Курчатов
Шрифт:
После смерти Игоря Васильевича Борис Васильевич и его жена опекали Марину Дмитриевну, вместе создавали первые мемориальные экспозиции будущего музея. Борис Васильевич разыскал многих друзей по гимназии и университету, переписывался с ними, составил первую библиографию научных трудов брата, сотрудничал со школами и музеями, увековечивая его память. Сохранил письма, документы и вещи родителей.
13 апреля 1972 года его не стало. Рано закончилась жизнь этого замечательного, прекрасной души и величайшей скромности, человека. До последнего часа она была наполнена трудом, творчеством, любовью и служением науке и людям. Похоронен Борис Васильевич Курчатов на Новодевичьем кладбище в Москве.
Настоящие ученые не уходят бесследно. После них остаются их научные труды, ученики и память…
Глава четвертая
РЕАКТОР Ф-1
Осуществляя постоянный личный контроль за ходом работ по урану и графиту, И. В. Курчатов при этом непосредственно возглавлял сектор № 1 своей лаборатории, который занимался проектированием ядерного реактора. Здесь он развернул научные работы одновременно по трем направлениям: по измерениям ядерных констант урана и графита (замедлителя), по созданию теории реактора и по проведению опытов с решетками урана и графита.
В 1946 году в связи с ростом объема работ Курчатов резко увеличил штаты этого сектора с 11 до 76 человек. Ядро коллектива, на которое он непосредственно опирался, составили замначальника сектора И. С. Панасюк и научные сотрудники: Е. Н. Бабулевич — ответственный за разработку системы управления и защиты, Б. Г. Дубовский — за радиационную безопасность и дозиметрию, И. Ф. Жежерун — за нейтронно-физический контроль и отбор графита и урана, А. А. Журавлев — за конструкцию и сборку реактора, Н. В. Макаров — за разработку детекторов и радиотехнической аппаратуры, а также Н. М. Конопаткин, В. А. Кулаков и К. Н. Шлягин. Позже появились сотрудники В. С. Анастосевич и В. В. Скляревский. Теоретик В. С. Фурсов работал в тесном контакте со всеми, развивая теорию эксперимента [547] .
547
Жежерун И. Ф. Указ. соч.; см. также: АРНЦ. Ф. 1. Оп. 1. Д. 218. Лабораторный журнал И. С. Панасюка.
Параллельно с поступлением возрастающих объемов урана и графита начиная с весны 1946 года шло строительство уран-графитового экспериментального ядерного реактора. По мере накопления реакторных материалов уран-графитовые призмы стали собирать в той же палатке, не дожидаясь окончания постройки здания. Внутри палатки, в стороне от входа, вырыли землянку. Там поставили стол, на котором разместили измерительное пересчетное устройство, сконструированное сотрудниками И. С. Панасюком, В. И. Бернашевским, А. К. Кондратьевым, а также электроплитку и телефон для связи с кабинетами И. В. Курчатова и его заместителя И. С. Панасюка.
К осени 1946 года вступило в эксплуатацию здание для реактора размерами 15x40 метров. Сотрудники института назвали его «Монтажные мастерские». Одноэтажное здание сделано из силикатного кирпича. Его фасады не оштукатурены. Их отделка состоит в том, что швы между кирпичами обработаны полукруглой металлической расшивкой. Сейчас здание совсем потерялось среди ветвистых деревьев и крупных корпусов «ОГРЫ» и криогенной лаборатории. С возведением надземной части такого здания строители легко справились. А вот с фундаментами, подземными сооружениями и инженерными коммуникациями пришлось повозиться. Наиболее сложным для строительства оказался железобетонный бункер реактора. Такие объекты еще никто не проектировал и не строил. Возникавшие сложные вопросы решались по ходу дела, на месте, своими силами. Можно было разместить реактор на поверхности земли. Но тогда бы потребовались на устройство защиты дополнительно десятки тонн цемента и вагоны щебня, поэтому Курчатов предпочел расположить реактор и пульт управления под землей. Защитой от излучения вместо бетона стал многометровый слой земли.
Прежде всего Курчатов распорядился провести технико-экономическое сравнение двух вариантов. При подземном расположении реактора затраты рабочей силы оказались выше: землеройная техника в то время была еще слабой, и гидрогеологические условия требовали больших затрат ручного труда. Но экономия материалов, сокращение объемов здания при земляной защите создавали значительные преимущества. При подземном расположении бункера и пульта управления трудности создавали грунтовые условия. Здесь на глубине одного-двух метров от поверхности земли залегает глиняная линза. Она задерживает поверхностную воду и создает благоприятные условия для роста деревьев, но от строителей требует дополнительных работ.
Вырытые для бункера и пульта управления котлованы не раз заливались водой. Техника водооткачки была еще недостаточно надежной. Начальнику участка В. С. Колдину и бригадиру комплексной бригады И. Г. Шацкому не просто было остановить воду. По проекту предполагалось произвести крепление котлована забивкой шпунта. Получить материал для шпунта не удалось, пришлось собственными силами и местными материалами решать сложные технические задачи. В первую очередь надежно укрепили котлован. Затем из красного кирпича выложили защитную стенку, по ней наклеили рубероидный ковер. Пазухи котлована заполнили мятой глиной с уплотнением, а основание залили бетоном. Получился стакан. Из него легче удалить воду. Затем сделали рубероидный ковер по дну бункера. Создались вполне нормальные условия для строительства железобетонного сооружения.
В то время не все знали, для чего строится бункер. Но всем было ясно, что качество его должно быть высоким. Курчатова очень беспокоила гидроизоляция. Он не раз наблюдал, как из котлована ручным насосом, а иногда и ведрами удаляли воду. Когда бесформенный котлован превратился в железобетонное сооружение, Игорь Васильевич во время очередного посещения весело сказал: «А наша посудина начинает просыхать».
Корпус вырос зимой на фундаментах, сделанных осенью. В январе 1946 года клали кирпичные стены. В феврале монтировали металлические фермы и делали перекрытия. В марте занимались столярной отделкой и вставляли стекла. Через полгода после традиционной закладки фундаментов состоялся пуск тепла от центральной котельной. Важный этап строительства был завершен. В таких случаях говорят: «Здание вчерне закончено». Строители быстро убрали разбросанные вокруг старые доски опалубки, стойки наружных лесов. Тогда не было подсобных предприятий, заготовка материалов и полуфабрикатов производилась прямо здесь, на стройке. В одном из углов главного зала разместились жестянщики, в другом углу — электромонтажники, в третьем — сантехники. Каждый вид работ требовал установки самодельного верстака, приспособлений и запаса своих материалов. К весне расчистили все помещения корпуса, начались работы внутри. Готовясь к встрече с руководителями, на вахту встали все подразделения. За короткий срок навели полный порядок. Изменился вид зала: выселили подсобные мастерские, освободились от хлама и лишних материалов, подготовили помещения для настилки полов и отделки, очистили территорию вокруг корпуса.
Когда руководители Главного управления вошли в корпус, шел обычный трудовой день. Готовили зал для сдачи под монтаж технологического оборудования. Каждый занимался своим делом: завершали укладку бетона под полы и каналы, вели штукатурные работы, заканчивали монтаж вентиляции и внутреннего водоснабжения. Стучали молотки, грохотали вибраторы, вспыхивали огоньки электросварки. Курчатов, как всегда, веселый и приветливый, сопровождал гостей, рассказывал им о замыслах, объяснял планировочные решения. Показывал не по чертежам, а в натуре расстановку технологического оборудования, взаимосвязь реактора с пультом управления, мощность земляной защиты от радиоактивных излучений и сооружение бункера. В приподнятом настроении Игорь Васильевич выражал удовлетворение проектными решениями, ходом и качеством строительно-монтажных работ.
В начале июня корпус сдали под монтаж технологического оборудования, а в начале ноября корпус «К» вступил в строй действующих. Сейчас в торце корпуса со стороны пульта управления установлена мемориальная доска. На граните высечено: «25 декабря 1946 года в этом здании впервые на континенте Европы и Азии Игорь Васильевич Курчатов с сотрудниками осуществили цепную реакцию деления урана».
Здание корпуса «К» было построено принципиально иначе, чем в США у Э. Ферми. Смонтированное в нем ядерное устройство также конструктивно отличалось от американского реактора. Наш реактор Ф-1 был с вертикальным расположением стержней управления и аварийной защиты, в то время как в американском реакторе стержни двигались горизонтально. Реактор собирали в бетонированном котловане — прямоугольной шахте с гранями по десять метров и глубиной семь метров. Мощные бетонные стены и толстый слой земли защищали от излучения. Две автономные подстанции подавали электрический ток, необходимый для управления реактором. Для измерения уровня радиации вокруг здания разместили дозиметры, на стенах установили сирены и световую сигнализацию, срабатывавшие при опасном уровне излучения. В августе — октябре были построены и отработаны в шахте четыре модели реактора типа «Сфера», а в декабре 1946 года — модель «Сфера-5», на которой испытывали стержни для регулирования процесса ядерной реакции [548] . Экспериментируя, находили оптимальные параметры объема активной зоны реактора. Курчатов ежедневно и еженощно участвовал в этом, лично проводя наиболее ответственные работы по сборке и подготовке реактора к пуску. Работал и как руководитель, и как ведущий физик-экспериментатор, и как простой рабочий. Однажды, когда он, испачканный в графите, заканчивал складывать очередной слой кладки котла, лаборант А. К. Кондратьев спросил, зачем он делает эту черную работу. Игорь Васильевич строго ответил: «Всякую черную работу нужно делать тщательно, ибо от того, как она исполнена, зависит успех общего дела» [549] .
548
Жежерун И. Ф. Указ. соч. С. 98–103.
549
Воспоминания А. К. Кондратьева о пуске реактора Ф-1 в документальном фильме «Атомное пламя» (ЦСДФ, 1972).
Помимо технических задач и преодоления неожиданных трудностей Курчатов одновременно решал и возникающие по ходу дела сложные научные проблемы, от которых зависел окончательный результат. Одна из них появилась в связи с так называемым температурным коэффициентом реактивности: если он положителен, то по мере нагревания реактор «разгоняется», что было опасно; при отрицательном коэффициенте разогрев не страшен и реактором легче управлять. Курчатов с сотрудниками убедился, что коэффициент отрицателен, однако расчеты, поступившие от группы физиков в ФИАНе, давали положительное значение. Курчатов немедленно поставил специальный контрольный опыт, тщательно проверил прежние измерения, провел расчеты и добился результата, не оставляющего сомнений в правильности прежнего значения. Только после этого он оставил в силе свои ранее сформулированные условия. В цикле физических исследований по изучению особенностей уран-графитовой системы, сопоставления ее с теоретической моделью ярко проявился его талант физика-экспериментатора. Эти исследования детально описаны более чем в двадцати не публиковавшихся до последнего времени научных отчетах [550] . В 2013 году они напечатаны в вышедшем шеститомном собрании трудов ученого и теперь позволяют впервые увидеть Курчатова как участника работ по физическим основам атомного реактора.
550
Курчатов И. В. Собрание научных трудов: В 6 т. Т. 3. М., 2009. С. 50–343.