Но как бы ни шутили, все же оставался, казалось, непреодолимый барьер—вопрос о размере критической массы. Хотя точных цифр не имелось, а вычисления критической массы были весьма сложными, все же ученые в общем представляли себе, что критическая масса, если она вообще существует, должна значительно превосходить все количество чистого урана, добытого за весь 1939 г. Высказывались предположения, что если бы даже и удалось ее получить, то взрыв бомбы был бы эквивалентен взрыву нескольких тонн тринитротолуола или аналогичного ему химического взрывчатого вещества — и не больше.
Во Франции Ф. Перрен оценивал такую массу примерно в сорок тонн весом с диаметром около трех метров. В Британии в течение лета 1939 г. разрешением этой проблемы энергично занимался проф. Р. Пайерлс, тридцатидвухлетний берлинец, покинувший Германию в 1929 г. и перебравшийся в Цюрих. Весной 1933 г. он прибыл в Кембридж.
Пайерлс, подобно большинству других людей, испытавших на себе первые порывы нацистского шторма, постоянно находился в тревоге по поводу того, что в Германии, где Ган впервые расщепил ядро, может появиться оружие, с помощью которого немцы поработят весь мир.
Летом 1939 г. Пайерлс решил определить критическую массу блока из чистого урана. Как вопрос, так и ответ, приведенные в статье, полученной Кембриджским физическим обществом 14 июня, казалось, носили чисто академический характер. Пайерлс отмечал, что цепная реакция, вызываемая размножением нейтронов, по-видимому, осуществима в чистом уране; он добавлял, что «размножение нейтронов возможно только в том случае, если путь, пройденный каждым нейтроном внутри тела, достаточен, чтобы произошло столкновение. Представляется интересным обсудить зависимость вероятности данного явления от размеров тела... Так как это заводит нас в довольно сложные математические проблемы, то я намереваюсь в качестве вступления изложить здесь теорию для упрощенного случая». Далее он предложил серии уравнений, в которые было необходимо лишь подставить ядерные константы, чтобы получить критическую массу урана, т. е. размер возможной бомбы.
«Критическая масса,— поясняет Пайерлс теперь,— получалась порядка нескольких тонн. Поэтому мне казалось, что статья не может иметь отношения к ядерному оружию. В целом эта масса, не говоря уже ни о чем другом, должна была иметь размеры современного уиндскейлского реактора. Конечно, нечего было и думать о том, чтобы поднять такую махину на самолете...» Следует сказать, что тот же самый метод был использован несколькими месяцами позже для определения размера куда более практического оружия. Вовремя эта возможность не была понята. «Иначе,— поясняет Пайерлс,— я, конечно, не допустил бы опубликования моей статьи, так как она могла привлечь внимание к этой проблеме и побудила бы кого-нибудь думать в опасном направлении». Статья под заглавием «Критические условия процесса размножения нейтронов» была опубликована в октябрьском выпуске протоколов Кембриджского физического общества — несколько недель спустя после начала войны.
