2. Фундаментальные физические данные
1941–1942 годы.
1. По данным из Великобритании, критическая масса урана-235 определена в пределах 9–43 кг в зависимости от предположений о величине сечения деления урана, которое требует экспериментального уточнения.
Отметим, что верхнее значение приведенного диапазона (43 кг, которое близко к действительной критической массе урана-235, составляющей около 50 кг), содержащееся в исходных материалах, не попало в доклад сотрудников НКГБ для Л. П. Берии, и далее, в доклад Л. П. Берии И. В. Сталину, где используется значение 10 кг в качестве критической массы урана-235.
1943 год.
2. По данным из Великобритании, отмечается факт подтверждения процесса самопроизвольного деления урана (открыт Г. Н. Флеровым и К. А. Петржаком).
3. Данные из Великобритании содержат фактические значения сечения деления ядер U-235 на уровне σf = (2–3) барн в диапазоне энергий нейтронов от 200 до 800 кэВ. И. В. Курчатов отмечает важность этих данных, так как ранее экспериментальные данные охватывали только небольшую область энергий нейтронов, а теоретические результаты давали различные результаты для существенного диапазона энергий нейтронов от 1 кэВ до 1 МэВ.
И. В. Курчатов приводит в своем анализе две теоретические кривые для сечения деления, по одной из которых сечение деления составляет (1–3) барн, а по другой – (0,03–3) барн в диапазоне энергий нейтронов от 100 эВ до 1 МэВ. (Отметим, что по современным данным сечение деления урана-235 в диапазоне энергий нейтронов от 200 до 800 кэВ составляет σf = 1,32 барна.)
4. Данные из Великобритании содержат значения числа вторичных нейтронов на акт деления (ν = 2–3 нейтрона), а также энергетический спектр вторичных нейтронов.
И. В. Курчатов отмечает необходимость выяснения: к каким (быстрым или медленным) нейтронам относятся эти данные – и отмечает их важность, если они относятся к быстрым нейтронам. (Отметим, что по современным данным для урана-235 ν = 2,42–3,04 во всем энергетическом диапазоне от тепловых нейтронов до энергий в несколько мегаэлектронвольт, а энергетическое распределение вторичных нейтронов практически не зависит от энергии нейтронов, делящих ядро.)
5. В связи с возможностью использования эка-осмия-239 (плутония) в качестве материала для атомной бомбы И. В. Курчатов отмечает необходимость получения данных о характеристиках деления ядер этого изотопа.
1944 год.
6. Информация о существовании радиационного захвата нейтронов ураном-235 и плутонием-239. Данные о том, что сечение радиационного захвата плутония-239 для медленных нейтронов близко к сечению деления. Данные о том, что число вторичных нейтронов при делении плутония-239 медленными нейтронами равно трем. Информация об отступлении от закона 1/v в сечении поглощения медленных нейтронов.
7. Получение данных о сечениях взаимодействия нейтронов с ураном, свинцом, кислородом, водородом.
8. Получение данных о числе нейтронов (ν = 2,6±0,5) при спонтанном делении.
1945 год.
9. Получение точных данных сечений деления урана-235 и плутония-239 быстрыми нейтронами различных энергий.
10. Получение данных о точных значениях критических радиусов для урана-235 и плутония-239.
11. Получение данных о числе вторичных нейтронов, образующихся при делении.
12. Получение данных о процессе спонтанного деления для плутония-240.
13. Получение данных по схеме распространения детонационной волны, процессе деформации материала отражателя, сжатия тела взрывом.
14. Получение данных о свойствах плутония в различных фазах и о его сжимаемости.
15. Получение данных о сечениях деления урана-233 и о возможности его использования для создания атомной бомбы.
3. Разделение изотопов
1941–1942 годы.
1. Для практического получения материала для атомной бомбы (уран-235) в Великобритании рекомендован метод разделения изотопов урана при помощи диффузионного аппарата.
Исходным сырьем для процесса разделения предполагается гексафторид урана, являющийся химически активным веществом, что приводит к усложнению процесса.
1943 год.
2. В материалах, полученных из Великобритании, отмечается, что единственным рациональным способом разделения изотопов урана является газодиффузионный метод. Материалы содержали подробное рассмотрение всех звеньев разделительной машины, которое позволяло разработать у нас модели разделительной установки.
Предпочтение метода диффузии методу центрифугирования явилось для наших специалистов неожиданностью, так как метод диффузии считался у нас практически непригодным для разделения изотопов тяжелых элементов.