История ракетно-ядерной гонки США и СССР

Практика развития промышленности в СССР показывает, что новые отрасли необходимо развивать на новых и новейших технологиях, опирающихся на последние достижения науки и техники. Предприятия надо создавать с развития научно-исследовательских организаций, направляющих проектные и строительные работы на основе своих достижений. В противном случае, – при развитии старых, отслуживших свой век технологиях, – процесс развития производительных сил был обречён на экономические неудачи и провалы. И сейчас видно, что процесс перестройки предприятий на новые производства при изменении экономических условий и запросов потребителей продукции должен идти быстро и с минимальными затратами, – иначе предприятия обречены на разорение и гибель. В процессе развития в условиях кризиса в СССР и странах СНГ выжили только те предприятия в разных отраслях промышленности, которые сумели перестроить своё производство с учётом потребностей внутреннего и внешнего рынка.

Недостаток урана поначалу тормозил развитие советского атомного проекта.

«…В начале 1946 года И. В. Курчатов писал: «До мая 1945 года не было надежд осуществить уран-графитовый котёл (т. е. «реактор» – прим.), т. к. в нашем распоряжении было только 7 тонн окиси урана и не было надежды, что нужные 100 тонн урана будут выработаны ранее 1948 года. В середине 1945 года Л. П. Берия направляет в Германию специальную группу работников лаборатории № 2 и НКВД во главе с А. П. Завенягиным для розыска урана. В результате большой работы группа нашла и вывезла в СССР 300 тонн окиси урана и его соединений (в том числе 7 тонн металлического урана), что серьёзно изменило положение…» (см. [25], с. 49).

В марте 1943 года Леониду Немёнову удалось найти и вывезти из блокадного Ленинграда (после прорыва блокады) детали крупного ускорителя частиц в Москву, и после сборки циклотрона 25 августа 1944 г. на нём удалось получить поток дейтронов (ядер атомов дейтерия) и начать изучение трансурановых элементов с номерами 93 (нептуний) и 94 (плутоний). 18 декабря 1947 года на циклотроне получили лабораторные количества плутония-239, которые позволили тщательно изучить свойства этого элемента.

Стабильные изотопы Урана

Ядерный топливный цикл (ЯТЦ) условно принято делить на 2 стадии: начальную (front-end) и конечную (hack-end). Начальная начинается с добычи урановой руды и производства концентрата окиси урана U₃O₈. Затем его переводят в оксид урана UO₂, который используется для изготовления ядерного топлива (для коммерческих реакторов на тепловых нейтронах используется уран с обогащением не выше 5 %).

Под производство чистого урана Авраамий Завенягин выбрал завод боеприпасов № 12 в городе Электросталь в 70 км к востоку от Москвы. Сюда свезли всё оборудование с урановой фабрики в Ораниенбурге, пережившее американские бомбардировки. В IV квартале 1945 года при активной помощи групп советских и немецких специалистов (в частности, – Николауса Риля – за эту работу позже его наградили званием Героя социалистического труда и Сталинской премией) завод № 12 выпустил первую партию металлического урана массой 137 кг, о чём сразу доложили Сталину. Крупные партии урана на заводе стали выпускать по технологии, которая была доработана инженерами завода. После здесь же удалось получить несколько тонн чистой двуокиси урана для опытов Курчатова. К октябрю 1946 года завод выдавал Лаборатории № 2 три тонны металлического урана в неделю. Вскоре физики обнаружили, что часть урана содержит повышенную концентрацию бора, который является поглотителем нейтронов. Пришлось срочно дорабатывать технологию производства с очисткой от бора и делать очистку произведённого ранее урана.

Монтаж реактора Ф-1

В ноябре 1946 года началась сборка реактора – послойно укладывали графитовые брикеты 100×100×600 мм с тремя цилиндрическими отверстиями, в которые укладывались урановые блоки (в первом реакторе СР-1 Ферми блоки были шаровыми, а в советском реакторе – цилиндрическими). Сборку сферы реактора производили 5 раз, каждый раз увеличивая её размеры до сферы диаметром до 7,5 м с размещением урана в активной зоне диаметром с 1,8 до примерно 6 м.