Эта просьба была рассмотрена профессором Эсау, в конце апреля назначенным министром образования главой германского атомного проекта. Бетефиш снова настаивал на том, что перед тем, как приступить к работам, фирма «И.Г. Фарбен» намерена «подробно ознакомиться со всей программой». Договоренность была достигнута, и к маю необходимую информацию должны были предоставить компании. При этом возведение предприятия на заводе «Leuna» должно было вестись максимально быстрыми темпами.
Это была первая попытка компании «И.Г. Фарбен» наложить руку на урановую программу, которая, как будет видно из последующих событий, привела к фатальным последствиям: когда в 1944 году начались трудности с поставками тяжелой воды, компания отказалась от своих обязательств.
Пока же все запасы тяжелой воды находились в распоряжении управления по военным связям в Осло под руководством консула Шепке, норвежца немецкого происхождения. В марте 1942 года производство тяжелой воды на заводе в Веморке достигло 103 килограммов, однако при этом в апреле производства не было вообще: под предлогом низкого уровня воды на станции предприятие было остановлено для капитального ремонта одного из счетчиков водорода. Турбины были запущены вновь только 6 мая. А пока были начаты необходимые работы по модернизации завода в Захейме и увеличению его производительности до 4 килограммов в день. К середине июня компания начала получать тяжелую воду со второго предприятия в Веморке, построенного по немецкому заказу в дополнение к уже работавшему. И все же производство ценного вещества увеличивалось очень медленно, и причину этого Шепке был склонен видеть в «пассивном сопротивлении» норвежских партнеров.
Одновременно с принятием мер по увеличению производства тяжелой воды несколько групп немецких физиков пытались решить проблему обогащения урана-235.
В Институте имени кайзера Вильгельма в Берлине доктор Эрих Багге приступил к строительству своего «изотопного шлюза»; к началу 1942 года ему удалось получить от компании «Bamag» первые основные узлы и механизмы этой машины. В течение двух последующих месяцев он провел серию экспериментов с серебром; эти опыты, по мнению Багге, должны были доказать надежность и практичность его конструкции. Наконец, 13 февраля в топке машины Багге впервые был использован уран.
Сразу три группы физиков независимо друг от друга работали над выделением урана-235 электромагнитным способом. В Киле В. Вальхер построил масс-спектроскоп, способный выделять незначительное количество изотопов серебра; по мнению создателей аппаратуры, она должна была работать и с ураном. Аналогичные работы проводились и в институте Отто Гана в Берлин-Далеме доктором Эвальдом; при этом Эвальд создал аппаратуру весьма оригинальной конструкции. Основным недостатком обоих способов было то, что они предусматривали обогащение лишь небольшого количества урана, процесс шел буквально по одному иону. Барону Манфреду фон Арденне, изобретателю «нового магнитно-изотопного сепаратора высокой производительности», удалось доказать, что эта проблема разрешима. Еще в апреле в его лаборатории появились чертежи этой машины. В конце концов уже после войны барону удалось построить в лаборатории в Берлин-Лихтерфельде такой магнитный резонатор. Это произошло уже после того, как в «Physical Review» был подробно описан процесс магнитного резонанса, примененный американцами в лаборатории Оук-Ридж. Сходство их аппаратуры с разработкой фон Арденне просто поразительно.
В апреле был готов первый опытный образец центрифуги доктора Грота. Во время первых испытаний удалось достичь скорости вращения барабана из легких сплавов 50 тысяч оборотов в минуту. И все же даже эта скорость оказалась несколько ниже расчетной. Затем произошел взрыв: материал, из которого был изготовлен барабан, не выдержал нагрузок. Спустя месяц в Киле приступили к испытаниям нового барабана, меньшего размера, который тоже взорвался. И все же можно было назвать все это всего лишь болезнями роста; всем было очевидно, что уже очень скоро все-таки удастся победить проблему обогащения урана. Как подчеркивал профессор Гартек, если в случае с реакцией Клузиуса – Диккеля речь шла о малоизученных процессах, то при использовании метода ультрацентрифуги все было основано на уже известных законах физики, для которых даже такой «неудобный в применении» газ, как гексафторид урана, не был исключением.
К 1 мая 1942 года фирма «Degussa» произвела почти три с половиной тонны порошка металлического урана. Большая часть его была немедленно передана компании «Ауэр», управлению вооружений, а также профессору Гейзенбергу, который у себя в Лейпцигском институте готовил свой самый важный опыт с использованием атомного реактора.
Результаты предыдущего эксперимента на реакторе «L–III» показались Гейзенбергу настолько обнадеживающими, что он принял решение добавить еще один слой металлического урана в реактор и проследить за результатами. Несколько ранее, в декабре 1941 года, Гейзенберг и профессор Допель проводили эксперимент с использованием быстрых нейтронов, который неожиданно продемонстрировал ученым некоторые неприятные свойства порошка металлического урана. В этом виде уран является чрезвычайно горючим материалом: он самовозгорается при малейшем контакте с воздухом. Один из ассистентов Гейзенберга пытался осторожно поместить порошок внутрь алюминиевой сферы, когда вдруг из отверстия с глухим звуком вырвался столб пламени высотой примерно четыре метра. Техник получил сильнейший ожог, огнем был подожжен стоящий рядом барабан с ураном. Допель с ассистентом забросали барабан песком, однако на следующий день, разбросав песок, обнаружили, что уран все еще продолжал интенсивно гореть. В некоторой растерянности ученые опрокинули тлеющие угольки в воду; методом такой импровизации они пришли к выводу, что горящий уран можно потушить водой.
3 февраля компания «Degussa» передала Гейзенбергу и Допелю для эксперимента на реакторе «L–IV» 572 килограмма порошка урана. Во избежание повторения инцидента, произошедшего во время прошлого опыта, было решено, что новый эксперимент будет проводиться в углекислой среде. Общий вес урана в реакторе составил более трех четвертей тонны. Реактор представлял собой две алюминиевые полусферы, прочно скрепленные между собой болтами. Общий вес реактора, включая 140 килограммов тяжелой воды, составлял около одной тонны. Конструкция была помещена в емкость с водой. Через герметичный стержень в центр реактора был помещен радий-бериллиевый источник нейтронов, и эксперимент начался.
После эксперимента у физиков не оставалось сомнений: в реакторе образовывалось большее количество нейтронов по сравнению с излучаемым их источником. Этот вывод подтверждался даже с учетом всех побочных факторов. Физики из Лейпцига подсчитали, что рост количества нейтронов составил около 13 процентов. «Таким образом, нам, наконец, удалось построить реактор, позволяющий генерировать больше нейтронов, чем поглощается в ходе реакции, – писали Допель и Гейзенберг в отчете в адрес управления вооружений. – Полученный результат значительно превосходит показатели, которых удалось бы достичь в экспериментах с применением оксида урана… Простое увеличение размеров позволит создать урановый реактор, с помощью которого можно будет извлекать энергию, приближающуюся к величинам, существующим внутри атомного ядра».
