Вопросы, смытые дождем

Утром 6 августа 1945 года американский бомбардировщик «Энола Гэй», специализированная версия B-29 Superfortress, пролетел над Хиросимой и сбросил на город атомную бомбу. Принято говорить, что в этот момент «весь мир изменился навсегда», но знание это не стало общеизвестным моментально. N + 1 рассказывает, как изучали «новый мир» ученые в Хиросиме, что о нем узнали — и что до сих пор остается неизвестным.

Военная администрация города, как отмечается на сайте Мемориального музея Мира в Хиросиме, посчитала этот самолет обычным американским разведчиком, который проводил картографирование местности и общую рекогносцировку. По этой причине его никто не пытался сбить или как-то воспрепятствовать его пролету над городом, к точке над военным госпиталем, где Пол Тиббетс и Роберт Льюис сбросили «Малыша».

Последовавший за этим взрыв, сразу же унесший жизни примерно трети города — около 20 тысяч военнослужащих имперской армии и 60 тысяч мирных жителей, — а также обращение президента США Гарри Трумана, ознаменовали собой вступление человечества в «ядерный век». Помимо всего прочего, эти события также породили одну из самых долгих и плодотворных научно-медицинских программ, связанной с изучением и ликвидацией последствий этой катастрофы.

Борьба с последствиями бомбардировки, природа которой оставалась загадкой для горожан, началась в первые же часы после взрыва. Военные и гражданские добровольцы начали разгребать завалы, тушить пожары и оценивать состояние инфраструктуры города, руководствуясь теми же самыми принципами, которые власти Японии и простые японцы применяли при борьбе с последствиями бомбардировок в других городах империи.

Авиация США непрерывно бомбила все крупнейшие города Японии при помощи напалмовых бомб с марта 1945 года, действуя в рамках концепции устрашения противника, разработанной Кёртисом ЛеМеем, прообразом генералов Джека Риппера и Баджа Тёрджидсона из «Доктора Стренжлав». По этой причине разрушение Хиросимы, несмотря на странные обстоятельства гибели города (не массированный налет, к которым японцы к этому моменту уже привыкли, а одинокий бомбардировщик), изначально не стало для японской публики провозвестником новой эпохи — так, просто война.

Японская пресса ограничилась короткими сообщениями о том, что «над городом пролетело два бомбардировщика B-29», не упоминая масштабов разрушений и числа жертв. Вдобавок, на протяжении последующей недели СМИ, подчиняясь указаниям военного правительства Японии, скрывали от публики истинную природу бомбардировок Хиросимы и Нагасаки, надеясь на продолжение войны. Не зная этого, жители города — простые инженеры, медсестры и сами военные, сразу же принялись за ликвидацию последствий атомного взрыва.

В частности, спасатели частично восстановили электроснабжение железной дороги и других важнейших инфраструктурных объектов уже в первые двое суток после начала работ и подключили треть уцелевших домов к электросети примерно через две недели после взрыва бомбы. К концу ноября свет в городе был полностью восстановлен.

Инженеры, сами пострадавшие от взрыва и нуждавшиеся в медицинской помощи, восстановили работу системы водоснабжения города в первые часы после падения бомбы. Ее полная починка, по воспоминаниям Йосихидэ Исиды, одного из работников городского бюро водоснабжения Хиросимы, заняла последующие два года: все это время водопроводчики планомерно находили и вручную заделывали повреждения трубопроводной сети города, 90 процентов зданий которого были разрушены ядерным взрывом.

Еще до начала зимы были расчищены все завалы и погребено большинство жертв атомной бомбардировки, 80 процентов которых, по оценкам историков и очевидцев, умерло от ожогов и физических травм сразу после подрыва бомбы или в первые часы после катастрофы. Ситуация осложнялась тем, что врачи не знали, что имеют дело с последствиями атомной бомбардировки, а не обычных авианалетов ВВС союзников.

Пропавшие следы «черных дождей»

Сокрытие истинной природы бомбардировок Хиросимы и Нагасаки до капитуляции Японии, принявшей условия союзников на следующей неделе после них, 14 августа 1945 года, было связано с двумя факторами. С одной стороны, военные лидеры намеревались продолжить войну любой ценой и не хотели подрывать мораль населения — собственно, именно на это и была направлена речь Трумана и само использование атомного оружия.

С другой, японское правительство изначально не поверило в слова президента США о том, что «Америка покорила ту силу, из которой Солнце черпает свою энергию и направила ее на тех, кто разжег огонь войны на Дальнем Востоке». Как пишет Тецудзи Иманака, доцент Киотского университета, выходец из Хиросимы и один из лидеров антиядерного движения Японии, для проверки этого заявления в Хиросиму было отправлено сразу четыре группы ученых.

Две из них, прибывшие в город 8 и 10 августа, имели очень большую квалификацию в этом вопросе, так как их участники, Йосио Нисина — ученик Нильса Бора, — Бунсаку Аракацу и Сакаэ Симидзу, были «японскими Курчатовыми»: непосредственными участниками секретных японских ядерных программ, нацеленных на решение той же задачи, что и «Манхэттэнский проект».

Неверие правительства Японии в заявления Трумэна отчасти было связано с тем, что лидеры ее ядерных проектов, проводившегося под эгидой Имперской армии и ВМС Японии, еще в 1942 году подготовили отчет, где предположили, что США не успеет или не сможет разработать атомную бомбу в условиях войны.

Первые же замеры, которые они провели на территории разрушенной Хиросимы, сразу же показали, что они ошибались в своих прошлых оценках. Соединенные Штаты действительно создали атомную бомбу, и именно ее следы сохранились в почве Хиросимы, в засвеченной пленке на полках ее фотомагазинов, на стенах уцелевших домов и в виде отложений серы на телеграфных столбах.

Помимо этого, Симидзу и его команде удалось собрать уникальные сведения об уровне фоновой радиации на разной высоте в разных регионах города и десятки образцов загрязненных почв. Они были добыты в тех частях Хиросимы и ее окраин, где выпал так называемый «черный дождь».

Так сначала жители города, а затем и ученые начали называть особую форму атмосферных осадков, состоявшую из смеси воды, пепла и прочих следов взрыва. Они пролились на окраинах города примерно через 20-40 минут после бомбежки — из-за резкого перепада давления и разрежения воздуха, порожденного взрывом бомбы. Сейчас они во многом стали одним из символов Хиросимы, наравне со снимками уничтоженного города и фотографиями его погибших жителей.

Изучение образцов почвы, пропитанных «черными дождями», могло бы сыграть неоценимую роль в изучении последствий ядерных бомбардировок Хиросимы и Нагасаки и их ликвидации, если бы этому не помешали последующие события, связанные как с политикой, так и природой.

В сентябре 1945 года в уничтоженные города прибыли военные специалисты из США, которых интересовал эффект от применения атомного оружия, в том числе характер разрушений, уровень радиации и другие последствия взрыва. Американцы детально изучили то, что успели собрать их японские коллеги, после чего конфисковали все отчеты и образцы почвы и вывезли их в США, где они, по словам Сьюзан Линди, профессора университета штата Пенсильвания, бесследно исчезли и не были найдены до сих пор.

Дело в том, что американские военные собирались использовать атомное оружие и дальше — как тактический инструмент, пригодный для решения любых боевых задач. Для этого критически важным было то, чтобы атомные бомбы воспринимались публикой как чрезвычайно мощный, но при этом относительно чистый тип вооружения. По этой причине до 1954 года и скандала вокруг испытаний термоядерной бомбы на атолле Бикини, американские военные и представители власти последовательно отрицали то, что «черные дожди» и прочие формы радиоактивного загрязнения местности будут сколь-либо негативно влиять на здоровье человека.

По воле времени и ветра

Многие современные исследователи наследия Хиросимы связывают отсутствие серьезных исследований «черных дождей» с тем, что с 1946 года деятельность всех научных групп и японо-американской «Комиссии по жертвам атомной бомбардировки» (ABCC) напрямую контролировалась американской Комиссией по атомной энергии США (AEC). Ее представители не были заинтересованы в поиске негативных сторон у своего главного продукта, а многие ее научные сотрудники вплоть до 1954 года считали, что у малых доз радиации нет никаких негативных последствий.

К примеру, как пишет Чарльз Перроу, профессор Йельского университета, уже в первые дни после того, как были сброшены обе атомные бомбы, правительственные эксперты и представители официального Вашингтона начали уверять публику в том, что радиоактивное загрязнение или отсутствует, или несущественно.

В частности, в газете «Нью-Йорк Таймс» в августе 1945 года была опубликована статья с заголовком «Радиоактивности на руинах Хиросимы нет», а чуть позже еще одна, с подзаголовком «Уровень радиации после атомной бомбы в тысячу раз меньше, чем у радиевых часов» .

Подобные заявления, однако, не мешали оккупационной администрации Японии проводить всестороннее изучение последствий бомбардировки, в том числе лучевой болезни, и измерять уровень наведенной радиации и количество радионуклидов в почве. С середины сентября 1945 года эти исследования велись совместно с японскими учеными, что в конечном итоге привело к созданию известной «Комиссии по жертвам атомной бомбардировки» (ABCC), начавшей в 1947 году долговременное изучение последствий бомбардировки Хиросимы и Нагасаки.

Почти все результаты этих изысканий оставались засекреченными и неизвестными для японской публики, в том числе городских властей Хиросимы и Нагасаки, вплоть до сентября 1951 года, когда был подписан Сан-Францисский мирный договор, после чего Япония формально вернула себе самостоятельность.

Эти исследования, несомненно, помогли раскрыть часть последствий атомных взрывов, однако они не были полными по двум причинам, не зависящим от политики и воли людей — времени и природных стихий.

Первый фактор связан с двумя вещами — тем, как взорвался «Малыш», а также с тем, когда японские ученые и американские военные специалисты начали изучать последствия его сброса на Хиросиму.

Первая атомная бомба взорвалась на высоте около 500 метров: разрушительная сила взрыва была максимальной, но и при этом продукты распадов, непрореагировавший уран и прочие остатки бомбы по большей части улетели в верхние слои атмосферы.

Детальные расчеты подобных процессов, как пишут Стивен Эгберт и Джордж Керр из корпорации SAIC, одного из ключевых контракторов Министерства обороны США, были проведены только в 1960 и 1970 годах, когда появились достаточно мощные компьютеры и данные, собранные в ходе наблюдений за взрывами значительно более мощных термоядерных боезарядов в верхних слоях атмосферы.

Эти модели, а также современные попытки оценить уровень радиоактивности почвы в пригородах Хиросимы и окрестностях эпицентра взрыва, показывают, что примерно половина короткоживущих изотопов, возникших как в результате распада урана, так и облучения почвы потоком нейтронов, должна была распасться еще в первые сутки после взрыва.

Первые замеры общего уровня радиоактивности японские ученые провели значительно позднее, когда это значение уже успело во многих местах упасть до фоновых значений. По словам Иманаки, в самых загрязненных уголках города, расположенных в 1-2 километрах от эпицентра взрыва, она составляла около 120 ударов счетчика в минуту, что где-то в 4-5 раз выше естественного фона для юга Японии.

По этой причине ученые ни в 1945 году, ни сейчас не могут точно сказать, как много радиоактивных частиц осело на землю Хиросимы в результате «черных дождей» и прочих форм осадков, и как долго они там могли просуществовать, учитывая то, что город после взрыва горел.

Дополнительный «шум» в эти данные внес природный фактор — тайфун Макуразаки и необычно сильные дожди, выпавшие в Хиросиме и Нагасаки в сентябре-ноябре 1945 года.

Ливни начались в середине сентября 1945 года, когда японские ученые и их американские коллеги только готовились приступить к детальным замерам. Обильные осадки, превысившие месячные нормы в несколько раз, смыли мосты в Хиросиме и затопили эпицентр взрыва и многие регионы города, недавно очищенные от тел погибших японцев и обломков зданий.

Как предполагают Керр и Эгберт, это привело к тому, что значительная часть следов атомного взрыва была просто унесена в море и атмосферу. Об этом, в частности, свидетельствует крайне неравномерное распределение радионуклидов в современной почве на территории и в пригородах Хиросимы, а также серьезные расхождения между результатами теоретических расчетов и первыми реальными замерами в концентрации потенциальных следов «черных дождей».

Наследие ядерного века

Подобные проблемы физики пытаются преодолеть, используя новые математические модели и методики оценки концентрации радионуклидов в почве, которых не было у их коллег из середины прошлого столетия. Эти попытки внести ясность в ситуацию, с другой стороны, часто приводят к обратному — что связано как с засекреченностью данных о точной массе «Малыша», долях изотопов урана и прочих компонентов бомбы, так и с общим наследием «ядерного века», в котором мы сейчас живем.

Последнее связано с тем, что после трагедий в Хиросиме и Нагасаки человечество подорвало в верхних и нижних слоях атмосферы, а также под водой, свыше двух тысяч ядерных боеприпасов, значительно превосходивших первые атомные бомбы по разрушительной силе. Они были прекращены в 1963 году после подписания Договора о запрете ядерных испытаний в трех сферах, однако за это время в атмосферу попало огромное количество радионуклидов.

Эти радиоактивные вещества постепенно осели на поверхность Земли, а сами атомные взрывы внесли необратимые изменения в баланс изотопов углерода в атмосфере, из-за чего многие геологи вполне серьезно предлагают назвать нынешнюю геологическую эру «ядерным веком».

По самым приблизительным оценкам, совокупная масса этих радионуклидов превышает объем чернобыльских выбросов примерно в сто или даже тысячу раз. Авария на Чернобыльской АЭС, в свою очередь, породила примерно в 400 раз больше радионуклидов, чем взрыв «Малыша». Это резко затрудняет оценку последствий применения атомного оружия и уровня загрязнения почвы в окрестностях Хиросимы.

Подобные соображения сделали изучение черных дождей еще более приоритетной задачей для ученых, так как их предположительно неравномерный характер мог раскрыть некоторые секреты катастрофы 75-летней давности. Сейчас физики пытаются получить подобные сведения, замеряя доли различных изотопов элементов, возникших в ходе ядерного взрыва, а также применяя методы, которые обычно используются в палеонтологии.

В частности, гамма-излучение, порожденное взрывом бомбы и последующими распадами радионуклидов, особым образом меняет то, как светятся зерна кварца и некоторых других минералов при их облучении ультрафиолетом. Керр и Эгберт провели первые замеры такого рода: они, с одной стороны, совпали с результатами исследований уровня облученности «хибакуси», выживших жителях Хиросимы, а с другой — расходились с теоретическими прогнозами на 25 процентов и более в некоторых регионах города и его пригородов.

Эти расхождения, как отмечают ученые, могли быть порождены как «черными дождями», так и тем, что тайфун и осенние дожди могли крайне неравномерно перераспределить изотопы в почве Хиросимы. В любом случае, это не позволяет однозначно оценить вклад этих радиоактивных осадков в то, как поменялись термолюминесцентные свойства почвы.

К схожим результатам пришли японские физики, попытавшиеся найти следы «черных дождей» в 2010 году. Они измерили концентрацию атомов урана-236, а также цезия-137 и плутония-239 и 240, в почве Хиросимы и ее окрестностей, и сравнили полученные данные с анализами проб, собранными в префектуре Исикава, расположенной в 500 километрах к северо-востоку.

Уран-236 не встречается в природе и возникает в больших количествах внутри ядерных реакторов и при атомных взрывах, в результате поглощения атомами урана-235 нейтронов. Он обладает достаточно долгим периодом полураспада, 23 миллиона лет, так что уран-236, попавший в почву и атмосферу в результате атомных взрывов, должен был дожить и до наших дней. Результаты сравнения показали, что следы взрыва «Малыша» «затоптаны» следами радионуклидов, попавшими в почву благодаря поздним ядерным испытаниям в других уголках мира: уран-236 и прочие изотопы действительно присутствовали в верхних и нижних слоях грунта Хиросимы, однако реконструкция характера выпадений «черных дождей» невозможна из-за того, что реальное количество его атомов оказалось примерно в 100 раз меньше, чем предсказывали теоретические расчеты. Дополнительные проблемы в очередной раз, внесло и то, что ученые не знают точной массы урана-235 в той самой бомбе.

Эти исследования, а также другие подобные работы, которые японские физики и их зарубежные коллеги проводили еще в 1970 и 1980 годах, говорят о том, что «черный дождь», в отличие от лучевой болезни и долгосрочных последствий облучения, будет очень долгое время оставаться загадкой для ученых, изучающих наследие Хиросимы.

Ситуация может радикально измениться только в том случае, если появится новая методика по изучению современных или архивных образцов грунта, позволяющая однозначно отделить «черный дождь» и прочие следы атомной бомбы от последствий других ядерных испытаний. Без этого невозможно полностью описать эффект взрыва «Малыша» на окрестности разрушенного города, его жителей, растения и животных.

По этой же причине, поиски архивных данных, связанных с пропавшими первыми замерами японских исследователей, должны стать задачей для историков и представителей естественных наук, заинтересованных в том, чтобы человечество полностью усвоило уроки Хиросимы и Нагасаки.