"В память о времени и людях": Полнотекстовая база данных об Озёрске
ФГУП ПО "Маяк". История "Маяка"

вернуться назад

А.А. Вашман

ПЛУТОНИЙ ОТ "ДЕВЯТКИ

      После применения американцами атомных бомб для уничтожения Хиросимы и Нагасаки в августе 1945 г., Сталин распорядился ускорить работы по Атомному проекту, организовав Специальный комитет и позже, на кадровой базе НКВД, - Первое Главное Управление при Совете Министров СССР (ПГУ). Им было поручено создать в Советском Союзе промышленность, способную в условиях абсолютной секретности производить собственные атомные бомбы.

      Руководителем Специального комитета был назначен Л.П. Берия, в подчинении которого в то время находились все "компетентные органы" страны. Начальником ПГУ стал генерал Б.Л. Ванников. Научное руководство атомным проектом СССР еще раньше было возложено на академика И.В. Курчатова. При этом Сталин приказал изготовить плутониевую бомбу, непременно аналогичную американской, и провести испытания ее в самом начале 1948 г. Плутония у Советского Союза в то время просто не было. Требовалось фактически на пустом месте создать специальную промышленность, способную производить этот самый плутоний. В результате грядущий срок первого взрыва советской атомной бомбы зависел, прежде всего, от того, как скоро в СССР будет получен плутоний в количестве, достаточном для такой бомбы.

      В то время о плутонии в мире науки ничего толком не знали. Чрезвычайно малое его содержание в природе исключало реальную возможность получить из радиоактивной руды, поскольку даже в самых богатых плутонием урановых или ториевых рудах на тысячу миллиардов атомов урана или тория приходится лишь один атом плутония. Для этого надо было соорудить ядерный реактор (котел), облучить в нем уран нейтронами, после чего передать его радиохимикам. Те, растворив уран в какой-нибудь кислоте, выделят из раствора плутоний в виде солей или оксидов, отдадут эти соединения металлургам, которые выплавят из них металлический плутоний и сделают заряд атомной бомбы.

      Поначалу разработку технологии получения металлического плутония Специальный комитет решил поручить известным в Советском Союзе научным учреждениям. Согласно постановлению этого комитета от 23 сентября 1945 г., подписанному Л. Берией, Ленинградскому физикотехническому институту АН СССР было приказано получить весомые количества плутония при помощи облучения урана нейтронами (отв. акад. А.А. Иоффе), а Радиевому институту АН СССР (отв. акад. В.Г. Хлопин), Коллоидно-электрохимическому институту АН СССР (отв. акад. А.Н. Фрумкин) и Институту неорганической химии АН СССР (отв. акад. И.И. Черняев) - изучить его химические свойства и разработать промышленный метод получения. Возможно, список этих институтов показался Л. Берии не слишком удачным, поскольку ни один из них не входил в систему его "компетентных органов", что не вселяло уверенности в их способность надежно сохранить секретность.

      Поэтому уже в конце 1945 г. Спецкомитетом было принято решение об организации в системе НКВД научно-исследовательского института, которому была поручена работа по получению плутония и созданию его промышленной технологии. Этому институту присвоили название НИИ-9, или, в просторечии, - "Девятка" (Ныне – ГНЦ РФ ВНИИ нерганических материалов им. А.А. Бочвара). Первым директором секретной Девятки назначили 43-летнего инженер-полковника НКВД Виктора Борисовича Шевченко, работавшего ранее главным инженером медно-никелевого комбината в Норильске. Поскольку полковник В.Б. Шевченко не имел ученой степени, решено было дать ему в заместители по научной части профессора Ореста Евгеньевича Звягинцева, работавшего до этого заведующим лаборатории платиновых металлов в Институте общей и неорганической химии АН СССР.

      Своего ядерного реактора в НИИ-9 не было. Поэтому облученный нейтронами уран доставляли в Девятку из расположенной по соседству Лаборатории № 2 АН СССР, руководимой И.В. Курчатовым, где был построен и запущен 25 декабря 1946 г. первый в СССР и Европе уран-графитовый реактор Ф-1. Именно с урановыми блоками, облученными в этом реакторе, должны были иметь дело радиохимики Девятки для извлечения из них плутония.

      К этому времени уже были известны некоторые сведения о химии плутония. В 1944 г. младший брат И.В.Курчатова Борис Васильевич, сотрудник Лаборатории № 2, сумел выделить из закиси-окиси урана, облученной радий-бериллиевым нейтронным источником, так называемые "импульсные", или индикаторные количества продукта, обладающего альфа-излучением. Измерения этого излучения позволили установить, что данный продукт есть не что иное, как плутоний.

      Два года спустя в той же лаборатории № 2 из растворов урана, облученных нa циклотроне, химическим методом удалось получить уже несколько микрограммов этого вещества. Одновременно с этими работами в ленинградском Радиевом институте АН СССР в 1945 г. под руководством академика З.Г. Хлопина начали искать методы химического выделения из радиоактивных соединений и минералов трансурановых элементов, в частности нептуния, который считался химическим аналогом плутония. Результаты работ Радиевого института в этом направлении радиохимии были суммированы в научном отчете, изданном в виде секретной книжки в голубом коленкоровом переплете. Поэтому радиохимики Девятки почтительно называли, этот отчет "Голубой книгой" и зачитали его до дыр.

      В.Б. Шевченко со свойственной ему решительностью предложил собрать совещание ученых-химиков из разных "допущенных" институтов с тем, чтобы определить наиболее рациональный метод извлечения плутония. На этом заседании было принято решение, согласно которому радиофизикам Девятки было предписано работать над двумя методами выделения препаратов плутония: разработанным в Радиевом институте (основным), а также над эфирной схемой, предложенной сотрудниками НИИ-9.

      Кроме того, решено было создать полупромышленную установку, получившую название "Установка № 5", или У-5, для работы с веществами высокой радиоактивности при получении концентратов плутония и отработки технологии отделения плутония от урана.

      Установка № 5 была сдана в эксплуатацию в конце 1946 г., а уже в самом начале 1947 г. глубокой ночью в ворота НИИ-9 въехал грузовик с первой партией облученных в реакторе Ф-1 урановых блоков, которые сотрудники У-5 быстро загрузили в аппарат-растворитель.

      Все подготовленные химические работы, необходимые для проверки работоспособности технологических схем извлечения плутония из растворов облученного урана, проводились силами молодых и привлекательных "радиохимичек" Девятки под руководством кандидата технических наук В.Д. Никольского. Сложность и трудоемкость таких работ заключалась в том, что самого-то плутония в этих растворах было чрезвычайно мало. Например, первые порции облученного металлического урана содержали всего несколько миллиграммов плутония на килограмм урана.

      Тем не менее, уже летом 1947 г. на У-5 удалось получить первые растворы концентрата плутония, из которых в августе этого же года начали выделять нужный продукт. И в ночь на 18 декабря 1947 г. подчиненные В.Д. Никольского (Р.Е. Картушева, М.Е. Пожарская, А.В. Елькина и К.П. Луночкина) сумели выделить препарат чистого плутония в количестве 73 мкг в виде крошечной капли в маленькой стеклянной пробирке. Цвет этой капельки неожиданно оказался таким же, как и обложка Голубой книги! То, что этот препарат не что иное, как соединение трехвалентного плутония, химики догадались по его окраске. Однако сомнения были. К счастью, они рассеялись, когда эту капельку в пробирке на следующий день торжественно передали лично И.В. Курчатову в Лабораторию № 2, физики которой быстро установили, что это действительно соединение плутония.

      Но мизерные количества препарата никак не устраивали конструкторов атомной бомбы. Им надо было иметь в своем распоряжении хотя бы 10 кг плутония. Дабы удовлетворить эти потребности, уже в начале 1946 г. на Среднем Урале, недалеко от Челябинска, начали строить комбинат под номером 817 (впоследствии ПО "Маяк"), предназначенный для производства оружейного плутония в нужных количествах.

      Структура этого комбината состояла из трех основных производств - завода "А" с ядерным реактором мощностью 100 тыс. кВт завода "Б", который должен был обеспечить радиохимическую переработку облученного урана и выделение из него плутония, и, наконец, завода "В", задачей которого было получение металлического плутония из продукции завода "Б", а также изготовление деталей атомного заряда.

      Масштабность строительства ПО "Маяк" можно представить, если вообразить себе размер котлована под ядерный реактор, выкопанного в скалистом грунте заключенными и военными строителями. Площадь верхней поверхности этого котлована была равна приблизительно сумме площадей двух футбольных полей, а его глубина, уходящая на конус, составляла более 50 м. Строительство и пуск заводов комбината "Маяк" находились под пристальным вниманием высшего руководства Атомным проектом, члены которого, сменяя друг друга, постоянно присутствовали на территории комбината и всегда готовы были оказать оперативную помощь в решении тех или иных производственных задач, а также пристально следили за качеством и сроками их выполнения.

      При этом генералы-руководители не очень-то миндальничали с учеными, конструкторами и прочей вольнонаемной публикой, работавшей на комбинате "Маяк". Например, за непроизвольную ошибку в монтаже оборудования сотрудник проектной организации по фамилии Абрамзон был тут же наказан начальником ПГУ генералом Ванниковым, который отобрал у Абрамзона пропуск и перевел его для проживания в лагерь для заключенных, "пошутив" при этом: "Ты теперь не Абрамзон, а Абрам в зоне!"

      По инициативе И.В. Курчатова, было решено подключить к работе на комбинате "Маяк" специалистов Девятки, которые были введены в его штат и заняли в нем руководящие должности. В числе этих специалистов были академики металловед А.А. Бочвар и химик И.И. Черняев, назначенные соответственно на должности научного руководителя и его заместителя по разработке технологического процесса металлургии чистого плутония, профессор А.Н. Вольский - научный руководитель металлургического производства плутония, профессор А.С. Займовский - научный руководитель металлообрабатывающего производства плутония.

      Потенциальные сотрудники завода "Б" комбината 817 активно готовились к своей производственной деятельности. В этом им помогали радиохимики Девятки, которые предложили использовать установку № 5 в качестве учебной для заводских технологов.

      Уже к середине мая 1948 г. радиохимики Девятки сумели получить 1207 мкг препарата плутония, а всего месяц спустя еще 2649 мкг. Одновременно с этим они совместно с работниками комбината №817 создавали техническое задание на технологию получения плутония для завода "Б".

      К концу 1948 г. радиохимики НИИ-9 были уже готовы к внедрению технологии получения препаратов плутония из облученных урановых блоков на комбинате № 817, знали ее "узкие" места, последовательность химических операций и тонкости обращения со всеми промежуточными продуктами плутония.

      И вот в начале 1949 г. наступило время, когда большая группа радиохимиков поехала на Урал, чтобы принять непосредственное участие в запуске и освоении производства завода "Б". В составе этой группы были академик И.И. Черняев, В.Д. Никольский и другие.

      Многотрудная и опасная работа радиохимиков усложнялась жесткими требованиями соблюдения секретности, когда рядовые сотрудники просто-напросто не знали, чем занимаются их коллеги даже в соседней комнате, а уж обсуждение результатов своих исследований с лицами, не имеющими официального разрешения на посещение рабочих комнат радиохимиков, приравнивалось к нарушению государственной тайны. При этом называть плутоний своим именем даже в секретных бумагах категорически запрещалось.

      Конечно, не обходилось без курьезов. Например, академик Черняев, работавший с оксалатно-карбонатным раствором плутония, или, попросту, с "карбонатом", однажды пришел домой поздно вечером и попросил жену приготовить чего-нибудь поесть. Та, измученная ожиданием мужа, сердито буркнула: "Вот и ешь свой карбонад!" Академик похолодел и осторожно спросил жену: "А откуда ты знаешь про карбонат?", на что она ответила: "Да я сама купила его в твоем академическом магазине!", имея в виду свинину, приготовленную определенным образом.

      Кроме того, необходимо было вести постоянный учет за "движением" препаратов плутония. С этой целью представителями "компетентных органов" или службы режима была разработана жесткая система. Они же ревностно следили за выполнением всех пунктов придуманной ими системы и строго карали тех, кто ее нарушал. Радиометрическому контролю подвергались все растворы, осадки и отходы. Стеклянную посуду, фильтровальную бумагу и прочие предметы препаративной химии, использованные в работе с плутонием, ежедневно тщательно промывали азотной кислотой, а ее растворы анализировали на содержание плутония. Всегда в конце рабочей смены, будь то днем или ночью, исполнители работ с плутонием сводили баланс по его количеству, и горе тем радиохимикам, у которых по тем или иным причинам количество плутония после подведения баланса оказывалось меньше, чем это было в начале смены.

      Конечно, не обходилось и без ЧП. По недосмотру или другой причине случалось пролить раствор плутония на пол или лабораторный стол. В этом случае все сотрудники "подразделения" дружно бросались на ликвидацию ЧП. Они ползали по полу, собирая пипетками капли радиоактивного раствора, затем дезактивировали все помещение с помощью "контакта" - густой жидкости, придуманной специалистами по технике безопасности и, якобы, способной впитывать в себя плутоний.

      Конечно, подобный трудовой энтузиазм и ответственное отношение к своей работе в конце концов отрицательно сказывались на состоянии здоровья радиохимиков. В результате большинство из них, в том числе юных и привлекательных, покинуло этот мир заметно раньше срока, установленного Богом для человеческой жизни.

      Для заряда атомной бомбы был необходим металлический плутоний, поэтому в Девятке с момента ее организации были созданы металлургическая и металловедческая лаборатории, работающие поначалу с имитаторами металлического плутония, в частности с ураном. Учитывая архиважность таких работ, было решено укрепить это направление квалифицированным руководством. Выбор пал на академика А.А. Бочвара, известного в стране металловеда и металлурга в области легких сплавов, работавшего в Институте цветных металлов и золота. Несколько часов уговаривал Курчатов Бочвара заняться проблемами металлического плутония и урана в НИИ-9. Тот никак не хотел расставаться со своей первой любовью к легким цветным сплавам, сделавшим его не только академиком, но и всемирно известным специалистом. В конце концов сопротивление было сломлено. В результате академик А.А. Бочвар сначала в должности консультанта, а затем руководителя отдела начал работать в НИИ-9 в конце 1946 г. над проблемой получения металлического плутония.

      Эти работы были начаты сразу же после того, как радиохимики Девятки выделили из облученного урана несколько миллиграммов препаратов плутония, часть из которых они передали в ведение академика А.А. Бочвара. Конечно, такого количества плутония для металловедов было маловато, но, как сказали им радиохимики, - "Чем богаты, тем и рады!" Бочвару и его коллегам пришлось создавать совершенно новую область прикладной науки - микрометаллургию и микрометалловедение плутония и развивать ее поначалу на металлическом уране, хотя впоследствии оказалось, что физические и механические свойства плутония и урана вовсе не одинаковы. Общее руководство проблемой получения и определения свойств металлического плутония осуществлял сам А.А. Бочвар, поручив вопросы металлургического получения плутония профессору А.Н. Вольскому, задачи его обработки доктору технических наук А.С. Займовскому, а определение физических и радиационных свойств - члену-корреспонденту С.Т. Конобеевскому.

      Забегая вперед, скажем, что первый в СССР металлический плутоний в виде маленького блестящего шарика размером с булавочную головку массой 85 мг был получен в Девятке профессором А.Н. Вольским, Я.М. Стерлиным, B.C. Соколовым, В.Н. Гуляевой и А.Г. Савенковой 10 сентября 1948 г., или всего за год до дня испытания первой советской атомной бомбы с плутониевым зарядом.

      К началу работ с плутонием лаборатория А.Н. Вольского имела в своем распоряжении несколько миллиграмов диоксида плутония. В качестве способа получения металлического плутония А.Н. Вольский предложил известный в металлургии метод, в котором используют металлотермические реакции восстановления галоидных солей. С этой целью в вакуумную печь помещали тигель с хлоридом плутония и нагревали по определенному температурному режиму. По окончании такой операции печь открывали, и на дне тигля металлурги, счастливые, как дети, могли видеть крохотный королек металлического плутония с блестящей серебристой поверхностью.

      На микроскопических образцах металловеды определили все основные физические, физико-химические и технологические свойства металлического плутония, однако для изготовления реального плутониевого заряда атомной бомбы нужны были заметно более весомые количества металла. В начале 1949 г. центр тяжести металлургии плутония и его сплавов было решено переместить на комбинат № 817, где начали давать продукцию заводы "А" и "Б".

      Первые препараты плутония в виде азотнокислых растворов поступили от завода "Б" на завод "В" в конце февраля 1949 г. Штатные сотрудники комбината под руководством специалистов Девятки А.А. Бочвара, А.Н. Вольского и А.С. Займовского, безвылазно уже трудившихся на комбинате с конца 1948 г., провели все операции технологии получения плутония, пригодного для металлургического передела. И вот утром 8 марта 1949 г. была осуществлена заключительная операция - рафинировочная плавка. Ее результатом стал первый в СССР промышленный слиток металлического плутония, который весил около 10 г. Этот слиток тут же проверили физики, и, ко всеобщему удовольствию, он оказался тем, что надо, - уровень его гамма-излучения соответствовал допустимому пределу, а его плотность была близкой к расчетной.

      Следует сказать, что обращение с плутонием у металлургов было не менее опасным, чем у радиохимиков. При выполнении различного рода технологических действий с металлическим плутонием изредка происходили ЧП. Одно произошло при очистке поверхности плутония от шлака, которую оператор проводил металлической щеткой в специальном герметическом шкафу, заполненном инертным газом. Предварительно этот шкаф протирали изнутри этиловым спиртом. Никто, конечно, не предполагал, что оставшиеся пары спирта могут активно прореагировать с плутонием. Результатом такого незнания стал сильный взрыв. Последствием взрыва стали не только многочисленные ожоги на лице и теле оператора, но и загрязнение плутонием воздуха в рабочем помещении, превышающее тысячи допустимых доз. Первым на борьбу с этой аварией бросился А.А. Бочвар. Он немедленно удалил из помещения всех женщин, взял на себя прямое руководство аварийными работами и трудился рука об руку с рядовыми сотрудниками "мужеского пола", натянув себе на голову противогаз.

      Вскоре после получения первого промышленного слитка металлического плутония на комбинате "Маяк" изготовление таких слитков было поставлено "на поток". Вес каждого слитка увеличивался и постепенно достиг величины 50-60 г, а в дальнейшем уже 130-140 г.

      Для изготовления заряда атомной бомбы необходимы были две половинки полого шара из металлического плутония. Специалисты Девятки решили найти технические пути изготовления этих самых половинок поначалу из алюминия. Работа была поручена подразделению А.С. Займовского, инженеру-технологу "от Бога" А.Г. Самойлову - великолепному мастеру, умевшему делать с металлом удивительные вещи. Для изготовления алюминиевых, а впоследствии плутониевых полусфер А.Г. Самойлов решил применить метод "вакуумного горячего прессования гранул металла", основанный на технологии диффузнойной сварки небольших слитков металла при повышенной температуре под давлением в вакууме. Поначалу этот способ изготовления полусфер был отработан в Девятке, а его работоспособность - уже в комбинате №817.

      В начале августа 1949 г. А.Г. Самойлову и штатным сотрудникам комбината было поручено изготовление двух плутониевых полусфер. Работа эта была чрезвычайно опасной, хотя, по расчетам физиков, вероятность случайного атомного взрыва в процессе их изготовления была исключена.

      И вот наступил самый ответственный момент. Всем, кроме сотрудников Девятки и комбината "Маяк" - непосредственным участникам работы на вакуумной установке горячего прессования, а также ответственным за эти работы А.А. Бочвару и А.С. Займовскому, велено было покинуть цех и удалиться от него на два десятка километров.

      Когда прессование закончилось и установка была охлаждена до нормальной температуры, вокруг нее собралось все высшее начальство. Главный инженер комбината №817 и будущий легендарный министр среднего машиностроения Ефим Павлович Славский самолично сбил тяжелым молотком кольцо, обжимавшее пресс-форму, и первым взял только что изготовленную деталь плутониевого заряда. При этом он произнес историческую фразу: "Вот так надо делать атомную бомбу!" С этими словами он передал из рук в руки деталь А.Г. Самойлову, а тот - на обработку и шлифовку.

      Все эти действия проходили под неусыпным оком работников спецслужб, которые даже А.Г. Самойлова не допустили в помещение, где умельцы Девятки и комбината колдовали над обточкой и шлифовкой плутониевых полусфер.

      Наконец, после покрытия поверхностей полусфер тонким слоем никеля (для защиты от выхода наружу собственного альфа-излучения плутония) их передали по акту в КБ-11 конструктору атомной бомбы Ю.Б. Харитону. Акт передачи плутониевого заряда подписали И.В. Курчатов, А.А. Бочвар, А.С. Займовский и Е.П. Славский.

      На следующий день литерный курьерский поезд под надежной охраной доставил плутониевые полусферы в КБ-11, где они были вмонтированы в первую советскую атомную бомбу, а уже ранним утром 29 августа 1949 г. на полигоне под Семипалатинском прогремел ее устрашающий взрыв.

      Последствиями этого взрыва, кроме наглядной демонстрации научных и технических возможностей Советского Союза, стали Постановление Совета Министров и указы Президиума Верховного Совета СССР, не подлежавшие в то время открытой публикации, о награждении участников Атомного проекта Золотыми Звездами Героев Социалистического Труда, орденами, Сталинскими и денежными премиями, особняками и дачами, а также всякого рода льготами для членов их семей.

      Согласно этим постановлениям и указам 36 человек были награждены Золотыми Звездами Героя Социалистического Труда Советского Союза. 14 этих Звезд достались ученым, остальные - генералам и высшим административным чинам Атомного проекта СССР. 260 человек наградили орденом Ленина, 496 - орденом Трудового Красного Знамени и 52 - орденом Знак Почета.

      Среди награжденных сотрудников Девятки звание Героя Соцтруда получил академик А.А. Бочвар, 13 человек наградили орденом Ленина, в их числе директора Девятки полковника В.Б. Шевченко, радиохимика В.Д. Никольского, академика И.И. Черняева, профессоров А.Н. Вольского и А.С. Займовско-го, члена-корреспондента С.Т. Конобеевского, технолога А.Г. Самойлова. 19 сотрудников Девятки были награждены орденом Трудового Красного Знамени и 13 - орденом Знак Почета.



Источник: Вашман А.А. Плутоний от «Девятки»: История советского уранового проекта // Энергия: экономика, техника, экология. - 2003. - № 7. - С. 26-32.