История

5 фактов о советской атомной программе

  
6323
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
Павел Грудинин

Директор ЗАО «Совхоз им. Ленина»

Олег Смирнов

Заслуженный пилот СССР

Владимир Жарихин

Заместитель директора Института стран СНГ

Комментарии
Новости партнеров
Фоторепортаж дня
Новости СМИ2
Новости 24СМИ
Новости Лентаинформ
Выборы-2018
Выборы президента РФ
Новости Медиаметрикс
Рамблер/новости
Новости НСН
Новости Жэньминь Жибао
Новости Финам
СП-ЮГ
СП-Поволжье
В эфире СП-ТВ
Фото
Цифры дня