЛ), но точность их была несколько ниже, и мы больше верили “икспериментальным данным”. Однако цифры по резонансному поглощению использовались свои, в основном полученные в ЛИПАНе и частично в ТТЛ.
Шпионские материалы, которые поступили в Лабораторию № 3 в 40-х годах, шли обычно за подписью Я. П. Терлецкого. Терлецкий, профессор МГУ (он читал там курс статистической физики), по совместительству работал в МГБ. В его обязанности входило сортировать поступающие из-за границы материалы по атомному проекту. (Терлецкий не был специалистом по ядерной физике и никакого иного участия в атомном проекте не принимал.) В 1945 году Терлецкого (с рекомендательным письмом от П. Л. Капицы) послали в Копенгаген к Н. Бору, с целью выяснить у того, что он знает по атомной проблеме. (Беседа Терлецкого с Бором опубликована в газете “Московский комсомолец” от 29 июня 1994 года.) Подавляющее большинство ответов Бора носит общий характер и малоинформативно. Но один ответ представляет интерес и мог бы дать полезную для того времени информацию (если, конечно, она уже не была известна). Терлецкий спросил Бора, через какое время извлекаются урановые стержни из атомного реактора. Ответ Бора был, что точно он не знает, но вроде бы примерно через неделю. Эта информация важна по следующей причине. В урановых стержнях при работе реактора накапливается плутоний-239, который затем химически извлекается из них и используется как заряд в атомной бомбе. Однако за счет захвата нейтронов плутонием-239 происходит также накопление другого изотопа плутония — 240 Pu. Этот изотоп вреден для бомбы, и при большом его содержании взрыва не будет — будет “пшик”. Химически эти два изотопа не разделяются, извлекается смесь обоих изотопов. Для обеспечения взрыва бомбы нужно, чтобы отношение 240 Pu к 239 Pu не превосходило определенной величины. Концентрация 240 Pu растет квадратично со временем выдержки уранового стержня в реакторе, а концентрация 239 Pu — линейно. Поэтому время выдержки плутония, пригодного для получения бомбы, не может быть очень большим, и его величина — существенный параметр, определяющий, какова допустимая концентрация 240 Pu в бомбе11. Таким образом, Бор сообщил нечто важное. Но ответ Бора был грубо неверен! То ли Бор сам не знал, то ли умышленно ввел Терлецкого в заблуждение. Последнее не исключено, поскольку, скорее всего, Бор должен был относиться к Терлецкому с предубеждением (Терлецкий из МГУ, а оттуда незадолго до того изгнали всех крупных физиков: Ландау — ученика Бора, Тамма, Леонтовича и других). Замечу, что в Лаборатории № 3 о поездке Терлецкого ничего не знали.
Остановлюсь на эпизоде, относящемся к прибытию в СССР Б. Понтекорво12. Как известно, в конце 40-х Понтекорво жил в Англии. Примерно в начале 1950 года он поехал с семьей в Финляндию, якобы на отдых. Там их ждал советский пароход “Белоостров”, на котором они и прибыли в СССР. Операция по выезду из Финляндии была проведена нелегально, и лишь потом, когда Понтекорво исчез, западные спецслужбы определили, что исчез он именно таким образом. В нашей печати никаких сообщений о его приезде не было, и я, например, узнал об этом значительно позже из американского журнала “Science News Letters”. По прибытии в СССР Понтекорво жил и работал в Дубне. Выезд из Дубны ему был запрещен примерно до 1955 года, он пребывал там как бы в ссылке. Его фамилию упоминать запрещалось. Померанчук, который в то время часто ездил в Дубну, по возвращении оттуда неоднократно говорил, что обсуждал такой-то вопрос с “профессором” или что “профессор” сказал то-то. “Профессор” — это был Понтекорво, но имени его Померанчук не произносил: табу сохранялось до 1954 года.
Где-то в 1950 году Галанина неожиданно вызвали в Кремль. Такой вызов был весьма необычным: вызывали в разные места, но в Кремль — никогда. Поскольку Галанин занимался реакторами, было очевидно, что вызов связан с реакторным делом. Обычно Галанин все реакторные проблемы обсуждал с Рудиком и мной: мы тоже вели расчеты реакторов — иначе просто нельзя было бы работать. Но тут он вернулся из Кремля — и молчит. В то время у теоретиков ТТЛ действовал введенный Померанчуком принцип: не спрашивать. Как говорил Исаак Яковлевич, “кому нужно, я сам скажу”. Поэтому мы и не спрашивали. Молчал Галанин долго — несколько лет, но потом все-таки разговорился. Оказывается, его вызывали в Кремль на допрос Понтекорво. Там собралась группа физиков, и им предложили задавать Понтекорво вопросы о том, что он знает по атомной проблеме. Но Понтекорво знал только общие принципы. Собравшихся же в основном интересовали технические детали — например, как изготовляются урановые блоки реактора, какова технология того или иного процесса и т. д., а этого Понтекорво не знал и ничего полезного в разговоре не сообщил.
Контакты Понтекорво с физиками были сильно ограничены — например, он не мог общаться с Ландау, тот в Дубну не ездил. Понтекорво не мог публиковать никаких научных статей — на пять лет его имя полностью исчезло из науки. Тем не менее он не изменил своих коммунистических взглядов. Позже, в 1956 году, мы были вместе с ним на конференции по физике элементарных частиц в Ереване и жили в одном номере гостиницы. Понтекорво перед этим вернулся из поездки в Китай, куда ездил в составе советской делегации. Как-то вечером, уже лежа в постели, он стал рассказывать мне о своих впечатлениях. Он был в восторге от того, что увидел: как хороши коммуны, с каким энтузиазмом народ строит коммунизм и т. д. Не выдержав, я заметил: “Бруно Максимович! Если смотреть на страну извне или быть в ней гостем короткое время, можно очень сильно ошибиться”. Бруно Максимович прервал разговор, сказав: “Давайте спать”. Он не простил мне этого замечания: наши отношения, которые до того были очень хорошими, больше уже никогда не восстановились. Конфликт с Китаем разразился примерно через год-два после этого разговора.
По части наших отношений с Китаем Померанчук был намного дальновиднее. Еще в начале 50-х годов, в эпоху песни “Москва — Пекин”, он предсказывал серьезнейшие конфликты и, может быть, даже войну с Китаем в будущем. Правда, такое предсказание есть в книге Оруэлла “1984”, вышедшей в 1949 году. Но в то время мы и не знали о ее существовании.
Раз уж зашла речь о Дубне, изложу историю, которую мне рассказали как вполне достоверную, — о том, как был организован Международный объединенный институт ядерных исследований в Дубне, он назывался тогда Гидротехническая лаборатория (ГТЛ) — видимо, потому, что расположен был на Волге, никакой гидротехники там и в помине не было. Институт организовали по предложению И. В. Курчатова для изучения физики элементарных частиц и атомного ядра, и, по сути дела, проводившиеся там исследования не имели отношения к атомному оружию. (Хотя начальство длительное время убеждено было в обратном.) Когда принималось решение о создании института, естественно, возник вопрос о месте, где его построить. Для изучения вопроса создали специальную комиссию. Берия собрал совещание, на котором комиссия представила свои рекомендации: предложили три возможных места размещения будущего института. Выслушав комиссию, Берия попросил принести карту, ткнул пальцем в место будущей Дубны (его не было среди рекомендованных комиссией) и сказал:
— Строить будем здесь.
— Но, — робко возразил кто-то, — здесь болота, неподходящий грунт для ускорителей.
— Осушим.
— Но сюда нет дорог.
— Построим.
— Но здесь мало деревень, трудно будет набрать рабочую силу.
— Найдем, — сказал Берия.
И он оказался прав. Это место было окружено лагерями, именно поэтому Берия его и выбрал. Еще в 1955 году, когда я впервые смог поехать в Дубну, по дороге тянулись лагеря, стояла охрана, которой следовало говорить: “Мы едем к Михаилу Григорьевичу”. (Михаил Григорьевич — это был М. Г. Мещеряков, директор ГТЛ.)
(Окончание следует.)
Иоффе Борис Лазаревич родился в 1926 году. Член-корреспондент АН СССР и РАН, физик-теоретик, автор ряда научных трудов по физике элементарных частиц, физике высоких энергий, ядерной физике, теории ядерных реакторов.
Вариант этой статьи, рассчитанный на читателя-физика, был опубликован в “Сибирском физическом журнале” (1995, № 5).
1 В связи с войной в Корее имел место любопытный эпизод. У Л. А. Арцимовича, известного физика, было пристрастие — анализировать военные операции. Он считал себя хорошим стратегом, и вот, когда северокорейские войска прижали к морю в районе Пусана американцев и остатки южнокорейской армии, а США готовили подкрепления, Лев Андреевич, анализируя ситуацию, пришел к выводу, что морской десант американцев со стороны Желтого моря в середине Корейского полуострова (а у США было подавляющее превосходство на море и в воздухе) явился бы смертельным ударом для северокорейской армии — ее коммуникации были бы перерезаны и поражение неминуемым. Он сообщил об этом нескольким своим знакомым. Вскоре Арцимовича вызвал Берия и сказал ему: “Ты что болтаешь? Ты знаешь, кто операцию планирует? Молчи, а не то тебэ плохо будэт!”
Через несколько дней американцы высадились в Инчоне, северокорейская армия была разгромлена, и полного поражения Северной Кореи удалось избежать только благодаря интервенции китайской армии (так называемых китайских “народных добровольцев”) во главе с маршалом Пэн Дэхуайем.
2 Остроумов Н. Армада, которая не взлетела. — “Военно-исторический журнал”, 1992, № 10.
3 Такое письмо, по имеющимся у меня сведениям, уже существовало — его написал историк КПСС академик И. Минц — и кое-кем даже было подписано. Я знаю по крайней мере фамилии двух человек, которые — под сильнейшим давлением, конечно, — подписали его. Этих людей уже давно нет, и, чтобы не тревожить их память, не буду называть имен. Имя же мужественного человека, отказавшегося подписать письмо, я назову — это И. Г. Эренбург.
4 Померанчук Исаак Яковлевич (1913 — 1966) — физик-теоретик, академик АН СССР, внес важный вклад в теорию и создание первых советских ядерных реакторов.
5 См.: Гуревич И. И., Зельдович Я. Б., Померанчук И. Я., Харитон Ю. Б. Отчет лаб. № 2, Курчатовский институт, 1946.
6 Автор благодарен Г. А. Гончарову за эту информацию. См. также Goncharov G. A. Thermonuclear Millestones. — “Physics Today”. Vol. 49, 1996, November, p. 44 — 61.
7 Гуревич Исай Израилевич (1912 — 1992) — физик, член-корреспондент АН СССР и РАН. Основные труды — по ядерной физике, теории ядерных реакторов.
8 Зельдович Яков Борисович (1914 — 1987) — физик-теоретик, академик, автор фундаментальных трудов по ядерной физике, астрофизике и газодинамике.
9 Rhodes R. Durk Sun. The Making of Hydrogen Bomb. Simon and Schuster, New York, London, 1985.
10 Харитон Юлий Борисович (1904 — 1996) — физико-химик, академик АН СССР и РАН, научный руководитель Российского федерального ядерного центра.
11 По этой же причине плутоний, образующийся в реакторах атомных электростанций, где выдержка очень велика, крайне трудно использовать для создания бомбы. До 90-х годов этого вообще не умели делать. Сейчас научились делать бомбы даже из сильно загрязненного плутония 240 Pu, но они требуют значительно большего количества активного вещества.
12 Понтекорво Бруно (1913 — 1993) — физик, академик АН СССР и РАН. Родился в Италии. С 1940 года работал в США, Канаде, Великобритании; с 1950 года — в СССР. Труды по замедлению нейтронов и их захвату атомными ядрами, ядерной изометрии, слабым взаимодействиям, нейтринной физике, астрофизике.