Биография атома

Советским ученым можно было надеяться только на собственные силы: всякие публикации и обмен научной информацией по вопросам ядерной физики прекратились в 1939 г. Но это не повлияло на ход работ. Талантливые советские ученые успешно разрешили все теоретические и практические вопросы осуществления цепной реакции. Было налажено производство графита, металлического урана и других материалов. Было разработано и внедрено в производство изготовление многочисленных специальных приборов и аппаратуры. В короткий срок наша промышленность, несмотря на большую загрузку военными заказами, изготовила все необходимые материалы и оборудование.

А заказы для создаваемой советской атомной техники были далеко не обычные. Особые, невиданные до сего времени жесткие требования предъявлялись к чистоте материалов. Ведь малейшее количество примесей, поглощающих нейтроны, делало такие материалы, как уран и графит, совершенно непригодными для использования в ядерном реакторе. Достаточно сказать, что присутствие в графите бора в количестве всего лишь нескольких миллионных долей процента не позволило бы осуществить ядерную реакцию. Поэтому немало усилий было приложено, чтобы наладить производство и контроль материалов такой необычной чистоты. Кончилась война. Работы советских ученых вступили в завершающую фазу сборки первого в Советском Союзе и Европе ядерного реактора.

Первый в СССР и в Европе

Европейский собрат американского ядерного реактора собирался не в случайном помещении, как это было с американским реактором, а в специально выстроенном здании. После того как закончились все расчеты и стали поступать изготовленные заводами графит и уран, было решено приступить к сборке реактора.

Активную зону реактора решили сделать сферической. Это обусловливалось тем, что сфера по сравнению с телами другой формы, но одинакового объема имеет наименьшую поверхность. А чем меньше поверхность активной зоны, тем, следовательно, меньше утечка, т. е. потеря, нейтронов из реактора. По расчетам, сфера должна была иметь диаметр шесть метров. Это критический размер; при меньшем размере активной зоны цепная реакция не могла осуществиться. Сфера должна была помещаться внутри графитового цилиндра. Наружные слои его толщиной около метра являлись отражателем нейтронов.

В графитовых кирпичах активной зоны на расстоянии 20 сантиметров друг от друга просверливались отверстия, в которые вкладывались урановые цилиндрики.

Пока поступали графит и уран, было решено сложить несколько моделей реактора. Эти модели были значительно меньше, чем реактор; реакция в них не могла идти. Но они позволили произвести дополнительные физические измерения, > то шить некоторые физические характеристики большого реактора и «набить руку» в кладке графитовых кирпичей.

Сборка первого советского реактора.

Но вот, наконец, весь графит на месте. А его потребовалось немало — несколько сотен тонн. Завезено также около 50 тонн металлического урана в виде небольших цилиндриков. Можно начинать сборку. На плоском полу выложен первый слой графитовых кирпичей. За ним второй, третий, четвертый... Это основание гигантской графитовой призмы диаметром около восьми метров. После восьмого слоя в центральную часть графитовой кладки начали укладывать графитовые кирпичи с отверстиями. В них помещали урановые цилиндрики. Гигантское сооружение черного цвета росло. Вот уложен тридцатый слой, сороковой, пятидесятый. Непрерывно и с большой точностью проводятся физические измерения. После укладки пятидесятого слоя стало ясно, что критического размера система достигнет примерно на 55-м слое. Напряжение нарастало. Последние слои укладывалось с большими предосторожностями. Для безопасности в реактор были введены поглощающие стержни из кадмия. Вот что пишет об этих исторических и волнующих минутах доктор физико-математических наук, участник пуска реактора В. С. Фурсов: «Было обращено особое внимание на контроль за величиной нейтронного поля, для чего в активной зоне, в отражателе и около реактора располагалось достаточное количество измерительных приборов. В течение всего времени построения реактора велось тщательное наблюдение за нарастанием величины потока нейтронов, причем это наблюдение велось как визуально, так и на слух по частоте ударов в громкоговорителе, который был подключен к одной из ионизационных камер. Вначале рост величины нейтронного потока происходил медленно, затем, по мере приближения к критичности, рост величины нейтронного потока с каждым выложенным слоем ускорялся. Не всегда все шло гладко, некоторые измерения не давали ожидаемого увеличения, поэтому пришлось пережить много тревожных минут».

Но расчеты оказались правильными. Критическая масса реактора образовалась чуть раньше, чем ожидалось. Реактор «пошел» уже на 54-м слое. Ученые поздравляли друг друга. Да, это был торжественный момент. Волей советского человека цепная реакция была осуществлена.