А-бомба

По предложению И. В. Курчатова в план работ Лаборатории № 2 были внесены раздели о сооружении циклотрона и уран-графитового реактора. С помощью циклотрона предстояло получить первые, почти невесомые порции трансуранового элемента плутония, которые позволили бы изучить его химические и физические свойства. Целью постройки уран-графитовой системы была проверка теоретических предсказаний о возможности управляемой цепной ядерной реакции, а также изучение физических свойств урана-235 и урана 238, получение плутония в так называемых весовых количествах.

Расчеты теоретиков говорили о том, что плутоний, как и уран-235, способен к делению под действием нейтронов. Следовательно, этот искусственно получаемый элемент мог служить ядерной взрывчаткой и найти применение в атомной бомбе. Однако тогда свойства плутония вырисовывались лишь очень приблизительно, их надо было установить с помощью опытов и изучить.

Работы по созданию первого отечественного атомного котла начались не на пустом месте. «Еще до войны, — отмечал профессор В. С. Фурсов, участник пуска реактора, — у нас были выяснены характерные особенности этого процесса (деления — Авт.), введены основные величины, определяющие коэффициент размножения системы на тепловых нейтронах, дана теория развития процесса во времени, подчеркнута роль запаздывающих нейтронов. В условиях военного времени напряженная теоретическая и экспериментальная работа по осуществлению цепной реакции деления ядер продолжалась. По понятным причинам она развивалась у нас независимо от других стран».

Работа, которую предстояло проделать группе И. В. Курчатова, была огромной. Нужно было решить проблему замедлителя, поскольку реактор создавался на природном уране. В качестве замедлителя после большой предварительной экспериментальной работы, связанной главным образом с измерением нейтронно-ядерных постоянных, был выбран углерод (в виде графита). Затем следовало рассчитать размеры урановых блоков и их взаимное расположение в графите, чтобы коэффициент разложения нейтронов был максимальным.

Необходимо было установить критические размеры активной зоны и размеры слоя отражателя, при которых количество вылетевших наружу нейтронов настолько мало, что оно точно компенсируется избытком коэффициента размножения над единицей. Но кроме работ научного характера в связи с созданием атомного реактора нужно было решить комплекс разнообразных научно-технических и инженерных задач, и прежде всего разработать ряд новых технологических процессов: наладить производство металлического урана, графита и других материалов. Требовалось разработать и внедрить в производство изготовление целого комплекса специальной аппаратуры и приборов.

В рекордно короткий срок промышленность страны выполнила все заказы и изготовила необходимые материалы и оборудование. И это в условиях, когда большая часть квалифицированных рабочих сражались на фронте, когда производство до предела было загружено выполнением военных заказов! И это несмотря на то, что требования, которые предъявляла зарождавшаяся советская атомная промышленность соответствующим отраслям народного хозяйства, были и новы, и необычны. Так, требования, предъявлявшиеся к чистоте и качеству материалов, были столь жесткими, что малейшее их нарушение делало материалы непригодными для использования в реакторе. Достаточно сказать, что примесь в графите бора в количестве всего лишь нескольких миллионных долей сделала бы цепную реакцию деления неосуществимой. А для реактора нужны были несколько сот тонн графита такой сверхвысокой чистоты и около 50 т урана высокой чистоты. А страна несла все тяготы войны…

В Лаборатории,№ 2 в яростных спорах, в ходе длительных, кропотливых экспериментов ковалась победа советских физиков. Сейчас это научное учреждение называется Институтом атомной энергии и по праву носит имя И. В. Курчатова.

Разумеется, поиск велся не в одной лишь лаборатории И. В. Курчатова, Постепенно к сотрудничеству с его группой привлекались все новые и новые научные коллективы, десятки, а затем и сотни отраслевых и академических институтов, многие наркоматы и их предприятия.

Почти все приходилось начинать сначала. Сразу возникли трудности с сырьем. Раньше уран использовался лишь во второстепенных производствах, и при этом в незначительных количествах; например, при изготовлении никоторых видов краски, керамических изделий. Свойства этого металла были мало изучены. Кроме того, нужно было подумать об увеличении разведанных запасов урановой руды, ее обогащении, извлечении из нее чистого урана.

В 1943 г. 80-летний академик В. И. Вернадский писал президенту Академии наук СССР академику В. Л. Комарову: «Считаю необходимым восстановить деятельность Урановой комиссии, имея в виду как возможность использования урана для военных нужд, так и необходимость быстрой реконструкции последствий разрушений от гитлеровских варваров. Для этого необходимо ввести в жизнь источники новой мощной энергии».