История ракетно-ядерной гонки США и СССР

Постепенно центрифуги довели до ресурса в 10–20–30 лет. Объединённые в каскады центрифуги вначале установили на «выходных» каскадах газодиффузионных машин, а потом заменили ими и все газодиффузионные машины. На заводе Д-1 стали в первую очередь заменять устаревшие газодиффузионные машины: в одном только цехе размещали около 400 тыс. центрифуг, а всего на предприятии их установили 7 млн. То же сделали и на других предприятиях, – последний завод с газодиффузионными машинами вывели из эксплуатации в 1987 году. Этот результат явился следствием огромной работы и серьёзного технологического прорыва, сделанного нашими учёными и инженерами. Но для достижения ядерного паритета потребовалось ещё 20 лет работы заводов с газовыми центрифугами, – эти заводы обогнали американские газодиффузионные заводы по производительности и стоимости производства, а технологическое отставание в 7 лет ликвидировали и превратили в преимущество. Советские газовые центрифуги позволили нарастить производство ядерных зарядов в СССР до нескольких десятков тысяч единиц и догнать по этому показателю США. Хотя общее количество тактических ядерных зарядов у всех обладателей ЯО сейчас точно неизвестно, – часть из них просто «глубоко припрятали» под землёй от посторонних глаз.

При «газоцентрифужной» технологии потребление электроэнергии на само обогащение (около 50 кВтч/ЕРР) сравнимо с потреблением энергии на освещение цеха, где это производство размещено (см. [76], с. 48).

«Докритическая» центрифуга – значит, не имеющая критических собственных частот колебаний (резонансов) в рабочем диапазоне частот вращения ротора. Скорость вращения ротора на магнитной подвеске была доведена до 1650 оборотов в секунду, – американцы пытались создать нечто подобное, но им это не удалось. В Западной Европе физик Циппе, взяв за основу первые разработки газовых центрифуг немецких и советских инженеров в начале 50-х годов, пошёл своим путём, создав «надкритическую» центрифугу с длинным ротором. Для этого потребовалось очень серьёзное исследование её динамики и процессов настройки. Он запатентовал свою центрифугу, но в СССР в 50-е годы решили не оспаривать патент, чтобы не раскрывать свои разработки и направление работ, и это удавалось делать около 30 лет до начала 90-х годов. Когда же иностранцам показали советские атомные заводы, – они были поражены. Чем-то похожие предприятия западноевропейцы смогли создать только спустя 20–30 лет после СССР. Исторически докритическая и закритическая центрифуги стали «родственными» по происхождению, но технически разными системами.

Американцы пытались в 80-е годы внедрить лазерный метод разделения, но до массового производства довести его не смогли. Суть лазерного метода разделения состояла в возбуждении молекулы гексафторида урана с выпадением атома U-235 «в осадок», или отделения возбуждённой молекулы. Такая технология требовала для реализации мощного источника монохроматического излучения, – таких лазерных источников в 40–50-е годы ещё не было, но в 80-е годы они появились. Но этот лазерный метод не составил конкуренцию промышленному газодиффузионному методу. Лазерный метод нашёл свою «нишу применения» для изотопной коррекции при повторном обогащении урана, извлекаемого из отработанного топлива АЭС.

Можно заметить, что сейчас в России разработаны эффективные технологии переработки отработанного ядерного топлива АЭС и реакторов с применением специальных газовых центрифуг, но вот массовое их применение пока сдерживается недостатком финансирования. Не выделяют сейчас такие средства для обезвреживания радиоактивных материалов, какие средства выделяли ранее для развития ядерного оружия. А США в отличие от России не принимает для переработки отработанное ядерное топливо от американских АЭС, возведённых в других странах.

Блоки газовых центрифуг. 2 июня 1964 года на ЭХЗ состоялся первый пуск блоков газовых центрифуг цеха химической очистки

Каскад надкритических центрифуг фирмы «URENCO» с длинными роторами

Современное состояние российского ядерно-оружейного комплекса

В кризисные 90-е годы США скупили «по дешёвке» в России около 500 т высокообогащённого и дорогого оружейного урана, который по определённой технологии превратили в обогащенный уран для атомных электростанций. Этот уран американцы сожгли в реакторах своих атомных электростанций с немалой для себя прибылью.

В настоящее время, кроме федеральных ядерных центров ВНИИЭФ и ВНИИТФ, ядерно-оружейный комплекс России включает три научно-исследовательских института: Всероссийский НИИ автоматики им. Духова (ВНИИА, г. Москва), НИИ измерительных систем (НИИИС, г. Нижний Новгород) и НИИ импульсной техники (НИИИТ, г. Москва), а также конструкторское бюро автотранспортного оборудования (КБ АТО, г. Мытищи, Моск. обл.). Научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы организуются Департаментом разработки и испытаний ядерных боеприпасов Министерства РФ по атомной энергии (Минатома России).