Вскоре комиссия приступила к работе. На одном из первых ее заседаний, на котором присутствовали руководители промышленности и геологи, Хлопин объяснил, что проведенное недавно исследование «сделало вероятным осуществление так называемой цепной реакции», сопровождающейся выделением исключительно большого количества энергии. Он предупредил, что «на пути стоит очень много трудностей», а сам «механизм этой реакции недостаточно выяснен»{287}. Он объяснил, что такая реакция может быть осуществлена на уране-235. Однако необходимо было попробовать также осуществить цепную реакцию на уране-238, что «не является совершенно невозможным теоретически, возможно, что этот вопрос может быть решен, и в этом направлении работа ведется. С другой стороны, если этого сделать нельзя, то подсчеты показывают, что путем обогащения природного урана изотопом-235, даже не выделенным в чистом виде, а в смеси с изотопом-238, может быть воспроизведена такая цепная реакция. Это два направления, по которым физики должны работать»{288}.
Цепная реакция потребует «количеств, исчисляемых десятками килограммов этой смеси», — сказал Хлопин, подчеркнув, что накопление запасов урана является теперь фундаментальной задачей, так как эти запасы в Советском Союзе «пока что не очень богаты»: «…Прежде всего надо выяснить, какими запасами мы можем располагать, то есть можем ли дать нужное количество. Затем, познакомившись с тем, в каком положении находится наша сырьевая база на сегодняшний день, выяснить, правильно ли проводятся геологические поиски урановых месторождений»{289}.[66]
Урановая комиссия столкнулась с очень большими трудностями, связанными с обеспечением советских физиков соединениями урана и металлическим ураном, который был им нужен для проведения экспериментов. В других странах урановые соединения были побочными продуктами производства радия, но советская радиевая промышленность могла обеспечивать нужды страны в радии, извлекая его из воды буровых скважин нефтяных месторождений Ухты. Поэтому в 1940 г. в стране было очень мало урана, хотя в некоторых институтах и имелись небольшие запасы солей урана{290}. Сколько-нибудь серьезного спроса на уран не было, и очень мало было сделано для поиска его месторождений. Рудник в Тюя-Муюне был закрыт, и, хотя и было обнаружено несколько новых месторождений урана, они не обследовались систематическим образом[67]. Советские геологи не знали, какими запасами урана располагает страна{291}.
IV
Президиум Академии предложил Урановой комиссии к 20 сентября 1940 г. подготовить план исследований. 29 августа, до того, как Комиссия выполнила это указание, Курчатов, Харитон, Флеров и Русинов представили в Академию свой собственный план под названием: «Об использовании энергии деления урана в цепной реакции»[68]. Возможность использования атомной энергии в принципе установлена, писали они, но необходимы дальнейшие исследования.
Первой задачей было определение условий возникновения цепной реакции в металлическом уране. Это исследование должен был провести Флеров, и ему был необходим килограмм чистого металлического урана. Вторая задача вытекала из первой: если окажется, что цепная реакция в металлическом уране возможна, следует изучить нейтроны, испускаемые при делении урана-238. Для этих экспериментов понадобится 300 кг металлического урана. Эти два момента свидетельствовали о том, что Курчатов и его сотрудники, подстегиваемые, по-видимому, Флеровым, не потеряли надежды на возможность осуществления цепной реакции в смеси природного урана и воды. Следующие три направления исследований отражали их интерес к системам, состоящим из природного урана и замедлителя: следовало определить поперечные сечения захвата нейтронов тяжелым водородом (дейтерием), гелием, углеродом, кислородом и другими легкими элементами, рассчитать условия, необходимые для возникновения реакции в смеси урана и тяжелой воды, и выявить возможность получения тяжелой воды в количестве, измеряемом тоннами. Наконец, в плане предлагалось исследовать методы разделения изотопов урана.
Курчатов и его сотрудники убеждали Академию образовать специальный запас из нескольких тонн урана, необходимого для экспериментов с цепной реакцией. Нехватка урана была главным фактором, тормозившим исследования. Для одного из первых экспериментов, выполненных в его лаборатории, Курчатов отправил своих молодых сотрудников в рейд по фотомагазинам Ленинграда с поручением закупить весь имевшийся там нитрат урана{292}. Теперь такого рода импровизаций было недостаточно. Чтобы получить необходимые данные для определенного заключения об осуществлении цепной реакции, экспериментаторы нуждались в больших количествах урана. 9 сентября Курчатов написал Хлопину, что ему надо 500–1000 грамм чистого металлического урана для изучения возможности возникновения цепной реакции в уране-238. Немного позднее он написал ему снова, спрашивая, когда металлический уран может быть получен и какие меры следовало бы предпринять, чтобы ускорить дело{293}.
В планах ленинградских физиков не было и намека на исследования по атомной бомбе[69]. Они полностью осознавали, что деление ядер могло быть использовано в военном деле, но основной их интерес в то время состоял в том, чтобы установить, действительно ли возможна цепная реакция, а не в том, чтобы достигнуть какой-либо практической цели. В работе, написанной в начале лета 1940 г., Зельдович и Харитон дали обзор исследований по делению ядра и подсчитали, что для осуществления цепной реакции на медленных нейтронах необходимо 2,5 тонны урана и 15 тонн тяжелой воды{294}. О реакциях на быстрых нейтронах ничего не было сказано.
На заседании 28 сентября, т. е. почти через месяц после того как Курчатов и его сотрудники направили свой план в Академию, Урановая комиссия решила подготовить свой собственный план исследований{295}. Этот план составили Хлопин и Лейпунский, который в то время работал в Радиевом институте. Они определили пять направлений исследований: определение механизма деления ядер урана и тория; выявление возможности цепной реакции в природном уране; разработка методов разделения изотопов урана; разработка методов получения и изучения летучих соединений металлического урана; разведка богатых месторождений урановых руд и создание методов их разработки{296}. Неясно, знали ли Хлопин и Лейпунский о планах, разработанных Курчатовым и его сотрудниками. Иоффе находился в весьма неважных отношениях с Вернадским и Хлопиным, и хотя Курчатов с апреля 1939 г. по октябрь 1940 г. возглавлял физический отдел Радиевого института, его отношения с Хлопиным также казались сложными[70]. Этим может быть объяснен тот факт, что Курчатов послал свой план в Президиум Академии, а не непосредственно Хлопину.
15 октября Президиум Академии одобрил план, подготовленный Хлопиным и Лейпунским. Академия выделила Радиевому институту и биогеохимической лаборатории на 1941 г. дополнительные средства для работы над проблемой урана. Она обещала обратиться в правительство за резолюцией на получение 1,5 тонн соединений урана в год, создать государственный урановый фонд и закупить 300 килограммов урановых солей, которыми располагала промышленность. Академия также заявила о предпринятых ею шагах по увеличению запасов урана. В составе Урановой комиссии была создана постоянная сырьевая подкомиссия под председательством Ферсмана. Академия также решила обрисовать важность проблемы урана различным государственным геологическим учреждениям и попытаться поставить Среднеазиатский трест редких металлов во главе разведки урана в Средней Азии. Наконец, Академия ассигновала Радиевому институту около миллиона рублей на завершение строительства здания циклотрона Радиевого института{297}.
