Комитет МАУД

Первая страница отчета комитета MAUD, март 1941 г.

Комитет MAUD — британская научная рабочая группа, созданная во время Второй мировой войны . Он был создан для проведения исследований, необходимых для определения возможности создания атомной бомбы . Название MAUD произошло от странной строки в телеграмме датского физика Нильса Бора, относящейся к его экономке Мод Рэй.

Комитет MAUD был основан в ответ на меморандум Фриша-Пайерлса , который был написан в марте 1940 года Рудольфом Пайерлсом и Отто Фришем , двумя физиками, беженцами из нацистской Германии , работавшими в Бирмингемском университете под руководством Марка Олифанта . В меморандуме утверждалось, что небольшая сфера из чистого урана-235 может иметь мощность взрыва в тысячи тонн тротила .

Председателем комитета MAUD был Джордж Томсон . Исследования были разделены между четырьмя различными университетами: Бирмингемским университетом , Ливерпульским университетом , Кембриджским университетом и Оксфордским университетом , каждый из которых имел отдельного программного директора. Были рассмотрены различные способы обогащения урана , а также конструкция ядерного реактора , свойства урана-235, использование тогда гипотетического элемента плутония и теоретические аспекты конструкции ядерного оружия.

После пятнадцати месяцев работы исследование завершилось двумя отчетами: «Использование урана для бомбы» и «Использование урана в качестве источника энергии», известными под общим названием «Отчет MAUD». В докладе обсуждалась возможность и необходимость атомной бомбы для военных действий. В ответ британцы создали проект ядерного оружия под кодовым названием Tube Alloys . Отчет MAUD был предоставлен Соединенным Штатам, где он активизировал американские усилия, которые в конечном итоге стали Манхэттенским проектом . Отчет был также передан Советскому Союзу его атомными шпионами и помог начать советский проект атомной бомбы .

Происхождение

Открытие ядерного деления

Основная статья: Открытие ядерного деления

Нейтрон был открыт Джеймсом Чедвиком в Кавендишской лаборатории в Кембриджского университета феврале 1932 года. Два месяца спустя его коллеги из Кавендиша Джон Кокрофт и Эрнест Уолтон расщепили атомы лития ускоренными протонами . В декабре 1938 года Отто Хан и Фриц Штрассман в лаборатории Хана в Берлин-Далеме бомбардировали уран медленными нейтронами. и обнаружил, что барий . был произведен Хан написал своей коллеге Лизе Мейтнер , которая вместе со своим племянником Отто Фришем доказала , ​​урана что ядро было расщеплено. Они опубликовали свое открытие в журнале Nature в 1939 году. Это явление представляло собой новый тип ядерного распада и было более мощным, чем когда-либо наблюдавшееся ранее. Фриш и Мейтнер подсчитали, что энергия, выделяемая при каждом распаде, составляет примерно 200 мегаэлектронвольт [МэВ] (32 пДж). По аналогии с делением биологических клеток они назвали этот процесс « делением ».

Нильс Бор и Джон А. Уиллер применили модель капли жидкости, разработанную Бором и Фрицем Калькаром, для объяснения механизма ядерного деления. Бор пришел к выводу, что деление при низких энергиях происходит главным образом за счет изотопа урана-235 , тогда как при высоких энергиях оно происходит главным образом за счет более распространенного изотопа урана-238 . Первый составляет всего 0,7% природного урана, а второй — 99,3%. Фредерик Жолио-Кюри и его парижские коллеги Ганс фон Хальбан и Лью Коварски подняли вопрос о возможности цепной ядерной реакции в статье, опубликованной в журнале Nature в апреле 1939 года. Многим ученым было очевидно, что, по крайней мере теоретически, можно создать чрезвычайно мощное взрывчатое вещество, хотя большинство все еще считало создание атомной бомбы невозможным. Этот термин уже был знаком британской публике благодаря трудам Герберта Уэллса в его романе 1913 года «Освобожденный мир» .

ответ

В Британии ряд учёных размышляли над целесообразностью создания атомной бомбы. В Ливерпульском университете Чедвик и польский ученый-беженец Джозеф Ротблат занялись этой проблемой, но их расчеты оказались безрезультатными. В Кембридже Нобелевской премии по физике лауреаты Джордж Пейджет Томсон и Уильям Лоуренс Брэгг хотели, чтобы правительство приняло срочные меры по приобретению урановой руды . Основным источником этого было Бельгийское Конго , и они опасались, что оно может попасть в руки Германии. Не зная, как это сделать, они обратились к сэру Уильяму Спенсу , преподавателю колледжа Корпус-Кристи в Кембридже . В апреле 1939 года он обратился к сэру Кеннету Пикторну , местному члену парламента , который поделился своими опасениями с секретарем Комитета имперской обороны генерал -майором Гастингсом Исмэем . сэра Генри Тизарда Исмей, в свою очередь, спросил мнение . Как и многие ученые, Тизард скептически относился к вероятности разработки атомной бомбы, считая шансы на успех 100 000 к 1.

Даже при таком большом шансе опасность была достаточно велика, чтобы ее можно было воспринимать всерьез. Лорд Чартфилд , Министр по координации обороны проверил министерство финансов и министерство иностранных дел и обнаружил, что уран Бельгийского Конго принадлежал компании Union Minière du Haut Katanga . Ее британский вице-президент лорд Стоунхейвен организовал встречу с бельгийским президентом компании Эдгаром Сенжером . Поскольку руководство Union Minière было дружественно настроено по отношению к Великобритании, не было сочтено необходимым немедленно приобретать уран, но Комитету Тизарда по научному исследованию воздушной войны (CSSAW) было поручено продолжить исследования возможности создания атомных бомб. Томсону из Имперского колледжа Лондона и Марку Олифанту , австралийскому физику из Бирмингемского университета , было поручено провести серию экспериментов с ураном. К февралю 1940 года команде Томсона не удалось создать цепную реакцию в природном уране, и он решил, что заниматься этим не стоит.

Меморандум

Основная статья: Меморандум Фриша-Пайерлса

В Бирмингеме команда Олифанта пришла к другому выводу. Олифант поручил эту задачу Фришу и Рудольфу Пайерлсам Олифанта, , двум немецким ученым-беженцам, которые не могли работать над проектом радара поскольку были вражескими инопланетянами и, следовательно, не имели необходимого допуска к секретной информации. Фрэнсис Перрен определил критическую массу урана как наименьшее количество, способное поддерживать цепную реакцию. и подсчитал, что он составляет около 40 тонн (39 длинных тонн; 44 коротких тонны). Он подсчитал, что если отражатель нейтронов вокруг него разместить , его можно будет уменьшить до 12 тонн (12 длинных тонн; 13 коротких тонн). В теоретической статье, написанной в 1939 году, Пайерлс попытался упростить проблему, используя быстрые нейтроны, образующиеся при делении, тем самым опуская рассмотрение замедлителя нейтронов . Он тоже считал, что критическая масса урановой сферы составляет «порядка тонн».

Здание физики Пойнтинга в Бирмингемском университете , где Пайерлс и Фриш написали меморандум Фриша-Пайерлса.

Однако Бор утверждал, что изотоп урана-235 с гораздо большей вероятностью захватывает нейтроны и деление даже нейтронов с низкой энергией, образующихся в результате деления. Фриш начал экспериментировать с обогащением урана посредством термодиффузии . Прогресс был медленным; необходимого оборудования не было, и проект радара в первую очередь задействовал имеющиеся ресурсы. Он задавался вопросом, что произойдет, если он сможет создать сферу из чистого урана-235. Когда он использовал формулу Пайерлса для расчета его критической массы, он получил поразительный ответ: потребуется меньше килограмма. Фриш и Пайерлс подготовили меморандум Фриша-Пайерлса в марте 1940 года. В нем они сообщали, что пятикилограммовая бомба будет эквивалентна нескольким тысячам тонн динамита, и даже однокилограммовая бомба будет впечатляющей. Они думали, что из-за потенциальных радиоактивных осадков британцы могут счесть это морально неприемлемым.

Олифант передал меморандум Фриша-Пайерлса Тизарду в марте 1940 года. Он передал его Томсону, который обсудил его с Кокрофтом и Олифантом. Они также получили известие от Жака Алье из французского Deuxième Bureau , который участвовал в вывозе всех запасов тяжелой воды из Норвегии. Он рассказал им об интересе немцев к тяжелой воде и о деятельности французских исследователей в Париже. Были приняты немедленные меры: Министерству экономической войны было предложено обеспечить безопасность запасов оксида урана , которые могли быть захвачены немцами; Британским спецслужбам было предложено расследовать деятельность немецких ученых-ядерщиков; и А.В. Хилла , британского научного атташе в Вашингтоне, попросили выяснить, что задумали американцы. Хилл сообщил, что у американцев есть ученые, изучающие этот вопрос, но они не думают, что будет найдено какое-либо военное применение.

Организация

Комитет был создан в ответ на меморандум Фриша-Пайерлса. первом этаже Свое первое заседание оно провело 10 апреля 1940 года в зале главного комитета Королевского общества на Берлингтон-хауса в Лондоне. Здесь неизменно проходили его заседания. Первоначальными участниками были Томсон, Чедвик, Кокрофт, Олифант и Филип Мун ; Впоследствии были добавлены Патрик Блэкетт , Чарльз Эллис и Норман Хауорт , а также представитель директора по научным исследованиям Министерства авиационного производства (MAP). Комитет MAUD провел свои первые два заседания в апреле 1940 года, прежде чем он был официально сформирован CSSAW. CSSAW был упразднен в июне 1940 года, и комитет MAUD затем перешел непосредственно в состав MAP. Томсон возглавлял комитет и первоначально исполнял обязанности его секретаря, записывая протоколы от руки на бумаге, пока MAP не предоставило секретаря.

Берлингтон-хаус в Лондоне, где собирался комитет MAUD.

Сначала новый комитет назывался Комитетом Томсона по имени его председателя но вскоре это название было заменено на более скромное название — Комитет MAUD. Многие считали MAUD аббревиатурой, однако это не так. Название MAUD возникло необычным образом. 9 апреля 1940 года, в день, когда Германия вторглась в Данию , Нильс Бор отправил Фришу телеграмму. Телеграмма заканчивалась странной строкой: «Скажите Кокрофту и Мод Рэй Кент». Сначала считалось, что это код, касающийся радия или другой важной информации, связанной с атомным оружием, спрятанный в анаграмме . Одно из предложений заключалось в том, чтобы заменить букву «y» на «i», что означает «взятый радий». Когда Бор вернулся в Англию в 1943 году, выяснилось, что послание было адресовано Джону Кокрофту и экономке Бора Мод Рэй, которая была из Кента. Таким образом, комитет был назван Комитетом MAUD. Хотя инициалы ничего не означали, официально это был Комитет MAUD, а не Комитет Мод.

Из-за совершенно секретного аспекта проекта рассматривались только ученые британского происхождения. Даже несмотря на их ранний вклад, Пайерлсу и Фришу не разрешили участвовать в комитете MAUD, поскольку во время войны считалось угрозой безопасности, когда вражеские инопланетяне руководили секретным проектом. В сентябре 1940 года был сформирован Технический подкомитет, в состав которого вошли Пайерлс и Фриш. Однако Халбан не воспринял свое исключение из комитета MAUD так же благосклонно, как Фриш и Пайерлс. В ответ в марте 1941 года были созданы два новых комитета, которые заменили комитет MAUD и Технический подкомитет, названный Комитетом по политике MAUD и Техническим комитетом MAUD. В отличие от двух первоначальных комитетов, у них был письменный круг ведения. Круг ведения Политического комитета MAUD заключался в следующем:

1. Курировать от имени директора по научным исследованиям MAP расследование возможностей использования урана в военных целях; и
2. Рассмотреть рекомендации Технического комитета MAUD и сообщить об этом директору по научным исследованиям.

В состав Технического комитета MAUD входили:

1. Рассмотреть проблемы, возникающие при исследовании урана;
2. Рекомендовать Политическому комитету MAUD провести экспериментальную работу, необходимую для установления технических возможностей; и
3. Обеспечить сотрудничество между различными группами следователей.

Политический комитет MAUD был небольшим и включал только одного представителя от каждой университетской лаборатории. В его состав входили: Блэкетт, Чедвик, Кокрофт, Эллис, Хауорт, Франц Саймон , Томсон и директор по научным исследованиям МАП. Членами Технического комитета MAUD были: Мозес Блэкман , Эгон Бретшер , Норман Физер , Фриш, Халбан, Ч. Джонсон , Коварски, Уилфрид Манн , Мун, Невилл Мотт , Олифант, Пайерлс и Томсон. На его заседаниях обычно присутствовал Уинстона Черчилля научный советник Фредерик Линдеманн или его представитель, а также представитель Imperial Chemical Industries (ICI). Бэзил Дикинс из МАП исполнял обязанности секретаря Технического комитета. Томсон возглавлял оба комитета.

Деятельность

Исследования комитета MAUD были разделены между четырьмя различными английскими университетами: Университетом Бирмингема , Ливерпульским университетом , Кембриджским университетом и Оксфордским университетом . Первоначально исследования финансировались за счет средств университетов. Только в сентябре 1940 года стало доступно государственное финансирование. MAP подписало контракты, по которым 3000 фунтов стерлингов были переданы лаборатории Кавендиша в Кембридже (позже увеличено до 6500 фунтов стерлингов), 1000 фунтов стерлингов (позже увеличено до 2000 фунтов стерлингов) лаборатории Кларендона в Оксфорде, 1500 фунтов стерлингов Бирмингему и 2000 фунтов стерлингов Ливерпулю. Расходы университетам возместило МАП, которое также начало выплачивать часть зарплат сотрудникам вузов. Однако Чедвик, Пайерлс, Саймон и другие профессора, а также некоторые научные сотрудники по-прежнему получали зарплату из университетских фондов. Правительство также разместило у ICI заказ на 5000 фунтов стерлингов на 5 килограммов (11 фунтов) гексафторида урана . Оксид урана был приобретен у компании Brandhurt Company, которая закупала его в Америке. Дефицит во время войны повлиял на многие области исследований, из-за чего MAP пришлось обращаться к фирмам с просьбой о приоритете в отношении предметов, необходимых ученым.

Также ощущалась нехватка рабочей силы, поскольку химики и физики были заняты военными работами. По необходимости в университетах работало много иностранцев или бывших иностранцев. Первоначально МАП было против их использования по соображениям безопасности, тем более что большинство из них были выходцами из вражеских или оккупированных стран. Их трудоустройство стало возможным только потому, что они были наняты университетами, а не МАП, которому не разрешалось нанимать вражеских иностранцев. МАП постепенно согласилась принять их на работу в проекте. Он защищал некоторых от интернирования и обеспечивал допуск к секретной информации. Существовали ограничения на то, где вражеские пришельцы могли работать и жить, и им не разрешалось владеть автомобилями, поэтому требовались разрешения, позволяющие им посещать другие университеты. «Итак, — писала историк Маргарет Гоуинг , — величайшая из всех тайн военного времени была доверена ученым, отстраненным по соображениям безопасности от других военных работ».

Ливерпульский университет

Королевский форт и физический факультет Бристольского университета

Подразделение комитета MAUD в Ливерпуле возглавил Чедвик, которому помогали Фриш, Ротблат, Джерри Пикаванс , Морис Прайс и Джон Райли Холт . Подразделение в Ливерпуле также контролировало небольшую команду Бристольского университета , в которую входили Алан Нанн Мэй и Сесил Фрэнк Пауэлл . В Ливерпуле они сосредоточились на разделении изотопов посредством термодиффузии, как это было предложено в меморандуме Фриша-Пайерлса.

Этот процесс был основан на том факте, что когда смесь двух газов проходит через температурный градиент, более тяжелый газ имеет тенденцию концентрироваться на холодном конце, а более легкий газ - на теплом конце. То, что его можно использовать в качестве средства разделения изотопов, было впервые продемонстрировано Клаусом Клузиусом и Герхардом Дикелем в Германии в 1938 году, которые использовали его для разделения изотопов неона . Они использовали аппарат под названием «колонна», состоящий из вертикальной трубки с горячим проводом посередине. Преимущество методики заключалось в простоте конструкции и отсутствии движущихся частей. Но достижение равновесия может занять месяцы, потребовать много энергии и высоких температур, которые могут вызвать проблемы с гексафторидом урана.

Еще одним направлением исследований в Ливерпуле было измерение сечения деления урана-235, от которого зависели расчеты Фриша и Пайерлса. Они предполагали, что почти каждое столкновение нейтрона любой энергии с ядром урана-235 приведет к делению. Значение, которое они использовали для сечения деления, было опубликовано французскими исследователями в 1939 году. но данные, опубликованные американцами в выпусках американского журнала Physical Review от 15 марта и 15 апреля 1940 года, показали, что он был намного меньше.

Чистого урана-235 не было, поэтому эксперименты в Ливерпуле проводились с природным ураном. Результаты были неубедительными, но, как правило, поддерживали Фриша и Пайерлса. К марту 1941 года Альфреду Ниеру удалось произвести микроскопическое количество чистого урана-235 в Соединенных Штатах, а группа под руководством Мерла Тюве из Института Карнеги в Вашингтоне измеряла поперечное сечение. Уран-235 был слишком ценным, чтобы отправлять образец в Великобританию, поэтому Чедвик отправил американцам список измерений, которые он хотел, чтобы они провели. В конечном итоге поперечное сечение оказалось меньше, чем предполагали Фриш и Пайерлс, но полученная критическая масса все равно составила всего около восьми килограммов.

Тем временем Прайс исследовал, как долго будет продолжаться неконтролируемая цепная ядерная реакция в атомной бомбе, прежде чем она взорвется. Он подсчитал, что, поскольку нейтроны, образующиеся при делении, имеют энергию около 1 МэВ (0,16 пДж), это соответствует скорости 1,4 × 10 ⁹ см/с . Основная часть цепной реакции будет завершена порядка 10 × 10 ⁻⁸ с (десять « встряхиваний »). За это время расщепится от 1 до 10 процентов делящегося материала; но даже атомная бомба с эффективностью в 1 процент высвободит столько же энергии, в 180 000 раз превышающую ее вес в тротиловом эквиваленте.

Оксфордский университет

Лаборатория Кларендона Оксфордского университета.

Подразделение комитета MAUD в Оксфорде возглавил Саймон. Будучи немецким эмигрантом, он смог принять участие только после того, как Пайерлс поручился за него, указав, что Саймон уже начал исследования по разделению изотопов, что дало бы проекту фору благодаря его участию. Оксфордская команда в основном состояла из небританских ученых, в том числе Николаса Курти , Курта Мендельсона , Генриха Куна , Генри Шулла Армса и Хайнца Лондона . Они сосредоточились на разделении изотопов методом, известным как газовая диффузия .

Это основано на законе Грэма , который гласит, что скорость истечения газа газа через пористый барьер обратно пропорциональна квадратному корню из молекулярной массы . В контейнере с пористым барьером, содержащим смесь двух газов, более легкие молекулы будут выходить из контейнера быстрее, чем более тяжелые. Газ, выходящий из контейнера, слегка обогащен более легкими молекулами, а остаточный газ слегка обеднен. Команда Саймона провела эксперименты с медной сеткой в ​​качестве барьера. смесь углекислого газа и водяного пара. Поскольку гексафторид урана, единственный известный газ, содержащий уран, был дефицитным и с ним было трудно обращаться, для его испытания использовалась

Результатом этой работы стал доклад Саймона об «Оценке размеров действующего завода по разделению» в декабре 1940 года. Он описал промышленную установку, способную производить килограмм в день урана, обогащенного до 99 процентов урана-235. На заводе будет использовано 70 000 квадратных метров (750 000 квадратных футов) мембранных барьеров в 18 000 сепарационных установках на 20 этапах. Завод будет занимать площадь 40 акров (16 га), оборудование будет весить 70 000 длинных тонн (71 000 т) и потреблять 60 000 кВт электроэнергии. По его оценкам, строительство займет от 12 до 18 месяцев, его стоимость составит около 4 миллионов фунтов стерлингов, для работы потребуется 1200 рабочих, а эксплуатация будет стоить 1,5 миллиона фунтов стерлингов в год. «Мы уверены, что разделение может быть осуществлено описанным способом, — заключил он, — и даже считаем, что схема, учитывая ее цель, не является неоправданно затратной по времени, деньгам и усилиям».

Кембриджский университет

Кавендишская лаборатория Кембриджского университета

Подразделение комитета MAUD в Кембридже возглавляли Брэгг и Кокрофт. В него входили Бретшер, Физер, Хальбан, Коварски, Герберт Фрейндлих и Николас Кеммер . Поль Дирак помогал в качестве консультанта, хотя формально он не входил в состав команды. 19 июня 1940 года, после вторжения Германии во Францию , Хальбан, Коварский и другие французские ученые и их семьи вместе с их драгоценным запасом тяжелой воды были доставлены в Англию графом Саффолком и майором Ардейлом Голдингом на пароходе «Брумпарк» . Тяжелая вода стоимостью 22 000 фунтов стерлингов первоначально хранилась в тюрьме HM Prison Wormwood Scrubs , но позже тайно хранилась в библиотеке Виндзорского замка . Французские ученые переехали в Кембридж. где они провели эксперименты, которые убедительно показали, что цепная ядерная реакция может быть произведена в смеси оксида урана и тяжелой воды.

В статье, написанной вскоре после прибытия в Англию, Халбан и Коварски предположили, что медленные нейтроны могут поглощаться ураном-238, образуя уран-239. В письме Эдвина Макмиллана и Филипа Абельсона , опубликованном в журнале Physical Review 15 июня 1940 года, говорилось, что он распался на элемент с атомным номером 93, а затем на элемент с атомным номером 94 и массой 239, который, хотя и все еще радиоактивный, был довольно долгоживущим. То, что письмо на столь деликатную тему все еще может быть опубликовано, раздражало Чедвика, и он попросил направить американцам официальный протест, что и было сделано.

Бретшер и Физер на теоретических основаниях утверждали, что этот элемент может расщепляться как быстрыми, так и медленными нейтронами, такими как уран-235. Если это так, то это обещало еще один путь к атомной бомбе, поскольку ее можно было бы получить из более распространенного урана-238 в ядерном реакторе , а отделение от урана можно было бы осуществить химическими средствами, поскольку это был другой элемент, избегая тем самым необходимости для разделения изотопов. Кеммер предположил, что, поскольку уран был назван в честь планеты Уран , элемент 93 можно было бы назвать нептунием , а плутоний -94 — в честь двух следующих планет. Позже выяснилось, что американцы независимо друг от друга приняли те же названия, следуя той же логике. Бретчер и Физер пошли еще дальше, предположив, что облучение тория может привести к образованию нового изотопа урана, урана-233 , который также может быть подвержен делению как быстрыми, так и медленными нейтронами. Помимо этой работы, Эрик Ридил изучал разделение изотопов посредством центрифугирования .

Университет Бирмингема

Здание физики Пойнтинга в Бирмингемском университете. Синяя мемориальная доска посвящена работе Пайерлса и Фриша.

Подразделение комитета MAUD в Бирмингеме возглавил Пайерлс. Ему помогали Хаворт, Джонсон, а с 28 мая 1941 года Клаус Фукс . Хаворт возглавил химиков в изучении свойств гексафторида урана. В пользу этого было то, что фтор имеет только один изотоп, поэтому любая разница в весе между двумя молекулами обусловлена ​​​​исключительно разным изотопом урана.

В остальном гексафторид урана был далек от идеала. Он затвердевал при температуре 120 ° F (49 ° C), вызывал коррозию и реагировал со многими веществами, включая воду. Поэтому с ним было трудно и опасно справиться. Однако поиски химиков в Бирмингеме не обнаружили еще одного газообразного соединения урана. Линдеманн использовал свое влияние на лорда Мелчетта , директора ICI, чтобы заставить ICI производить гексафторид урана в промышленных масштабах. ICI Завод плавиковой кислоты вышел из строя и требовал капитального ремонта, поэтому цена за килограмм гексафторида урана составила 5000 фунтов стерлингов. Тем не менее, заказ был размещен в декабре 1940 года. ICI также исследовала методы производства чистого металлического урана.

Пайерлс и его команда работали над теоретическими проблемами ядерной бомбы. По сути, им было поручено выяснить технические особенности бомбы. Вместе с Фуксом Пайерлс интерпретировал и все экспериментальные данные других лабораторий. Он исследовал различные процессы получения изотопов. К концу лета 1940 года Пайерлс предпочел газовую диффузию термической диффузии.

Из США был получен документ, в котором Джордж Кистяковский утверждал, что ядерное оружие нанесет очень небольшой ущерб, поскольку большая часть энергии будет потрачена на нагрев окружающего воздуха. Химическое взрывчатое вещество генерирует очень горячие газы в замкнутом пространстве, но ядерный взрыв этого не сделает. Пайерлс, Фукс, Джеффри Тейлор и Дж. Г. Кинч разработали гидродинамику, чтобы опровергнуть аргумент Кистяковского. Тейлор подготовил статью «Формирование взрывной волны в результате очень мощного взрыва» в июне 1941 года.

Отчеты

Первый проект окончательного отчета комитета MAUD был написан Томсоном в июне 1941 года и распространен среди членов комитета 26 июня с указанием, что его обсудит следующее заседание 2 июля. Значительный объем редактирования был выполнен, в основном Чедвиком. На этом этапе он был разделен на два отчета. Первый был посвящен теме «Использование урана для создания бомбы»; второй «Использование урана как источника энергии». Они объединили все исследования и эксперименты, проведенные комитетом MAUD. Доклад открывался заявлением о том, что:

Мы хотели бы подчеркнуть в начале этого отчета, что мы подошли к проекту с большим скептицизмом, чем с верой, хотя мы чувствовали, что это вопрос, который необходимо изучить. По мере продвижения мы все больше и больше убеждались в том, что высвобождение атомной энергии в больших масштабах возможно и что можно выбрать такие условия, которые сделают ее очень мощным оружием войны. Сейчас мы пришли к выводу, что можно будет создать эффективную урановую бомбу, которая, содержащая около 25 фунтов активного материала, будет эквивалентна по разрушительному действию 1800 тоннам тротила, а также будет выделять большие количества радиоактивных веществ, которые могут сделать места вблизи места взрыва бомбы опасными для жизни людей на длительный период.

В первом отчете был сделан вывод о возможности создания бомбы. Он подробно описал его с технической точки зрения и представил конкретные предложения по его разработке, включая смету расходов. Завод по производству одного килограмма урана-235 в день оценивался в 5 миллионов фунтов стерлингов и потребовал бы большого количества квалифицированной рабочей силы, которая также была необходима для других частей военных действий. Он может появиться уже через два года. По оценкам, размер ущерба, который он нанесет, будет аналогичен взрыву в Галифаксе в 1917 году, который разрушил все в мире. Радиус 1/4 мили ( 0,40 км). В отчете предупреждалось, что Германия проявила интерес к тяжелой воде, и хотя она не считалась полезной для бомбы, оставалась вероятность, что Германия также может работать над бомбой.

Второй доклад был короче. Он рекомендовал Халбану и Коварски переехать в США, где планировалось производить тяжелую воду в больших масштабах. Плутоний может оказаться более подходящим, чем уран-235, и исследования плутония следует продолжить в Великобритании. Он пришел к выводу, что контролируемое деление урана можно использовать для выработки тепловой энергии для использования в машинах и получения больших количеств радиоизотопов, которые можно использовать в качестве заменителей радия . Тяжелая вода или, возможно, графит могут служить замедлителем быстрых нейтронов. В заключение, однако, хотя ядерный реактор имел значительные перспективы для будущего мирного использования, комитет счел, что его не стоит рассматривать во время нынешней войны.

Результат

Соединенное Королевство

Основные статьи: Трубные сплавы и вклад Великобритании в Манхэттенский проект

В ответ на отчет комитета MAUD была запущена программа создания ядерного оружия. Для координации усилий было создано новое управление с намеренно вводящим в заблуждение названием Tube Alloys в целях безопасности. Сэр Джон Андерсон , лорд-президент Совета , стал ответственным министром, а Уоллес Эйкерс из ICI был назначен директором Tube Alloys. Tube Alloys и Манхэттенский проект обменялись информацией, но поначалу не объединили свои усилия. якобы из-за опасений по поводу американской безопасности. По иронии судьбы, именно в британский проект уже проникли атомные шпионы Советского Союза. Самым значительным из них в то время был Джон Кэрнкросс , член пресловутой Кембриджской пятерки , который работал личным секретарем лорда Хэнки , министра без портфеля в военном кабинете . Кэрнкросс предоставил НКВД информацию от комитета MAUD.

Соединенное Королевство не имело рабочей силы и ресурсов Соединенных Штатов, и, несмотря на свое раннее и многообещающее начало, Tube Alloys отставала от своего американского коллеги и затмевалась им. Британцы рассматривали возможность создания атомной бомбы без помощи Америки, но проект должен был иметь подавляющий приоритет, прогнозируемые затраты были ошеломляющими, срыв других проектов военного времени был неизбежен, и маловероятно, что он будет готов вовремя, чтобы повлиять на исход войны . в Европе .

На Квебекской конференции в августе 1943 года Черчилль и Рузвельт подписали Квебекское соглашение , объединившее два национальных проекта. Квебекское соглашение учредило Объединенный политический комитет и Объединенный фонд развития для координации их усилий. Соглашение в Гайд-парке от 19 сентября 1944 года расширило как коммерческое, так и военное сотрудничество на послевоенный период.

Британская миссия под руководством Акерса оказала помощь в разработке технологии газовой диффузии в лабораториях SAM в Нью-Йорке. Другой, возглавляемый Олифантом, помогал в процессе электромагнитного разделения в радиационной лаборатории Беркли . Кокрофт стал директором совместной британско-канадской Монреальской лаборатории . Британскую миссию в Лос-Аламосскую лабораторию возглавляли Чедвик, а затем и Пайерлс, в состав которой входили несколько наиболее выдающихся британских ученых. Будучи главой британской миссии, Чедвик установил тесное и успешное партнерство. и обеспечил полное и искреннее участие Великобритании.

США

Основная статья: Исполнительный комитет S-1

В ответ на письмо Эйнштейна-Сциларда 1939 года президент Франклин Д. Рузвельт в октябре 1939 года создал Консультативный комитет по урану под председательством Лаймана Бриггса . Исследования были сосредоточены на медленном делении ядер для производства энергии, но с растущим интересом к разделению изотопов. В июне 1941 года Рузвельт создал Управление научных исследований и разработок (OSRD), во главе которого стал Ванневар Буш , лично подотчетный президенту. Урановый комитет стал Урановым отделом ОСРД, который вскоре был переименован в Секцию С-1 по соображениям безопасности.

Буш привлек Артура Комптона , лауреата Нобелевской премии, и Национальную академию наук . Его отчет был опубликован 17 мая 1941 года. В нем одобрялись более решительные меры, но не рассматривались какие-либо детали конструкции или производства бомбы. Информация от комитета MAUD поступала от британских ученых, направлявшихся в Соединенные Штаты, в частности от миссии Тизард , а также от американских наблюдателей на заседаниях комитета MAUD в апреле и июле 1941 года. Кокрофт, входивший в состав миссии Тизард, сообщил, что американский проект отставал от британского и продвигался не так быстро.

Великобритания находилась в состоянии войны и чувствовала необходимость создания атомной бомбы, но США еще не были в состоянии войны. Именно Олифант привел американскую программу в действие. Он прилетел в Соединенные Штаты в конце августа 1941 года якобы для обсуждения программы радиолокации, но на самом деле для того, чтобы выяснить, почему Соединенные Штаты игнорируют выводы комитета MAUD. Олифант сообщил: «Протоколы и отчеты были отправлены Лайману Бриггсу, который был директором Уранового комитета, и мы были озадачены тем, что не получили практически никаких комментариев. Я позвонил Бриггсу в Вашингтон только для того, чтобы узнать, что этот невнятный и не впечатляющий человек спрятал отчеты в свой сейф и не показал их членам своего комитета. Я был поражен и огорчен».

Олифант встретился с представителями Секции S-1. Сэмюэл К. Эллисон был новым членом комитета, физиком-экспериментатором и протеже Комптона в Чикагском университете . Олифант «пришел на встречу», вспоминает Эллисон, «и недвусмысленно сказал «бомба». Он сказал нам, что мы должны сосредоточить все усилия на бомбе, и сказал, что мы не имеем права работать над электростанциями или чем-то еще, кроме бомбы. По его словам, бомба будет стоить 25 миллионов долларов, а у Британии нет ни денег, ни рабочей силы, так что решать нам».

Затем Олифант посетил своего друга Эрнеста Лоуренса , американского лауреата Нобелевской премии, чтобы объяснить срочность. Лоуренс связался с Комптоном и Джеймсом Б. Конантом , которые получили копию окончательного отчета MAUD от Томсона 3 октября 1941 года. Гарольд Юри , также лауреат Нобелевской премии, и Джордж Б. Пеграм были отправлены в Великобританию для получения дополнительной информации. В январе 1942 года ОСРД получила право заниматься не только исследованиями, но и крупными инженерными проектами. Без помощи комитета MAUD Манхэттенский проект начался бы с опозданием на несколько месяцев. Вместо этого они смогли начать думать о том, как создать бомбу, а не о том, возможно ли это. Гоуинг отметил, что «события, меняющие временной масштаб всего на несколько месяцев, тем не менее, могут изменить историю». 16 июля 1945 года в рамках Манхэттенского проекта взорвалась первая атомная бомба в ходе ядерного испытания «Тринити» .

Советский Союз

Основная статья: Проект советской атомной бомбы

Советский Союз получил подробности британских исследований от своих атомных шпионов Клауса Фукса , Энгельберта Броды и Кэрнкросса. Лаврентий Берия , глава НКВД, дал доклад Генеральному секретарю Коммунистической партии Советского Союза Иосифу Сталину в марте 1942 года, который включал отчеты MAUD и другие британские документы, переданные Кернкроссом. В 1943 году НКВД получило копию итогового отчета комитета МАУД. Это побудило Сталина отдать приказ о начале советской программы, хотя ее ресурсы были очень ограничены. Игорь Курчатов . Позже в том же году директором зарождающейся программы был назначен Шесть лет спустя, 29 августа 1949 года, Советский Союз испытал атомную бомбу.

Ссылки

• Бернштейн, Бартон Дж. (июнь 1976 г.). «Непростой союз: Рузвельт, Черчилль и атомная бомба, 1940–1945». Западный политический ежеквартальный журнал . 29 (2). Университет Юты: 202–230. дои : 10.2307/448105 . JSTOR   448105 .
• Бернштейн, Джереми (1 мая 2011 г.). «Меморандум, который изменил мир» . Американский журнал физики . 79 (5): 441–446. Бибкод : 2011AmJPh..79..440B . дои : 10.1119/1.3533426 . ISSN   0002-9505 .
• Кларк, Рональд В. (1961). Рождение бомбы: роль Британии в создании оружия, изменившего мир . Лондон: Дом Феникса. OCLC   824335 .
• Фармело, Грэм (2013). Бомба Черчилля: как США обогнали Великобританию в первой гонке ядерных вооружений . Нью-Йорк: Основные книги. ISBN  978-0-465-02195-6 .
• Фриш, Отто Роберт (1979). То немногое, что я помню . Кембридж: Издательство Кембриджского университета. ISBN  978-0521280105 . OCLC   911308407 .
• Ганнон, Джеймс (2001). Кража секретов, ложь: как шпионы и взломщики кодов помогли сформировать двадцатый век . Вашингтон, округ Колумбия: Брасси. ISBN  978-1574883671 . OCLC   231880330 .
• Гордин, Майкл Д. (2009). Красное облако на рассвете: Трумэн, Сталин и конец атомной монополии . Нью-Йорк: Фаррар, Штраус и Жиру. ISBN  978-0-374-25682-1 . OCLC   300718864 .
• Гоуинг, Маргарет (1964). Великобритания и атомная энергия 1939–1945 гг . Лондон: Макмиллан. ОСЛК   3195209 .
• Хьюлетт, Ричард Г .; Андерсон, Оскар Э. (1962). Новый Свет, 1939–1946 (PDF) . Университетский парк: Издательство Пенсильванского государственного университета. ISBN  0-520-07186-7 . OCLC   637004643 . Архивировано (PDF) из оригинала 7 ноября 2020 г. Проверено 26 марта 2013 г.
• Джонс, Винсент (1985). Манхэттен: Армия и атомная бомба (PDF) . Вашингтон, округ Колумбия: Центр военной истории армии США. OCLC   10913875 . Архивировано (PDF) из оригинала 4 февраля 2017 года . Проверено 25 августа 2013 г.
• Лаухт, Кристоф (2012). Элементарные немцы: Клаус Фукс, Рудольф Пайерлс и создание британской ядерной культуры 1939–59 . Бейзингсток: Пэлгрейв Макмиллан. ISBN  978-1-137-02833-4 .
• Пол, Септимус Х. (2000). Ядерные соперники: англо-американские атомные отношения, 1941–1952 гг . Колумбус, Огайо: Издательство Университета штата Огайо. ISBN  978-0-8142-0852-6 . OCLC   43615254 .
• Пайерлс, Рудольф (1985). Перелетные птицы: воспоминания физика . Принстон, Нью-Джерси: Издательство Принстонского университета. ISBN  0-691-08390-8 . OCLC   925040112 .
• Роудс, Ричард (1986). Создание атомной бомбы . Нью-Йорк: Саймон и Шустер. ISBN  0-671-65719-4 .
• Роудс, Ричард (1995). Тёмное солнце: создание водородной бомбы . Нью-Йорк: Саймон и Шустер. ISBN  0-684-80400-Х . OCLC   32509950 .
• Шрейдер, Чарльз Р. (2006). История исследования операций в армии США, Том I: 1942–62 . Вашингтон, округ Колумбия: Армия США. ISBN  978-0-16-072961-4 . OCLC   73821793 .
• Смит, Генри ДеВольф (1945). Атомная энергия для военных целей: Официальный отчет о разработке атомной бомбы под эгидой правительства США, 1940–1945 гг . Принстон, Нью-Джерси: Издательство Принстонского университета. OCLC   770285 .
• Сас, Ференц Мортон (1992). Британские ученые и Манхэттенский проект: годы Лос-Аламоса . Нью-Йорк: Пресса Святого Мартина. ISBN  978-0-312-06167-8 . ОСЛК   23901666 .

Внешние ссылки

• Отчет MAUD