Приложение № 1

I. Разделение изотопов

Наиболее ценная часть материалов относится к задаче разделения изотопов.

1. Единственным рациональным путем ее решения принимается разделение изотопов при помощи диффузии через мембрану с мелкими отверстиями. Предпочтение метода диффузии методу центрифугирования для наших физиков и химиков явилось неожиданным. У нас была распространена точка зрения, согласно которой возможности метода центрифугирования стоят значительно выше возможностей метода диффузии, который считался практически неприменимым для разделения изотопных тяжелых элементов. В соответствии с этой точкой зрения в начале при постановке работ по проблеме урана предусматривались исследования только с центрифугой (метод Ланге) (…).

…Таким образом, данные материала позволяют, минуя первоначальную стадию, начать у нас в Союзе новое и весьма важное направление разработки проблемы разделения изотопов.

…Очень важно было бы знать:

1. Какие величины зазоров допускаются между движущимися и неподвижными частями машины в следующих ее узлах:

а) между концами лопастей ротора и боковой поверхностью статора,

б) между лопастью ротора и перегородкой, разделяющей отдельные фазы машины,

в) между валом ротора и краем перегородки.

2. Из какого материала делаются сетки на модели.

3. Какая толщина этих сеток, размер отверстий и отношение площади отверстий к площади всей сетки (…).

В материале содержится краткий анализ применимости (…) методов разделения изотопов урана:

а) метод термодиффузии считается малоэффективным из-за большой затраты энергии. Этот вывод подтверждается выполненными (…) расчетами проф. Я. Б. Зельдовича;

б) метод центрифугирования считается малопригодным для выделения больших количеств урана-235 из-за необходимости постройки машин, имеющих большие окружные скорости вращения. Это заключение можно оспаривать; окончательные выводы могут быть сделаны после исследования аппаратуры, разрабатываемой сейчас сотрудниками лаборатории проф. Ланге;

в) масс-спектрографический метод и метод разделения изотопов испарением также считаются непригодными для урана. Справедливость этой оценки выясняется (…) проф. Арцимовичем и проф. Корнфельдом.

II. Проблема ядерного взрыва и горения

Данные этой части материала также представляют существенный интерес.

Это в первую очередь относится к содержащемуся в материале утверждению о возможности осуществления ядерного горения в смеси обычной окиси урана (или металлического урана) с тяжелой водой. Для советских физиков такое утверждение также является неожиданным и противоречащим установившейся точке зрения.

У нас считалось доказанным, что без разделения изотопов невозможно осуществить ядерное горение в смеси с тяжелой водой. Этот вывод основывался на расчетах проф. Ю. Б. Харитона и проф. Я. Б. Зельдовича (…).

Ни один из физиков Советского Союза не производил (из-за отсутствия технической базы — мощных циклотронов и больших количеств тяжелой воды) определения указанного выше поперечного сечения, и при рассмотрении и анализе всего этого вопроса мы пользовались значениями поперечных сечений, определенных американскими учеными Альварецом, Бурстом и Харкинсом в их исследованиях радиоактивного распада изотопа водорода с массой 3. (…)

Как видно из материала, на основании прямых опытов с большими количествами (180 кгр) тяжелой воды, включающими в себя весь мировой (на 1939 г.) запас этого вещества, Хальбан и Коварский пришли к противоположному выводу, имеющему, конечно, громадное принципиальное значение. Хальбан и Коварский получили, согласно данным материала, образование 1,05–1,06 вторичного нейтрона на один первичный нейтрон, т. е. осуществили условия развивающегося цепного процесса.

Мы видим, что сделанные советскими физиками выводы о свойствах системы уран — тяжелая вода находятся в резком противоречии с выводами Хальбана и Коварского, и нужно сказать, что за Хальбаном и Коварским все преимущества прямого опыта перед расчетным путем, содержащим ряд промежуточных звеньев.

Мы не в состоянии по техническим возможностям повторить опыт Хальбана и Коварского, так как Советский Союз обладает всего лишь 2–3 килограммами тяжелой воды, и потому необходимы другие пути для того, чтобы убедиться в абсолютной достоверности сделанных за границей выводов (…).

Поэтому было бы крайне важно выяснить — выезжали ли Хальбан и (или) Коварский из Англии в Америку (в 1941–1942 гг.) и производили ли они опыты с ураном в лаборатории, где имеются большие запасы тяжелой воды. Было бы очень важно знать, если такого рода опыты действительно производились в Америке, то какие количества урана и тяжелой воды были в них использованы и чему оказалось равным отношение числа вторичных нейтронов к числу первичных (…).

…Было бы важно узнать: 1) какая форма системы уран — тяжелая вода, однородная (с дисперсным распределением урана) или неоднородная (с концентрированным в блоки распределением урана), найдена более рациональной и 2) с какой формой системы — однородной или неоднородной — проводились опыты в Америке.

В материале указано, что Хальбан и Коварский взяли 7 патентов по системе уран — тяжелая вода, и возможно, что в некоторых из них рассматриваются вопросы распределения урана. Поэтому было бы важно узнать содержание указанных патентов Хальбана и Коварского.

Наряду с этим я считаю необходимым произвести силами наших советских ученых теоретический анализ сравнительных свойств однородной и неоднородной смесей урана с тяжелой водой и думаю поручить выполнение этого анализа проф. Ю. Б. Харитону и проф. Я. Б. Зельдовичу (…).

Вероятнее всего, американские физики продолжали в последние годы работу по вопросу поглощения медленных нейтронов тяжелым водородом и кислородом, и поэтому важно было бы знать принятую сейчас в Америке величину сечения поглощения медленных топливных нейтронов тяжелым водородом и кислородом и иметь, хотя бы самые краткие, сведения о том, каким образом были произведены последние, самые точные определения этих величин.

В части материала, посвященной проблеме ядерного взрыва и горения, помимо данных о разработанной системе уран — тяжелая вода содержатся очень важные замечания об использовании в качестве материала для бомбы элемента с массовым числом 239, который должен получаться в «урановом котле» в результате поглощения нейтронов ураном-238. Подробный анализ этого вопроса был сделан мною ранее и изложен в специальном письме на Ваше имя.

Большое внимание уделено в материале физическим процессам, которые должны происходить в урановой бомбе. Изложенные в материале выводы находятся в общем в хорошем согласии с расчетами, которые делались по этому вопросу нашими учеными (…).

Заключение

Получение материала, как видно из изложенного, заставляет нас по многим вопросам проблемы пересмотреть свои взгляды и установить три новых для советской физики направления в работе:

1. Выделение изотопа урана-235 диффузией.

2. Осуществление ядерного горения в смеси уран — тяжелая вода.

3. Изучение свойств элемента эка — осмия-94.

В заключение необходимо отметить, что вся совокупность сведений материала указывает на техническую возможность решения всей проблемы урана в значительно более короткий срок, чем это думают наши ученые, не знакомые с ходом работ по этой проблеме за границей.

Естественно возникает вопрос о том, отражают ли полученные материалы действительный ход научно-исследовательской работы в Англии, а не являются вымыслом, задачей которого явилась бы дезориентация нашей науки. Этот вопрос для нас имеет особенно большое значение потому, что по многим важным разделам работы (из-за отсутствия технической базы) мы пока не в состоянии произвести проверку данных, изложенных в материале.

На основании внимательного ознакомления с материалом у меня осталось впечатление, что он отражает истинное положение вещей (…).

Содержание письма никому не может быть пока известно.

Профессор Курчатов.

Документ состоит из 14 рукописных страниц, написанных лично И. В. Курчатовым. К документу приложена машинописная сопроводительная записка заместителю Председателя Совнаркома СССР М. Г. Первухину, которому был адресован отзыв на добытые советской разведкой материалы по британскому урановому проекту «Тьюб Эллойз». Этот проект свидетельствовал о наличии у английских ученых четкого плана по созданию атомной бомбы на основе урана-235.

Горизонтальные подчеркивания, которые сохранены в данной публикации, сделаны самим Курчатовым.