26 июня Пауль Хартек написал в Управление вооружений сухопутных войск, умоляя поддержать его план. «Урановые машины» могут быть двух типов, сообщал он. Машина первого типа состоит из 5 тонн обычного металлического урана и 5 тонн тяжелой воды. Машина второго типа содержит меньше урана и тяжелой воды, зато уран обогащен изотопом уран-235. Опыт покажет, какие из этих машин целесообразнее строить. Однако нельзя не отметить, что машины второго типа более компактны, поэтому ими будет удобнее оборудовать боевые транспортные средства типа субмарин. Кроме того, они более пригодны для производства «взрывчатых веществ». До сих пор обогащение урана казалось неразрешимой проблемой. Но вот теперь опыты Вильгельма Грота с «ультрацентрифугой» обнадеживают нас, и при успешном их завершении мы можем «со всей энергией взяться за создание машин второго типа».
Не дожидаясь ответа, ученые продолжили свои эксперименты. В начале августа 1942 года барабан центрифуги впервые заполнили гексафторидом урана. Во время первых опытов степень обогащения урана-235 составила 2,7 %. Через четыре дня скорость центрифуги увеличили – коэффициент вырос до 3,9 %. Хотя Хартек надеялся на лучшее, полученные показатели всё же внушали надежду: согласно расчетам Гейзенберга, достаточно обогатить уран-235 до 11 %, и тогда тяжелую воду в реакторе можно будет заменить обычной. Следовательно, надо выстроить батарею центрифуг для ступенчатого обогащения урана.
Идея понравилась и профессору Абрахаму Эзау, и Герману Герингу. Впрочем, Эзау в отличие от своего высокопоставленного патрона вовсе не хотел превращать идею «обогащения урана» в идею создания атомной бомбы. Нет, он не был пораженцем или пацифистом – он лишь любил покой и почет, не соглашаясь променять их на тяжелый труд. Когда молодой профессор Отто Хаксель из Научно-исследовательского центра Военно-морских сил завел однажды разговор о бомбе, Эзау немедленно цыкнул на него: «Вы что, не понимаете?! Если фюрер заинтересуется ей, мы все до конца войны будем сидеть за колючей проволокой и делать эту чертову бомбу! Не надо больше о ней говорить. Пусть все считают, что „урановая машина“ и есть подлинная цель нашего проекта».
Пока же не получалось и с «урановой машиной». Вернер Гейзенберг полагал, что для возбуждения цепной реакции в реакторе нужно как минимум пять тонн тяжелой воды. К концу июня 1942 года фабрика в Рьюкане изготовила всего 800 килограммов, то есть лишь шестую часть необходимого количества. Напомним, что уже два года фабрика была в руках немцев: при таких темпах производства говорить о расширении атомного проекта было просто бессмысленно.
В середине июля ведущие физики вновь обсудили, можно ли построить подобную фабрику в Германии. Вспомнили, что под Мюнхеном есть установка, способная выпускать до 200 килограммов тяжелой воды в год. Но там работают с обычным водородом. А что, если обогащать его дейтерием? Тут, правда, вмешался Пауль Хартек, напомнив, что расходы энергии будут очень велики, но его не слушали. Наоборот, вспомнили еще и гидроэлектростанцию в итальянском Мерано, где тоже можно развернуть производство. Оптимистичный расчет показывал, что совокупно можно будет получать до 1,5 тонны в год. Поэтому решено было действовать по всем направлениям.
Впрочем, и с ураном дела обстояли немногим лучше. Франкфуртской фирме «Дегусса» удавалось выпускать по тонне очищенного урана в месяц. Но годовые отчеты удручали: в 1940 году произведено 280,6 килограмма урана, в 1941 году – 2459,8 килограмма, в 1942 году – 5601,7 килограмма. При этом технологический процесс был прост, и объяснить неудачи можно лишь двумя причинами. Во-первых, постоянные перебои с сырьем, а во-вторых, к концу 1942 года атомный проект потерял первостепенное значение, и фирма «Дегусса» стала испытывать из-за этого проблемы со снабжением: стало трудно доставать запасные детали, новые вакуумные насосы, медь для трансформаторов и тому подобные элементы нормальной индустрии. Но худшее было еще впереди.
С начала 1940 года Вернер Гейзенберг числился научным консультантом Физического института Общества имени кайзера Вильгельма, что, конечно, не соответствовало репутации прославленного ученого. Летом 1942 года Карл фон Вайцзеккер и Карл Вирц наконец убедили руководителей Общества в том, что нобелевского лауреата подобает считать «фактическим директором» института. Обойтись без оговорки было нельзя, поскольку недавний директор Петер Дебай, уехав в США, так и не подал в отставку. Гейзенберг мог лишь «исполнять его обязанности», чем и стал заниматься с 1 октября 1942 года. Что же до прежнего «исполняющего обязанности», Курта Дибнера, то он надолго убыл в Готтов, где находился полигон Управления вооружений сухопутных войск. В итоге Гейзенберг и Дибнер стали непримиримыми врагами, за каждого из них выступала партия сторонников, которые отчаянно интриговали и писали доносы на конкурентов.
Доктор Курт Дибнер не был великим теоретиком, и сравнивать его с Гейзенбергом невозможно. Зато он был хорошим экспериментатором, обладал здравым практичным умом, и Гейзенберг своей неторопливостью давно раздражал его. Теперь отставленный от дел Дибнер сам решил построить реактор.
Его модель «урановой машины», построенная в Готтове, резко отличалась от конструкции Гейзенберга. Дибнер был уверен, что из урана надо изготавливать не цельнолитые пластины, а кубики – так, чтобы ядерное топливо было со всех сторон окружено замедлителем. Вот только для своего опыта Дибнеру не удалось разжиться ни металлическим ураном, ни тяжелой водой. Он использовал оксид урана (25 тонн), а в качестве замедлителя применил парафин (4,4 тонны). Внутри алюминиевого цилиндра его лаборанты соорудили «соты» из парафина и заполнили каждую ячейку кубиками оксида урана (всего их было 6802 штуки). Алюминиевую махину опустили в бетонированную яму, залитую дистиллированной водой, которая служила «отражателем». В реакторе имелись различные канальцы, в них разместили источники нейтронов и приборы.
Результат эксперимента оказался отрицательным: размножение нейтронов не удалось зафиксировать. Иного и не могло быть, раз опыт проводился с оксидом урана и парафином. Зато было доказано преимущество металлических кубиков над пластинами. В конце ноября 1942 года Курт Дибнер подготовил секретный «Отчет об эксперименте с оксидом урана и парафином, проведенном на полигоне Управления вооружений сухопутных войск».
Тем временем в Физическом институте затевали свой грандиозный эксперимент. На него готовились потратить 1,5 тонны тяжелой воды и 3 тонны урановых пластин. Начались долгие обсуждения, уточнения, проверки. Как уберечь институт от взрыва? Как избежать коррозии урана, его разъедания водой? Может быть, позолотить урановые пластины? Но золото поглощает слишком много нейтронов. Можно быть, нанести покрытие из никеля и хрома? Но оно должно быть стойким и однородным. Может быть, использовать вместо тяжелой воды тяжелый парафин, в котором атомы водорода заменены дейтерием? Но при расщеплении урана возникают альфа-частицы, и каждая из них разрушала бы до ста тысяч молекул парафина.
Никто из немецких физиков почему-то не догадался, что пластины можно было поместить внутри металлических «оболочек», стойких к коррозии и мало поглощающих нейтроны. Американцы пошли именно по этому пути, и 2 декабря 1942 года в Чикаго был пущен первый в мире ядерный реактор.