Исторические предпосылки создания первого в СССР комбината промышленного производства плутония

ИСТОРИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ПЕРВОГО В СССР КОМБИНАТА ПРОМЫШЛЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА ПЛУТОНИЯ

УДК 621.039

В конце Второй мировой войны военно-техническая революция особенно проявилась в создании атомного оружия, появление которого в США, а затем в СССР, имело не только большое политическое, военно-стратегическое, но и научно-техническое значение.

Война создала условия для дальнейшего развития научно-технической революции. Более совершенная техника и средства научных исследований в Германии, Англии, Франции и США были к тому времени обеспечены тесным сотрудничеством ученых и промышленников в области создания традиционных вооружений нового поколения. Развитый научно-технический потенциал этих стран позволял рассматривать последние достижения ядерной физики в качестве производительной силы.

В СССР военно-техническая революция началась гораздо позже, чем на Западе. По сути, всю первую половину ХХ века СССР находился в роли «догоняющего» развитые индустриальные страны.

Ядерная физика в довоенный период в СССР, в отличие от математики, химии, биологии, не рассматривалась академической наукой в числе перспективных с точки зрения прикладного использования. В 1920-х - начале 1930-х гг. это направление в науке в основном развивалось на теоретико-экспериментальном уровне в русле общемирового опыта. К моменту появления научных открытий в Англии и Франции в СССР еще не сложилась своя школа ядерной физики [22, с.73, 82].

В целом период развития советской ядерной физики в первой половине 1930-х гг. характеризовался деятельностью небольших, разрозненных групп ученых в институтах, подчиненных АН СССР и наркоматам НКМаш, НКТяжпром, НКОП и другие [3, с. 44]. Ядерные лаборатории большей частью проводили исследования по тематике, интересующей наркоматы, которые

О.Ю. ЖАРКОВ

не спешили обеспечивать экспериментальные работы по ядру ни кадрами, ни технической базой.

В тот период сыграла свою положительную роль доступность зарубежных публикаций. Поступающая информация и практическая возможность повторения некоторых из зарубежных опытов стимулировали ядерные исследования в СССР, их начали проводить сразу в нескольких физических институтах - Ленинградском (ЛФТИ), Харьковском (УФТИ),Физическом институте при Академии наук (ФИАН) и Радиевом институте (РИАНе). С 1933 по 1940 г. регулярно организовывались Всесоюзные конференции и совещания по вопросам физики атомного ядра с приглашением крупнейших зарубежных ученых, что способствовало развитию отечественной ядерной науки.

С середины 1930-х гг. советские ученые, имевшие более скромные технические возможности по сравнению со своими зарубежными коллегами, сосредоточились на теоретических и экспериментальных исследованиях популярной урановой проблемы, и в этом преуспели.

В 1935 году И.В. Курчатов с группой ученых открыл явление ядерной изоме-трии, в 1936 году Я.И. Френкель предложил капельную модель ядра и ввел темо-динамические понятия в ядерную физику. В 1940 году Ю.Б. Харитон и Я.Б.Зельдович из Института химической физики АН СССР теоретически обосновали необходимые условия для создания цепной ядерной реакции в уране-235, а Г.Н. Флеров и К.А. Петржак в лаборатории И.В. Курчатова (ЛФТИ) открыли явление самопроизвольного деления урана [23, с. 42]. Эти открытия уже имели мировое значение для ядерной науки. На данном этапе исследований ученые пришли к заключению, что уран-235 содержится в природном уране в очень малом количестве - не более 0,7%. Следовательно, для его получения понадо-

бятся многие тонны сырья - природного урана [2, л. 87].

К тому времени в СССР сырьевой базы урана еще не существовало. О ее создании и централизации урановых исследований активно хлопотали перед Совнаркомом СССР и АН СССР крупные ученые академики В.И. Вернадский, В.Г. Хлопин и А.Е. Ферсман. Благодаря их усилиям 30 июля 1940 года Президиум АН СССР утвердил Комиссию по проблеме урана (председатель - академик В.Г. Хлопин) для общего руководства всеми научно-исследовательскими работами по урану в стране [1, л. 182-185]. Однако до войны Комиссия по урану успела сделать практически немного. Фундаментальные исследования продолжали проводиться одновременно в ЛФТИ, РИАНе и ФИАНе, тематика и планы НИР не согласовывались между институтами, что распыляло научные силы, количество исследований не переходило в качество.

Сырьевую базу урана бригада академика А.Е. Ферсмана до войны создать также не смогла. Геологоразведка отмечала бедность урановых руд Средней Азии. В Комитете по делам геологии при СНК СССР не было ни одного геолога-специалиста по урану. Примитивное оборудование поисковых групп составляло ограниченное количество приборов для определения радиоактивности горных пород. В поисковых работах радиоактивных элементов от физических институтов участвовала только группа из РИАНа [21, с. 30].

К июню 1941 г. ученые ЛФТИ пришли к заключению, что в металлическом ура-не-235 можно осуществить цепную реакцию и взрыв исключительной силы [20, с. 125]. Однако не было возможности экспериментально проверить теории ученых: в ЛФТИ не был построен мощный циклотрон, а в РИАНе циклотрон работал нестабильно, что не позволяло систематически вести эксперименты. По воспоминаниям академика Ю.Б. Харитона, в советской науке того времени, вопреки мнению небольшой группы энтузиастов, преобладали суждения, что решение проблемы урана - дело не близкого будущего, «...для успеха потребуется 15-20 лет» [18, с. 42]. Вероятно, учитывая мнение авторитетных ученых, правительство и руководство Академии наук СССР не спешили вкладывать средства и развивать ядерную физику.

С началом Великой Отечественной войны все урановые исследования почти прекратились. АН СССР и ведущие физические институты эвакуировались в г. Казань, где выполняли исследовательские работы оборонной тематики. До середины 1942 года ученые и руководство страны не рассматривали использование урановой проблемы в военных целях. Однако в конце сентября 1942 года работам по урановой проблеме было суждено возобновиться. Правительством были поставлены перед наукой совсем иные задачи чем до войны, а именно - возобновить урановые исследования с целью создания атомной бомбы. 28 сентября 1942 г. вышло распоряжение Государственного Комитета Обороны № 2352 «Об организации работ по урану», которое, по превалирующему ныне в атомной отрасли мнению, положило начало Атомному проекту по созданию ядерного оружия и созданию атомной отрасли в СССР [13, с. 9].

По нашему мнению, в Кремле решили обойтись минимумом - создать отдельную лабораторию, чтобы через полгода получить от ученых ответ: возможно в СССР создать урановую бомбу или нет? Больших ресурсов государство дать ученым пока не могло. Ресурсов хватало только на возобновление прежних экспериментов. В условиях войны, при отсутствии научно-технической и экспериментальной базы, кадров, а также знаний необходимого уровня, советским ученым крайне требовалась научная и техническая информация о проведении зарубежных исследований по созданию атомного оружия, чтобы успешно и быстро развивать собственный Атомный проект. С началом войны публикации статей по урановой проблеме в западных журналах прекратились совсем, но получить для ученых необходимую информацию помогла научно-техническая разведка.

Роль советской научно-технической разведки в создании атомного оружия до сих пор неадекватно оценивается учеными-ядерщиками, историками и самими руководителями, ветеранами разведслужб [9]. Однако именно систематическая передача разведданных в 1941-1942 гг. убедила наркома Л.П. Берию, и затем И.В. Сталина, что атомная бомба, создаваемая на Западе, не вымысел, а изучение И.В. Курчатовым поступающих из-за рубежа документов

значительно ускорило работу советских ученых над Атомным проектом. С 1941 по 1945 гг. были переданы в руки советских ядерщиков тысячи фотокопий листов информации [10, с. 54-55].

Однако в первые месяцы Атомный проект почти не продвинулся в реализации. Распоряжением ГКО от 11 февраля 1943 года, по протекции академика А.Ф. Иоффе, новым научным руководителем Атомного проекта был официально назначен И.В. Курчатов. 12 апреля 1943 г. в составе Академии наук СССР создается отдельная научная организация Лаборатория № 2 (ныне - РНЦ «Курчатовский институт») [12, с. 5-6], в которой стали проводиться все основные теоретические и экспериментальные работы по Атомному проекту. И.В. Курчатову удалось объединить в лаборатории специалистов, до войны занимавшихся проблемой урана в разных институтах: Я.Б. Зельдович, Ю.Б. Харитон, Г.Н. Флёров, К.А. Петржак и др. К исследованиям были привлечены ведущие институты страны: Радиевый, Ленинградский физико-технологический институт, Институт органической химии, МГУ, Государственный НИИ редких и малых металлов(Гиредмет) и др. Все группы получили от Лаборатории № 2 специальные задания. Сама Лаборатория № 2 была переведена в Москву, где продолжила теоретические расчеты и эксперименты.

К весне 1944 года ученым уже были известны различные методы производства ядерных взрывчатых веществ. Однако имевшаяся неясность, какое из веществ -плутоний или уран-235 явится более подходящим для бомбы, определила основные направления исследований - стали изучать проблему «котлов» (так сначала называли атомные реакторы) для наработки плутония и проблему деления изотопов урана [17, с. 391]. Решение этих проблем требовало создания специальных установок - реакторов для наработки плутония и диффузионных машин для получения обогащенного урана-235.

Для постройки реактора были необходимы тонны металлического урана и графита. Поэтому, параллельно с проектными работами, требовалось в кратчайшие сроки решить проблему сырья. 27 ноября 1942 г. Государственный Комитет Обороны издал постановление «О добыче урана», которое некоторые исследователи считают

первым правительственным актом, положившим начало созданию сырьевой базы для атомной промышленности СССР [11, с. 172].

Наркомат цветной металлургии СССР, Комитет по делам геологии при СНК СССР активно включились в работу по геологоразведке и добыче урана, но результаты были «ничтожно малы». До 1943 г. все разведанные запасы урана в стране оценивались в 100-120 тонн. Между тем, только на создание конструкции экспериментальных реакторов требовалось не менее 100 тонн урана. Но в 1943-1944 гг. в Советском Союзе не оказалось месторождений, аналогичных месторождениям бельгийского Конго и Канады, практически полностью обеспечивших атомные заводы США урановым сырьем [15, с. 321]. Положение с нехваткой сырья во второй половине 1944 г. становится катастрофичным для продолжения исследований. После безответных обращений письмами к самому И.В. Сталину И.В. Курчатов обратился к заместителю председателя ГКО Л.П. Берии [4, с. 127]. Подключение к проекту Л.П. Берии стало переломным моментом во всех дальнейших исследованиях и работах по Атомному проекту СССР.

Именно с конца 1944 г. стали выходить постановления и распоряжения ГКО, кардинально изменившие ход последующих работ по обеспечению сырьем, материалами, кадрами и финансированию проекта И.В. Курчатова. Ядерная физика в СССР постепенно начала обретать приоритет и получила шанс стать одним из основных направлений в развитии отечественной военно-технической революции, потеснив радиолокацию и ракетостроение.

Л.П. Берия добился, чтобы Государственный Комитет Обороны с декабря 1944 г. возложил на подведомственный ему НКВД СССР все работы по разведке, добыче и переработке урановой руды в стране, а также строительство и эксплуатацию рудников, обогатительных фабрик, перерабатывающих заводов. В составе Главного управления лагерей (ГУЛАГ) для горно-металлургических предприятий наркомата организуется новое управление по урану - «Спецметуправление НКВД СССР» и научно-исследовательский институт «Институт специальных металлов НКВД - Инспецмет НКВД» [5, с. 181]. С января 1945 г. нарком Л.П. Берия начал

издавать приказы по проблеме урана, которые направлялись начальникам Главных управлений НКВД СССР. 15 мая 1945 г. организуется в составе НКВД комбинат №6 - первая сырьевая урановая база страны [16, с. 254].

Тем не менее, решить сырьевую проблему до конца войны и ведомству Л.П. Берии не удалось. Урана добывалось на отечественных рудниках мало, его не хватало даже для загрузки первого экспериментального реактора Ф-1, строящегося на территории Лаборатории №2. Причина заключалась в бедности открытых месторождений, слабой механизации работ и отсутствии технологии переработки руд, исключающей большие потери урана в отходах.

В мае 1945 г. группа научных сотрудников Лаборатории №2 во главе с заместителем члена ГКО В.А.Махневым была направлена в Германию, где обнаружила и вывезла в СССР 250 килограммов металлического урана, 3 тонны окиси урана, 20 литров тяжелой воды и ЛА грамма радия [6, с. 284, 287]. Кроме того, находящийся в Германии заместитель наркома внутренних дел СССР А.П. Завенягин докладывал Л.П. Берии, что в СССР были направлены обнаруженные дополнительно 250-300 тонн урановых соединений и около 7 тонн металлического урана [7, с. 323-324]. Так, долгое время недостающее для начала работы над созданием реакторов сырье в середине 1945 года поступило в распоряжение советских ученых.

Однако для строительства реактора требовался графит высокой чистоты и металлический уран, исчисляемые сотнями тонн. Все эти вопросы исследовались Лабораторией № 2 и привлекаемыми ею институтами (Гиредмет, НИИ-9). Ученые разработали методики получения чистого графита и технические условия на изготовление блочков из металлического урана -главных составляющих «активной зоны» будущего реактора. Это позволило начать в конце 1945 - начале 1946 гг. промышленный выпуск графитовых блоков высокой чистоты на Московском электродном заводе и металлического урана на заводе № 12 в г. Электростали [19, с. 118].

Ход исследований привел ученых к выводу, что для дальнейшего технического прогресса недостаточно ведения работ лишь в лабораторных условиях. Получить

необходимое количество плутония для бомбы можно было только в промышленном реакторе. 10 сентября 1945 г. Технический совет Спецкомитета при СНК СССР устанавливает, что наиболее близким к практическому осуществлению является метод «котел уран-графит», т.к. плуто-ний-239 по этому методу может быть получен уже в конце 1947 года [8, с. 13].

Парадокс заключался в том, что на момент принятия решения о строительстве первого промышленного реактора технология производства плутония была известна советским физикам лишь в самых общих чертах. Недостающие знания и опыт можно было получить, только построив сначала опытно-экспериментальный реактор-модель, в котором попытаться осуществить цепную ядерную реакцию, а затем наработать хотя бы малое весовое количество плутония.

Решение проблемы производства металлического урана и графита высокой чистоты необходимого количества позволили И.В. Курчатову построить на территории Лаборатории № 2 и пустить 25 декабря 1946 г. первый в СССР и на материке Евразия исследовательский реактор Ф-1 и осуществить в нем управляемую цепную ядерную реакцию [14, с. 114]. Успешный пуск Ф-1 практически доказал главное -схема уран-графитового «котла» способна нарабатывать плутоний. Исследования, проводимые на Ф-1, дали ученым и проектировщикам ценнейший экспериментальный материал, который был использован при проектировании первого промышленного реактора.

Пуск физического исследовательского реактора Ф-1 и наработка в нем миллиграммов весового плутония стали первым крупным успехом атомной военно-технической революции. Страна вплотную приблизилась к практическому осуществлению грандиозного национального проекта - созданию атомной промышленности. Благодаря настойчивости и самоотверженному труду ученых, инженеров, разведывательных органов в довоенный и особенно в военный период руководство СССР окончательно пришло к выводу о необходимости создания ядерного оружия, обладание которым в новых условиях «холодной войны» имело решающее значение. Поэтому государство оказало всемерную поддержку проводимым фун-

даментальным и экспериментальным исследованиям. Подключение к проблеме в период Отечественной войны заместителя председателя СНК СССР Л.П. Берии и подведомственного ему НКВД с мощнейшей системой ГУЛАГа позволило решить важнейшие вопросы добычи и переработки уранового сырья в СССР,получения чистого графита, доставки из-за границы недостающего уранового сырья в количествах,

необходимых для начала практических работ. Отработка учеными технологии получения плутония на экспериментальном уровне, получение положительных результатов, мобилизация всех возможных ресурсов государства позволили в конце 1945 - начале 1946 гг. приступить к строительству на Южном Урале первого в СССР реактора для промышленного производства плутония.

1. Архив РАН Ф.2. Оп.6. Д.24.

2. Архив РАН Ф.535. Оп.1. Д.67.

3. Атомный проект СССР: Документы и материалы: В 3 т./ под общ. ред. Л.Д.Рябева. Т.1, ч.1. - М., 1998.

4. Атомный проект СССР: Документы и материалы. Т.1, ч.2. - М., 2002.

5. Атомный проект СССР: Документы и материалы. Т.1, ч.2. С.181.

6. Атомный проект СССР: Документы и материалы. Т.1, ч.2. С.284, 287.

7. Атомный проект СССР: Документы и материалы: Т.1, ч.2. С.323-324.

8. Атомный проект СССР: Документы и материалы. Т.2. Кн.4. - М., 2003.

9. Бараев В. История длиною в шесть десятилетий // Бюллетень по атомной энергии. - 2003. - №7.; Барковский В.Б. Атомное оружие и научно-техническая разведка //Курчатовский институт. История атомного проекта, Вып. 2. - М.: РНЦ «Курчатовский институт», 1995.; Харитон Ю.Б., Смирнов Ю.Н. О некоторых мифах и легендах вокруг советского атомного и водородного проектов //Энергия. - 1993. - №9.

10. Барковский В.Б. Участие научно-технической разведки в создании отечественного атомного оружия // Наука и общество: история советского атомного проекта (40-е - 50-е годы)/Труды Международного симпозиума ИСАП-96 в 2-х т./Т.1-М., 1997.

11. Ветров В.И., Кротков В.В., Куниченко В.В. Создание предприятий по добыче и переработке урановых руд //Создание первой советской ядерной бомбы. - М., 1995.

12. Головин И.Н. От Лаборатории №2 до Курчатовского института //Курчатовский институт. История атомного проекта, Вып. 1. - М.: РНЦ «Курчатовский институт», 1995.

13. Выступление академика А.Ю. Румянцева на Международной научной конференции «Ядерный век: Наука и общество» // Бюллетень по атомной энергии. - 2003. - № 3.; Губарев В.С. Белый архипелаг Сталина. Документальное повествование о создании ядерной бомбы, основанное на рассекреченных материалах «Атомного проекта СССР». - М., 2004.

14. Жежерун И.Ф. Строительство и пуск первого в Советском Союзе атомного реактора. - М., 1978.

15. Котельников Р.Б., Тумбаков В.А. Атомный проект СССР - дерево целей, ресурсы, усилия, результаты (1945-1950гг.) // Наука и общество: история советского атомного проекта (40-е - 50-е годы) /Труды Международного симпозиума ИСАП-96 в 2-х т. / Т.2. - М., 1999.

16. Круглов А.К. Как создавалась атомная промышленность в СССР. - 2-е изд., испр. - М., 1995.

17. Курчатов И.В. Собрание научных трудов: В 6 т. - М., 2009. - Т.3.

18. Материалы юбилейной сессии Ученого совета РНЦ «Курчатовский институт» 12 января 1993 г. - М.: РНЦ «Курчатовский институт», 1993.

19. Меркин В.И. Создание первого промышленного реактора Советского Союза // Наука и общество: история советского атомного проекта (40-е - 50-е годы) /Труды Международного симпозиума ИСАП-96 в 2-х т. / Т.1. - М., 1997.

20. Первухин М.Г. Как была решена атомная проблема в нашей стране // Новая и новейшая история. - 2001. - №5.

21. Рябев Л.Д., Кудинова Л.И., Работнов Н.С. К истории советского атомного проекта (1938-1945) // Наука и общество: история советского атомного проекта (40-е - 50-е годы) / Труды Международного симпозиума ИСАП-96 в 2-х т. / Т. 1. - М., 1997.

22. Холловэй Д. Сталин и бомба: Советский Союз и атомная энергия. 1939-1956; пер. с англ. Б.Б.Дьякова, В.Я.Френкеля / Д.Холловэй. - Новосибирск: Сибирский хронограф, 1997.

23. Ядерная индустрия России. - М.: Энергоатомиздат, 1999. - С. 8; Атомная отрасль России. - М., 1998.