Летом 1941 года немецкие физики вновь стали подумывать о том, что плутоний мог бы заменить уран, с которым было столько хлопот. И помог им в этом новый, весьма колоритный сотрудник – профессор Фриц Хоутерманс, появившийся в конце 1940 года в лаборатории барона Арденне.
Его история не совсем обычна для Германии, но типичная для СССР. В 1933 году, когда к власти в Германии пришли нацисты, он бежал из страны. Бежал не в Америку, не во Францию, как его коллеги, а в Россию. Здесь его вскоре записали в шпионы, и, избежав знакомства с немецким концлагерем, он попал в советский.
В 1939 году, после подписания пакта Молотов-Риббентроп, его выпустили из застенков Берии и этапировали в казематы гестапо. (Знали бы наши особисты, кого отпускают!..) Там он просидел всего три месяца и был освобожден, однако ему запретили работать в государственных учреждениях. И тогда его спас профессор Макс фон Лауэ. Он порекомендовал его барону Арденне, которого, как мы уже видели, академические ученые со счастливой судьбой недолюбливали и чурались.
Хоутерманс стал для Арденне настоящей находкой. В августе 1941 года опальный профессор отпечатал на пишущей машинке 39 страничек, озаглавленных им «К вопросу о начале цепной реакции деления ядер». В своем сообщении первым из немецких ученых Хоутерманс подробно описал цепную реакцию под действием быстрых нейтронов, а также рассчитал критическую массу U-235, то есть наименьшую массу, при которой может протекать самоподдерживающаяся цепная ядерная реакция.
В первую очередь, его интересовал элемент, позднее названный плутонием. Вот доводы ученого. В природном уране содержится гораздо больше изотопа U-238, чем U-235. Так не логичнее ли использовать этот распространенный изотоп, чем тратить столько времени и сил на разделение изотопов? «Каждый из нейтронов, абсорбируемый ураном-238, а не участвующий в расщеплении урана-235, содействует тем самым появлению нового ядра, которое можно расщепить с помощью тепловых нейтронов», – писал Хоутерманс. За несколько месяцев до этого физик из Вены И. Шинтльмайстер показал, что при обстреле изотопа U-238 нейтронами возникает трансурановый элемент (номер 94). Используя его, продолжал Хоутерманс, можно создать новое взрывчатое вещество. Дело лишь за химиками. Нужно придумать, как отделить этот 94-й элемент от урана.
Эта скромная статья, написанная опальным ученым ( «за возможность написания этой работы я благодарю барона Манфреда фон Арденне»), стала этапной в судьбе немецкой ядерной физики. Ее автор убедительно показал, что незачем разделять изотопы. Надо идти другим путем. Но к его доводам все-таки не прислушались.
А между тем в марте 1941 года эксперимент, проведенный в Беркли, показал, что плутоний так же легко расщепляется, как и уран-235.
Во второй половине 1941 года фирма «Norsк-Hydro» получила заказ на производство полутора тонн тяжелой воды. Работы начались 9 октября, но к концу года было готово лишь 350 с небольшим килограммов. Кроме того, к концу года было получено более двух с половиной тонн чистого порошкового урана.
Однако Гейзенберг и Депель, повторяя у себя в Лейпциге эксперимент с урановым реактором, вновь использовали оксид урана, а не металлический порошок. Правда, теперь у них было целых 164 килограмма тяжелой воды. Оксид урана (142 килограмма) поместили внутрь алюминиевого шара диаметром 75 сантиметров. Два слоя оксида разделяла тонкая алюминиевая сфера. Источник нейтронов находился в центре. Реактор «упрятали» в резервуар с водой.
Однако и на этот раз размножение нейтронов не было зафиксировано. Тогда оба профессора перепроверили свои расчеты и учли нейтроны, которые поглощала алюминиевая сфера, разделявшая два концентрических слоя оксида. Вот тут-то они, наконец, и получили «положительный» коэффициент размножения нейтронов. «Именно в сентябре 1941 года, – вспоминал Гейзенберг, – мы поняли, что атомную бомбу создать можно».
В это время в среде немецких физиков нарастают споры. Многих начал подспудно мучить вопрос, морально ли продолжать работу над «урановым проектом» – ведь неминуемо будет создана бомба и, значит, погибнут многие тысячи людей. Эти сомнения обуревали и Гейзенберга, и Вейцзеккера, и Хоутерманса.
В конце октября 1941 года Гейзенберг отправился в Данию, чтобы встретиться с Нильсом Бором и испросить у него совета, как быть дальше, что делать?
Профессор П. Йенсен заметил по поводу этой встречи: «первосвященник» немецкой теоретической физики направил свои стопы к «папе римскому от науки», Бору, дабы искать у него «отпущения грехов».
Итак, Гейзенберг спросил «понтифика Нильса I», имеет ли физик моральное право работать во время войны над созданием атомной бомбы. Тот задал вопрос пришедшему исповедовать грехи свои: действительно ли, по его мнению, можно использовать расщепление ядра в военных целях. Гейзенберг сокрушенно сказал «владыке совести своему»: да, он понял, что это возможно.