Фундаментальная радиохимия

В СССР научные исследования по делению урана были возобновлены в 1942 г. после письма Г. Н. Флерова И. В. Сталину о том, что с осени 1941 г. американские, английские и другие научные журналы прекратили сообщения по делению урана и по цепным ядерным реакциям. Это означало, что в США начали вести работу по созданию ядерного оружия. 15 февраля 1943 г. принято решение о создании лаборатории № 2 Академии наук СССР в целях раскрытия путей овладения энергией деления ядер урана. Начальником лаборатории был назначен И. В. Курчатов. Работы по диффузионным методам разделения изотопов урана проводились под руководством И. К. Кикоина, Л. А. Арцимович отвечал за разработку электромагнитного способа разделения изотопов урана. Работы, связанные с сооружением ядерного реактора, взял на себя Курчатов.

Теория цепной реакции деления ядер урана с размножением нейтронов была разработана Я. Б. Зельдовичем и Ю. Б. Харитоном на основании теории цепных реакций Н. Н. Семенова.

После разрушения Хиросимы и Нагасаки 20 августа 1945 г. при Государственном комитете обороны СССР был образован Специальный комитет для руководства всеми работами по использованию внутриатомной энергии урана. 30 августа 1945 г. решением Совнаркома СССР создается Первое главное управление при Совнаркоме СССР для практического осуществления мероприятий, связанных с использованием ядерной энергии. Начальником этого управления и заместителем председателя Специального комитета утвержден Б. Л. Ванников (бывший нарком боеприпасов). Огромный размах работ позволил Курчатову уже 25 декабря 1946 г. осуществить пуск исследовательского ядерного реактора. Одновременно под руководством А. П. Александрова и Н. А. Доллежаля велось проектирование первого промышленного реактора для получения плутония-239, который был запущен в 1948 г.

Радиохимическая технология разделения урана и плутония была разработана сотрудниками Радиевого института Академии наук СССР под руководством академика В. Г. Хлопина.

Вскоре были введены в строй радиохимический завод для выделения плутония и газодиффузионный завод для разделения изотопов урана. Уже 29 августа 1949 г. на Семипалатинском полигоне было проведено испытание атомной бомбы, а в 1953 г. – водородной бомбы.

Так в короткие сроки благодаря самоотверженной работе ученых, инженеров, работников атомной промышленности была ликвидирована монополия на ядерное оружие, создан ядерный щит СССР – основа стратегического равновесия, которое способствовало предотвращению третьей мировой войны.

СССР первым в мире показал возможность мирного использования ядерной энергии. В июне 1954 г. была введена в действие первая в мире атомная электростанция в подмосковном городе Обнинске. В 1957 г. спущен на воду атомный ледокол «Ленин». В дальнейшем в ответ на строительство в США атомных авианосцев и подводных лодок Советский Союз также освоил производство атомных подводных лодок.

Становление ураново-рудной промышленности проходило в тесной связи с развитием знаний об уране и его свойствах.

Первый этап охватывает период с 1853 по 1900 г. Урановые руды гидротермального месторождения Иоахимсталь (Австро-Венгрия) перерабатывались в небольших количествах с целью получения соединений урана, применяемых для окраски стекла, фарфора, эмалей.

1900–1942 гг. можно с полным основанием считать радиевым периодом развития урановой промышленности. Урановые руды перерабатывались в основном с целью получения солей радия. Они широко использовались в научных исследованиях при изучении строения атома, ядерных реакций, в медицине для лечения злокачественных опухолей.

В 1906 г. начал действовать первый центр добычи радия и урана – Иоахимсталь (с 1918 г. – Яхимов). С 1923 г. развернулась добыча радия из руд месторождения Шинколобве (бывшее Бельгийское Конго, ныне Заир). В 1933 г. началась переработка руд месторождения Эльдорадо в районе Большого Медвежьего озера (Канада). В США радий получали при переработке карнотитовых руд плато Колорадо (с 1913 г.). В России первые препараты радия получены под руководством В. Г. Хлопина в 1921 г. из тюямуюнской руды.

Всего за 1906–1939 гг. было получено 1000 г радия в виде бромидов и хлоридов. Попутно выделено 4000 т урана; это количество урана значительно превышало мировую потребность в нем. Сокращалась потребность в радии в связи с открытием более дешевых источников радиоактивного излучения. Максимальное количество радия (240 г) было получено в 1939 г. Масштабы добычи урановых руд значительно сократились к началу Второй мировой войны.

Положение в урановой промышленности изменилось с открытием цепной ядерной реакции деления урана. В связи с возросшим спросом на уран темпы развития урановой промышленности резко увеличились. Основной целью переработки урановых руд стало получение металлического урана для ядерных реакторов – накопителей плутония, диоксида урана с целью изготовления тепловыделяющих элементов атомных электростанций (АЭС), гексафторида урана для разделения изотопов урана. Накапливались стратегические запасы делящихся материалов: урана-235 и плутония-239.