Атомное наследие Сталина
Шрифт:
«Манхеттенский проект» был подчинен Президенту через военного министра. Из соображений секретности финансирование его шло, по существу, в обход Конгресса США. О нем знали лишь несколько членов Комиссии по ассигнованиям Конгресса. Первоначальная стоимость оценивалась в 100 миллионов, однако, на самом деле расходы превысили 2 миллиарда долларов, 20-кратная ошибка в оценке расходов указывает на исключительную сложность и непредсказуемость огромного, впервые осуществляемого проекта. Никто не предполагал, что на строительстве только одного плутониевого завода будет занято 45 тысяч человек. Не менее трудно было оценить сроки строительства и ввода объектов в эксплуатацию. Там, где считалось
Основой основ стало строительство атомных реакторов для получения плутония. Сначала построили маломощную полупромышленную установку с газовым охлаждением в Клинтоне и на основе опыта ее строительства и эксплуатации приступили к сооружению сразу трех промышленных плутониевых реакторов в Ханфорде, штат Вашингтон, У многоводной реки Колумбия вблизи города Ричленда. Для строительства была куплена у местных владельцев территория размером в 2000 квадратных километров, на которой вводился особый режим пребывания.
Весною 1943 года началось строительство первого атомного реактора, а осенью 1944 года он был готов для эксплуатации. Строили завод многие американские строительные и промышленные фирмы, но основной из них была компания «Дюпон» Во время проектирования, изготовления, монтажа реактора Энрико Ферми консультировал компанию «Дюпон». На стадии наладочных работ и пуска он осуще ствлял научное руководство, при этом сделал очень сложные расчеты ранее неизвестных характеристик реактора.
После пуска реактор проработал на полной мощности 3 месяца На каждые 10 ядер урана-235, вовлекаемых в реакцию расщепления, образовывалось 9 ядер нового элемента плутония. После остановки реактора отработавшие топливные стержни извлекли, выдержали в течении месяца, чтобы снизилась радиоактивность до уровня, при котором можно было производить их дальнейшую обработку. Все операции с отработавшими стержнями проводили в специальных помещениях с надежной биологической защитой и использованием дистанционно управляемых механизмов. Тем временем вступали в строй второй и третий реакторы, количество плутония накапливалось.
Так американцы достигли успеха в производстве ядерного взрывчатого вещества первым способом, но они старались получить его и вторым — выделить из природного урана изотоп 235. Для этой цели строился гигантский химико-металлургический комбинат в штате Теннеси у города Ок-Ридж близ реки Теннеси Отдельные заводы комбината размещали вдали друг от друга из-за опасения аварийных ситуаций Завод с использованием электромагнитного способа разделения изотопов начали строить в феврале 1943 и закончили к концу года. Он первым выдал небольшие порции достаточно обогащенного урана-235.
В процессе изготовления оборудования для комбината выяснилось, что потребности в медной проволоке для обмоток электромагнитов не могут быть удовлетворены, поскольку все запасы и производство принадлежали частным владельцам и государство было бессильно изменить ситуацию. Тогда приняли совершенно необычное решение о выделении из казначейства США 14 тонн серебра для изготовления проволоки. Серебро необходимо было вернуть казначейству через 6 месяцев после окончания войны. Сохранность серебряных обмоток и проводов в производственных условиях представлялось поначалу делом невыполнимым, но все обошлось благополучно, потерь серебра
В изготовлении оборудования и эксплуатации заводов комбината были заняты такие известные фирмы как «Вестингауз», «Элдис-Чалмерс», «Дженерал электрик» и другие. Несмотря на высокую квалификацию конструкторов и эксплуатационного персонала, во время пуска и наладки обнаруживались крупные дефекты проектов и оборудования, которые устраняли, чтобы столкнуться с новыми неполадка- ми. И все же заводы ввели в строй и 24 июля 1945 года достаточное количество урана-235 для изготовления бомбы, сброшенной на Хиросиму, было отправлено в центр по изготовлению атомных бомб.
Не так легко отыскать на карте США те небольшие городки, где располагались главные атомные объекты. В левом верхнем углу карты с трудом найдешь город Ричленд, близ которого разместился Ханфорд со своим плутониевым комбинатом. От него до тихоокеанского побережья 350 километров. В 550 километрах от атлантического побережья недалеко от городов Нашвилл и Атланта у Ок-Риджа расположился комбинат по разделению изотопов урана. Между этими двумя объектами около 3000 километров. Третий объект Лос-Аломос около города Санта-Фе находится в штате Нью-Мексико на юге США и отделен от двух первых объектов расстояниями в 1500–2000 километров. Соображения секретности и безопасности определили расположение объектов вдали друг от друга.
В Лос-Аламосе построили лаборатории и предприятия по конструированию и производству атомных бомб. Самое сложное, наукоемкое производство. Оно тоже подчинялось генералу Гровсу, научным руководителем являлся Роберт Оппенгеймер, который оказался весьма одаренным организатором. Многих удивляла его личная энергия, но он не только работал сам, но и вдохновлял большой коллектив самых светлых дарований. Он привлек к своим работам многих сотрудников лаборатории Беркли, а также Нильса Бора, Джеймса Чедвика и других крупнейших европейских и американских ученых.
Чтобы сконструировать атомные бомбы, требовалось решить массу сложнейших физических проблем. Большая часть исследований проводилась с применением специального сложного оборудования и устройств, некоторые — в примитивных условиях. Так, для определения эффективности взрыва обычных взрывчатых веществ были устроены железобетонные камеры, использованы чувствительные высокоточные приборы. Требовалось, чтобы сжатие ядерного заряда взрывом обычного взрывчатого вещества было совершенно равномерным, тогда наибольшая часть плутония прореагирует в ядерной реакции и взрыв окажется эффективным. Если сжатие будет неравномерным, то ядерного взрыва может не произойти. Ученые повторяли свои опыты множество раз, устанавливая в обычную взрывчатку десятки и сотни взрывателей, добиваясь их синхронного срабатывания, изменяли форму блоков взрывчатого вещества, которого требовалось для одной только бомбы около тонны.
Иначе вел свои исследования по определению критической массы урана-235 оператор Луи Слотин. Он установил на рабочем столе простейшее приспособление в нем закреплял две урановые полусферы, каждая из которых обладала массой меньше критической. Слотин вручную сближал полусферы, по счетчику гейгера определял интенсивность нейтронного потока и замерял при этом расстояние между блоками. Сначала опыты проходили успешно, по мере сближения полусфер поток нейтронов увеличивался. Слотин надеялся достичь порога, за которым реакция пойдет более интенсивно. Расстояние между полусферами у этого порога являлось важной величиной в расчетах критической массы уранового заряда. В одном из опытов реакция развилась очень бурно, опыт прекратили, но уже поздно. Слотин получил смертельную дозу радиации и умер на десятый день.