Н. Иванов


ПЕРВЫЙ ОТЕЧЕСТВЕННЫЙ ПЛУТОНИЙ


       К концу 1948 года в НИИ-9 на миллиграммовых количествах была разработана и проверена технология получения металлического плутония из его азотнокислых растворов.

       Первые в нашей стране корольки металлического плутония массой менее одного миллиграмма были получены в июне 1948 года, а массой до 10 миллиграммов и более начали получать с 10 сентября 1948 года в металлургической лаборатории (научный руководитель - А. Н. Вольский) отдела "В" (научный руководитель - А. А. Бочвар) в группе Я. М. Стерлина. Окончательная отработка технологии производства плутония высокой чистоты проводилась в производственных условиях в цехе № 9 завода "В" комбината № 817 (ныне "Маяк") на азотнокислых растворах, получаемых на заводе "Б" комбината № 817 из урановых блочков, облученных в реакторе завода "А" того же комбината.

       Осенью 1948 года на завод "В" приехал А. А. Бочвар, назначенный Правительством СССР заместителем И. В. Курчатова по металлургии на комбинате "Маяк" и научным руководителем завода "В". Вместе с ним прибыли И. И. Черняев, А. Н. Вольский и А. С. Займовский, назначенные правительством научными руководителями соответственно химического, металлургического и металлообрабатывающего производства плутония на заводе "В". По мере необходимости для участия в работах в цехах №№ 9 и 4 на завод "В" по вызову А. А. Бочвара приезжали в командировку сотрудники НИИ-9.

       Цех № 9, в котором разместилось временное химико-металлургическое производство завода "В", был фактически крупной лабораторией. Установленное в нем к началу 1949 года оборудование и использовавшееся в работе оснащение были аналогичны созданному в НИИ-9 при разработке технологического процесса. Специальных мер безопасности при обращении с плутонием предусмотрено не было. Работали в цехе сотрудники завода, многие из которых прошли стажировку в НИИ-9, а также командированные на завод сотрудники института. В цех № 9 первая партия азотнокислого раствора плутония поступила 26 февраля 1949 года. В архивах министерства, комбината "Маяк" и завода "В" о работах, проводившихся в цехе № 9, нет никаких документов. Об этих работах во ВНИИНМ им. академика А. А. Бочвара нет научно-технического отчета. Из-за опасения утечки и то время особо секретной информации написать его запpeтил Б. Л. Bанников. Теперь об этих работах известно только из воспоминаний их участников

       Первый в нашей стране слиток плутония массой 8,7 грамма был изготовлен 8 марта 1919 года. Получен он был в металлургическом отделении цеха № 9 под научным руководством сотрудников НИИ-9 Л. II. Вольского, Я. М. Стерлина и B.C. Соколова. От цеха № 9 ответственными исполнителями были В. А. Карлов (хлорирование оксалатов), В. Т. Сомов (восстановление хлоридов) и А. С. Никифоров (рафинирование чернового слитка).

       В публикациях Ф. Г. Решетникова, который приехал, по его словам, на завод "В" 8 марта 1949 года, утверждается, что в цехе № 9 первый слиток плутония был изготовлен им 11 апреля 1949 года, т.е. через 17 суток после получения азотнокислого раствора. Но по технологии, разработанной в НИИ-9, суммарная продолжительность всех технологических операций от азотнокислого раствора до рафинированного слитка составляла примерно 10 суток. Первая партия раствора перерабатывалась точно по этой технологии. При переработке последующих партий раствора в эту технологию (с целью повышения прямого выхода годного и улучшения чистоты плутония) вносились изменения. Правильность и допустимость этих изменений проверялись по результатам анализа проб, взятых от слитков, по нейтронному фону и интенсивности гамма-излучения слитков. Продолжительность производственного цикла при этом только постепенно уменьшалась.

       Кроме того, все имеющиеся материалы по истории завода "Б" говорят о том, что после пуска он работа, непрерывно и достаточно ритмично. Длительная задержка выпуска первого слитка в цехе № 9 неизбежно привела бы к остановке завода "Б", так как и на заводе "Б" и в цехе № 9 использовавшееся оборудование исключало возможность накопления плутония.

       И, наконец, 5-кратное увеличение (по сравнению с технологически необходимым) времени изготовления первою слитка не могло пройти без выяснения причин задержки и вмешательства высшего руководства, которое ежедневно контролировало прохождение плутония по всем технологическим операциям заводов комбината. Но ни в архивных документах, ни в воспоминаниях участников работ (все они называют март месяцем получения первого слитка) нет даже упоминания о таком серьезнейшем ЧП, которое отодвинуло бы испытание первой ядерной бомбы более, чем на месяц. А это означает, что ЧП не было. Несоответствие приведенных выше утверждений реальным событиям очевидно.

       О том, что в цехе № 9 начались работы с плутонием, А. С. Займовский сообщил мне (в то время заместителю начальника цеха № 4) на следующий же день после поступления раствора плутония в цех № 9. К работе с плутонием цех № 4 был не готов. Не было даже отдельного помещения, где можно было бы его хранить. Решили, что первые слитки плутония нужно получать мне и хранить их в личном сейфе.

       Утром 8 марта 1949 года А. С. Займовский передал мне поручение А. А. Бочвара получить первый слиток плутония. Этот день сохранился в памяти с удивительной яркостью. От цеха № 4 до цеха № 9 было меньше 100 метров. По дороге между цехами часто проходили строительные рабочие (бывшие и настоящие зэки). Установленного порядка транспортировки плутония не было. Мы с А. С. Займовским решили вызвать охрану. Комендант прислал солдата. Поразило, что он был без оружия. В сопровождении солдата я пошел в цех № 9. В отделении рафинирования плутония его начальник А. С. Никифоров, у которого мне надо было получить слиток, отсутствовал. Как сказал мне находившийся в комнате сотрудник НИИ-9 Я. М. Стерлин, его вызвал начальник цеха Я. А. Филипцев. Я открыл дверь в его кабинет: в кабинете за столом, кроме Я. А. Филипцева, сидели Б. Л. Ванников, Б. Г. Музруков и научные руководители работ А. А. Бочвар, И. И. Черняев, А. Н. Вольский, В. Д. Никольский. На столе, покрытом листом белой фильтровальной бумаги, лежал темный кусочек. А. С. Никифоров стоял у стола.

       Через некоторое время А. С. Никифоров пришёл в отделение и объяснил, что его вызывали показать руководству первый слиток. Инструкции по передаче слитков плутония не было. Были инструкция по учёту и хранению драгоценных металлов и устное требование: не должно быть утрачено ни одного миллиграмма плутония. Нам была ясна нереальность этого требования, и, по предложению А. С. Никифорова, мы решили взвешивать слитки с точностью до 0,1 грамма. Позже это положение было узаконено в инструкции. Масса слитка оказалась равной 8,7 грамма.

       Вскоре после того, как был принесён слиточек плутония, в цех пришёл А. А. Бочвар. Первый его вопрос: "Где можно определить плотность слитка?". Он знал, что в физической лаборатории весы ещё не установлены, и согласился с моим предложением определить плотность на весах АДВ-200, стоявших в лабораторной комнате отделения прессования. Плотность слитка оказалась больше 19,4 г/см3, что было воспринято А. А. Бочваром с явным удовольствием. В конце этой встречи А. А. Бочвар предложил мне ежедневно записывать всё, что будет происходить в цехе: "Это история!". На моё возражение, что такие записи о делах цеха категорически запрещены и доведут меня до суда, он промолчал.

       Про себя я решил: буду всё запоминать. Вспомнил, что 8 марта отмечается международный женский праздник, и понял, что дату получения первого слитка я никогда не забуду. При определении плотности первого слитка в комнате, кроме меня, никого не было. Но уже на следующий день в цехе был установлен порядок, по которому все работы с плутонием должны были вестись не менее, чем двумя сотрудниками.

       Единственным документом, существовавшим в то время, который определял требования к плутонию, поступавшему из цеха № 9, были технические условия, нормировавшие содержание в плутонии посторонних (балластных) элементов. Результаты анализа пробы, взятой от первого слитка, вскоре поступившие из аналитической лаборатории завода "В", показали, что содержание в плутонии всех подлежащих контролю балластных элементов меньше требований технических условий и чувствительности используемых методов анализа. А это означало, что разработанная в НИИ-9 технология очистки азотнокислого раствора обеспечивает получение металлического плутония, полностью удовлетворяющего заданным требованиям, и, следовательно, его можно использовать для изготовления плутониевого заряда.

       Через несколько дней из цеха № 9 поступил второй слиток, изготовленный из 2-й партии раствора. Затем, по мере поступления в цех № 9 последующих партий раствора и их переработки, слитки стали поступать в цех № 4 регулярно. Масса их постепенно увеличивалась и вскоре достигла 50-60 граммов. В дальнейшем совершенствование технологии производства ПЛУТОНИЯ в цехе № 9 позволило на конечных стадиях технологического процесса соединять плутоний разных партий и выпускать слитки весом до 130-140 граммов.

       Результаты анализа, поступавшие из аналитической лаборатории завода "В" на каждый новый слиток, всегда подтверждали, что плутоний полностью соответствует требованиям технических условий.

       В начале 1949 года количество поступившего в цех № 4 плутония стало достаточным для изготовления первого плутониевого заряда. Работая в сложнейшей обстановке и в тяжелейших условиях труда, коллектив цеха № 9 решил важнейшую задачу того времени: в кратчайшие сроки был выпущен высокочистый металлический плутоний в количестве, превышающем массу, необходимую для изготовления первого заряда.

       ПЕРВЫЙ ПЛУТОНИЕВЫЙ ЗАРЯД

       В НИИ-9 все исследования по разработке технологии изготовления плутониевых деталей велись на имитаторах (уране и алюминии). К марту 1949 года все работы, связанные с их изготовлением, были перенесены в цех № 4 завода "В". Рабочими руководили А. А. Бочвар и А. С. Займовский, с ними была группа сотрудников НИИ-9.

       С самого начала работ с плутонием в цех часто приезжали И. В. Курчатов, Ю. Б. Харитон, А. П. Завенягин, директор комбината № 817 Б. Г. Музруков и главный инженер Е. П. Славский. Их присутствие ощущалось по той поразительной быстроте, с которой устранялись постоянно возникавшие заторы в работе.

       Начальником цеха был B. C. Зуев, переведенный с Электростальского завода. В цехе не было никаких инструкций по работе с плутонием - все делалось впервые. Большинство сотрудников цеха знали только то, что плутоний - это высокорадиоактивный и весьма токсичный элемент. Только А. А. Бочвар и А. С. Займовский уже имели результаты первых предварительных исследований физических и механических свойств плутония, полученные в лабораториях НИИ-9 на миллиграммовых корольках плутония, и были ознакомлены с данными разведки по профилю работ завода "В".

       Первой сложнейшей задачей, решенной в цехе, была разработка и освоение технологии отливок из слитков, получаемых из цеха № 9, образцов нужной формы и размеров. Первую плавку провели А. С. Займовский, начальник литейного отделения С. И. Бирюков и техник-литейщик О. С. Глушцов на высоковакуумной установке, предназначенной для нанесения металлических покрытий на керамические изделия, переоборудованной под литье.

       На этой установке отлили все образцы для лабораторных исследовании и все слитки (массой до 150 граммов), использованные для изготовления деталей для первого ядерного заряда.

       В цехе были определены все свойства и характеристики, нужные конструкторам ядерной бомбы и технологам:

       Сплав плутония с галлием был выбран как материал для изготовления деталей заряда. Слитки сплава отливались в литейном отделении. Для оценки их качества у каждого слитка определяли его плотность, поток испускаемых нейтронов, микроструктуру и кристаллическую структуру, а также проводили химический и спектральный анализы материала считка. Возможность использования каждого слитка для изготовления детали по результатам этих работ определяли Ю. Б. Харитон и приемщик В. Г. Кузнецов.

       При формировании первой заготовки, которое проводилось в отделении прессования (начальник - Б. Н. Лоскутов, научный руководитель - А. Г. Самойлов), все операции прошли по точно выбранной технологии. Нo при извлечении заготовки из матрицы штампа обнаружилось, что она слегка приварилась к матрице. Риск повредить заготовку взял на себя Е. П. Славский. Тяжелым молотком он сильно ударил по зубилу, установленному по линии разъема матрицы, и отделил одну половину матрицы от другой. Заголовка была цела. На ее поверхности ясно виднелись следы взаимодействия плутония с материалом матрицы.

       При просмотре снимков, полученных при гамма-дефектоскопии заготовки (начальник лаборатории - В. А. Коротков), на изображении четко увидели темный треугольник. Дефект?

       В цех немедленно приехали И. В. Курчатов и Б. Л. Ванников. И. В. Курчатов дал указание повторить просвечивание и провести его по схеме, которую он тут же нарисовал. Только после третьего просвечивания стало ясно, что дефект не в заготовке, а в свинцовом компенсаторе, в который ее помещали при просвечивании.

       До заданных размеров механическую обработку заготовки резанием проводили под руководством сотрудника НИИ-9 М. С. Пойдо на станке, привезенном из НИИ-9, полностью оборудованном для работы с плутонием. Обработка была поручена А. И. Антонову - токарю высшей квалификации. При работе у станка стоял А. П. Завенягин. Неожиданно он остановил работу и заявил, что деталь запороли. Потребовалось снять заготовку со станка, измерить, подтвердить, что ее размеры соответствуют расчетным, и только тогда продолжить работу. Вскоре была изготовлена вторая деталь. Обе детали были переданы в здание № 21, построенное рядом с цехом № 4 специально для работ по определению критической массы плутония. На привезенной из КБ-11 установке критическую массу плутония определили сотрудники КБ-11 под руководством Г.Н. Флерова в присутствии И. В. Курчатова.

       Для защиты от альфа-излучения плутония на детали было нанесено никелевое покрытие. Технологию покрытия разработал в Институте физических проблем АН СССР профессор А. И. Шальников. Покрытие наносилось на установке, собранной им в цехе № 4. В работе участвовали Е. В. Конопасевич, В. Д. Бородич, А. А. Жулькова, Г. В. Казьмина и М.А. Патудинская.

       Покрытие было весьма неравномерным по толщине. До требуемых по чертежу размеров ее довел слесарь-лекальщик Ю. С. Пониматкин. Используя в работе только стандартные инструменты (надфили, напильники и притирочную плиту), он сумел изготовить детали, допуски на размеры которых были весьма жесткими.

       Готовые детали были предъявлены приемке вместе с технической документацией, содержавшей все данные, полученные при контроле слитков, использованных для изготовления деталей, и все данные о самих деталях. Все данные о готовых деталях, которые характеризовали как материал, так и сами детали были сведены в отчетный технический документ-формуляр. Его подписали И. В. Курчатов, А. А. Бочвар, Е. П. Славский, А. С. Займовский и, как приемщики деталей, Ю. Б. Харитон и В. Г. Кузнецов.

       Изготовленный плутониевый заряд являлся конечной продукцией комбината № 817. Предъявительскую записку на сдачу деталей приемке подписал Б. Г. Музруков.

       Принятые детали пробыли в цехе недолго, и в ближайшую ночь в начале августа были вывезены в КБ-11.

       Все проблемы, связанные с изготовлением первого плутониевого заряда, были решены в цехе № 4 менее, чем за 5 месяцев. Все, что происходило в те дни, сейчас поражает своей разумностью, последовательностью, полным отсутствием дублирования и противоречий в действиях и указаниях главных руководителей работ.

       Но определяющая роль в успешном завершении работ принадлежит А. А. Бочвару. Несмотря на весьма ограниченные и фактически единичные экспериментальные данные, под его руководством был разработан технологический процесс, позволивший ИЗГОТОВИТЬ детали первого плутониевого заряда с первой попытки и без малейших изменений технологии выпустить все последующие комплекты плутониевых зарядов первой конструкции.

       Решение всех сложнейших проблем, стоявших перед цехом № 4, обеспечил и психологический климат, исключавший расхлябанность и стимулировавший творческий поиск, созданный работавшими в цехе учеными, особенно А. А. Бочваром. В условиях строгой ответственности и жесткого режима, установленного для всех работавших с плутонием, у сотрудников не было страха и скованности. Главным было - сделать то, что поручено, как можно лучше и быстрее. Этот климат в значительной степени обеспечил выполнение работ в невероятно короткие сроки.

Источник: Иванов, Н. Первый отечественный плутоний: от миллиграммов до заряда менее, чем за 11 месяцев / Н. Иванов // Атом-пресса. – 2005. – № 43 (октябрь). – С. 7.