Пока разворачивались работы по получению урана-235, Гейзенберг проводил необходимые опыты по сооружению атомного реактора, который по принятой в то время в Германии терминологии назывался «урановой» или «тепловой» машиной. В своем отчете «Возможность технического получения энергии при расщеплении урана», законченном в декабре 1939 г., Гейзенберг подытожил результаты работ Бора, Ферми, Сциларда и других зарубежных ученых, использовал данные исследований конструкционных материалов в Берлине, Лейпциге и Гейделъберге и материалы по свойствам замедлителей, полученные им самим, Дёпслем, Боте, Йенсеном и Хартеком. Сопоставив и проанализировав полученные экспериментальные данные и проведя необходимые теоретические расчеты, Гейзенберг пришел к следующему выводу: «В целом можно считать, что при смеси уран — тяжелая вода в шаре радиусом около 60 см, окруженном водой (около 1000 кг тяжелой воды и 1200 кг урана), начнется спонтанное выделение энергии». Одновременно Гейзенберг рассчитал параметры другого реактора, в котором уран и тяжелая вода не смешивались, а располагались слоями. По его мнению, «процесс расщепления поддерживался бы долгое время», если бы установка состояла из слоев урана толщиной 4 см и площадью около 1 м2, перемежаемых слоями тяжелой воды толщиной около 5 см, причем после трехкратного повторения слоев урана и тяжелой воды необходим слой чистого углерода (10–20 см), а весь реактор снаружи также должен быть окружен слоем чистого углерода.
На основании этих расчетов промышленность Германии получила заказ на изготовление небольших количеств урана (в фирме «Ауэрге-зелыпафт»), а Управление армейского вооружения дало поручение на приобретение соответствующего количества тяжелой воды в норвежской фирме «Норск-Гидро». Как видно, и здесь прогнозы быстрого освоения атомной энергии были весьма оптимистичными. Во дворе Физического института в Берлине для подтверждения расчетов Гейзенберга началось сооружение реакторной сборки.
К концу года был подготовлен договор между Управлением армейского вооружения (действовавшим по поручению главного командования армии и его финансового управления) и Обществом кайзера Вильгельма о передаче Физического института. Дебай в подготовке договора не участвовал, хотя продолжал числиться директором института. Его пригласили на последнее обсуждение, точнее, на первую его часть и объявили, что институт переходит в ведение армии и что Дебай может поехать в зарубежную командировку, о которой давно хлопотал. На время его отсутствия будет назначен исполняющий обязанности директора. Дебая даже спросили, не захочет ли он продолжать свои исследования в области низких температур и что ему для этого нужно. Дебай был так рад возможности выбраться из нацистской Германии, что не высказал никаких просьб.
После этого Дебая отпустили и перешли к обсуждению содержания договора. Его основной смысл был изложен в 1: «Общество передает Управлению армейского вооружения здания, оборудование и т. п. Физического института Общества кайзера Вильгельма в Берлин-Далеме, Больцмашптрассе, 20, для использования в интересах вооруженных сил». Договор устанавливал порядок и объемы финансирования работ института, отношения между сотрудниками института и армией и даже порядок раздела имущества между договаривающимися сторонами после окончания срока действия договора. Этот срок определялся словами: «в продолжение войны». Предусматривалось обязательство возвратить институт Обществу кайзера Вильгельма по истечении трех месяцев после окончания войны.
Договор между Управлением армейского вооружения и Обществом кайзера Вильгельма о передаче Физического института, а по существу договор между армией и наукой о разработке атомного оружия был подписан 5 января 1940 г. доктором Телыповым от имени Общества и 17 января 1940 г. генералом Беккером от имени армии.
Это был «золотой век» немецкого Уранового проекта. Все удавалось его участникам. Армия взяла руководство проектом в свои руки. Открылся надежный источник финансирования. Промышленность безоговорочно принимала заказы на оборудование и материалы. Объемы предстоящих работ были невелики и, судя по началу, должны были в скором времени завершиться созданием ядерной бомбы.
Договор с армией заставил Вайцзеккера задуматься. Как много изменилось за последние год-полтора. Какой резкий переход от абстрактных фундаментальных исследований к конкретным военным разработкам, от юношеского увлечения неожиданными поворотами в науке к суровой ответственности за выполнение военных заказов. И в памяти его всплыл другой договор, заключенный на террасе Харнак-Хауза, дома Общества кайзера Вильгельма, в 1938 г. Тогда состоялся спор между Зигфридом Флюгге и Вильфридом Вефельмейером об изомерах — атомных ядрах, имеющих одни и те же массовые числа, но обладающих разными физическими свойствами. Впервые их открыл О. Ган еще в 1921 г. у ядер урана, а в последнее время какой-то Куршатов или Курчатов в России обнаружил те же свойства изомерии у ядер атома брома. Вефельмейер считал, что в течение года будут открыты изомеры не менее чем к 25 атомным ядрам, а Флюгге не соглашался с ним. Вайцзеккер не присутствовал при споре, но был приглашен через год в качестве арбитра и теперь с удовольствием перечитывал «Договор на террасе», как они его называли, составленный по всем правилам нотариальной процедуры и студенческого капустника.
Договор
Берлин-Далем, двадцать пятого июня одна тысяча девятьсот тридцать восьмого года.
В присутствии следующих свидетелей:
Курт Зауэрвейн, министр кофе без портмоне, Арнольд Фламмерсфельд, юридический советчик, Готтфрид барон фон Дросте цу Фишеринг — Падберг, С. А. М., Моника Anna Мария, подчиненная только императору, фон Дросте и так далее как выше, фольксгеноссен, Урика Кремер, доктор философии под председательством юридического советчика Арнольда Фламмерсфельда между господином Вильфридом Вефельмейером, дипломированным экономистом, и Зигфридом Флюгге, духовным отцом и драконовым воином, обоими из Берлина-Далема, и личностями, известными свидетелям, заключили следующий договор:
1
Если до двадцать пятого июня одна тысяча девятьсот тридцать девятого года (1939), ноль-ноль часов по среднеевропейскому времени не будут открыты, достоверно доказаны и надлежаще опубликованы в соответствующих журналах изомеры по меньшей мере к 25 атомным ядрам с зарядом ядра до 90 включительно, то господин Вефельмейер обязывается пожертвовать один торт стоимостью минимум 5 марок.
2
Достоверность доказательства определяет под председательством господина Фламмерсфельда тройственная комиссия, заседатели которой названы в заключенном договоре.
3
Торт в этом случае должен быть предоставлен и съеден в присутствии свидетелей к 10 июля 1939 г.
4
Если названные 25 изомеров будут открыты до названного в 1 срока, то господин Флюгге жертвует такой же торт не позже чем через десять дней после решения названной в 2 комиссии.
5
Если подписавшие договор откажутся от выполнения своих договорных обязанностей, то свидетели будут вынуждены провести судебную опись имущества.
Проверка исполнения «Договора на террасе» была проведена в установленные сроки, пари выиграл Флюгге, торт был съеден.
Вайцзеккер задумался о санкциях, которые могут последовать за неисполнение договора с армией. Тут не отделаешься не только тортом, но и описью имущества… Однако для таких мыслей нет никаких оснований, все идет хорошо. Вот только одна тучка появилась на горизонте: в договоре с армией сказано, что директора института назначает Управление армейского вооружения.
…Шел «золотой век» немецкого Уранового проекта. Но длился он всего около пяти месяцев, и не из-за нового директора Физического института, хотя им стал-таки Курт Дибнер!
Неприятности начались в Леверкузене. Урановому проекту был нанесен первый удар. Установка Клузиуса — Диккеля упорно не хотела разделять изотопы урана и за все время экспериментов не выдала ни грамма урана-235. В работу включились лучшие ученые Германии — Хартек, Йенсен, Грот. Был привлечен и сам автор метода Клузиус, но результат оставался прежним. В течение почти всего 1940 г. испытывались различные варианты сечения и длины труб, изменялся способ нагрева (паром и электричеством), пытались сделать трубы из кварца. В начале 1941 г. ученые вынуждены были признать, что разделение изотопов урана методом Клузиуса — Диккеля невозможно. Ставка на один метод привела к тому, что немецкие ученые потратили на бесплодные эксперименты около года.
И хотя в Германии не было еще выделено ни одного грамма урана-235, в мае 1940 г. был закончен теоретический отчет «Условия для применимости урана в качестве взрывчатого вещества». Автор отчета П. Мюллер писал, что «в предлагаемой работе исследовано, насколько минимально должен быть обогащен изотоп урана-235, чтобы он мог действовать в качестве взрывчатого вещества». И далее: «Чтобы получить действенное взрывчатое вещество, необходимо обогатить изотоп урана-235 так сильно, чтобы превзойти резонансное поглощение ура-на-238».
