Ядерный щит
Шрифт:
Итак, в США – через 2 года 7 месяцев, а в СССР – через 2 года 8 месяцев. В этом факте четко проявляются ум, трудолюбие и смекалка нашего народа. Раз надо, то будет сделано даже в труднейших и сложнейших условиях.
Но было и еще одно обстоятельство, о котором никто не говорил ни с кем, даже с закадычным другом. Все ведущие ученые и инженеры, руководители всех рангов отлично понимали, что если в конечном счете на испытательном полигоне не будет получен ожидаемый положительный результат, то всем (во всяком случае, большинству из них) неотвратимо грозит суровое наказание. В своих воспоминаниях М.Г. Первухин, один из первых привлеченных к ядерной проблеме, ответственный в качестве министра за химическую промышленность страны и одновременно заместитель Председателя Совета министров СССР, писал:
Да, это было. Это наказание было возможным и неотвратимым и для самого М.Г. Первухина, кстати, без суда и следствия. Такова уж была система, установленная в нашей стране И.В. Сталиным и твердо выполнявшаяся Л.П. Берией.
И ведь показательно (и ярко характеризует нашу прошлую жизнь), что неприкрытую боязнь, страх наказания высказывает в своих воспоминаниях один из ведущих и очень умных руководителей страны, обладающий крупнейшими знаниями инженер М.Г. Первухин. А что уж говорить о рядовых участниках решения ядерной проблемы. Они-то хорошо знали, что могут быть незаслуженно и беспощадно наказаны. Но в конце концов все прошло благополучно, испытания на Семипалатинском полигоне подтвердили, что СССР овладел тайнами ядерной энергии, получил в свое распоряжение ядерную бомбу и ликвидировал монополию США на владение ею.
И все участники были награждены орденами и медалями или поощрены званиями, никто не был забыт.
И.В. Курчатов в 1958 г. писал: «Вспоминаю волнение, с которым впервые на континенте Европы мне с группой сотрудников довелось осуществить цепную реакцию деления в Советском Союзе на уран-графитовом реакторе».
Создание и пуск реактора Ф-1 под руководством Курчатова – крупнейшее достижение советской науки и техники того периода, первый этап в решении сложнейшей и труднейшей проблемы. Это был, без всякого преувеличения, трудовой подвиг ученых, инженеров и рабочих, создавших первый реактор и, что не менее важно, урановую и графитовую промышленность. Выполненные на реакторе Ф-1 исследования имели огромное значение. Были измерены основные ядерные константы, определена оптимальная решетка для первого промышленного реактора, уточнены его расчетные характеристики, изучены вопросы управления и регулирования, безопасности и средств защиты от излучений. В октябре 1944 г. был получен искусственный элемент плутоний путем облучения соединений урана радийбериллиевым источником в мизерном (индикаторном) количестве, а затем на московском циклотроне в Лаборатории № 2 в 1945—1946 гг. химик Б.В. Курчатов (брат И.В. Курчатова) выделил из 50 кг соединений урана несколько микрограммов плутония. А после пуска реактора Ф-1, периодически работая на повышенных мощностях, Б.В. Курчатов активно участвовал в выделении 23,5 мкг плутония из десятков килограммов облученных урановых блоков.
С помощью действовавшего реактора Ф-1 был разработан метод количественного контроля (по изменению реактивности) физических свойств урана, графита и уранграфитовых решеток. По этому методу проверялось качество урана, графита и других изделий, выпускавшихся для первого промышленного реактора.
1.7. Промышленный реактор
Интересно отметить, что проектирование первого промышленного реактора по указанию И.В. Курчатова было начато еще до пуска реактора Ф-1 – настолько он был уверен в положительном исходе пуска Ф-1, да и сроки поджимали. Курчатову не хотелось терять время. И он с огромным риском, в том числе и лично для себя, пошел на то, чтобы как главный научный руководитель работ по ядерной проблеме приступить к проектированию и потом к строительству крупнейшего промышленного ядерного уранграфитового реактора, а затем и сложнейшего радиохимического завода по разработкам В.Г. Хлопина (РИАН).
К этому времени И.В. Курчатов имел большой теоретический багаж и, кроме того, разведывательные данные о ходе работ по использованию ядерной энергии в военных целях в Англии и США. Пройденные этапы работ по Манхэттенскому проекту в США
В марте 1946 г. (а Ф-1 был пущен в декабре 1946 г.) в конструкторских бюро под руководством И.В. Курчатова началась параллельная разработка двух вариантов промышленного реактора – в горизонтальном и вертикальном исполнении. Главным конструктором вертикального реактора был Н.А. Доллежаль, директор НИИ химического машиностроения, а горизонтального – Б.М. Шелкович, руководитель конструкторского бюро Подольского машиностроительного завода.
В Лаборатории № 2 шла усиленная работа и по изучению возможности получения горючего высокообогащенного изотопом урана-235. О состоянии работ по этому направлению было доложено на Техническом совете в первых числах сентября 1945 г. Шла разработка нескольких выбранных технологий:
• газодиффузионного метода (руководитель профессор, чл.-корр. И.К. Кикоин);
• электромагнитного метода (руководитель профессор, чл.-корр. Л.А. Арцимович);
• термодиффузии (руководитель чл.-корр. А.П.Александров).
В конце 1945 г. Спецкомитет принял решение о привлечении в целях ускорения работ оборонных отраслей промышленности с их конструкторами и технологами.
Для ускорения работ по разработке метода газовой диффузии 27 декабря 1945 г. правительством было принято решение об организации Особого конструкторского бюро на Кировском заводе в Ленинграде (ОКБ ЛКЗ) – начальник Д.В. Ефремов, главный конструктор С.А. Аркин[2]; Горьковском (Нижний Новгород) машиностроительном заводе (ОКБ ГМЗ) – директор А.С. Еляном, главный конструктор АН. Савин. ЛКЗ обладал большим опытом в турбостроении, а ГМЗ – в области создания артиллерийских систем.
С первых месяцев 1946 г. обе эти конструкторские организации интенсивно включились в работу. Научное руководство разработками диффузионного метода было возложено на трех ученых: Н.К. Кикоина – физика процессов, Н.Н. Вознесенского – инженерные решения, С.Л. Соболева – расчетно-теоретические работы.
Для решения смежных вопросов, таких как производство гексафторида урана, обеспечение электрооборудованием и контрольно-измерительными приборами, разработка и изготовление подшипников, специальной смазки для них, обеспечение оборудованием вакуумной техники и многие другие, были привлечены предприятия и институты различных ведомств.
Отечественного опыта, накопленного в лабораториях страны до 1946 г., явно нехватало, хотя научный задел и был. Так, в 1934 г. А.Н. Бродский впервые получил небольшое количество тяжелой воды (дейтерия) методом электролиза. В конце 1930-х годов немецкий ученый-эмигрант Ф. Ланге в Харьковском физико-техническом институте провел лабораторные опыты с применением горизонтальной высокооборотной центрифуги в целях разделения изотопов отдельных веществ. В 1945 г. эта установка Ланге была перебазирована в Москву, в Лабораторию № 2 к Н.К. Кикоину. В 1944—1945 гг. Л.А. Арцимович, разрабатывая электромагнитный метод разделения изотопов урана на ионах его фтористого соединения, установил возможность развития этого метода. Некоторый успех сопутствовал исследованиям по разделению гексафторида урана диффузией против потока пара, которые проводил Д.Л. Симоненко в Лаборатории № 2. Образцы с заметным обогащением по урану-235 были получены в 1947 г.
Вопрос о выборе метода промышленного получения высокообогащенного изотопом урана-235 после длительных обсуждений решился в пользу диффузионного метода.
Появившаяся в США в 1945 г. и переведенная на русский язык книга Г.Д. Смита «Атомная энергия для военных целей», как официальный отчет о разработке ядерной бомбы под наблюдением правительства США, принесла нашим специалистам несомненную пользу. Смит указывал, что серьезным изучением метода диффузии в США занялись с середины 1941 г. «В конце 1941 г. была в принципе доказана возможность разделения шестифтористого урана посредством одноступенчатой диффузионной установки с пористыми перегородками... Для людей, работавших по газовой диффузии, период до 1945 г. был наполнен упорным трудом... Вероятно больше, чем какая-либо другая группа в Манхэттенском проекте, группа, работавшая над газовой диффузией, заслуживает награды за храбрость и настойчивость, так же как и за научные и технические дарования» (курсив. наш – А.Г.).