Курчатов строил программу традиционно. Он взял на себя проектирование и конструирование первого советского ядерного реактора, выбрав для него ураново-графитовую решетчатую конфигурацию. Курчатов отлично сознавал, что самой большой проблемой станет дефицит уранового сырья. Предполагалось, что для постройки реактора понадобится около 60 тонн урана - а в 1943 году в распоряжении была всего пара тонн. Поиски залежей урана в Средней Азии показали, что к началу 1944 года можно добыть чуть более 10 тонн. Это означало, что до накопления необходимых объемов урана и создания ядерного реактора пройдет от пяти до десяти лет. Народному комиссариату цветной металлургии было приказано найти 100 тонн урана "в кратчайшие сроки", но эта задача имела меньшую важность, чем неотложные запросы фронта.
Не имея реактора, невозможно было получить плутоний. Курчатов поручил своей группе в срочном порядке сконструировать в лаборатории № 2 циклотрон - из элементов разобранного циклотрона, уже имевшегося на ленинградском физтехе, в опасной близости от линии фронта. Циклотрон нужен был, чтобы синтезировать микроскопическое количество плутония для проведения в дальнейшем важнейших измерений.
Кикоин взялся определить, как можно получить значительные объемы урана-235. Опять же эта работа напрямую зависела от того, сможет ли Курчатов получить нужное - большое - количество природного урана. Кикоин сначала проверил центрифугирование, потом перешел к газовой диффузии; изучил также диффузию термическую. В 1944 году в состав лаборатории № 2 вошел Лев Арцимович, который исследовал электромагнитное разделение.
Предстояло решить вопрос и о том, какой должна быть конструкция бомбы. Когда советская ядерная программа пошла полным ходом, Курчатов поручил руководство проектированием реактора Харитону, которого знал уже почти двадцать лет. Сначала Харитон отказывался оставить свою прежнюю работу - он занимался противотанковым оружием, - но Курчатов смог настоять на своем. В итоге Харитон начал некоторые базовые эксперименты по использованию пушечного метода.
25 сентября 1944 года заработал циклотрон. Курчатов и циклотронщики отпраздновали успех с шампанским. Но вся эйфория вскоре сменилась сильным разочарованием. По разведданным ЭНОРМОЗа, было очевидно, что американцы взялись за реализацию крупного ядерного проекта. Советская программа, напротив, сильно задерживалась из-за отсутствия сырья. Без урана можно было заниматься только теоретизированием и проводить эксперименты, которые лишь слегка затрагивали реальные насущные проблемы. Через несколько дней Курчатов выразил все свое раздражение в письме к Берии:
У нас же, несмотря на большой сдвиг в развитии работ по урану в 1943–1944 году, положение дел остается совершенно неудовлетворительным.
Особенно неблагополучно обстоит дело с сырьем и вопросами разделения. Работа Лаборатории № 2 недостаточно обеспечена материально-технической базой. Работы многих смежных организаций не получают нужного развития из-за отсутствия единого руководства и недооценки в этих организациях значения проблемы.
На грани тяжкого преступления
Попытки Бора решить атомный вопрос дипломатическим путем разбились о рифы патологической веры Черчилля в сохранение тайн. Однако выдвинутые датчанином аргументы подействовали на многих приближенных Черчилля, в том числе на Червелла и Андерсона. Бор вернулся в Вашингтон 16 июня 1944 года и через несколько дней сообщил Франкфуртеру о бесплодной встрече с Черчиллем. Франкфуртер уведомил об этом Рузвельта. Несмотря на то что Бор не мог похвастаться успехом, Рузвельт продолжал выказывать к нему расположение и пригласил Бора обсудить проблему тет-а-тет.
Сначала Бор обобщил свои взгляды в кратком докладе. Он писал о "недопущении фатальной гонки, связанной с созданием апокалипсического оружия". Пока отец и сын работали над этим документом, Вашингтон плавился под летним солнцем. Оге печатал, а отец боролся за точность формулировок, штопая при этом носки и пришивая пуговицы. Бор встретился с Рузвельтом 26 августа.
Эта встреча совсем не походила на встречу с Черчиллем. Она продлилась более часа. В отличие от Черчилля, который сразу же повел себя несдержанно и с первого взгляда невзлюбил Бора, Рузвельт был внимателен и заинтересовался мыслями Бора. Что гораздо важнее, Бору удалось убедить президента в своей правоте. Оге Бор рассказывал:
Рузвельт согласился, что с Советским Союзом следует выйти на контакт, и сказал, что уверенно ожидает от такого шага благоприятных результатов. Президент считал Сталина достаточно рациональным для того, чтобы тот оценил революционное значение такого научно-технического достижения, а также последствия, которые может повлечь обладание ядерным оружием.
Встреча завершилась на оптимистической ноте. Бор резюмировал основные моменты этого разговора в письме к Рузвельту, которое пришло к президенту за день до его отправления на новую встречу с Черчиллем в Квебеке.
У Бора были основания для оптимизма, но он недооценил своеволия Черчилля и степени влияния британского премьера на американского президента. После окончания Квебекской конференции Черчилль и Рузвельт выехали в частное владение Рузвельта в Гудзонской долине неподалеку от Гайд-парка штат Нью-Йорк. В ходе этой встречи Черчилль настаивал на том, что недопустимо разглашать факт существования ядерной программы Советскому Союзу, а также любой другой стороне - дружественной или враждебной, если это не было специально оговорено на квебекской конференции. Результатом встречи стал секретный меморандум, принадлежавший, надо полагать, в основном авторству Черчилля. В документе два лидера договорились сохранять наивысшую секретность. Было достигнуто следующее соглашение: "Когда бомба будет готова, то после тщательного взвешивания всех обстоятельств она может быть применена против японцев, которых следует предупредить о том, что бомбардировки продолжатся в случае отказа от капитуляции".
Особенно гневно Черчилль высказался о Боре: "Относительно деятельности профессора Бора следует провести расследование и принять меры, которые наложили бы на него ответственность за недопущение утечки информации, в частности к русским".
Особые подозрения были вызваны тем, что в апреле того же года Бор получил в советском посольстве в Лондоне письмо от советского физика Петра Капицы. В этом письме, датированном 28 октября 1943 года, Капица приглашал Бора в СССР, причем стиль его был так завуалирован, что приглашение можно было истолковать как предложение о сотрудничестве в разработках атомного оружия. Бор послал ни к чему не обязывающий ответ, так как был уверен, что письмо обязательно прочтут в СРС. Он отреагировал на предложение аккуратно и корректно.
Но Черчилль чуял предательство. Он считал, что с русским профессором, своим старым другом, которому Бор писал ранее и мог писать сейчас, датчанин вел доверительную переписку. На следующий день после встречи с Рузвельтом в Гайд-парке Черчилль написал Червеллу, высказав еще более серьезные подозрения: "Мне кажется, Бора нужно взять под стражу либо ему следует, по меньшей мере, показать, что он находится на грани совершения преступления, караемого смертной казнью".
Черчилль не смог понять принципа дополнительности для атомной бомбы. У Рузвельта же, скорее всего, были свои причины, чтобы согласиться с Черчиллем. И оба они могли усомниться в надежности Бора, первого дипломата атомной эры, и уклониться от решения проблем, которые пытался поднимать Бор. В любом случае, несмотря на все усилия ученого, перспектива послевоенной гонки атомных вооружений теперь стала гораздо более близкой.
Червелл и Андерсон самоотверженно вступились за Бора. По ту сторону Атлантики то же сделали Конэнт и Буш. Бора так и не арестовали.
Конец американской монополии
Это была та еще головоломка. Представьте, что вы категорически не разделяете планов Родины относительно использования атомного оружия (которое пока что есть только в вашей родной стране). Представьте, что ваш протест столь велик, что позволяет презреть моральные терзания, связанные с государственной изменой и выдачей военных тайн. К чему вы тогда приступите первым делом? Куда пойдете? Ведь не станете же искать контакты шпионов в телефонном справочнике?
Теодору Холлу было всего девятнадцать лет. Несмотря на молодость, его нашли лос-аламосские охотники за талантами и он вступил в постоянно растущую группу ученых Холма в январе 1944 года вместе со своим другом и сокурсником, аспирантом Гарварда Роем Глаубером. Они прибыли на станцию Лами 27 января, проделав долгий путь с физиком постарше, который представился им просто как "мистер Ньюмен". Позже они сообразили, что это не кто иной, как Джон фон Нейман, перед которым трепетала вся сведущая молодежь как перед человеком, преобразовавшим математические основы квантовой теории в 1930-е годы.