Глава вторая ПРОБЛЕМА УРАНА

Создание атомной бомбы в СССР, как и в США, началось с решения проблемы урана. К пониманию важности и необходимости широкомасштабных работ по урану советские ученые пришли вполне самостоятельно, без какой-либо опоры на американский опыт. Как о деле первостепенной государственной важности, одним из первых официально заговорил об этой проблеме академик В. И. Вернадский. Более чем за два года до окончания Великой Отечественной войны, задумываясь о перспективах послевоенной энергетики, он 13 марта 1943 года направил записку президенту АН СССР академику В. Л. Комарову и академикам А. Ф. Иоффе и В. Г. Хлопину с предложением скорейшего восстановления деятельности Урановой комиссии и организации геолого-разведочных работ по поиску новых месторождений урана, так как запасов урана в стране практически не было. Он писал, что будущее принадлежит атомной энергии и надо ясно понимать, «где у нас находятся руды урана»^[500]. Записка В. И. Вернадского легла на подготовленную почву, в рамках атомного проекта уже разворачивалась работа в этом направлении. Как указано выше, 25 апреля 1943 года Курчатов представил М. Г. Первухину обстоятельный, состоящий из двух частей доклад «Проблема урана»^[501], где изложил свое мнение об использовании урана в военных и мирных целях, подчеркивая невероятную сложность технического решения поставленной задачи.

Чтобы узнать, какими ресурсами урана страна располагает, Первухин и Курчатов вызвали директора РИАН Хлопина в Москву из Казани. Академик сообщил, что в имеющемся в Средней Азии руднике, где добывают радиевые руды для цветной металлургии, в отходах имеется уран^[502]. По сведениям Наркомата цветной металлургии, их разведанные запасы были незначительны. Для получения первых 100 тонн урана требовалось провести большие горные работы и соорудить установки по обогащению руды. Первухин и Курчатов доложили правительству, что необходимо организовать срочные работы по разведке новых месторождений и добыче урана в больших масштабах^[503]. Следствием этого явилось распоряжение ГКО от 30 июля 1943 года № 3834сс «Об организации геолого-разведочных работ, добыче урана и производстве урановых солей»^[504]. 18 августа Президиум АН СССР во исполнение этого распоряжения постановлением «Об организации работ по геологии урана»^[505] обязал ряд министерств и академических институтов организовать и провести работы по разведке, добыче и радиометрии урана и производству урановых солей.

ГКО обязал Наркомат цветной металлургии добыть в 1943 году первую партию урана — 100 тонн. Но это постановление не было выполнено ни в 1943-м, ни в 1944 годах. К августу 1945 года удалось получить только один килограмм, и ни руководство страны, ни Курчатов не знали, будет ли вообще получено нужное количество. Между тем потребность в уране становилась неотложной: предстояла сборка первого экспериментального реактора Ф-1 в Москве. 8 апреля 1944 года ГКО принял постановление № 5585сс о развитии геологоразведочных работ по радиоактивным элементам^[506]. О нехватке урана даже для первого реактора Игорь Васильевич писал в докладе Сталину: «До мая 1945 г. не было надежды осуществить уран-графитовый котел, т. к. в нашем распоряжении было только 7 т окиси урана. В середине прошлого (1945 г.) года т. Берия направил в Германию специальную группу работников Лаборатории № 2 и НКВД во главе с тт. Завенягиным, Махневым и Кикоиным для розысков урана и уранового сырья… Группа нашла и вывезла в СССР 300 т окиси урана и его соединений, что серьезно изменило положение не только с уран-графитовым котлом, но и со всеми другими урановыми сооружениями»^[507]. Вместе с ураном в Лабораторию № 2 были привезены также научная и техническая документация, приборы и оборудование ряда демонтированных немецких институтов. Все это сильно ускорило работу^[508].

Для разведки урановых залежей и организации добычи урана в сентябре 1945 года под руководством П. Я. Антропова в Среднюю Азию была отправлена комиссия^[509]. После разведпроходки в Табошарах и других местах она провела широкую разведку в районах, прилегающих к уже открытым залежам. Были обнаружены новые значительные запасы урана^[510]. Специальные поисковые экспедиции провели Министерство геологии и другие ведомства с конца 1947-го и по 1950 год в различные части страны^[511]. С обнаружением урана немедленно начинались горные разработки, закладывались рудники вблизи Желтых Вод на Украине, в Силламяэ в Эстонии, Сланцах в Ленинградской области, вблизи Пятигорска на Кавказе, на Урале, а также на востоке Сибири в золотопромышленной области на Колыме. На содержание урана изучали реки и озера. На Алтае, Урале, в Сибири, на Кольском полуострове и на Кавказе^[512] разрабатывали также монацит, из которого извлекали торий, чтобы потом переработать его в делящийся изотоп уран-233.

Добыча урана разворачивалась в труднейших условиях. Руды залегали в труднодоступных горных районах. Ефим Павлович Славский, тогда заместитель министра цветной металлургии, вспоминал: «Летом 1946 года уран был разведан в очень ограниченном количестве. Как его вывозили? У меня сохранились фотографии. На одной из них рабочие гонят ишаков… На каждом висят сумки, а в сумках — урановая руда. Хорошей считается руда, если в ней 0,1 % урана, остальное все — пустая порода. Представьте, сколько в одной сумке ишак привез урана!»^[513] Добытую руду перевозили на обогатительные фабрики, а продукт переработки — очень чистую соль урана — на урановый завод в городе Электросталь Московской области, где ее перерабатывали в металл^[514].

После победы над Германией СССР использовал ее урановые месторождения, находившиеся в советской зоне оккупации^[515]. В Восточной Германии были построены фабрики для получения уранового концентрата, отправляемого затем в Советский Союз^[516]. Урановые рудники также закладывали в Болгарии и Польше, где залежи давали значительно меньше урана, чем в Германии и Чехословакии. Также СССР начал добычу урана в китайской провинции Синьцзян, которую он в то время контролировал^[517].

Данные о добыче советского урана даже за первые послевоенные годы до сих пор не опубликованы^[518]. По оценке ЦРУ, советские и восточноевропейские рудники давали в 1946 и 1947 годах от 70 до 110 тонн окиси урана. Только в 1948 году произошло значительное увеличение добычи, но и тогда наращивание добычи урана все еще считалось задачей чрезвычайной важности. По тем же оценкам, 45 процентов советского урана было получено из Восточной Германии, 33 — из Советского Союза, 15 — из Чехословакии, 4 — из Болгарии и 3 процента — из Польши. Но эти цифры, как пишет Д. Холловэй, должны быть приняты с известной осторожностью^[519]. Важность восточноевропейского урана для СССР подтвердил на пленуме ЦК КПСС в июле 1953 года заместитель министра среднего машиностроения А. П. Завенягин, отметивший, что поскольку значительная доля уранового сырья добывается за границей, «важно вести форсированную разведку отечественной сырьевой базы»^[520].

С первых дней деятельности Лаборатории № 2 под непосредственным руководством Курчатова разворачиваются работы по получению металлического урана из поставляемого обогатительными фабриками уранового сырья. Игорь Васильевич формулирует жесткие физико-химические требования к чистоте производимого урана, поскольку даже малейшие доли примесей поглощали нейтроны и могли ухудшить условия протекания цепной реакции^[521]. Содержание примесей в металлическом уране не должно было превышать миллионных долей. Задача решалась комплексно: в научно-исследовательских институтах, которых было более тридцати, конструкторских бюро, на рудниках, обогатительных фабриках, химических производствах и металлургическом заводе.

Получение необходимых для уран-графитового котла чистейших реакторных материалов требовало разработки новых технологий. Курчатов еще в 1943 году поручил Государственному институту редких металлов (Гиредмету) и персонально начальнику лаборатории профессору З. В. Ершовой — ученице В. Г. Хлопина, стажировавшейся в 1930-е годы в Париже у Ирен Жолио-Кюри, — изготовить несколько десятков килограммов карбида урана строго определенного состава и высокой степени чистоты^[522]. Хотя в России его никогда не производили, сотрудники Гиредмета профессора Н. П. Сажин, Г. А. Меерсон и молодой металлург Е. Каменская сконструировали дуговую печь и, отработав на ней технологию процесса, ежедневно получали килограммы карбида урана требуемого качества^[523]. З. В. Ершова и Н. П. Сажин привозили получаемые образцы карбида урана Курчатову на квартиру, размещавшуюся в главном здании лаборатории. Сюда же поступали и чистейшие соли урана, полученные на опытной установке на руднике.

Затем Курчатов «озадачил» (его выражение) З. В. Ершову получить металлический уран «хотя бы в небольшом количестве, но высокой степени чистоты»^[524]. Зинаида Васильевна, вспоминая тот момент, рассказывала, что на оброненную ею фразу: «С чего начинать?» — Игорь Васильевич ответил: «Ну, хозяюшка, закатай рукава, накинь фартук и посмотрись в зеркало»^[525]. Для советской «мадам Кюри» не существовало невозможного, и в короткий срок лаборатория Ершовой справилась с поставленной задачей, осуществив ряд восстановительных плавок в высокочастотной печи. Курчатов сам принимал участие в этой работе. Он часто бывал в Гиредмете, знакомился с ходом эксперимента, помогал советами. В один из дней декабря 1944 года в присутствии членов правительства М. Г. Первухина, В. А. Малышева и А. П. Завенягина профессор З. В. Ершова, инженер Е. Каменская и молодой специалист Т. Меньшикова получили слиток чистейшего урана весом около килограмма^[526]. Зинаида Васильевна рассказывала автору, как на следующий день она доставила тяжелый металл «с золотистым отливом» в коробке, обитой бархатом, в Первое главное управление, а через несколько дней — на заседание Спецкомитета СССР, где после ее доклада Берия распорядился принять метод Ершовой для организации промышленной разработки металлического урана и наградить ее большой денежной премией, которую доставили в тот же день ей на квартиру^[527].

Курчатов высоко оценил работу Ершовой с сотрудниками Гиредмета по получению металлического урана. Благодаря его настойчивости, точности в постановке задач, постоянному контакту и контролю, тщательно продуманному плану экспериментальных работ уран был получен, и началась подготовка к его промышленному производству. К решению этой задачи Курчатов привлек крупнейших ученых: академиков А. П. Виноградова, И. И. Черняева, А. А. Бочвара, члена-корреспондента АН СССР P. С. Амбарцумяна с их коллективами. От Лаборатории № 2 работой руководили В. В. Гончаров и Н. Ф. Правдюк^[528].

С начала 1946 года развернулось заводское производство металлического урана^[529], однако оно было организовано не по методу З. В. Ершовой^[530]. Ее успешным конкурентом стал вывезенный в 1945 году из Германии немецкий профессор Н. Риль, имевший большой опыт по очистке урана в берлинской компании «Ауэр». Специальная комиссия обсуждала оба метода — Ершовой и Риля. И хотя первый был признан лучшим и более перспективным, в качестве рабочего варианта избрали метод Риля, как более простой и, главное, позволявший сэкономить время. За свой вклад в дело создания первой советской атомной бомбы Николаус («Николай Васильевич») Риль был в 1949 году удостоен звания Героя Социалистического Труда. Разработка технологии получения и выплавка чистого металлического урана была осуществлена Гиредметом Наркомцвета СССР на базе одного из цехов завода боеприпасов № 12 в Электростали. Завод срочно оборудовали немецкими станками и приборами. Первые заводские отливки металлического урана в виде небольших цилиндрических блоков для первого реактора Ф-1 начали поступать в Лабораторию № 2 в январе 1946 года^[531]. Большие партии металла, полученные летом того же года, были забракованы Курчатовым из-за обнаруженных в них примесей. Под руководством академика А. П. Виноградова на заводе срочно разработали методы обнаружения примесей^[532]. Через полгода завод в Электростали стал давать около трех тонн в неделю металлического урана нужной чистоты.

Параллельно с проблемой урана решалась другая важная задача на пути к осуществлению цепной ядерной реакции — производство в больших количествах графита также небывалой до тех пор степени чистоты. Проблемой являлась именно степень чистоты, ибо технология производства графита, как такового, была уже освоена отечественной промышленностью^[533]. Заказы по чистому графиту Курчатов и Первухин разместили на заводах, производивших графитовые электроды для электрохимической промышленности. Первые партии произведенного графита не удовлетворили Курчатова: по его жестким требованиям примесей должно быть менее миллионных долей^[534]. Столь высокая степень чистоты вызывала недоумение работников заводов и в некоторых случаях воспринималась как каприз ученых. Был запущен слух, будто такой графит нужен для изготовления алмазов. Объяснять причину столь серьезных требований представлялось категорически невозможным по причине абсолютной секретности.

Курчатов лично посещал все специальные объекты, чтобы добиться производства чистейшего графита, где разворачивались научно-исследовательские и опытно-заводские работы с целью выпуска опытных партий чистейших графитовых блоков. Ему помогали В. В. Гончаров, переведенный в Лабораторию № 2 из химической промышленности, и Н. Ф. Правдюк — товарищ студенческих лет по Крымскому университету, а также Е. П. Славский, недавно еще заместитель министра Ломако в алюминиевой промышленности, теперь переведенный на работу в новое ведомство к «Бороде». Работы по изготовлению графитовых блоков находились тем не менее под постоянным наблюдением самого Игоря Васильевича, систематически их результаты заслушивал Спецкомитет. «Однажды, — рассказал автору Ефим Павлович Славский, — нас с Ломако вызывают на Спецкомитет… Стоим мы… в приемной, ожидаем… и думаем: „Ну вот и пришел всему конец. Все наши данные по графиту ложными оказались. Что же нам будет?“ Председатель Берия обращается к Маленкову, члену Спецкомитета (как и Булганину, сидящему рядом), и говорит: „Георгий, вот Ломако и Славский доложили и обещали, что они уже приняли меры и сделают все, как нужно. Как думаете, согласимся?“ Тот, а за ним все другие кивнули: „Согласимся“. И мы вышли с заседания с чувством, что заново родились, как будто стояли мы на стуле с петлей на шее и надо было выбить только стул… А тут оказалось сняли петлю и мы пошли работать. Вот такой был режим»^[535].

К августу 1945 года на Московском электродном заводе была разработана технология получения графита сверхвысокой чистоты, а вскоре построен цех графитовых блоков, начавший с 6 октября 1946 года выпуск графита необходимого качества^[536]. «А начинать, — вспоминал Е. П. Славский, — пришлось с нуля. Научились мы делать чистый графит: всю эту массу мы с хлором замешивали, в аппаратной накаляли докрасна, посторонние примеси в соединении с хлором при высокой температуре становились летучими — вылетали. И мы стали получать чистый графит. Оказывается, в США тоже подобным образом поступали. Они нам в войну по ленд-лизу поставляли самолеты, танки, пушки… Там всю войну наша комиссия работала. Задикян и другие принимали то, что нам давали. Один из наших, Александров из треста „Союзэлектрод“, видел у американцев нечто похожее на нашу технологию получения чистого графита из анодной массы»^[537].

Осуществление цепной реакции в строящемся уран-графитовом реакторе, как показывали теоретические расчеты и подтверждал американский опыт, изложенный в отчете Смита, целиком зависело от степени чистоты урана и графита. Поэтому среди других работ по сооружению реактора Курчатов и отводил этой проблеме центральное место. В Лаборатории № 2 был организован непрерывный ядерно-физический контроль урана и графита, поступавших с завода для первого реактора, то есть фактически велась перепроверка заводских данных о чистоте материалов. Это подтверждают отчеты, хранящиеся в архиве Курчатовского института. Теория проверки качества этих материалов была развита В. С. Фурсовым^[538]. Контроль чистоты графита проводился в установленной на территории лаборатории до постройки здания будущего уран-графитового реактора армейской палатке. Первые партии проверяли экспоненциальным методом в графитовых призмах весом около семи тонн, но это затрудняло дифференциацию графита по качеству, тем более что масса многих партий была значительно меньше пяти тонн. Поэтому Фурсов разработал более удобный сравнительный метод, требовавший всего около 1,5 тонны графита. Группа И. Ф. Жежеруна с участием Н. Ф. Правдюка контроль этим методом вела круглосуточно. Было проверено 99 партий графита общим весом около 600 тонн. Как и ожидалось, сечение поглощения партии графита коррелировало с их зольностью — графит соответствовал предъявляемым требованиям^[539]. Как отмечал М. Г. Первухин: «Эта задача была решена блестяще. Под руководством И. В. Курчатова была проделана большая работа по получению графита высокой чистоты, а также по выбору конструкции графитовых блоков»^[540].

Контроль чистоты материалов являлся для сотрудников изнурительной круглосуточной работой, требовавшей многократной проверки всей продукции. Днем разгружали привезенный графит, сооружали из него кубы и призмы, необходимые для замеров, а ночью, когда внешних помех было меньше, вели измерения. Бывший лаборант В. К. Лосев рассказывал: «Часто заходил в то время Игорь Васильевич. Особенно было приятно, когда он посещал ночью, и тогда, проработав с нами, он задерживался, расспрашивал о здоровье, о родных, угощал папиросами. Поглаживая свою бородку, говорил: „Ну, что же, очень хорошо“, и сразу как-то становилось весело, а усталость как рукой снимало. Утром же опять видели Игоря Васильевича и удивлялись, когда же он спит»^[541].