Атомный оруженосец складывает свои доспехи. Часть 1
Когда в очередной раз в прессе появляются сообщения о приостановке работы какого-либо оборудования или очередных плановых технических проверках на Ростовской АЭС, всякий раз задумываешься о национальной безопасности при использовании атомной энергии. Особенно когда Чернобыль сегодня может стать очередной разменной картой для махинаций новых властей, получивших в свои пока что неумелые руки грозное оружие, начало которого было положено до Великой Отечественной войны.
20-е годы. Начало атомной науки
«Основа атомной науки и техники была заложена в 1922 году организацией в Ленинграде научно-исследовательских институтов:
1. Рентгенологического и радиологического института (директор М.И. Неменов).
2. Физико-технического рентгенологического института (впоследствии преобразован в Ленинградский физико-технический институт, ЛФТИ). Директор А.Ф. Иоффе.
3. Радиевого института (директор В.И. Вернадский).
В 1928 году был также создан Украинский физико-технический институт (УФТИ, город Харьков). Директор И.В. Обреимов.
В 1932 году по инициативе Иоффе в ЛФТИ была создана лаборатория по ядерной физике, в которой под его руководством работал будущий научный руководитель советского атомного проекта Курчатов и другие» (данные из статьи «Краткий очерк развития атомной промышленности Россим, В.В. Пичугин, директор Центрального архива Госкорпорации «Росатом»).
Можно считать, что с 1932 года наступил период интенсивных фундаментальных исследований, которые явились основой для последующих работ по атомной бомбе.
Однако эти исследования подверглись критике как со стороны Наркомата тяжёлой промышленности, так и со стороны Академии наук.
Особенно была показательна специальная сессия Академии наук ЛФТИ, состоявшаяся в 1936 году, где молодых учёных жёстко «разнесли» корифеи науки за проводимые исследования, которые, на взгляд состарившихся академиков, были не просто бесперспективными, но и вредоносными. На основании этого заседания последовали весьма жёсткие выводы, которые принял Наркомат: по его линии был объявил выговор директору ЛФТИ академику Иоффе за организацию подобных исследований. Впрочем, аналогичная ситуация складывалась не только в данной области: немало принципиальных и новаторских идей неизбежно сталкивались с ледоколом устоявшихся понятий и норм, которые молодым учёным ещё предстояло преодолеть. И они смогли в конечном итоге это сделать, получив мощную поддержку в лице практически всех государственных институтов и учреждений. Но пока был на дворе период борьбы, ростки нового только искали свой путь и единого мнения по окончательному выбору этого, атомного, пути ни у кого в мире не было: учёные только пытались нащупать и понять принцип совершенно нового, неизвестного доселе ядра.
Если Иоффе «отделался» выговором, то директор УФТИ Лепунский А.И. «в 1937 году был исключён из партии с формулировкой «за потерю бдительности» и снят с должности директора. 14 июня 1938 года его арестовали и обвинили в помощи «врагам народа, защите Ландау Л.Д., Шубникова Л.В., Вайсберга А. и приглашении на работу в ЛФТИ иностранных учёных Ф. Хоутерманса и Ф. Ланге». Но уже в августе 1938 года Лейпунский А.И. был освобождён из тюрьмы» (цитата из статьи «Краткий очерк развития атомной промышленности Россим, В.В. Пичугин, директор Центрального архива Госкорпорации «Росатом»).
Парадоксально, но впоследствии Лейпунский работал в 9-м управлении НКВД, организованном для работы с немецкими специалистами, приглашёнными для работы в атомном проекте. Вскоре, однако, Лейпунский перешёл работать в лабораторию «В» в Обнинске и стал её научным руководителем.
В довоенный период в ЛФТИ Курчатов и его научная группа провели большой цикл исследований по взаимодействию нейронов с ядрами различных элементов, по их результатам было опубликовано немало научных статей в советских и зарубежных журналах.
Нобелевские лауреаты «слизывали» доклады советских ядерщиков
«Большое принципиальное значение имели эксперименты Флёрова Г.Н. и Русинова Л.И., сотрудников лаборатории Курчатова, по измерению числа вторичных нейтронов на один акт деления ядра урана-235. Они установили, что это число равно 3+1, что означало — цепная реакция деления ядра урана-235 возможна. Свои измерения они сделали независимо от Жолио, Халбана и Коварского (Франция), Ферми и Андерсена, Сцилларда и Зинна (США)», — указывается в книге А.К. Круглова «Как создавалась атомная промышленность страны» (М., 1995).
Кто бегал быстрее Курчатова
Во время проведения в ЛФТИ экспериментов с короткоживущими радионуклидами иногда возникали курьёзные ситуации. Вспоминает Флёров Г.Н., ученик Курчатова, автор писем Сталину о необходимости возобновления исследований по атомной энергии: «Экспериментатор после облучения фольги, чтобы не растерять драгоценные импульсы, мчался бегом к счётчику: время жизни наведённой радиоактивности составляло всего около 20 секунд. Как-то при встрече с Курчатовым я радостно сообщил: «Знаете ли Вы, Игорь Васильевич, что я бегу на несколько секунд быстрее Вас и лучше провёл последний опыт!»
Начиналась в прямом и переносном смысле гонка атомных школ разных стран и тот, кто оказывался лидером, завоёвывал для своей страны новые оборонные приоритеты.
«В 1934 году Тамм И.Е. разработал общепринятое в настоящее время представление о природе ядерных сил, впервые указав, что они являются результатом обмена частицами. Френкель Я.И. представил капельную модель ядра (1936 год).
Курчатов много времени уделял строительству циклотрона в ЛФТИ, пуску и постановке экспериментов на первом в Европе циклотроне в Радиевом институте, где в 1937 году был получен пучок ускоренных протонов. Исследования по ядерной физике и радиохимии проводились в Радиевом институте под руководством Хлопина В.Г.
В ЛФТИ широко развивались экспериментальные работы по взаимодействию частиц под руководством Лейпунского, в 1938 году был пущен большой электростатический генератор. В 1939-1940 годах Зельдович Я.Б. и Харитон Ю.Б. обосновали возможность протекания в уране цепной ядерной реакции деления, а Флёров Г.Н. и Петржак К.А. открыли явление спонтанного деления ядер урана, имеющее принципиальное значение для обеспечения безопасного пуска и эксплуатации ядерных реакторов» (А.К. Круглов, «Как создавалась атомная промышленность страны»).
Перечень публикаций по ядерной физике в довоенные годы содержит свыше 700 статей и докладов на международных конференциях, среди которых наиболее представительными являются: Арцимович Л.А., Курчатов И.В., Мысовский Л.В. и другие «Поглощение медленных нейтронов» (1935 год); Лейпунский А.И. «Поглощение медленных нейтронов при низких температурах» (1936 год); Ландау Л.Д. «К статистической теории ядер» (1937 год); Френкель Я.И. «К статистической теории распада атомных ядер» (1938 год); Померанчук И.Я «Рассеяние медленных нейтронов в кристаллической решётке» (1938 год); Зельдович Я.Б., Зысин Ю.А. «К теории развала ядер» (1940 год); Зельдович Я.Б., Харитон Ю.Б. «О цепном распаде урана под действием медленных нейтронов. Кинетика цепного распада урана» (1940 год); «Механизм деления ядер» (1941 год); Курчатов И.В. «Деление тяжёлых ядер (1941 год); Ландау Л.Д., Тамм И.Е. «О происхождении ядерных сил» (1940 год) и т.д.
Итоги теоретических и экспериментальных исследований по ядерной физике обсуждались на нейтронном семинаре в ЛФТИ, а также на всесоюзных совещаниях по физике атомного ядра, которые ежегодно проводились в стране.
«В разное время на Всесоюзных совещаниях были заслушаны доклады: «Химическая природа продуктов деления тяжёлых ядер (Хлопин В.Г.); «Деление ядер (Лейпунский А.И.); «Опыты по делению урана (Русинов Л.И., Флёров Г.Н.); «К вопросу о делении ядер урана при захвате медленных нейтронов» (Лейпунский А.И., Маслов В.А.) и другие.
В конце февраля 1940 года с обстоятельным докладом «О проблеме урана» Курчатов выступил на заседании физико-математического отделения АН СССР. В своём докладе он, в частности, указал на необходимость расширения объёма исследований по ядерной физике» , — указывается в книге «Атомный проект СССР: документы и материалы» (в 3-х томах, 1999 год).
Авторитет советской науки был столь велик, что на ежегодные совещания по ядерной физике приезжало немало ведущих зарубежных учёных, которые впоследствии стали лауреатами Нобелевской премии: Нильс бор, Вольфганг Паули, Жолио Кюри, Вернер Гейзенберг и другие. Со многими зарубежными учёными у советских коллег установились дружеские деловые связи.
Все эти обсуждения стимулировали проведение новых исследований по ядерной физике, повышали их научных уровень, а главное, помогли заложить фундамент для последующих работ по созданию атомного оружия.
В поисках урана
В предвоенный период советские геологи не занимались разведкой новых урановых месторождений, поскольку на уран «не было спроса», тогда ещё никто не представлял себе, сколько его потребуется в ближайшем будущем. Имелся лишь небольшой рудник с опытным заводом в Табошарах, недалеко от города Ленинабада (в горах Киргизии), который подчинялся Наркомату цветной металлургии и выпускал небольшое количество радия. Однако время ставило перед страной сложнейшую задачу по созданию атомного оружия, а для её решения требовался уран.
Академики Вернадский В.И. и Хлопонин В.Г., ещё не зная будущих потребностей в уране, уже в июне 1940 года направили записку академику-секретарю отделения геолого-географических наук АН СССР П.И. Степанову, в которой говорилось: «…должны быть приняты срочные меры к форсированию работ по разведке и добыче урановых руд и получения из них урана. Это необходимо для того, чтобы к моменту, когда вопрос о техническом использовании внутриатомной энергии будет решён, мы располагали необходимыми запасами этого драгоценного источника энергии. Между тем, в этом отношении положение в СССР в настоящее время крайне неблагоприятно. Запасами урана мы совершенно не располагаем. Это — металл в настоящее время крайне дефицитный. Производство его не налажено. Разведанные мощные месторождения этого металла на территории Союза пока не известны. Разведки известных месторождений и поиски новых производятся темпами совершенно недостаточными и не объединены общей идеей. Поэтому мы просим Отделение геолого-географических наук обсудить вопрос о состоянии поисков и разведки урановых месторождений, наметить план развёртывания этих работ и войти в Правительство с проектом соответствующих мероприятий».
Осенью 1940 года было решено командировать на главнейшие месторождения урана в Средней Азии бригаду АН СССР под руководством академика Ферсмана А.Е. В длительную командировку уехали восемь человек, среди которых была только одна женщина — Рожанская Е.М., секретарь бригады. Кстати, в Атомном проекте женщин было очень мало. Известно, что в 1944 году научный сотрудник Государственного научно-исследовательского института Ершова З.В. получила первый слиток урана.
Возникал закономерный вопрос — сколько урана необходимо для запуска первого промышленного ядерного реактора и сколько его потребуется в дальнейшем. Директор ЛФТИ академик Иоффе так высказался о перспективах развития добычи урана: «Вряд ли можно ожидать в ближайшем будущем практической отдачи от деления урана. Другое дело — исследование этого процесса…Здесь надо расширить фронт работ…О срочном создании уранопроизводящей индустрии говорить рановато».
Другой ответ на этот вопрос дал его ученик Курчатов в докладной записке Молотову В.М. о работе Лаборатории №2 за первое полугодие 1943 года: «Для создания котла из металлического урана и смеси урана с графитом необходимо накопить в ближайшие годы 100 тонн урана. Разведанные запасы этого элемента в СССР оцениваются в 100-120 тонн. Исходя из этого, ГОКО наметил получение двух тонн урана в 1943 году и 10 тонн в 1944 году и в последующие годы.
Даже не будучи специалистом в этом вопросе, исходя их приведённых цифр, можно сделать заключение, что атомная бомба в СССР могла появиться только через 10 лет, если не изменится положение с разведкой и разработкой новых месторождений.
Детальная характеристика месторождения в Табошарах представлена в справке Махнева В.А., заместителя члена ГКО Берии Л.П., о состоянии работ по проблеме урана от 2 ноября 1944 года: «Разведка урановых месторождений. За два истёкших года из-за недостаточного внимания и плохого материально-технического оснащения геологоразведочных партий разведка урановых месторождений почти не сдвинулась с места».
По данным ГАРФ (фонд 10208), «Наркомцвет имел в 1943 году лишь несколько предприятий. Добычу урановой руды вели: « горный цех на месторождении Табошар в составе 47-ми человек рабочих; старательная артель в Майли-Су в составе 80-ти человек рабочих; старательная артель в Уйгурсае в составе 23-ти человек рабочих. Перерабатывали руду: завод «В» (в Табошарах) мощностью 4 тонны солей урана в год; химический цех по переработке руды в Ленинабаде; опытный цех при Институте «Гиредмет» для получения кускового урана.
Фактически в 1944 году (за девять месяцев) Наркомцветом было добыто 2370 тонн урановой руды, переработано — 755 тонн и выработано окиси урана — 1300 килограмм и металлического (кускового) урана — 280 кг».
На основании записки Махнева В.А., которую готовила также руководители НКВД Завенягин А.П. и Чернышев В.В., Комитет обороны 8 декабря 1944 года принял развёрнутое Постановление ГКО №7102 «О мероприятиях по обеспечению развития добычи и переработки урановых руд», содержащее 30 пунктов различных поручений наркоматам.
В постановлении были отражены практически все организационные вопросы по формированию добычи урана. Во-первых, разведка и добыча урана передавались в ведение НКВД, главным образом, потому что у него имелись специфические возможности вплоть до использования принудительного труда заключённых.
Во-вторых, заместитель начальника НКВД Завенягин А.П. был назначен ответственным лицом в НКВД за организационную работу по урану.
«В-третьих, в составе Главного управления лагерей горно-металлургических предприятий НКВД СССР было образовано Управление по урану «Спецметуправление НКВД СССР» (данные из книги «Государственная власть СССР. Высшие органы власти и управления и их руководители». 1923-1991. Историко-библиографический справочник).
В-четвёртых, был образован новый научно-исследовательский институт по урану — «Институт специальных металлов НКВД» (Инспецмет НКВД). Впоследствии этот институт получил наименование НИИ-9 и подчинялся Первому главному управлению (ПГУ).
Инспецмет и завод по производству урана и урановых соединений решено было разместить в черте Москвы. Институт был действительно размещён на территории ВИЭМ, а урановый завод здесь построен не был.
Было выпущено много постановлений правительства по расширению объёмов геологической разведки и организации горнодобывающих предприятий, что в условиях военных действий было сложным делом. В справке Спецметуправления НКВД от 16 апреля 1945 года было указано, что «общие запасы закиси-окиси урана по всем известным месторождениям составляют 430 тонн», из них 350 тонн приходится на месторождение Табошары (комбинат №6).
Таким образом, к началу развёртывания работ по Атомному проекту ситуация с обеспечением его ураном была критической. Поэтому неслучайно, что Махнев В.А. 8 апреля 1945 года направил Берии записку с предложением направить в Германию для выяснения характеристики уранового месторождения Шмидеберг (Верхняя Силезия) и разработки предложений по его использованию с целью получения урановой руды.
Напряжённая работа советских геологов также принесла свои долгожданные результаты.
На территории СССР были открыты уникальные месторождения урана. Одно их них — осадочное месторождение Меловое (1954 год) с комплексными (уран, фосфор, редкоземельные элементы и другие) рудами в палеогеновых глинах, обогащённых костным детритом, на полуострове Мангышлак недалеко от города Шевченко (ныне город Актау — Республика Казахстан). На базе этого месторождения был создан Прикаспийский горно-металлургический комбинат и Мангышлакский энергокомбинат с реактором на быстрых нейтронах БН-350 и опреснительными установками для энергоснабжения близлежащего города.
«Многие миллионы лет назад здесь был океан, часть которого со временем была отделена участком суши и превратилась во внутреннее море. Известно, что в морской воде содержался уран, который сорбировался морскими рыбами и откладывался в их костях. Затем всё море постепенно высохло, вся рыба погибла, образовав многокилометровый слой костных рыбных останков, содержащих уран. Когда мы спустились на дно карьера, то увидели слой руды чёрного цвета толщиной 1-1,2 метра. Шагающий экскаватор загружал руду в мощные 40-тонные самосвалы, которые вывозили её на поверхность. Руду перегружали в железнодорожные думкары и доставляли на обогатительную фабрику. Нам показали крупные позвонки и зубы доисторических акул, дали подержать их в руках, хотя они и имели некоторую альфа-активность. Затем мы поднялись в кабину оператора-машиниста и понаблюдали за процессом работы шагающего роторного экскаватора. Для меня, державшего в своих руках урановые блочки промышленных реакторов, очехлованные в алюминиевую оболочку, всё виденное представляло исключительный интерес и оставило незабываемые впечатления», — вспоминает в наши дни доктор технических наук Киселёв Г.В.
Первым в СССР уранодобывающим предприятием стал Комбинат №6, который впоследствии был перемеинован в Ленинабадский горно-химический комбинат (город Чкаловск Таджикской ССР). Затем были созданы горно-химическое рудоуправление в городе Лермонтов на Северном Кавказе и Восточный горно-обогатительный комбинат (город Жёлтые Воды Днепровской области Украинской ССР) на базе Первомайского и Желтореченского железо-урановых месторождений. На базе вновь открытых месторождений урана в последующем были построены крупные горно-обогатительные и горно-химические комбинаты: Киргизский горнорудный комбинат на базе Таравакского угольно-уранового месторождения, Целинный комбинат на Северном Казахстане (город Степногорск), Навоийский в Западном Узбекистане, уже упоминавшийся Прикаспийский, Приаргунский в Забайкалье и другие. Были разведаны и освоены месторождения тория в Мурманской, Свердловской, Читинской областях, Красноярском крае.
Два пути создания атомной бомбы
Время с 28 сентября 1942 года (это дата первого распоряжения ГКО по урану) до августа 1945 года, когда Постановлением ГКО было осуществлено организационное оформление работ по созданию атомной бомбы, можно считать вторым периодом подготовительных работ, который можно назвать периодом концептуальных исследований.
Действительно, в этот период Курчатов и его «команда» провели много расчётных исследований для определения направлений дальнейших работ по созданию атомной бомбы. Помимо собственных данных они также использовали информацию о зарубежных исследованиях, полученную нашей разведкой.
На основе всей информации были выбраны два главных направления. Первое — получение плутония в качестве основного делящегося вещества для бомбы. Второе — производство высокообогащенного урана для бомбы, а также урана-233 в качестве резервного варианта.
В это время Курчатов получил доступ к конфиденциальной информации о работах за рубежом по атомной тематике, добываемой нашей разведкой. Он знакомился с этими материалами, составлял заключения о полезности, готовил вопросы для резидентов. Зарубежная информация позволяла Курчатову определять те научные направления, которые необходимо было развивать, а так же те, которые требовалось дополнительно проверить. При этом следует подчеркнуть, что буквально все расчёты и эксперименты выполнялись советскими специалистами. Порой они и не знали, что существуют какие-либо зарубежные данные. Однако нельзя отрицать, что зарубежная информация способствовала решению проблемы скорейшего создания атомной бомбы.
Триумвират, созданный Сталиным в 1945 году
В августе 1945 года советское правительство было вынуждено принять решительные организационные меры по ускорению создания собственного ядерного оружия в связи с атомными бомбардировками США японских городов Хиросима (6 августа) и Нагасаки (9 августа).
Организационные формы этой деятельности были выработаны в период Великой отечественной войны, когда, наряду с государственными органами власти, образовывались различные комитеты с особыми полномочиями, назначались специальные уполномоченные. Например, Государственный Комитет Обороны (ГКО) под председательством Верховного главнокомандующего Сталина. Когда возникла задача форсирования создания отечественной атомной бомбы, Сталин поступил аналогичным образом, приняв решение об организации Специального комитета при ГКО во главе с Берией и Первого главного управления (ПГУ) под руководством бывшего наркома боеприпасов Ванникова Б.Л.
Необходимо отметить, что кандидатура Первухина Михаила Георгиевича по всем характеристикам подходила больше, чем Берии. Как указано выше, именно Сталин в 1942 году назначил Первухина совместно с Кафтановым С.В. высшими должностными лицами, ответственными в правительстве за работы по использованию энергии деления ядра в военных целях.
«Михаил Первухин в 1929 году окончил Московский институт народного хозяйства имени Г.В. Плеханова, работал инженером в Мосэнерго, затем старшим инженером, начальником цеха, директором Каширской ГРЭС, а с 1938 года — заместитель наркома тяжёлой промышленности, с января 1939 года — нарком электростанций и электропромышленности, с мая 1940 года — заместитель председателя Совнаркома. В 1942 году назначен по совместительству наркомом химической промышленности. Впоследствии он был назначен заместителем начальника ПГУ» (данные из «Государственная власть СССР. Высшие органы власти и управления и их руководители». 1923-1991. Историко-библиографический справочник).
«Борис Львович Ванников, участник гражданской войны, член партии с 1919 года, выпускник Московского высшего технического училища; с 1933 по 1936 годы работал директором Тульского оружейного завода, с декабря 1937 года был назначен заместителем наркома оборонной промышленности, с января 1939 года — нарком вооружения СССР. В начале июня 1941 года был отстранён от должности, арестован и находился во внутренней тюрьме НКВД после спора со Ждановым и Сталиным о производстве артиллерийского оружия. После начала войны Сталин возвратил его обратно в наркомат, на должность заместителя наркома вооружения. Ванникову было вручено удостоверение, в котором было указано, что он был подвергнут аресту по недоразумению и считается полностью реабилитирован. В начале 1942 года он был назначен снова наркомом боеприпасов » (данные из «Государственная власть СССР. Высшие органы власти и управления и их руководители». 1923-1991. Историко-библиографический справочник).
Однако Сталин принял решение назначить Берию председателем Спецкомитета и, следовательно, сделал его ответственным за решение атомной проблемы в стране. Надо заметить, что Берия, с 1939 года возглавивший НКВД и являвшийся с 1941 года членом ГКО СССР, хорошо знал работу оборонно-промышленного комплекса. Э
Интересные воспоминания оставил Ванников в своей книге «У истоков советского атомного оружия». Он рассказал о встрече со Сталиным при обсуждении структуры управления атомными делами, когда решался вопрос о назначении его заместителем руководителя Спецкомитета, начальником ПГУ и председателем технического совета при Спецкомитете: «Это был для меня поистине урожайный назначениями день — сразу три должности» (да ещё какие!). При этом Ванникова не освободили от должности наркома боеприпасов, что было сделано позднее.
Первым заместителем начальника ПГУ был назначен Завенягин, который одновременно оставался в должности заместителя наркома НКВД СССР; ему было поручено курировать вопросы добычи и переработки урановой руды и строительства атомных объектов. Выбор Сталиным Ванникова, Завенягина и Первухина, имеющих большой опыт организационной работы в государственном масштабе в период войны, и назначение их руководителями ПГУ оказался очень удачным, их последующая деятельность позволила решить поставленную задачу по созданию ядерного оружия.
ТЗ на первую авиабомбу
Так, в мае 1946 года было подготовлено техническое задание «На корпус фугасной авиабомбы». Пункт 1 данного ТЗ был следующим: «Корпус авиабомбы должен быть приспособлен для крепления внутри его заряда, заключённого в прочную металлическую оболочку. Вес заряда с оболочкой — две тонны, диаметр заряда в оболочке — 1,3 метра. Крепление должно быть непостоянным, т.е. на болтах или замках, а не на сварке.
Пункт 2. Пространство внутри корпуса по обеим сторонам заряда должно быть максимально сохранено для заполнения взрывчатым веществом.
Пункт 3. Бомба должна быть предназначена для подъёма на тяжёлом бомбардировщике.
Должны быть разработаны независимо системы подвески как внутри люков (если позволят габариты, обеспечивающие устойчивый полёт) так и снаружи.
Пункт 4. Сохранение формы корпуса при вхождении в грунт не обязательно.
Пункт 5. Бомба должна снабжаться в головной части двумя независимо действующими взрывателями мгновенного действия.
Пункт 6. В боковой стенке корпуса фугасной авиабомбы против центра заряда должно открываться и герметически закрываться круговое отверстие диаметром 120 мм.
Пункт 7. На самолёт берётся одна бомба указанного типа».
Подпись — Ю. Харитон.
Продолжение следует…
20-е годы. Начало атомной науки
«Основа атомной науки и техники была заложена в 1922 году организацией в Ленинграде научно-исследовательских институтов:
1. Рентгенологического и радиологического института (директор М.И. Неменов).
2. Физико-технического рентгенологического института (впоследствии преобразован в Ленинградский физико-технический институт, ЛФТИ). Директор А.Ф. Иоффе.
3. Радиевого института (директор В.И. Вернадский).
В 1928 году был также создан Украинский физико-технический институт (УФТИ, город Харьков). Директор И.В. Обреимов.
В 1932 году по инициативе Иоффе в ЛФТИ была создана лаборатория по ядерной физике, в которой под его руководством работал будущий научный руководитель советского атомного проекта Курчатов и другие» (данные из статьи «Краткий очерк развития атомной промышленности Россим, В.В. Пичугин, директор Центрального архива Госкорпорации «Росатом»).
Можно считать, что с 1932 года наступил период интенсивных фундаментальных исследований, которые явились основой для последующих работ по атомной бомбе.
Однако эти исследования подверглись критике как со стороны Наркомата тяжёлой промышленности, так и со стороны Академии наук.
Особенно была показательна специальная сессия Академии наук ЛФТИ, состоявшаяся в 1936 году, где молодых учёных жёстко «разнесли» корифеи науки за проводимые исследования, которые, на взгляд состарившихся академиков, были не просто бесперспективными, но и вредоносными. На основании этого заседания последовали весьма жёсткие выводы, которые принял Наркомат: по его линии был объявил выговор директору ЛФТИ академику Иоффе за организацию подобных исследований. Впрочем, аналогичная ситуация складывалась не только в данной области: немало принципиальных и новаторских идей неизбежно сталкивались с ледоколом устоявшихся понятий и норм, которые молодым учёным ещё предстояло преодолеть. И они смогли в конечном итоге это сделать, получив мощную поддержку в лице практически всех государственных институтов и учреждений. Но пока был на дворе период борьбы, ростки нового только искали свой путь и единого мнения по окончательному выбору этого, атомного, пути ни у кого в мире не было: учёные только пытались нащупать и понять принцип совершенно нового, неизвестного доселе ядра.
Если Иоффе «отделался» выговором, то директор УФТИ Лепунский А.И. «в 1937 году был исключён из партии с формулировкой «за потерю бдительности» и снят с должности директора. 14 июня 1938 года его арестовали и обвинили в помощи «врагам народа, защите Ландау Л.Д., Шубникова Л.В., Вайсберга А. и приглашении на работу в ЛФТИ иностранных учёных Ф. Хоутерманса и Ф. Ланге». Но уже в августе 1938 года Лейпунский А.И. был освобождён из тюрьмы» (цитата из статьи «Краткий очерк развития атомной промышленности Россим, В.В. Пичугин, директор Центрального архива Госкорпорации «Росатом»).
Парадоксально, но впоследствии Лейпунский работал в 9-м управлении НКВД, организованном для работы с немецкими специалистами, приглашёнными для работы в атомном проекте. Вскоре, однако, Лейпунский перешёл работать в лабораторию «В» в Обнинске и стал её научным руководителем.
В довоенный период в ЛФТИ Курчатов и его научная группа провели большой цикл исследований по взаимодействию нейронов с ядрами различных элементов, по их результатам было опубликовано немало научных статей в советских и зарубежных журналах.Нобелевские лауреаты «слизывали» доклады советских ядерщиков
«Большое принципиальное значение имели эксперименты Флёрова Г.Н. и Русинова Л.И., сотрудников лаборатории Курчатова, по измерению числа вторичных нейтронов на один акт деления ядра урана-235. Они установили, что это число равно 3+1, что означало — цепная реакция деления ядра урана-235 возможна. Свои измерения они сделали независимо от Жолио, Халбана и Коварского (Франция), Ферми и Андерсена, Сцилларда и Зинна (США)», — указывается в книге А.К. Круглова «Как создавалась атомная промышленность страны» (М., 1995).
Кто бегал быстрее Курчатова
Во время проведения в ЛФТИ экспериментов с короткоживущими радионуклидами иногда возникали курьёзные ситуации. Вспоминает Флёров Г.Н., ученик Курчатова, автор писем Сталину о необходимости возобновления исследований по атомной энергии: «Экспериментатор после облучения фольги, чтобы не растерять драгоценные импульсы, мчался бегом к счётчику: время жизни наведённой радиоактивности составляло всего около 20 секунд. Как-то при встрече с Курчатовым я радостно сообщил: «Знаете ли Вы, Игорь Васильевич, что я бегу на несколько секунд быстрее Вас и лучше провёл последний опыт!»
Начиналась в прямом и переносном смысле гонка атомных школ разных стран и тот, кто оказывался лидером, завоёвывал для своей страны новые оборонные приоритеты.
«В 1934 году Тамм И.Е. разработал общепринятое в настоящее время представление о природе ядерных сил, впервые указав, что они являются результатом обмена частицами. Френкель Я.И. представил капельную модель ядра (1936 год).
Курчатов много времени уделял строительству циклотрона в ЛФТИ, пуску и постановке экспериментов на первом в Европе циклотроне в Радиевом институте, где в 1937 году был получен пучок ускоренных протонов. Исследования по ядерной физике и радиохимии проводились в Радиевом институте под руководством Хлопина В.Г.
В ЛФТИ широко развивались экспериментальные работы по взаимодействию частиц под руководством Лейпунского, в 1938 году был пущен большой электростатический генератор. В 1939-1940 годах Зельдович Я.Б. и Харитон Ю.Б. обосновали возможность протекания в уране цепной ядерной реакции деления, а Флёров Г.Н. и Петржак К.А. открыли явление спонтанного деления ядер урана, имеющее принципиальное значение для обеспечения безопасного пуска и эксплуатации ядерных реакторов» (А.К. Круглов, «Как создавалась атомная промышленность страны»).
Перечень публикаций по ядерной физике в довоенные годы содержит свыше 700 статей и докладов на международных конференциях, среди которых наиболее представительными являются: Арцимович Л.А., Курчатов И.В., Мысовский Л.В. и другие «Поглощение медленных нейтронов» (1935 год); Лейпунский А.И. «Поглощение медленных нейтронов при низких температурах» (1936 год); Ландау Л.Д. «К статистической теории ядер» (1937 год); Френкель Я.И. «К статистической теории распада атомных ядер» (1938 год); Померанчук И.Я «Рассеяние медленных нейтронов в кристаллической решётке» (1938 год); Зельдович Я.Б., Зысин Ю.А. «К теории развала ядер» (1940 год); Зельдович Я.Б., Харитон Ю.Б. «О цепном распаде урана под действием медленных нейтронов. Кинетика цепного распада урана» (1940 год); «Механизм деления ядер» (1941 год); Курчатов И.В. «Деление тяжёлых ядер (1941 год); Ландау Л.Д., Тамм И.Е. «О происхождении ядерных сил» (1940 год) и т.д.
Итоги теоретических и экспериментальных исследований по ядерной физике обсуждались на нейтронном семинаре в ЛФТИ, а также на всесоюзных совещаниях по физике атомного ядра, которые ежегодно проводились в стране.
«В разное время на Всесоюзных совещаниях были заслушаны доклады: «Химическая природа продуктов деления тяжёлых ядер (Хлопин В.Г.); «Деление ядер (Лейпунский А.И.); «Опыты по делению урана (Русинов Л.И., Флёров Г.Н.); «К вопросу о делении ядер урана при захвате медленных нейтронов» (Лейпунский А.И., Маслов В.А.) и другие.
В конце февраля 1940 года с обстоятельным докладом «О проблеме урана» Курчатов выступил на заседании физико-математического отделения АН СССР. В своём докладе он, в частности, указал на необходимость расширения объёма исследований по ядерной физике» , — указывается в книге «Атомный проект СССР: документы и материалы» (в 3-х томах, 1999 год).
Авторитет советской науки был столь велик, что на ежегодные совещания по ядерной физике приезжало немало ведущих зарубежных учёных, которые впоследствии стали лауреатами Нобелевской премии: Нильс бор, Вольфганг Паули, Жолио Кюри, Вернер Гейзенберг и другие. Со многими зарубежными учёными у советских коллег установились дружеские деловые связи.
Все эти обсуждения стимулировали проведение новых исследований по ядерной физике, повышали их научных уровень, а главное, помогли заложить фундамент для последующих работ по созданию атомного оружия.
В поисках урана
В предвоенный период советские геологи не занимались разведкой новых урановых месторождений, поскольку на уран «не было спроса», тогда ещё никто не представлял себе, сколько его потребуется в ближайшем будущем. Имелся лишь небольшой рудник с опытным заводом в Табошарах, недалеко от города Ленинабада (в горах Киргизии), который подчинялся Наркомату цветной металлургии и выпускал небольшое количество радия. Однако время ставило перед страной сложнейшую задачу по созданию атомного оружия, а для её решения требовался уран.
Академики Вернадский В.И. и Хлопонин В.Г., ещё не зная будущих потребностей в уране, уже в июне 1940 года направили записку академику-секретарю отделения геолого-географических наук АН СССР П.И. Степанову, в которой говорилось: «…должны быть приняты срочные меры к форсированию работ по разведке и добыче урановых руд и получения из них урана. Это необходимо для того, чтобы к моменту, когда вопрос о техническом использовании внутриатомной энергии будет решён, мы располагали необходимыми запасами этого драгоценного источника энергии. Между тем, в этом отношении положение в СССР в настоящее время крайне неблагоприятно. Запасами урана мы совершенно не располагаем. Это — металл в настоящее время крайне дефицитный. Производство его не налажено. Разведанные мощные месторождения этого металла на территории Союза пока не известны. Разведки известных месторождений и поиски новых производятся темпами совершенно недостаточными и не объединены общей идеей. Поэтому мы просим Отделение геолого-географических наук обсудить вопрос о состоянии поисков и разведки урановых месторождений, наметить план развёртывания этих работ и войти в Правительство с проектом соответствующих мероприятий».
Осенью 1940 года было решено командировать на главнейшие месторождения урана в Средней Азии бригаду АН СССР под руководством академика Ферсмана А.Е. В длительную командировку уехали восемь человек, среди которых была только одна женщина — Рожанская Е.М., секретарь бригады. Кстати, в Атомном проекте женщин было очень мало. Известно, что в 1944 году научный сотрудник Государственного научно-исследовательского института Ершова З.В. получила первый слиток урана.
Возникал закономерный вопрос — сколько урана необходимо для запуска первого промышленного ядерного реактора и сколько его потребуется в дальнейшем. Директор ЛФТИ академик Иоффе так высказался о перспективах развития добычи урана: «Вряд ли можно ожидать в ближайшем будущем практической отдачи от деления урана. Другое дело — исследование этого процесса…Здесь надо расширить фронт работ…О срочном создании уранопроизводящей индустрии говорить рановато».
Другой ответ на этот вопрос дал его ученик Курчатов в докладной записке Молотову В.М. о работе Лаборатории №2 за первое полугодие 1943 года: «Для создания котла из металлического урана и смеси урана с графитом необходимо накопить в ближайшие годы 100 тонн урана. Разведанные запасы этого элемента в СССР оцениваются в 100-120 тонн. Исходя из этого, ГОКО наметил получение двух тонн урана в 1943 году и 10 тонн в 1944 году и в последующие годы.
Даже не будучи специалистом в этом вопросе, исходя их приведённых цифр, можно сделать заключение, что атомная бомба в СССР могла появиться только через 10 лет, если не изменится положение с разведкой и разработкой новых месторождений.
Детальная характеристика месторождения в Табошарах представлена в справке Махнева В.А., заместителя члена ГКО Берии Л.П., о состоянии работ по проблеме урана от 2 ноября 1944 года: «Разведка урановых месторождений. За два истёкших года из-за недостаточного внимания и плохого материально-технического оснащения геологоразведочных партий разведка урановых месторождений почти не сдвинулась с места».
По данным ГАРФ (фонд 10208), «Наркомцвет имел в 1943 году лишь несколько предприятий. Добычу урановой руды вели: « горный цех на месторождении Табошар в составе 47-ми человек рабочих; старательная артель в Майли-Су в составе 80-ти человек рабочих; старательная артель в Уйгурсае в составе 23-ти человек рабочих. Перерабатывали руду: завод «В» (в Табошарах) мощностью 4 тонны солей урана в год; химический цех по переработке руды в Ленинабаде; опытный цех при Институте «Гиредмет» для получения кускового урана.
Фактически в 1944 году (за девять месяцев) Наркомцветом было добыто 2370 тонн урановой руды, переработано — 755 тонн и выработано окиси урана — 1300 килограмм и металлического (кускового) урана — 280 кг».
На основании записки Махнева В.А., которую готовила также руководители НКВД Завенягин А.П. и Чернышев В.В., Комитет обороны 8 декабря 1944 года принял развёрнутое Постановление ГКО №7102 «О мероприятиях по обеспечению развития добычи и переработки урановых руд», содержащее 30 пунктов различных поручений наркоматам.
В постановлении были отражены практически все организационные вопросы по формированию добычи урана. Во-первых, разведка и добыча урана передавались в ведение НКВД, главным образом, потому что у него имелись специфические возможности вплоть до использования принудительного труда заключённых.
Во-вторых, заместитель начальника НКВД Завенягин А.П. был назначен ответственным лицом в НКВД за организационную работу по урану.
«В-третьих, в составе Главного управления лагерей горно-металлургических предприятий НКВД СССР было образовано Управление по урану «Спецметуправление НКВД СССР» (данные из книги «Государственная власть СССР. Высшие органы власти и управления и их руководители». 1923-1991. Историко-библиографический справочник).
В-четвёртых, был образован новый научно-исследовательский институт по урану — «Институт специальных металлов НКВД» (Инспецмет НКВД). Впоследствии этот институт получил наименование НИИ-9 и подчинялся Первому главному управлению (ПГУ).
Инспецмет и завод по производству урана и урановых соединений решено было разместить в черте Москвы. Институт был действительно размещён на территории ВИЭМ, а урановый завод здесь построен не был.
Было выпущено много постановлений правительства по расширению объёмов геологической разведки и организации горнодобывающих предприятий, что в условиях военных действий было сложным делом. В справке Спецметуправления НКВД от 16 апреля 1945 года было указано, что «общие запасы закиси-окиси урана по всем известным месторождениям составляют 430 тонн», из них 350 тонн приходится на месторождение Табошары (комбинат №6).
Таким образом, к началу развёртывания работ по Атомному проекту ситуация с обеспечением его ураном была критической. Поэтому неслучайно, что Махнев В.А. 8 апреля 1945 года направил Берии записку с предложением направить в Германию для выяснения характеристики уранового месторождения Шмидеберг (Верхняя Силезия) и разработки предложений по его использованию с целью получения урановой руды.
Напряжённая работа советских геологов также принесла свои долгожданные результаты.
На территории СССР были открыты уникальные месторождения урана. Одно их них — осадочное месторождение Меловое (1954 год) с комплексными (уран, фосфор, редкоземельные элементы и другие) рудами в палеогеновых глинах, обогащённых костным детритом, на полуострове Мангышлак недалеко от города Шевченко (ныне город Актау — Республика Казахстан). На базе этого месторождения был создан Прикаспийский горно-металлургический комбинат и Мангышлакский энергокомбинат с реактором на быстрых нейтронах БН-350 и опреснительными установками для энергоснабжения близлежащего города.
«Многие миллионы лет назад здесь был океан, часть которого со временем была отделена участком суши и превратилась во внутреннее море. Известно, что в морской воде содержался уран, который сорбировался морскими рыбами и откладывался в их костях. Затем всё море постепенно высохло, вся рыба погибла, образовав многокилометровый слой костных рыбных останков, содержащих уран. Когда мы спустились на дно карьера, то увидели слой руды чёрного цвета толщиной 1-1,2 метра. Шагающий экскаватор загружал руду в мощные 40-тонные самосвалы, которые вывозили её на поверхность. Руду перегружали в железнодорожные думкары и доставляли на обогатительную фабрику. Нам показали крупные позвонки и зубы доисторических акул, дали подержать их в руках, хотя они и имели некоторую альфа-активность. Затем мы поднялись в кабину оператора-машиниста и понаблюдали за процессом работы шагающего роторного экскаватора. Для меня, державшего в своих руках урановые блочки промышленных реакторов, очехлованные в алюминиевую оболочку, всё виденное представляло исключительный интерес и оставило незабываемые впечатления», — вспоминает в наши дни доктор технических наук Киселёв Г.В.
Первым в СССР уранодобывающим предприятием стал Комбинат №6, который впоследствии был перемеинован в Ленинабадский горно-химический комбинат (город Чкаловск Таджикской ССР). Затем были созданы горно-химическое рудоуправление в городе Лермонтов на Северном Кавказе и Восточный горно-обогатительный комбинат (город Жёлтые Воды Днепровской области Украинской ССР) на базе Первомайского и Желтореченского железо-урановых месторождений. На базе вновь открытых месторождений урана в последующем были построены крупные горно-обогатительные и горно-химические комбинаты: Киргизский горнорудный комбинат на базе Таравакского угольно-уранового месторождения, Целинный комбинат на Северном Казахстане (город Степногорск), Навоийский в Западном Узбекистане, уже упоминавшийся Прикаспийский, Приаргунский в Забайкалье и другие. Были разведаны и освоены месторождения тория в Мурманской, Свердловской, Читинской областях, Красноярском крае.
Два пути создания атомной бомбы
Время с 28 сентября 1942 года (это дата первого распоряжения ГКО по урану) до августа 1945 года, когда Постановлением ГКО было осуществлено организационное оформление работ по созданию атомной бомбы, можно считать вторым периодом подготовительных работ, который можно назвать периодом концептуальных исследований.
Действительно, в этот период Курчатов и его «команда» провели много расчётных исследований для определения направлений дальнейших работ по созданию атомной бомбы. Помимо собственных данных они также использовали информацию о зарубежных исследованиях, полученную нашей разведкой.
На основе всей информации были выбраны два главных направления. Первое — получение плутония в качестве основного делящегося вещества для бомбы. Второе — производство высокообогащенного урана для бомбы, а также урана-233 в качестве резервного варианта.
В это время Курчатов получил доступ к конфиденциальной информации о работах за рубежом по атомной тематике, добываемой нашей разведкой. Он знакомился с этими материалами, составлял заключения о полезности, готовил вопросы для резидентов. Зарубежная информация позволяла Курчатову определять те научные направления, которые необходимо было развивать, а так же те, которые требовалось дополнительно проверить. При этом следует подчеркнуть, что буквально все расчёты и эксперименты выполнялись советскими специалистами. Порой они и не знали, что существуют какие-либо зарубежные данные. Однако нельзя отрицать, что зарубежная информация способствовала решению проблемы скорейшего создания атомной бомбы.
Триумвират, созданный Сталиным в 1945 году
В августе 1945 года советское правительство было вынуждено принять решительные организационные меры по ускорению создания собственного ядерного оружия в связи с атомными бомбардировками США японских городов Хиросима (6 августа) и Нагасаки (9 августа).
Организационные формы этой деятельности были выработаны в период Великой отечественной войны, когда, наряду с государственными органами власти, образовывались различные комитеты с особыми полномочиями, назначались специальные уполномоченные. Например, Государственный Комитет Обороны (ГКО) под председательством Верховного главнокомандующего Сталина. Когда возникла задача форсирования создания отечественной атомной бомбы, Сталин поступил аналогичным образом, приняв решение об организации Специального комитета при ГКО во главе с Берией и Первого главного управления (ПГУ) под руководством бывшего наркома боеприпасов Ванникова Б.Л.
Необходимо отметить, что кандидатура Первухина Михаила Георгиевича по всем характеристикам подходила больше, чем Берии. Как указано выше, именно Сталин в 1942 году назначил Первухина совместно с Кафтановым С.В. высшими должностными лицами, ответственными в правительстве за работы по использованию энергии деления ядра в военных целях.
«Михаил Первухин в 1929 году окончил Московский институт народного хозяйства имени Г.В. Плеханова, работал инженером в Мосэнерго, затем старшим инженером, начальником цеха, директором Каширской ГРЭС, а с 1938 года — заместитель наркома тяжёлой промышленности, с января 1939 года — нарком электростанций и электропромышленности, с мая 1940 года — заместитель председателя Совнаркома. В 1942 году назначен по совместительству наркомом химической промышленности. Впоследствии он был назначен заместителем начальника ПГУ» (данные из «Государственная власть СССР. Высшие органы власти и управления и их руководители». 1923-1991. Историко-библиографический справочник).
«Борис Львович Ванников, участник гражданской войны, член партии с 1919 года, выпускник Московского высшего технического училища; с 1933 по 1936 годы работал директором Тульского оружейного завода, с декабря 1937 года был назначен заместителем наркома оборонной промышленности, с января 1939 года — нарком вооружения СССР. В начале июня 1941 года был отстранён от должности, арестован и находился во внутренней тюрьме НКВД после спора со Ждановым и Сталиным о производстве артиллерийского оружия. После начала войны Сталин возвратил его обратно в наркомат, на должность заместителя наркома вооружения. Ванникову было вручено удостоверение, в котором было указано, что он был подвергнут аресту по недоразумению и считается полностью реабилитирован. В начале 1942 года он был назначен снова наркомом боеприпасов » (данные из «Государственная власть СССР. Высшие органы власти и управления и их руководители». 1923-1991. Историко-библиографический справочник).
Однако Сталин принял решение назначить Берию председателем Спецкомитета и, следовательно, сделал его ответственным за решение атомной проблемы в стране. Надо заметить, что Берия, с 1939 года возглавивший НКВД и являвшийся с 1941 года членом ГКО СССР, хорошо знал работу оборонно-промышленного комплекса. Э
Интересные воспоминания оставил Ванников в своей книге «У истоков советского атомного оружия». Он рассказал о встрече со Сталиным при обсуждении структуры управления атомными делами, когда решался вопрос о назначении его заместителем руководителя Спецкомитета, начальником ПГУ и председателем технического совета при Спецкомитете: «Это был для меня поистине урожайный назначениями день — сразу три должности» (да ещё какие!). При этом Ванникова не освободили от должности наркома боеприпасов, что было сделано позднее.
Первым заместителем начальника ПГУ был назначен Завенягин, который одновременно оставался в должности заместителя наркома НКВД СССР; ему было поручено курировать вопросы добычи и переработки урановой руды и строительства атомных объектов. Выбор Сталиным Ванникова, Завенягина и Первухина, имеющих большой опыт организационной работы в государственном масштабе в период войны, и назначение их руководителями ПГУ оказался очень удачным, их последующая деятельность позволила решить поставленную задачу по созданию ядерного оружия.
ТЗ на первую авиабомбу
Так, в мае 1946 года было подготовлено техническое задание «На корпус фугасной авиабомбы». Пункт 1 данного ТЗ был следующим: «Корпус авиабомбы должен быть приспособлен для крепления внутри его заряда, заключённого в прочную металлическую оболочку. Вес заряда с оболочкой — две тонны, диаметр заряда в оболочке — 1,3 метра. Крепление должно быть непостоянным, т.е. на болтах или замках, а не на сварке.
Пункт 2. Пространство внутри корпуса по обеим сторонам заряда должно быть максимально сохранено для заполнения взрывчатым веществом.
Пункт 3. Бомба должна быть предназначена для подъёма на тяжёлом бомбардировщике.
Должны быть разработаны независимо системы подвески как внутри люков (если позволят габариты, обеспечивающие устойчивый полёт) так и снаружи.
Пункт 4. Сохранение формы корпуса при вхождении в грунт не обязательно.
Пункт 5. Бомба должна снабжаться в головной части двумя независимо действующими взрывателями мгновенного действия.
Пункт 6. В боковой стенке корпуса фугасной авиабомбы против центра заряда должно открываться и герметически закрываться круговое отверстие диаметром 120 мм.
Пункт 7. На самолёт берётся одна бомба указанного типа».
Подпись — Ю. Харитон.
Продолжение следует…
Информация