Так же неудачно шли и испытания изотопного шлюза, придуманного доктором Багге. Летом 1943 года начались испытания его опытного образца. Вместо урана разделяли изотопы серебра. Легкий изотоп серебра удалось обогатить на 3—5 процентов. Но опыты не смогли довести до конца.
В августе начались воздушные налеты на Берлин. Весь сентябрь Багге занимался эвакуацией значительной части Института физики: около трети лабораторий переехали из Далема в город Хехинген на юге Германии. Теперь ученым приходилось постоянно курсировать между Берлином и Южной Германией.
Профессор Гейзенберг остался в полупустом берлинском институте: он не мог обойтись без здешней высоковольтной установки. Кроме того, в бункере, находившемся неподалеку от институтского здания, Гейзенберг вместе с профессором Боте продолжал готовиться к своему грандиозному опыту с урановым реактором. Берлин бомбили постоянно, город сотрясался от взрывов, но это не смущало ученых.
В середине октября в помещении Физико-технического общества состоялось очередное секретное совещание. Руководил им профессор Эзау.
Несколько выступавших (Эзау, Витцелль, один из помощников Шпеера) говорили об удачном опыте с обогащением ионов серебра с помощью изотопного шлюза. Боте рассказал об эксперименте с небольшими реакторами, состоявшем из урана и тяжелой воды, причем толщина их слоев постоянно варьировалась. Выяснилось, что в будущем реакторе вес урана и тяжелой воды должен быть одинаков. Если толщина урановых пластин равна одному сантиметру, значит их будет разделять прослойка воды толщиной 20 сантиметров.
Профессора Позе и Рексер сообщили «об опытах с различными геометрическими конструкциями, состоявшими из оксида урана и парафина». Они выяснили, что из всех возможных форм урановые пластины являются самыми непригодными. (Об этом знал еще опальный Дибнер, предпочитавший иметь дело с кубиками из урана.) Лучше всего зарекомендовали себя именно кубики из урана, затем – стержни. Пластины же было очень трудно изготавливать и защищать от коррозии. Однако профессор Гейзенберг, готовя свой грандиозный опыт в берлинском бункере, не думал отказываться от пластин. Пусть все экспериментаторы страны восстают против них, его теоретический ум оправдывал их: дело в том, что рассчитать реактор, составленный из простых металлических пластин, было гораздо проще, чем реактор, выстроенный из множества кубиков.
Но эксперимент откладывался: металлурги не могли отлить тяжелые урановые пластины. Пришлось ждать, пока не сконструируют новую плавильную печь. Была и другая проблема, тоже упомянутая докладчиками: не удавалось найти подходящее покрытие, защищавшее уран от коррозии. В лаборатории Эзау экспериментировали с покрытиями из алюминия и олова, однако работы пришлось прекратить: не было урана достаточной степени чистоты.
В ноябре 1943 года сотрудники фирмы «Ауэр» обнаружили, что урановые пластины можно защитить с помощью фосфатной эмали. Она выдерживала температуру 150 градусов и давление в пять атмосфер. В конце года фирма начала, наконец, отливать громадные пластины по заказу Гейзенберга.
Впрочем, в это же время фирма «Ауэр» изготавливает также кубики из урана для Дибнера. Он планировал два новых опыта, причем в одном случае хотел использовать вдвое больше кубиков, чем в другом. На этот раз он подвешивал кубики на тонких проволочках из легкого сплава, опуская их в тяжелую воду.
В первом случае реактор был тех же размеров, что и несколько месяцев назад – в опытах с «тяжелым льдом». Дибнер решил «проконтролировать» себя – правда, использовал на этот раз не 108, а 106 кубиков. Они свешивались «гроздьями» – по восемь-девять штук кряду. Одно и то же расстояние отделяло каждый кубик от двенадцати с ним соседних – 14,5 сантиметров. Каждый кубик был покрыт новым, только что разработанным полистирольным лаком. Профессор Хаксель исследовал этот лак. Абсорбция нейтронов практически равнялась нулю.
Всего было использовано 254 килограмма металлического урана и 4,3 тонны парафина (отражатель). Радиево-бериллиевый источник нейтронов Дибнер первоначально поместил внутри пустой оболочки реактора. Этот стержень удерживался с помощью небольшого магнита, помещенного на конце. Ученый измерил интенсивность излучения нейтронов на поверхности пустого реактора и только потом поместил внутрь «гроздья» из кубиков урана и влил 610 килограммов тяжелой воды.
Когда настал черед второго эксперимента, выяснилось, что фирма успела изготовить лишь 180 кубиков вместо 420 – все силы отнимал заказ профессора Гейзенберга. Тогда Дибнер использовал кубики, оставшиеся от прошлых опытов, хотя эти кубики, составленные из обрезков пластин, были чуть легче монолитных кубиков (2,2—2,4 килограмма). Однако ничего нельзя было изменить.
Внутри нового реактора находились 564 килограмма урана и 592 килограмма тяжелой воды. К своему удивлению, Дибнер обнаружил, что количество нейтронов, покидающих поверхность реактора, увеличилось на шесть процентов – результат, обещающий многое. «Этот показатель значительно лучше того, что предсказывали теоретические выкладки», – писал Дибнер. Он незамедлительно начал готовить новый эксперимент с более крупным реактором, чтобы выяснить, какими должны быть размеры «самодействующей машины». При этом он решил увеличить размеры кубиков. Теперь длина грани равнялась 6 сантиметрам вместо 5.
В ночь с 1 на 2 октября 1943 года нацисты собирались депортировать всех евреев из Дании. Один из сотрудников германского посольства в Копенгагене, Дуквиц, узнал об этом в конце сентября. Он и сообщил профессору Нильсу Бору об опасности, его ожидавшей. В ближайшие ночи часть евреев удалось перевезти на лодках в нейтральную Швецию, причем Дуквиц позаботился, чтобы патрульные катера не мешали этой операции. Среди бежавших был и Нильс Бор.
Прославленный физик вместе со своей семьей плыл в переполненной рыбачьей лодчонке. Шестого октября в пустом бомбовом люке самолета-бомбардировщика Бор вылетел из Швеции в Лондон. Двенадцатого октября он уже рассказывал англичанам все, что знал о немецком атомном проекте. В итоге 16 ноября 1943 года союзная авиация подвергла ожесточенной бомбардировке норвежский город Рьюкан.
Осмотрев фабрику после бомбежки, доктор Беркеи сообщил в Берлин, что нужно оставить всякую надежду восстановить ее. Производство тяжелой воды надо было налаживать в другом, более безопасном месте.
Девятнадцатого ноября Эзау известил Научно-исследовательский совет, что выделяет 800 000 рейхсмарок на строительство подобной фабрики в Германии. Сколько же времени оказалось потеряно!
Тридцатого ноября Эйнар Скиннарланд радировал в Лондон: немцы вывозят в Германию все оборудование для производства тяжелой воды, а также все имеющиеся запасы тяжелой воды. Английские разведчики здраво рассудили: в Германии ресурсы электроэнергии сейчас ограничены, и она дорога. Поэтому оборудование опасности не представляет, немцы не сумеют наладить нормальное производство тяжелой воды. А вот накопленные запасы стоило бы уничтожить.
И они были правы. Концерн «ИГ Фарбениндустри» уже располагал небольшой опытной установкой по выпуску тяжелой воды. Кодовое название установки было «Stalinorgel» («Сталинский орган»). Однако, чтобы наладить промышленное производство, требовалась колоссальная сумма: 24,8 миллиона рейхсмарок, как подсчитал один из инженеров. Еще эта фабрика поглотила бы огромное количество сырья: 10 800 тонн железа; 600 тонн стальных сплавов; несколько сотен тонн никеля. Каждый час в ее топках исчезало бы 500 тонн бурого угля. Эзау медлил, не решаясь одобрить столь расточительный проект.
Кроме того, появилась альтернатива. Доктор К. Гайб, один из лучших учеников Хартека, придумал новый способ изготовления тяжелой воды: ионообменный процесс при двух различных температурах и в присутствии сероводорода (метод этот популярен в США в наше время). Расходы на оборудование и электроэнергию оказались ниже, чем при традиционной технологии.
На бумаге новый метод казался идеальным, но профессор Хартек все же заметил его изъян: коррозионное воздействие сероводорода оставалось еще неизученным, и начать подробные исследования теперь, среди военных неудач, бомбардировок и эвакуаций, было несвоевременной мыслью. Приходилось действовать по старинке, «по велению опыта».
