Цепная реакция. Эксперимент

Возможность цепной реакции была доказана, но до её ре-ального осуществления было далеко. С самого начала было по-нятно, что реакция должна быть управляемой: в процессе проте-кания реакции необходимо было иметь возможность замедлять или ускорять её ход и даже остановить в любой момент. Для это-го надо было понять процессы, протекающие в ядре во время его деления.

Н. Бор уподобил ядро урана капельке жидкости. Если ка-пля достаточно тяжёлая, то при даже небольшом последующем утяжелении она делится на две более мелких капельки. Эта мо-дель в дальнейшем получила развитие и стала называться ка-пельная модель ядра. Она позволила предпринять первую попыт-ку дать математическое описание ядерного деления.

В течение первых месяцев 1939 г. исследования по осу-ществлению цепной реакции проводились в США, Колумбии, Польше, России, Франции, Англии. Интервал в опубликовании результатов исследований был минимальный. Так, французский и американский коллективы опубликовали свои результаты с раз-ницей в 7 дней. Если в России работы почти с самого начала но-сили закрытый характер, то в Англии работы и, соответственно, публикации проводились совместно с коллективами учёных из других стран.

Для осуществления цепной реакции необходимо было вы-считать оптимальную энергию нейтронов, попадающих в ядро, а также размеры самого ядра урана, т.е. подобрать подходящий изотоп урана. Таким изотопом оказался уран-235. Этот изотоп является не самым распространённым в земной природе: один атом урана-235 на 140 атомов других изотопов урана. Встала за-дача по извлечению изотопа урана-235 из природной руды. Про-блема перешла на государственный уровень.

Добыча урана в промышленных масштабах

До начала атомной эры уран не имел стратегического зна-чения. Его применяли как добавку в керамических производствах и ряде второстепенных процессов. В 1939 г. самыми известными и разработанными были залежи в Бельгийском Конго. Фактиче-ски это был единственный источник значительных объемов урана в мире. Широкую известность приобрело письмо А. Эйнштейна Рузвельту, в котором говорилось о важности и опасности по-следствий экспериментов в области изучения ядра. Менее из-вестна та часть письма, в которой учёный предлагал наложить вето на добычу урана в Конго или хотя бы ограничить добычу и организовать строгий контроль использования руды. До сих пор засекречена большая часть дипломатических документов Вели-кобритании, относящихся к попыткам британского правительства приобрести монопольное право на закупку руды.

В России быстрыми темпами шло освоение известных и разведка новых месторождений урана. Обе задачи были отнесены к стратегическим и секретным.

Для реализации управляемой ядерной реакции была необ-ходима тяжёлая вода. Весь мировой запас тяжёлой воды был вы-везен из Норвегии, доставлен в Париж, а затем в Кембридж лишь за 3 недели до захвата Норвегии фашистами. Операция носила секретный характер. Было очевидно, что открывающиеся пер-спективы использования атомной энергии важны, поэтому они обсуждались и решались на уровне правительств. Следующий запас тяжёлой воды, достаточный для проведения исследований по делению ядер урана, немцы могли бы получить только через несколько лет.