Атомное наследие Сталина
Шрифт:
Основным способом извлечения урана-235 из природного урана стал газодиффузионный способ. Советские ученые Кикоин, Соболев и Смородинский разработали теорию газодиффузионного процесса. Метод газовой диффузии основан на небольшом различии в скорости перемещения тяжелых ядер урана-238 и менее тяжелых ядер урана-235 при прохождении газообразного соединения урана через специальные пористые перегородки. При однократном прохождении газа, можно повысить содержание изотопа урана-235 всего на 0,2 %. Чтобы обогатить уран изотопом 235 до 90–94 процентов, а именно такой требуется для боевого заряда, необходимо прокачать газ через диффузионную ступень с пористой перегородкой несколько тысяч раз.
Очень сложной проблемой оказалась разработка и изготовление пористых перегородок, от их качества зависели как выход готовой продукции, так и расход электроэнергии на перекачку газа. Непросто было сконструировать и изготовить надежные и простые компрессоры для перекачки газа с высокой степенью герметичности, чтобы токсичный газовый продукт не попадал в производственные помещения.
Газодиффузионный завод начали строить в 1946 году. В начале строительства здесь также применялся ручной труд и конная тяга, лишь в 1948 году сюда прибыл первый экскаватор. Работы велись круглосуточно. Проект завода и его установок был чрезвычайно сложен. Главный корпус завода имел площадь более 100 тысяч квадратных метров. Во время наладки систем происходили многочисленные остановки. Поставщик компрессоров весьма оперативно производил реконструкцию и даже замену оборудования, эти работы находились под личным наблюдением Берии и Сталина. После реконструкции на заводе было установлено несколько тысяч диффузионных машин четырех модификаций.
Несмотря на все трудности дело продвигалось и в 1948 году получен уран-235 с обогащением 75 %. Этого было недостаточно. Тогда приняли промежуточное решение. Уран-235 стали отправлять для дальнейшего обогащения электромагнитным методом, до 90 и более процентов.
В 1950 году газодиффузионный завод повысил обогащение до 90 % и вышел на проектную производительность, в 1951 году обогащение урана превысило 90 %.
Основой завода по электромагнитному разделению изотопов была огромная электромагнитная установка, снабженная специальными камерами из дефицитной латуни. Установку долго налаживали, а в 1949 году она выдала уран с обогащением более 90 %. В дальнейшем завод расширялся.
Таким образом, была решена проблема производства двух видов ядерных взрывчатых веществ: плутония и урана-235 в достаточных количествах для изготовления советского ядерного оружия.
В начале 1946 года принято постановление Совмина о создании объекта по изготовлению атомных бомб. Первый руководитель объекта Ю. Б. Харитон подготовил техническое задание, в котором содержались требования к конструкциям и технологиям производства атомных бомб. Летом 1947 года начались строительные работы, а в 1948 году были сооружены основные объекты ядерного центра и часть современного большого города.
В феврале 1948 года были установлены сроки испытания атомных бомб: первой — плутониевой — 1 марта 1949 года, второй — урановой — 1 декабря 1949 года. Условно бомбы обозначали РДС-1 и РДС-2, а в производственной практике нередко называли их «реактивный двигатель Сталина.»
РДС-1 содержала плутониевую полую сферу из двух половин, окруженную обычным взрывчатым веществом. Бомба имела прочный корпус. При взрыве обычного заряда плутониевая сфера мгновенно сжималась, переходя в надкритическое состояние, происходил ядерный взрыв. РДС-2 бомба ствольного типа в принципе не отличалась от той, которую начертил в своем письме с фронта Георгий Флеров Курчатову в 1941 году. В прочном стволе одна из полусфер из урана-235 закреплена неподвижно, другая подвижная имеет за собою заряд обычного взрывчатого вещества, когда оно взорвется, полусферы мгновенно соединяются, образуя критическую массу, благодаря чему следует ядерный взрыв.
По ряду показателей РДС-1 оказалась лучшим вариантом, раз работку РДС-2 прекратили в 1948 году. Все усилия сосредоточили на РДС-1, но дело оказалось столь сложным, что потребовалось дополни тельно привлечь крупные научные силы, в том числе таких ученых как И. Е. Тамм, Я. Б. Зельдович, многие лаборатории и производства страны. Чтобы выбрать наилучшие варианты узлов и деталей изделия, * проводились многочисленные опыты на натурных образцах. Так, при Уточнении критической массы плутониевых полусфер Г. Флеров установил, что их следует дополнительно окружить оболочкой из урана, что значительно повысит надежность срабатывания бомбы.
Очень сложных расчетов и экспериментов потребовала разработка взрывателей обычного взрывчатого вещества. Было много проб, которые выполняли разные группы ученых и специалистов, пока не разработали вполне совершенную, надежную конструкцию.
Ко времени поступления плутониевых полусфер корпус бомбы и все внутрикорпусные устройства были готовы, собраны и многократно проверены, оставались только те работы, которые выполнялись с участием плутониевых полусфер и последние исследования. Наконец и эти работы были успешно завершены. Перед испытанием РДС-1 Курчатов, Харитон и другие ученые были приглашены к Сталину и доложили о готовности изделия. Сталин разговаривал сначала с Курчатовым, потом с Харитоном, другими организаторами производства и учеными и был удовлетворен сообщениями. После этой беседы, бомба была проверена в последний раз, аттестована и отправлена на полигон.
Полигон представлял собою грандиозное творение. На участке безводной степи в 170 километрах от Семипалатинска был размечен круг с радиусом 10 километров и площадью более 300 квадратных километров. В его центре высилась сорокаметровая стальная башня для установки бомбы. Вся площадь полигона была разбита на 14 секторов, в каждом из них разместили испытуемые объекты. Их было много, самых разнообразных: участки железной дороги, железнодорожный мост, жилые дома различных конструкций, подземные укрытия, участок тоннеля метро, военная техника, бетонные башни, линии электропередач, подземные шахты, более 1000 различных подопытных животных и множество другого, что представляло интерес с точки зрения «выживания» при атомной бомбардировке. «Экспонаты» разместили на разных расстояниях от эпицентра взрыва, ожидая, что самое сильное поражение бомба нанесет поблизости, а удаленные объекты, пострадают меньше. Так оно и произошло.
Все лето 1949 года продолжалось это необыкновенное строительство, обреченное на уничтожение. Курчатов, Первухин, Берия, Завенягин посещали полигон очень часто, ученых, военных, руководителей интересовал не только сам взрыв, но, не в меньшей степени, разрушительный эффект, который он произведет. Были построены также наблюдательные пункты за взрывом, удаленные на 15 километров от эпицентра и командный пункт в 10 километрах, дополнительно защищенный земляным валом.
.
28 августа 1949 года к сборочной мастерской у основания стальной башни был доставлен боевой ядерный заряд. На следующий день заряд был смонтирован и бомба готова к испытанию Проводили последние проверки готовности систем управления взрывом, дозиметрических и иных многочисленных приборов и научного оборудования Георгий Флеров на верхушке башни проверял приборы контроля, Юлий Харитон опекал свое детище, каждому находилось дело в эти последние часы.
Берия, опросив ученых и военных, убедившись, что действительно все готово, доложил об этом Сталину и получил согласие на испытание.
29 августа 1949 года в 6 часов 30 минут И. В. Курчатов отдал приказ о взрыве бомбы. Пульт управления взрывом был включен и стал работать в автоматическом режиме, до взрыва оставалось ровно 30 минут. Эти минуты были самыми напряженными, особенно для тех, кто отвечал за результаты испытания. Это их многолетний творческий труд, бессонные ночи, бесконечные командировки, неудачи и их преодоление, удивительные творческие находки на всем этом длинном пути должны решить оставшиеся секунды: «три», «два», «один», «ноль»…
Великолепная ни с чем не сравнимая молния осветила окрестности так ярко, что больно было смотреть. Следом возник огромный ослепительный шар. Ударная волна помчалась по поверхности земли, ломая и коверкая все на своем пути: танки и пушки, дома и мачты, впереди с огромной скоростью мчалась туча дыма, песка и пыли. Огненный шар, меняя окраску, стал подниматься вверх, увлекая за собой обломки только что разрушенного, клубы песка и пыли. Поднимаясь, шар остывал, терял яркость, становясь золотым, красным, на нем появились темные полосы, языки пламени бушевали между ними, а потом он угас в грибовидном облаке дыма и пыли, столб которого достиг высоты 6–8 километров. Атомный гриб относило ветром и он распался на ряд черных, рваных облаков…