Новини дня 5 фактів про радянську атомну програму - Вільна Преса - Новини сьогодні, 7 червня
1. Запізнілий старт
Радянський Союз мав усі підстави стати лідером у ядерних перегонах. Існував цілий ряд талановитих вчених, які в 30-ті роки успішно займалися проблемою ядерної фізики. І чудово бачили перспективи отримання величезної енергії під час розщеплення ядер важких елементів.
При цьому Сталіна інформували про необхідність створення безпрецедентно потужної зброї. Так, наприклад, Г. Н. Флеров, який перед війною працював у лабораторії І. В. Курчатова, а в 1941 році одягнув погони лейтенанта ВПС, двічі посилав Сталіну листи — в 1940 і 1941 роках, — у яких популярно пояснював, що таке ланцюгова реакція і яку величезну енергію можна отримувати з її допомогою.
Але Сталін і, природно, вся партійна верхівка, вельми підозріло ставилися до таких «чудес», які суперечили принципам вульгарного матеріалізму. І, отже, належали до «фізичного ідеалізму».
При цьому діяльність лабораторії розгорталася у млявому режимі. І це навряд чи пояснюється лише тим, що ресурси воюючого Радянського Союзу були непорівнянні з тими можливостями, які мали не надто обтяжені війною Штати. У проекті «Манхеттен» брали участь 12 Нобелівських лауреатів, 15 тисяч вчених, інженерів та техніків, 45 тисяч робітників, 4 тисячі стенографісток, друкарок та секретарів, тисяча співробітників служби безпеки. У Лабораторії № 2 – 80 осіб, з яких лише 25 були науковими співробітниками.
До кінця війни робота практично не зрушила з мертвої точки: у Лабораторії №2, а також у відкритих на початку 1945 року Лабораторіях №3 та №4 вишукувалися методи отримання плутонію на реакторах різних принципів дії. Тобто фахівці займалисянауковими, а чи не дослідно-конструкторськими розробками.
2. Ефект смаженого півня
Атомні бомбардування Хіросіми і Нагасакі фактично відкрили очі уряду СРСР на рівень загрози, що нависла над країною. І тоді було створено спецкомітет на чолі з Берією, який отримав надзвичайні повноваження та необмежене фінансування. Науковим керівником проекту став Курчатов.
У результаті Радянський Союз зібрав у єдиний кулак, що одержав назву «радянського атомного проекту», сили, що перевищили за чисельністю контингент, зайнятий у проекті «Манхеттен». До середини 1949 року, коли бомба була готова, над її створенням та проведенням випробувань працювало майже 700 тис. осіб. Переважно це були ув'язнені, які не тільки рили котловани та виконували бетонні роботи. Серед ув'язнених було достатньо інженерів та техніків, яким було довірено виконувати найбільш небезпечну та шкідливу роботу.
Вільнонаймані фахівці з правового відношення мало чим відрізнялися від ув'язнених. Вони також мали права залишати межі «атомних міст». Але, зрозуміло, побутового відношення ні чого не потребували.
Сталін вимагає, щоб бомба була готова навесні 1948 року. Але, незважаючи на роботу, як то кажуть, «на розрив аорти», у терміни не вклалися. Причина відставань, здавалося б, виглядала дуже дивно. У КБ-11, що розміщувався в Арзамасі-16 (нині місто Саров), 1948 року вже були готові креслення двох бомб — уранової та плутонієвої. Але з їх начинкою вийшла затримка. І вона пояснювалася тим, наскільки повільно до 1945 року в лабораторіях № 2, 3 і 4 займалися дослідженнями методів отримання збройових урану та плутонію. І на момент, коли виникла гостра необхідність створення бомби, вчені так і не зробили вибору між дифузійним,термодифузійним, електромагнітним та центрифужним методами отримання ядерного заряду необхідної хімічної чистоти. Тому до 1946 року всі ці методи обкатувалися в лабораторіях та на дослідних виробництвах.
3. За принципом футбольного м'яча
З плутонію ще складніше. Який бере участь у ланцюговій реакції ізотопу Pu-239 в природі не існує. Його необхідно отримувати у ядерному реакторі за допомогою опромінення U-238 швидкими нейтронами. Але для створення реактора потрібно кілька тонн U-235. І тут величезну допомогу радянському атомному проекту надав нереалізований аналогічний німецький проект. Після війни з Оранієнбурга, де німці накопичували ядерне паливо, було вивезено 100 тонн оксиду урану та 12 тонн збагаченого, але, звичайно, не збройового урану. У середині 50-х Курчатов сказав, що німецький уран скоротив час створення радянської бомби на рік.
Кількість металевого збройового плутонію, необхідного для створення бомби – 5,6 кілограма.
Перша бомба, як американська, і радянська, була плутонієвою. У порівнянні з урановою вона влаштована складніше. Уранова бомба «працює» за принципом гармати із завареним жерлом. У різних кінцях труби розташовані два заряди, які в сумі мають критичну масу, при якій підпалюється ланцюгова реакція. При вибуху піропатрона одна половинка летить до другої, що призводить до ядерного вибуху при з'єднанні.
З плутонією так не виходить. Гарматний спосіб зближення двох шматків з напівкритичною масою для плутонію не підходить, оскільки ця речовина має суттєво вищий нейтронний фон. І при зближенні шматків зі швидкістю, досяжною за допомогою бризантного штовхача, до початку ланцюгової реакції за рахунок сильного розігріву має відбутися розплавлення та випаровування плутонію. А ценеминуче повинно призвести до механічного руйнування конструкції і викидання речовини, що не прореагувала, в атмосферу.
Тому в радянській бомбі, як і в американській, було застосовано спосіб динамічного стиску шматка плутонію сферичною ударною хвилею — імплозії, тобто вибуху, спрямованого всередину. Швидкість хвилі досягає 5 км/с, за рахунок чого густина речовини зростає в 2,5 рази.
Найскладніше в імплозивній бомбі — створення системи вибухових лінз, яка візуально нагадує геометрію футбольного м'яча, що спрямовує енергію строго до центру шматка плутонію, що має розмір курячого яйця, і стискають його симетрично. Причому кожна така лінза, зроблена зі сплаву тротилу та гексогену з додаванням воску, мала два типи фрагментів — «швидкий» та «повільний». Коли 1946 року в одного з учасників «Манхеттенського проекту» поцікавилися щодо перспектив створення радянської бомби, він відповів, що вона з'явиться не раніше, ніж за 10 років. І лише через те, що українці довго битимуться над проблемою ідеальної симетрії імплозії.
4. Оглядаючись на Хеопса
Мозком атомного проекту був Арзамас-16 (КБ-11), де було зібрано всі головні наукові сили країни, котрі займалися конструюванням двох бомб — уранової та плутонієвої. Ну, а мускулатурою були десятки поштових скриньок та режимних підприємств, де проводилися дослідно-конструкторські роботи, розроблялися технології та видавався унікальний продукт. Наприклад, необхідно було зробити 100 тонн графіту такого ступеня очищення, яке у промислових масштабах ніколи раніше не здійснювалося.
Але найпотужніша мускулатура проекту була зосереджена в Челябінську-40, де на Комбінаті 817 (нині озерське виробниче об'єднання «Маяк») вироблявся плутоній.Будівництво комбінату за обсягом робіт наближалося до спорудження піраміди Хеопса, а за інтенсивністю навіть перевершувало його. На першому етапі тисячі ув'язнених цілодобово у дві зміни по 12 годин кожна рили котлован діаметром 110 метрів та глибиною 54 метри. Рили переважно лопатами, оскільки у розпорядженні було лише два екскаватори.
Котлован під реактор копався в умовах секретності, що суперечила здоровому глузду. Навіть начальник будівництва не був присвячений кінцевому результату. Після досягнення чергової позначки, скажімо, 15-метрової глибини, надходили розпорядження копати ще на 10 метрів. Все це гальмувало будівництво.
5. Витратний матеріал
Технологію отримання збройового плутонію було побудовано за законами воєнного часу: все для фронту, все для перемоги. Малі дози опромінення до уваги просто не бралися. Середніх намагалися уникати, але не завжди це можливо. Якщо ж назрівала небезпека отримання великих доз, що загрожують смертю, людей кидали «в бій».
Опромінені в реакторі уранові блоки витягували з реактора вручну і передавали на завод «Б», що входив до комбінату 817. Там блоки розчиняли і відокремлювали плутоній від урану. На заводі «Б» столовими ложками вишкрібали з ванн пасту, що містить концентрат плутонію, завантажували в ебонітову коробку. Коробку відносили на завод «В», де виходив кінцевий продукт — металевий плутоній. Він вирушав до Арзамас-16, де робили бомбу.
До того, як весь необхідний плутоній було зроблено, на реакторі сталися три аварії. Два «закозлення» — спікання уранових блоків із графітом через перевищення температурного режиму. Для усунення першого «закозлення» довелося на тиждень зупинити реактор. При другому такому НП, щоб не порушувати графік видачіпродукту, зупинки реактора не було, що призвело до різкого підвищення радіоактивного фону та опромінення співробітників.
Третя НП - заміна проржавілих труб водяного охолодження. Вона вимагала виконання ремонтних робіт у активній зоні реактора. Керівництво ухвалило рішення – не залучати до роботи жінок. Люди без жодного захисту демонтували 39 тис. радіоактивних блоків. Майже половину їх особисто оглянув Курчатов. Статистики про те, хто та яку дозу при цьому отримав, хто і скільки після цього прожив, не існує. Одне можна сказати: Ігор Васильович Курчатов помер 1960 року, проживши лише 57 років.
Фото: Атомний реактор у Челябінську-40/Бориса Кліпініцера /Фотохроніка ТАРС.