История

5 фактов о советской атомной программе

  
6342
5 фактов о советской атомной программе

8 июня 1948 года в Челябинске-40 был запущен первый отечественный промышленный ядерный реактор для производства оружейного плутония. Это был самый опасный участок советского атомного проекта, требовавший от людей героизма и самопожертвования

1. Запоздалый старт

У Советского Союза были все основания стать лидером в ядерной гонке. Существовал целый ряд талантливых ученых, в 30-е годы успешно занимавшихся проблемой ядерной физики. И прекрасно видевших перспективы получения громадной энергии при расщеплении ядер тяжелых элементов.

При этом Сталина информировали о необходимости создания беспрецедентно мощного оружия. Так, например, Г. Н.Флеров, перед войной работавший в лаборатории И.В.Курчатова, а в 1941 году надевший погоны лейтенанта ВВС, дважды посылал Сталину письма — в 1940 и 1941 годах, — в которых популярно объяснял, что такое цепная реакция, и какую громадную энергию можно получать с ее помощью.

Но Сталин и, естественно, вся партийная верхушка, весьма подозрительно относились к такого рода «чудесам», которые противоречили принципам вульгарного материализма. И, следовательно, относились к «физическому идеализму».

И лишь в сентябре 1942 года, когда из разведданных стало известно о развертывании под руководством Роберта Оппенгеймера американского проекта «Манхеттен», Сталин подписал постановление «Об организации работ по урану». В апреле 1943 года в Москве, в Покровском-Стрешневе, была создана Лаборатория № 2 АН СССР, в которую вошли крупнейшие физики страны. Возглавил лабораторию Курчатов, а общее руководство «урановыми работами» было поручено Берии.

При этом деятельность лаборатории разворачивалась в вялотекущем режиме. И это вряд ли объясняется лишь тем, что ресурсы воюющего Советского Союза были несопоставимы с теми возможностями, которыми располагали не слишком обремененные войной Штаты. В проекте «Манхэттен» принимали участие 12 Нобелевских лауреатов, 15 тысяч ученых, инженеров и техников, 45 тысяч рабочих, 4 тысячи стенографисток, машинисток и секретарей, тысяча сотрудников службы безопасности. В Лаборатории № 2 — 80 человек, из которых лишь 25 были научными сотрудниками.

К концу войны работа практически не сдвинулась с мертвой точки: в Лаборатории № 2, а также в открытых в начале 1945 года Лабораториях № 3 и № 4 изыскивались методы получения плутония на реакторах различных принципов действия. То есть специалисты занимались научными, а не опытно-конструкторскими разработками.

2. Эффект жареного петуха

Атомные бомбардировки Хиросимы и Нагасаки фактически открыли глаза правительству СССР на уровень нависшей над страной угрозы. И тогда был создан спецкомитет во главе с Берией, который получил чрезвычайные полномочия и неограниченное финансирование. Научным руководителем проекта стал Курчатов.

В результате Советский Союз собрал в единый кулак, получивший название «советского атомного проекта», силы, превысившие по численности контингент, занятый в проекте «Манхэттен». К середине 1949 года, когда бомба была готова, над ее созданием и проведением испытаний работали почти 700 тыс. человек. Преимущественно это были заключенные, которые не только рыли котлованы и выполняли бетонные работы. Среди заключенных было достаточно инженеров и техников, которым было доверено выполнять наиболее опасную и вредную работу.

Вольнонаёмные специалисты в правовом отношении мало чем отличались от заключенных. Они также не имели права покидать пределы «атомных городов». Но, разумеется, в бытовом отношении ни в чем не нуждались.

Сталин потребовал, чтобы бомба была готова весной 1948 года. Но, несмотря на работу, что называется, «на разрыв аорты», в сроки не уложились. Причина отставаний, на первый взгляд, выглядела весьма странно. В КБ-11, размещавшемся в Арзамасе-16 (ныне город Саров), в 1948 году уже были готовы чертежи двух бомб — урановой и плутониевой. Но вот с их начинкой получилась задержка. И она объяснялось тем, сколь неспешно до 1945 года в лабораториях № 2, 3 и 4 занимались изысканиями методов получения оружейных урана и плутония. И к моменту, когда возникла острая необходимость создания бомбы, ученые так и не сделали выбора между диффузионным, термодиффузионным, электромагнитным и центрифужным методами получения ядерного заряда необходимой химической чистоты. Поэтому до 1946 года все эти методы обкатывались в лабораториях и на опытных производствах.

3. По принципу футбольного мяча

Для того, чтобы получить цепную реакцию, приводящую к ядерному взрыву, необходимо иметь 50 килограммов металлического урана с 80-процентным содержанием изотопа U-235. В урановой же руде, основу которой составляет U-238, содержится всего лишь 0,71% изотопа U-235. Для того, чтобы получить необходимое количество оружейного урана, требовалось 200 тонн руды. Строго говоря, даже больше, поскольку на советских месторождениях количество урана в руде было низким. И тут помогла победа в войне: в Советский Союз начали поставлять более богатую руду с польских и восточно-германских месторождений.

С плутонием еще сложнее. Участвующего в цепной реакции изотопа Pu-239 в природе не существует. Его необходимо получать в ядерном реакторе при помощи облучения U-238 быстрыми нейтронами. Но для создания реактора необходимо несколько тонн U-235. И здесь громадную помощь советскому атомному проекту оказал нереализованный аналогичный германский проект. После войны из Ораниенбурга, где немцы накапливали ядерное топливо, было вывезено 100 тонн оксида урана и 12 тонн обогащенного, но, естественно, не оружейного урана. В середине 50-х годов Курчатов сказал, что немецкий уран сократил время создания советской бомбы на год.

Количество металлического оружейного плутония, необходимого для создания бомбы, — 5,6 килограмма.

Первая бомба, как американская, так и советская, была плутониевой. В сравнении с урановой она устроена сложнее. Урановая бомба «работает» по принципу пушки с заваренным жерлом. В разных концах трубы расположены два заряда, которые в сумме имеют критическую массу, при которой «поджигается» цепная реакция. При взрыве пиропатрона одна половинка летит ко второй, что приводит к ядерному взрыву при их соединении.

С плутонием так не получается. Пушечный способ сближения двух кусков с полукритической массой для плутония не подходит, поскольку это вещество имеет существенно более высокий нейтронный фон. И при сближении кусков со скоростью, достижимой с помощью бризантного толкателя, до начала цепной реакции за счет сильного разогрева должно произойти расплавление и испарение плутония. А это неизбежно должно привести к механическому разрушению конструкции и выбрасыванию не прореагировавшего вещества в атмосферу.

Поэтому в советской бомбе, как и в американской, был применен способ динамического сжатия куска плутония сферической ударной волной — имплозии, то есть взрыва, направленного внутрь. Скорость волны достигает 5 км/с, за счет чего плотность вещества возрастает в 2,5 раза.

Самое сложное в имплозивной бомбе — создание системы взрывных линз, визуально напоминающей геометрию футбольного мяча, которые направляют энергию строго к центру куска плутония, имеющего размер куриного яйца, и обжимают его симметрично. Причем каждая такая линза, сделанная из сплава тротила и гексогена с добавлением воска, имела два типа фрагментов — «быстрый» и «медленный». Когда в 1946 году у одного из участников «Манхэттенского проекта» поинтересовались относительно перспектив создания советской бомбы, он ответил, что она появится не ранее, чем через 10 лет. И только лишь из-за того, что русские будут долго биться над проблемой идеальной симметрии имплозии.

4. Оглядываясь на Хеопса

Мозгом атомного проекта был Арзамас-16 (КБ-11), где были собраны все главные научные силы страны, занимавшиеся конструированием двух бомб — урановой и плутониевой. Ну, а мускулатурой были десятки почтовых ящиков и режимных предприятий, где проводились опытно-конструкторские работы, разрабатывались технологии и выдавался уникальный продукт. Например, необходимо было произвести 100 тонн графита такой степени очистки, которая в промышленных масштабах никогда прежде не осуществлялась.

Но самая мощная мускулатура проекта была сосредоточена в Челябинске-40, где на Комбинате 817 (ныне озерское производственное объединение «Маяк») вырабатывался оружейный плутоний. Строительство комбината по объему работ приближалось к сооружению пирамиды Хеопса, а по интенсивности даже превосходило его. На первом этапе тысячи заключенных круглосуточно в две смены по 12 часов каждая рыли котлован диаметром 110 метров и глубиной 54 метра. Рыли в основном лопатами, поскольку в распоряжении было лишь два экскаватора.

Котлован под реактор копался в условиях противоречившей здравому смыслу секретности. Даже начальник строительства не был посвящен в конечный результат. По достижении очередной отметки, скажем, 15-метровой глубины, поступали распоряжения копать еще на 10 метров. Все это тормозило строительство.

Затем начались бетонные работы, после них — монтажные. В конце концов, промышленный реактор, второй в мире и первый в Европе, был построен. Но на полгода позже намеченного срока. 8 июня 1958 года его запустил лично Курчатов. А на следующий день реактор вышел на расчетную мощность, производя 30 граммов плутония в сутки.

5. Расходный материал

Технология получения оружейного плутония была построена по законам военного времени: все для фронта, все для победы. Малые дозы облучения в расчет просто не принимались. Средних старались избегать, но не всегда это было возможно. Если же назревала опасность получения больших доз, грозящих летальным исходом, людей бросали «в бой».

Облученные в реакторе урановые блоки извлекали из реактора вручную и передавали на завод «Б», входивший в состав комбината 817. Там блоки растворяли и отделяли плутоний от урана. На заводе «Б» столовыми ложками выскребали из ванн пасту, содержащую концентрат плутония, загружали ее в эбонитовую коробку. Коробку относили на завод «В», где получался конечный продукт — металлический оружейный плутоний. Он отправлялся в Арзамас-16, где делали бомбу.

До того, как весь необходимый плутоний был произведен, на реакторе произошли три аварии. Два «закозления» — спекания урановых блоков с графитом из-за превышения температурного режима. Для устранения первого «закозления» пришлось на неделю остановить реактор. При втором таком ЧП, чтобы не нарушать график выдачи продукта, остановки реактора не было, что привело к резкому повышению радиоактивного фона и облучению сотрудников.

Третье ЧП — замена проржавевших труб водяного охлаждения. Она потребовала выполнения ремонтных работ в активной зоне реактора. Руководство приняло решение — не привлекать к работе женщин. Люди без всякой защиты демонтировали 39 тыс. радиоактивных блоков. Почти половину из них лично осмотрел Курчатов. Статистики о том, кто и какую дозу при этом получил, кто и сколько после этого прожил, не существует. Одно можно сказать: Игорь Васильевич Курчатов умер в 1960 году, прожив лишь 57 лет.

Но именно благодаря такому героизму и самопожертвованию необходимое количество плутония было получено в начале августа 1949 года. А 29 августа на полигоне в Семипалатинске было проведено успешное испытание плутониевой бомбы РДС-1 мощностью 22 килотонны.

Фото: Атомный реактор в Челябинске-40/Бориса Клипиницера /Фотохроника ТАСС.

Новости СМИ2
Новости 24СМИ
Новости Лентаинформ
Последние новости
Цитаты
Андрей Ищенко

Депутат Законодательного Собрания Приморского края

Михаил Ремизов

Президент Института национальной стратегии

Андрей Гудков

Экономист, профессор Академии труда и социальных отношений

Комментарии
Новости партнеров
Фоторепортаж дня
Новости СМИ2
Новости 24СМИ
Новости Лентаинформ
Новости Финам
Рамблер/новости
Новости НСН
Новости Жэньминь Жибао
Новости Медиаметрикс
СП-ЮГ
СП-Поволжье
В эфире СП-ТВ
Фото
Цифры дня