Ядерный щит
Шрифт:
Разными путями, и в первую очередь разведывательными, до руководства нашей страны доходили сведения, что в США всерьез занимаются разработкой ядерного оружия. Наступало время, когда и в нашей стране надо было задуматься над решением урановой проблемы.
Но обстановка на фронтах в 1942 г. была необычайно сложной и опасной, и потому отвлекаться на другие вопросы казалось просто невозможным. И все же 27 ноября 1942 г. Государственный Комитет Обороны СССР (возглавляемый И.В. Сталиным) поручил Наркомату цветной металлургии (НКЦМ) приступить к добыче урановой руды. Начиная с 1943 г. в Таджикистане, на Табашарском руднике, куда в 1941 г. был эвакуирован Одесский филиал Гиредмета НКЦМ, началась добыча и переработка урановой руды с планом получения урановых солей 4 т в год.
О том, как началась эпопея борьбы за освоение ядерной энергии в СССР в тяжелые дни войны 1942 г., рассказывает М.Г. Первухин в своих воспоминаниях, направленных в Политбюро ЦК КПСС в мае 1967 г. Он пишет, что В.М. Молотов пригласил его к себе, чтобы ознакомиться с докладом иностранных ученых на тему о ядерной энергии. Ознакомившись с докладом, Первухин предложил Молотову подобрать группу специалистов для оценки сведений, изложенных в этом докладе. По рекомендации директора ЛФТИ А.Ф. Иоффе он вызвал к себе тогда еще совсем молодых ученых И.В. Курчатова, А.И. Алиханова и И.К. Кикоина. В письменном заключении они дали положительную оценку достоверности сведений и предложили организовать в наших физических институтах широкие научно-исследовательские работы по ядерной физике. Об этом было доложено Молотову. Назначение руководителем работ по ядерной проблеме Курчатова, сорокалетнего профессора-физика, вызвало в среде ученых немало толков. Среди различных историй бытовала и такая. Собрали известных ученых: Иоффе, Капицу, Вавилова – и спросили, кого бы они рекомендовали на руководство таким большим делом. Назывались разные фамилии, но категоричнее всех высказался за Курчатова его учитель Иоффе, называя его талантливым и решительным в своих действиях ученым, уже много сделавшим в ядерной физике.
Итак, во главе очень важного дела встал Курчатов. В сентябре 1943 г. его избрали академиком. Тогда же академиком был избран и Алиханов, его товарищ и друг. На первых порах ЛИПАН – лаборатория измерительных приборов АН (так раньше называлась Лаборатория № 2) – ютился в нескольких комнатах и подвале Сейсмологического института АН СССР в Пыжевском переулке и частично – в помещениях Института общей и неорганической химии АН СССР на Калужской улице.
ЛИПАН находился под опекой Молотова, и по его поручению конкретную помощь осуществлял Первухин. Подыскивая постоянное помещение для ЛИПАН, Первухин вместе с Курчатовым осмотрели недостроенные здания Института экспериментальной медицины в Покровском-Стрешневе (на тогдашней окраине Москвы). В одном из корпусов, уже подведенном под крышу, было решено организовать основную лабораторию по ядерной физике. Вся территория, довольно обширная, была закреплена за Лабораторией № 2. Соседнее здание, которое только начинали строить, ускоренными темпами было достроено и передано под лабораторию по диффузионным методам разделения изотопов урана И.К. Кикоина.
Несколько позднее к работам по ядерной проблеме был привлечен Л.А. Арцимович, ответственный за разработку электромагнитного способа разделения изотопов урана. К этой работе активно подключился профессор Д.В. Ефремов, бывший тогда заместителем наркома электротехнической промышленности. Ближайшим помощником Курчатова начиная с 1943 г. был В.В. Гончаров, который рассказывает, что «.по состоянию на 25 апреля 1944 г. в Лаборатории № 2 работали всего 74 человека, из них 25 научных сотрудников, 6 ИТР, 12 рабочих и 31 человек обслуживающего персонала. В число научных сотрудников входили И.В. Курчатов, А.И. Алиханов, И.К. Кикоин, И.Я. Померанчук, С.Л. Соболев, Г.Н. Флёров, Б.В. Курчатов, В.А. Давиденко, П.Е. Спивак, В.П. Джелепов, Л.М. Неменов, М.С. Козодаев, И.С. Панасюк и другие. Лаборатории № 2 помогали по отдельным заданиям И.В. Курчатова некоторые привлеченные организации, такие, как Радиевый институт АН СССР, Гиредмет НКЦМ, Московский электродный завод и некоторые другие». В апреле 1944 г. Лаборатория № 2 перебазировалась на свое постоянное место в Покровское-Стрешнево.
Как вспоминает Первухин, в 1943 г. в своем первом докладе, написанном по просьбе Молотова, И.В. Курчатов отметил: «На пути технического решения стоят большие трудности, но нет сомнения, что они будут преодолены и человечество получит в свое распоряжение новый мощный источник энергии.»
Эти слова показывают, как глубоко был убежден Курчатов в успешном решении ядерной проблемы. А трудности были невероятными, и преодолеть их в стране, разоренной войной и лишенной многих предприятий, было очень сложно. В этом же докладе Курчатов писал, что получение цепной реакции в уране-235 «.связано с разрешением невероятно сложной технической задачи – выделения большого количества этого изотопа из обычного урана. А пока во всех лабораториях мира удалось выделить одну миллионную грамма этого вещества. А нужно десятки килограммов».
Вторым делящимся веществом являлся плутоний-239. В своих воспоминаниях В.С. Емельянов рассказывал о технических сложностях, возникавших при исследовании физических свойств плутония, – временного сопротивления, поперечного сжатия, ударной вязкости и др. При всем том в распоряжении металлургов находилась только крупица плутония. Академик И.И. Черняев, получив от Курчатова задание, сказал: «Я думал, что самая маленькая вещь на свете – комариный нос, а вы хотите получить от меня пипетку, чтобы мистоль (капли. – Прим. ред.) комару в нос пускать?!» И.В. Курчатов воскликнул при этом: «Правильно, Илья Ильич, вы прекрасно поняли задачу. Вот именно такая пипетка нам и нужна!»
И представьте себе, Институт общей и неорганической химии эту немыслимую задачу решил. С привлечением многих ученых из различных институтов ЛИПАН решал задачи, преодолевая все препятствия, проводя очень много экспериментов. Во многих из них Курчатов участвовал сам.
И.В. Курчатов в период организации ЛИПАН занимался и физическими, и химическими, и инженерными исследованиями, конструируя даже отдельные элементы. В ЛИПАН он привлек крупных теоретиков – Я.Б. Зельдовича, И.Я. Померанчука, С.Л. Соболева и др. Теоретики и экспериментаторы взаимно обучались будущей ядерной технике. Теоретические и расчетно-оценочные работы велись с чрезвычайной интенсивностью.
Основной задачей ЛИПАН И.В. Курчатов считал проведение исследований, которые позволили бы осуществить цепную реакцию в ядерном реакторе на медленных нейтронах с наработкой плутония-239, и получение изотопов урана-235, т. е. главных делящихся веществ. В таком реакторе он наметил использовать природный уран, без всякого обогащения, ибо метод промышленного разделения изотопов и получения высокообогащенного изотопа урана-235 был только в проекте. Все работы, связанные с сооружением ядерного котла (реактором его стали называть значительно позднее), Курчатов взял на себя, разделение изотопов природного урана диффузионным методом поручил Кикоину, а электромагнитным методом – Арцимовичу.
1943 и 1944 гг. ушли на организацию и создание лабораторий в ЛИПАН, на подготовительные работы, комплектацию научного коллектива. Правительство помогало, но только в определенной мере, через Первухина, который, будучи наркомом химической промышленности, был полностью загружен работами по восстановлению разрушенных войной заводов. Да и дело с созданием ядерного оружия было в начальной стадии, и правительство не очень было уверено в ближайшем успехе и в необходимости вмешательства. В военной обстановке ему своих забот хватало с избытком. Центр – ЛИПАН – был создан, ученые работали, такую возможность им предоставили, а дальнейшее – жизнь покажет.
В качестве замедлителя нейтронов в реакторе могли быть применены графит, тяжелая вода, бериллий, обычная вода и др. Предпочтение Курчатов отдал графиту, так как других веществ в больших количествах в те годы получить было невозможно. Для сооружения исследовательского реактора, не промышленного, поскольку сначала надо было убедиться в получении цепной ядерной реакции на реакторе малой мощности, требовалось несколько десятков тонн природного урана, а его в стране добывалось мало, поскольку ранее в нем не было необходимости. И тогда по просьбе Курчатова 8 декабря 1944 г. ГКО принял решение о создании в Средней Азии крупного уранодобывающего предприятия на базе месторождений Таджикистана, Киргизии и Узбекистана. Организация и руководство этим предприятием были поручены НКВД СССР, его 9-му управлению, которое подчинялось заместителю наркома внутренних дел А.П. Завенягину. Автор книги «Маршал индустрии» Ю.Н. Елфимов описывает, как Завенягин был привлечен к решению задачи добычи урановой руды. В кабинете И.В. Сталина состоялся такой диалог: «Товарищ Завенягин, Вы металлург и горняк. Вам известно что-либо о запасах урана?» Завенягин ответил, что ему ничего не известно в отношении урановых руд. Задание Сталина было кратким: «Необходимо найти урановые руды и немедленно начать добычу». Там же, в кабинете Сталина, состоялось знакомство А.П. Завенягина с И.В. Курчатовым.
Первые технические условия на изготовление пероксида-оксида урана и металлического урана для исследовательского реактора Ф-1 были выданы Курчатовым в ноябре 1944 г. В технических условиях были установлены жесткие требования по химическому составу, при которых допускалась минимальная сумма примесей в металле и оговаривалось предельное содержание ряда вредных элементов, загрязняющих уран.
Технология получения металлического урана по заданию ЛИПАН разрабатывалась в Гиредмете НКЦМ у Н.П. Сажина с участием З.В. Ершовой. В книге «Воспоминания об Игоре Васильевиче Курчатове» Ершова рассказывает: «В Гиредмете по просьбе И.В. Курчатова изготавливались образцы-мишени препаратов соединений урана. Эти препараты принимал сам Курчатов, тщательно обследуя каждую мишень через сильную лупу. Курчатов предложил изготовить лаборатории Н.П. Сажина и З.В. Ершовой несколько килограммов карбида урана высокой степени чистоты. Карбида урана ни в старой России, ни в СССР никогда не производили. В основу метода получения металлического урана был положен способ восстановительной плавки тетрафторида урана металлическим магнием. Эксперимент проводили сразу в укрупненном масштабе с получением килограммовых слитков. Рафинирование осуществляли вакуумной переплавкой в высокочастотной печи, и в декабре 1944 г. был выдан слиток чистого металлического урана массой более одного килограмма».