Шрифт:
Закладка:
Когда группа Уилсона была готова, пишет Уоттенберг, «Ферми велел Вейлю выдвинуть кадмиевый стержень приблизительно до середины. [В этом положении реактор оказался] в состоянии, далеко не достигающем критического. Интенсивность стала расти, частота щелчков счетчиков увеличивалась в течение короткого времени, а затем их щелчки снова стали равномерными, как и предполагалось»[1918]. Ферми занялся вычислениями скорости роста на своей логарифмической линейке и записал полученные значения. После этого он попросил Вейля выдвинуть стержень еще на пятнадцать сантиметров. «Интенсивность нейтронного потока снова увеличилась и стабилизировалась. Реактор все еще был в докритическом состоянии. Ферми снова занялся расчетами на своей маленькой линейке и, по-видимому, был доволен результатами вычислений. Каждый раз, когда интенсивность выходила на плато, ее значения соответствовали тому, чего он ожидал для данного положения регулирующего стержня»[1919].
Такие медленные, тщательные проверки продолжались все утро. На балконе начала собираться толпа. Там появились Сцилард, Вигнер, Аллисон и Спеддинг, который изобрел металлические «яйца», позволившие уменьшить высоту реактора. На балконе собрались человек двадцать пять или тридцать зрителей, в основном молодые физики, работа которых уже была закончена. Никто не фотографировал эту сцену, но можно предположить, что зрители были по большей части в костюмах и галстуках по элегантной моде довоенной физики. Поскольку на корте для сквоша было холодно, около 18° мороза, на них наверняка были теплые шубы и шапки, шарфы и перчатки. Помещение было покрыто графитовой пылью. Перед ними возвышался реактор: снизу он был закрыт до середины необработанными сосновыми досками 100 × 150 миллиметров, над которыми выступал купол из неприкрытого графита. Он был похож на зловещий черный улей в светлой коробке. Пчелами в этом улье были нейтроны, горячие и беспокойные.
Ферми велел выдвинуть стержень еще на пятнадцать сантиметров. Вейль выполнил его команду. Установившийся уровень интенсивности нейтронного потока оказался за пределами диапазона измерений некоторых из приборов. Время шло, говорит Уоттенберг, зрители мерзли, а группа Уилсона снова занялась настройкой своей электроники.
После того как приборы были перенастроены, Ферми велел Вейлю вывести стержень еще на пятнадцать сантиметров. Реактор все еще не достиг критического состояния. Интенсивность росла медленно – как вдруг раздался очень громкий грохот! Произошло автоматическое высвобождение аварийного стержня, ZIP. Ионизационная камера привела в действие его реле, так как интенсивность превысила тот произвольно выбранный уровень, на который она была установлена. Было 11:30 утра, и Ферми сказал: «Я проголодался. Пойдемте пообедаем». Остальные стержни ввели в реактор и заперли[1920].
В два часа дня они были готовы продолжать эксперимент. К ним присоединился Комптон. С ним пришел Кроуфорд Гринуолт, высокий, красивый инженер, возглавлявший группу сотрудников компании Du Pont, работавших в Чикаго. Теперь на корте для сквоша было сорок два человека, по большей части толпившиеся на балконе.
Ферми снова распорядился отпереть и вынуть все кадмиевые стержни кроме одного. Он попросил Вейля установить последний стержень в одно из положений, уже пройденных утром, и сравнил интенсивность реактора с предыдущими показаниями. Убедившись в правильности измерений, он велел Вейлю перевести стержень в последнее положение, до которого они дошли перед обедом: стержень был выведен на два с небольшим метра.
Чем ближе значение k подходило к 1,0, тем медленнее изменялась интенсивность реактора. Ферми выполнил еще одно вычисление. Реактор был близок к критическому состоянию. Ферми попросил ввести стержень ZIP. Это привело к уменьшению счета нейтронов. «На этот раз, – сказал он Вейлю, – выдвиньте регулирующий стержень еще на тридцать сантиметров». Вейль вывел кадмиевый стержень. Ферми кивнул, и стержень ZIP также вывели из реактора. «Этого должно хватить», – сказал Ферми Комптону. Директор плутониевого проекта стоял рядом с Ферми. «Теперь реакция станет самоподдерживающейся. Кривая [на самописце] поднимется и продолжит подниматься; она не стабилизируется»[1921].
Герберт Андерсон был свидетелем этих событий:
Сначала можно было слышать нейтронный счетчик: щелк-щелк, щелк-щелк. Потом щелчки стали все более убыстряться и через некоторое время начали сливаться в непрерывный рев; счетчик уже не справлялся с такой скоростью. В этот момент пора было переключиться на самописец. Но когда на него переключились, внезапно наступила тишина, в которой все следили за все более сильными отклонениями пера самописца. Тишина была благоговейной. Все понимали, что означает это переключение: мы перешли в режим высокой интенсивности, в котором счетчики уже не справлялись с измерениями. Диапазон самописца снова и снова приходилось менять, чтобы он соответствовал интенсивности нейтронного потока, которая росла все быстрее и быстрее. Внезапно Ферми поднял руку. «Реактор перешел в критический режим», – объявил он. Никто из присутствующих ничуть не усомнился в этом[1922].
Ферми позволил себе улыбнуться. На следующий день он доложил техническому совету[1923], что реактор достиг k, равного 1,0006. Интенсивность нейтронного потока удваивалась каждые две минуты. Если бы реактор оставили в таком состоянии на полтора часа, при такой скорости роста интенсивности он достиг бы мощности в миллион киловатт. Однако задолго до этого он должен был убить всех оставшихся поблизости и расплавиться.
«Потом все начали удивляться, почему он не останавливает реактор, – продолжает Андерсон. – Но Ферми оставался абсолютно спокоен. Он подождал еще минуту, потом другую, и наконец, когда беспокойство казалось уже почти невыносимым, скомандовал: “Ввести ZIP!”»[1924] Было 3:53 дня. Заставив реактор проработать в течение 4,5 минуты на мощности полватта, Ферми достиг конечной цели многих лет открытий и экспериментов. Человек научился управлять высвобождением энергии из атомного ядра.
Цепная реакция больше не была миражом.
Юджин Вигнер рассказывает об их ощущениях:
Не произошло ничего особенно зрелищного. Ничто не сдвинулось с места, и сам реактор не издавал никаких звуков. Тем не менее, когда стержни снова задвинули в реактор и щелчки постепенно затихли, мы внезапно ощутили нечто вроде разочарования, так как все мы понимали, о чем говорят эти счетчики. Хотя мы ожидали, что эксперимент будет успешным, его результат нас сильно потряс. Мы знали уже в течение некоторого времени, что должны освободить этого великана; и все же, когда мы поняли, что действительно добились этого, мы не могли избавиться