В 1942 году под руководством Энрико Ферми построили «Чикагскую поленницу-1». 45 000 графитовых блоков общим весом 330 тонн, 4,9 тонны металлического урана и 41 тонна оксида урана. Разместили всё это под трибунами кортов на стадионе Чикагского университета. В зависимости от определения, что считается ядерным реактором, она была или не была первым. Энергию для промышленности она не давала. Но это было первое устройство, где шла устойчивая цепная реакция.

По нынешним меркам безопасностью там пренебрегли. Например, построив реактор под спортивными трибунами университета в центре крупного города.

Генерал Гровс, глава Манхэттенского проекта, хотел устроить эксперимент рядом с Чикаго, а не в самом городе. Он даже распорядился построить для этого здание. Но стройка затянулась. Артур Комптон, нобелевский лауреат и профессор Чикагского университета, приютившего проект, не стал просить разрешения у ректора. Позже Комптон объяснил: ректор был бы обязан отказать, а это было неправильным ответом.

Блоки укладывали вчерашние школьники, решившие подзаработать в ожидании призыва в армию.

Уран заключили в семиметровый резиновый куб, а не в стальной корпус. Конечно, никакого гигантского бетонного саркофага вокруг не было.

Позже, узнав всё это, Джеймс Конант, председатель Национального комитета оборонных исследований, побледнел. Даже для сороковых годов такой подход к науке считался не совсем нормальным.

Читая об этом в учебнике истории и не зная финала, можно подумать, что это пролог к грандиозной катастрофе. Здесь нет массы вещей, которые в культуре 2025 года считаются стандартом безопасности. Где инспекторы с планшетами? Где толстые тома регламентов? Где степенные дискуссии комитетов? Где оценка рисков? Где правила, разрешающие укладывать урановые кирпичи только Людям-с-Дипломами? Где вся бюрократия?

Но куча урановых и графитовых кирпичей не расплавилась.

Причина проста: Ферми знал, что делает. Он заранее просчитал правила игры.

Ферми не просто складывал загадочные кирпичи, которые нагревались от близости друг к другу. Он знал, что некоторые атомы урана будут спонтанно распадаться. Знал, что это деление породит нейтроны. Знал, что эти нейтроны иногда будут врезаться в другие атомы урана и вызывать новые распады.

Ферми всё понимал заранее. Ему не пришлось на горьком опыте узнавать, что он имеет дело с экспоненциальным процессом. И не в том смысле, в котором современные СМИ называют «экспонентой» всё большое или быстрое. Нет. С процессом, где скорость роста пропорциональна текущему уровню. С математической экспонентой.

Ферми знал: добавляя урановые и графитовые блоки, он увеличивает основание степени. Мы уже это обсуждали. Есть огромная разница между коэффициентом размножения нейтронов ниже 100% и выше.^* Ниже — у вас просто тёплая куча кирпичей. Выше — радиоактивность сборки растёт. И растёт. И растёт.

Она ведёт себя не так, как предыдущие кучки урана поменьше. Если не понимать всё достаточно хорошо, чтобы правильно настроить замедлитель (притушивающий цепную реакцию на перегреве), реактор не стабилизирует сам себя, как малые сборки. Оставь его работать на ночь — и утром получишь вовсе не полезную промышленную мощность.

Куча просто становилась бы всё более радиоактивной. Пока не загорелся бы графит или не расплавился бы уран.

Приехали бы пожарные. А пожар странный: не перестаёт выделять жар, даже когда его заливают водой.

1942-й стал бы не лучшим годом для учёбы в Чикагском университете.

Но Ферми всё это знал! Так что обошлось. Когда 2 декабря 1942 года он приказал вытянуть управляющий стержень (деревянную планку, обитую кадмием) ещё на двенадцать дюймов, он заранее объявил: это именно тот шаг, после которого уровень радиации «будет расти дальше и дальше... он не стабилизируется».

И радиоактивность удвоилась за две минуты. И ещё раз удвоилась. Реакции дали поработать двадцать восемь минут. Мощность постоянно удваивалась и выросла примерно в 16 000 раз.

Рост радиоактивности в 16 000 раз был ожидаемым поведением. Его верно предсказали и детально поняли заранее. Это не было внезапным сюрпризом для кого-то, кому просто велели навалить в десять раз больше урановых кирпичей, чем в прошлый раз, и поглядеть — не случится ли чего интересного и прибыльного.

Как мы обсуждали в книге, между ядерным реактором и ядерным взрывом очень тонкая грань. Если точно — чуть больше половины процента. Такова разница между реактором, дающим промышленную энергию, и реактором, который взрывается.

Иначе говоря: чтобы ядерная реакция вообще начала работать, нужно её нехило разогнать. Но как только она наберёт эту силу, стоит добавить ещё хоть чуточку, зайти ещё на 0,65 процента дальше — и прогремит взрыв.

Реальность имеет право иногда подкидывать вам такие задачи. Бывает.

Но Ферми, Силард и их команда просчитали все эти правила до того, как столкнуться с ними. Они знали о запаздывающих и мгновенных нейтронах (см. Главу 10). Поэтому Ферми довёл коэффициент размножения до 100,06 процента, и не стал вытягивать стержень дальше, чтобы посмотреть, что получится. Он дошёл до критического состояния, но не шагнул ещё на 0,65 процента к надкритичности на мгновенных нейтронах. Ферми получил предсказанный результат. Он знал, что произойдёт за чертой. И поэтому не переступил её.

Двадцать восемь минут спустя, когда радиоактивность выросла в 16 000 раз, Ферми заглушил первый в мире ядерный реактор — урановые кирпичи, сложенные под трибунами университетского стадиона в центре мегаполиса.

Уточним: мы не утверждаем, что Ферми вёл себя абсолютно ответственно только потому, что у него была вроде бы непротиворечивая модель физики низких энергий. Ферми мог ошибаться. В истории ядерной инженерии бывали сюрпризы.

Мощность взрыва при испытании термоядерной бомбы^† «Касл Браво» в три раза превысила расчётную. Причиной стала смесь лития-6 и лития-7 в топливе. Создатели оружия знали, что литий-6 даёт мощный выброс энергии при синтезе, а от лития-7 ничего такого не ждали. Оказалось, что литий-7 не инертен.

Ферми запустил реакцию на низкой мощности. Не на уровне, нужном для промышленности. Так он избежал многих проблем мощных, полезных реакторов. Но представьте, что существовали бы неизвестные ускоряющие реакцию факторы, о которых Ферми не знал. Нечто вроде сюрприза на испытаниях «Касл Браво». Если бы при росте потока нейтронов в 16 000 раз коэффициент размножения скакнул с 1,0006 до 1,02 быстрее, чем человек успеет сбросить аварийный кадмий, — была бы сегодня в Америке Чикагская зона отчуждения.

И всё же мы не говорим, что Ферми абсолютно зря провёл этот эксперимент. Он не грозил гибелью всему человечеству. Может, цель и оправдывала риск, что при неполном понимании получается Зона отчуждения. Да, к 1945 году нацистская Германия так и не приблизилась к созданию бомбы. Но в 1942-м никто этого не знал. Делать такие прогнозы трудно. Собирать реактор не в городе было неудобно. На войне неудобства обходятся дорого.

Мы рассказываем эту историю без оценочного суждения. Для этого пришлось бы закопаться в исторические детали. Какие у этих людей были варианты? Не упустили ли они пути получше?

Наш урок — о разнице между стереотипной «безопасностью» и реально необходимым, чтобы выжить.

Бюрократы очень любят внешние, показные меры. У «Чикагской поленницы-1» они напрочь отсутствовали. Катастрофу предотвратило понимание. Не «театр безопасности». Знаний Ферми оказалось достаточно. Могло и не хватить, но хватило. Реальность требовала именно глубокого понимания, а не бюрократической показухи.

Мало было бы толку от инспекторов в строгих костюмах, если бы ни у кого не было глубокого понимания процессов внутри груды странных металлических кирпичей. Не помогли бы и красивые официальные инструкции. И требования допускать к укладке только Сертифицированных Операторов.

Представим мир, где «Чикагскую поленницу» строили без Энрико Ферми. Мир, где никто не знал истинных законов, управляющих загадочными самонагревающимися кирпичами.

Возможно, даже там другой учёный смог бы разглядеть смертельную угрозу, пока не стало слишком поздно. Мог бы произойти диалог вроде этого:

Сальвиати: Мощность кирпичей при сближении резко растёт. Это явно указывает на самоусиливающийся процесс. Математические модели таких процессов обычно имеют одну особенность: если зайти слишком далеко, происходит взрыв.

Симпличио: Чушь! По-научному — верить, что в реальности у любого такого процесса есть предел. Они не могут расти до бесконечности! Так что складывать уран и графит совершенно безопасно. Процесс упрётся в потолок и вреда не будет.

Сальвиати: Это всё равно что считать сверхновую безопасной, ведь она не может нагреться до бесконечности. Или называть искусственный суперинтеллект безобидным, ведь он не может стать бесконечно умным. Или утверждать, что пуля не пробьёт кожу, ведь её скорость ограничена. То, что предел существует, не значит, что он безопасен. Все наши модели самонагрева кирпичей указывают: где-то есть критический порог. Если его перейти, куча взорвётся и поубивает всех вокруг.

Симпличио: Но учёные не могут даже договориться, где этот порог! Скажи наука твёрдо, что класть ещё один кирпич опасно, я бы остановился. Но раз учёные спорят, зачем волноваться?

Сальвиати: Когда многиеведущиеучёные предупреждают о риске смертельного взрыва, невозможность точно рассчитать, когда он произойдёт, должна пугать ещё больше. Знай мы точно, как работают кирпичи, нашли бы узкую зону, где можно безопасно извлекать энергию. Но учёные всё ещё спорят. Значит, мы не ведаем, что творим! Значит, не время играть с цепной реакцией, которая сегодня греет кирпичи, а завтра взорвёт их вместе с нами. Сначала разберитесь с наукой.

С ИИ мы и близко не подошли даже к малой доле того понимания, которое было у Ферми относительно ядерных реакций.

Если мы продолжим этот путь, то в какой-то неизвестный момент на полной скорости влетим в ситуацию куда страшнее радиоактивного заражения Чикаго.