Атомный аврал

«Для проектирования больших котлов… можно было бы использовать данные вспомогательных экспериментов… Однако и в этом случае предложенные экстраполяции… были шатки. В мирное время ни один ученый или инженер, находящийся в здравом рассудке, не предпринял бы столь резкого увеличения масштаба».

Однако нормальный технический путь в условиях сумасшедшего советского аврала был признан абсолютно неприемлемым.

Берия, Ванников и примкнувший к ним Курчатов сочли возможным начать проектирование и даже строительство промышленного реактора, не дожидаясь пуска лабораторного котла Ф-1.

Как ни парадоксально, это решение оказалось в конечном итоге оправданным с точки зрения экономии драгоценного времени.

В декабре 1945 года Ванников подписал приказ о строительстве плутониевого комбината № 817, основным производством которого должен был стать уран-графитовый реактор мощностью 100 мегаватт. За полгода работы его на номинальном уровне мощности планировалось наработать около десяти килограмм плутония на первую бомбу.

Курчатова этот приказ обязывал срочно подготовить техническое задание (ТЗ) для проектирования подобного реактора.

В качестве головного проектного института был выбран Московский институт химического машиностроения (НИИХиммаш), а главным конструктором — его директор, Николай Антонович Доллежаль.

Выбор этот казался с первого взгляда не совсем логичным, поскольку Доллежаль не был физиком и не имел понятия о цепной реакции деления урана. Дипломный проект, защищенный им в МВТУ, назывался так: «Котельное хозяйство текстильной фабрики». Первая статья в научном журнале «Вестник инженера» — «Ступенчатые топки для подмосковного угля». В акционерном обществе «Тепло и сила» Доллежаль прекрасно освоил паросиловые установки высокого давления. В этом деле он был профессионалом высшей квалификации.

Когда в первых числах января 1946 года Курчатов заговорил с Доллежалем о проектировании нейтронного реактора, у того от неожиданности пробежала по телу небольшая нервная судорога.

— Помилуйте, Игорь Васильевич. Я впервые сейчас от вас услышал слово «нейтрон».

Чтобы не отпугивать Доллежаля чрезмерной новизной, Курчатов мягко разъяснил опытному теплотехнику, что атомный котел по своей сути весьма незначительно отличается от обычного водяного котла высокого давления. Разве что в сотню раз больше по размерам. Может быть, в тысячу раз сложнее по конструкции. Вероятно, в миллион раз опаснее. А так… Очень, очень похож. Курчатов в этот момент напомнил Доллежалю добродушного, бородатого удава. Николай Антонович развел с отчаянием руки.

— Помилуйте, Игорь Васильевич…

Но Курчатов не дал договорить.

— К тому же вопрос о назначении вас главным конструктором уже решен на правительственном уровне. И я лично абсолютно уверен, что вы вместе со своим коллективом прекрасно справитесь с порученной товарищем Сталиным задачей.

Курчатов немного блефовал, но надо было «дожимать», не откладывая дела в долгий ящик.

При произнесении имени Сталина у Доллежаля родилась в груди вторая нервная судорога. Он как-то сразу обмяк и обреченным голосом спросил:

— И когда же приступать?

Курчатову хотелось сказать «сегодня» или даже «сейчас». Но он сдержался. Решил, что незачем пороть горячку. И успокоил собеседника:

— Завтра, пожалуй… Завтра вместе начнем.

Через день Доллежаль отошел от «нейтронного» шока и принялся штудировать отчет Смита. Долгая неделя ушла у него на осмысливание физических процессов, происходящих теоретически в уран-графитовой сборке.

Природный уран состоит в основном из двух изотопов: урана с атомным весом 238 (99 %) и урана с атомным весом 235 (менее 1 %). Хотя оба изотопа представляют собой один и тот же химический элемент, ядерные свойства их принципиально различны.

Уран-235 под действием нейтронов делится на два произвольных осколка с выделением значительной энергии, излучая при каждом акте деления два или три новых нейтрона. Поэтому нарастание числа делений может при определенных условиях иметь лавинообразный характер цепной реакции.

Другой же изотоп, уран-238, при захвате нейтрона не делится, а превращается в новый, не существующий в обычных условиях на Земле химический элемент — плутоний, с атомным весом 239.

Как предсказывали физики и как показал американский опыт, плутоний обладает склонностью к делению под действием нейтронов ещё в большей степени, чем уран-235.

В чистом природном уране цепная реакция недостижима и невозможна. Вероятность деления урана-235 можно значительно повысить путем эффективного и быстрого замедления рождающихся быстрых нейтронов. Этого можно достигнуть, смешав природный уран с некоторыми легкими химическими элементами, например, с углеродом.