Заметим, что ядерная реакция деления урана весьма эффективна и далеко превосходит самые бурные химические реакции. Сравним атом урана и молекулу взрывчатого вещества — тринитротолуола (тротила). При распаде молекулы тротила выделяется 10 электроновольт энергии, а при распаде ядра урана — 200 млн. электроновольт, т. е. в 20 млн. раз больше!
Как устроен урановый котел (так в то время зазывали ядерный реактор)? Цилиндры из натурального урана, содержащего в основном изотоп урана-238 и только примерно 0,7 % изотопа 235, в алюминиевых оболочках размещены между блоками из графита высокой чистоты. Размер котла и его устройство таковы, что обеспечивают возможность цепной ядерной реакции. Нейтроны, излучаемые изотопом урана-235, проникают в некоторые ядра урана; при этом возникают новые быстрые нейтроны, которые, замедляясь графитом, сталкиваются с ядрами урана в соседнем урановом цилиндре и вызывают новое целение. При каждом делении образуется в среднем два-три нейтрона. Часть их поглощается ураном, и котел рассчитывается так, чтобы обеспечить необходимый для поддержания реакции деления прирост нейтронов. Число новых нейтронов, вызывающих деление ядер, должно быть больше числа старых нейтронов, бывших причиной их возникновения: иначе цепная реакция прекратится. Имеющиеся в натуральном уране и графите примеси тоже поглощают нейтроны, поэтому необходимо добиться высокой химической чистоты как урана, так и замедлителя — графита.
После запуска урановый котел сам поддерживает «атомное горение», не требуя дополнительного «топлива». Во избежание чрезмерного разогрева котла радиацией, возникающей при цепной ядерной реакции деления, котел охлаждают потоком жидкости или газа и автоматически регулируют температуру в нем. Как только реакция начинает идти слишком бурно, в котел автоматически вдвигаются поглотители нейтронов в виде стержней из кадмия или бористой стали. Это восстанавливает первоначальный режим.
К середине 1939 г. ученые мира располагали важными теоретическими и экспериментальными открытиями: в области ядерной физики, что позволило выдвинуть обширную программу исследований.
В истории человечества не было научного события более значительного по своим последствиям, чем проникновение в мир атома и овладение его энергией. Научно-техническая революция, которую ныне переживает человечество, во многом основывается на атомной технике и новых научных воззрениях.
Эти открытия произвели в научном мире сенсацию: в физике началась новая, атомная эра! Но первую волну восторгов захлестнула волна тревоги: что если Гитлер, ведущий бешеную подготовку к войне, использует эти открытия для создания нового, сверхмощного оружия? Тогда над человечеством нависнет страшная угроза. Фашисты получат то, о чем всегда мечтали, — оружие массового уничтожения.