История ракетно-ядерной гонки США и СССР - Евгений Вадимович Буянов

Упрямые новые материалы «убегали» меж пальцев своих создателей из-за каких-то их малоизвестных свойств. Здесь опять все «забегали» в поисках «сбежавшего изотопа», пока кого-то не «осенило» насчёт его общего количества. «Сколько его всего-то в этом растворе? А, – всего 200 грамм – так такое количество могло просто осесть на стенках трубопроводов и сосудов. После насыщения поверхностей – эффект пропадёт, а плутоний – пойдёт на выход». Так и оказалось.

Наконец, завод «В» передал первую продукцию плутония в виде азотно-кислого раствора в марте 1949 года на химико-металлургический завод «С». На заводе «С» тоже возник целый комплекс проблем, с переработкой плутония, облучения персонала и заражения радиацией технологического оборудования, оснастки и инструмента. Конструкцию пришлось радикально переделывать. Но, несмотря на все трудности, плутониевые детали для первой ядерной бомбы изготовили. 5 августа 1949 г. заряд из плутония, изготовленный на Комбинате № 817, был принят комиссией во главе с Харитоном и затем отправлен литерным поездом в КБ-11. Здесь в ночь с 10 на 11 августа произвели контрольную сборку ядерного заряда и проверку его свойств и параметров физическими приборами. Она показала, что РДС-1 соответствует техническим требованиям, изделие пригодно для испытаний на полигоне.

Ядерный заряд в виде «шарика из плутония», который нагревался из-за идущей в нём ядерной реакции не предъявляли Сталину, и он не спрашивал «почему его нагрели». Этот миф родился из воспоминаний академика Александрова А. П., который действительно показывал «шарик» заряда группе генералов, которые и задали этот вопрос.

Сейчас кажутся очень наивными некоторые представления об опасности проникающей радиации и поведении новых веществ, которые тогда существовали даже у учёных-физиков. «Шарики» из плутония облучали их всех. Но значительно большее число людей подверглось облучению на производстве. Немало людей, «схвативших» изрядные дозы радиоактивности пришлось переводить на другие, менее опасные работы. Был случай, когда сам Курчатов «схватил» 250 рентген – весьма крупную дозу, вызывающую первую-вторую стадии лучевой болезни (случаи с облучением физиков-ядерщиков показаны и в фильме «9 дней одного года», но не на «комбинате», а в научно-исследовательском институте, – впрочем, крупные физики активно работали и в НИИ, и на комбинатах).

Схематическое устройство гетерогенного (составного) реактора на тепловых (медленных) нейтронах: 1 – управляющий стержень; 2 – биологическая защита; 3 – тепловая защита; 4 – замедлитель; 5 – ядерное топливо; 6 – теплоноситель

Уран-графитовый реактор А на тепловых нейтронах

При дальнейшей эксплуатации реактора выявили массу недоработок в системах контроля над технологическим процессом, который непрерывно совершенствовался. Условия работы приблизились к норме только спустя несколько лет после начала эксплуатации реактора. Промышленный реактор – основная база наработки радиоизотопов, измерения некоторых ядерных констант и радиобиологических исследований. По инициативе И. В. Курчатова уже в первые годы работы реактора были выделены отдельные ячейки для получения кобальта-60, полония-210, фосфора-32, хлора-36, углерода-14 и некоторых других радионуклидов. Естественно, в промышленном реакторе не могли нарабатываться изотопы с малым периодом полураспада, которые затем следовало бы передавать в специальную препарационную лабораторию. За время перевозок такие изотопы просто распадались бы (см. Грешилов А. [27]).

В книге [58] подробно рассказано о создании и работе КБ-11 П. М. Зернова (начальника и Ю. Б. Харитона (главного инженера) в Арзамасе-75, затем Арзамасе-16 – Сарове, – этот город фактически стал аналогом американского атомного центра в Лос-Аламосе. Этот город и КБ-11 были созданы в виде ведущего советского ядерного центра для проектирования и производства ядерного оружия. Крупный закрытый город ядерщиков Саров был возведён на месте посёлка с небольшим заводом по производству боеприпасов. Кроме научных лабораторий здесь были построены опытные заводы № 1 и № 2, а позже и первый серийный завод для изготовления ядерного оружия. Здесь отрабатывались, рассчитывались, изучались и создавались конструкции советских атомных и водородных бомб, – их конструктивные схемы и элементы, приборы их электрики и автоматики, отрабатывалась физика взрывов и инициирования, технология их производства, – сначала опытного, а потом и серийного. Все те работы, которые не смогли выполнить смежники, этот ядерный центр выполнил на своём заводе и в своих лабораториях. Сюда привозили детали ядерных зарядов из плутония-239 и урана-235, созданные в ядерных реакторах и на заводах по разделению изотопов урана. Здесь отрабатывались надёжность и безопасность всех конструктивных элементов и систем ядерных зарядов. Решались задачи аэродинамики, прочности бомб, их совместимость с носителем (тогда – самолётом), безопасности систем подрыва заряда. Проводились многочисленные испытания: только для отработки зарядов было проведено более 3 тысяч одиночных и групповых подрывов. Было проведено 5 лётных испытаний со взрывами бомб-аналогов с обычной взрывчаткой – два при срабатывании от бародатчиков, два – со срабатыванием от радиодатчиков и одно – со срабатыванием от контактно-взрывного устройства при ударе о землю. Системы постоянно совершенствовались, – в частности, была добавлена и система подрыва бомбы при встрече с препятствием в воздухе. Непростой оказалась и отработка «борного фильтра» бомбы, который перехватывал нейтроны, отражённые внешней взрывчаткой заряда, препятствуя преждевременному подрыву бомбы со стороны этих частиц. Была серьёзно усовершенствована и конструкция источника нейтронов с изменением внутреннего инициирования на внешнее (этот источник «урчин» в первых бомбах был очень вредным и недолговечным из-за радиации и малого времени полураспада полония-210). Завод № 1 изготавливал все узлы и детали атомных бомб и производил их сборку. Завод № 2 изготавливал элементы заряда и обеспечивал временное хранение изготавливаемых бомб. Серийный завод производил серийное изготовление атомных бомб, начиная с РДС-3 «И» – (мощностью 62 кт ТЭ) с 23.10.1954 г., в которой использовалась новая система инициирования заряда. Здесь был запущен процесс создания новых образцов ядерного, а затем и термоядерного оружия, который приводил к созданию новых более мощных и компактных бомб, боеголовок и артиллерийских снарядов с надёжными и безопасными системами подрыва. Улучшались эксплуатационные характеристики ядерных зарядов в части габаритов, веса, увеличения сроков хранения, улучшения и облегчения условий эксплуатации, улучшения технологии изготовления, снижения стоимости и затрат дефицитных материалов и т. п. Главный конструктор КБ-11 Харитон Ю. Б. знал конструкцию первой атомной бомбы «целиком»: он знал тысячи чертежей её узлов и деталей, все их размеры и допуски. И нередко указывал конструкторам на допущенные ими ошибки, если, например, обнаруживал несоответствие размеров сопрягаемых деталей.

Мы видим – непосредственно производством первой атомной бомбы занималось около десятка крупных комбинатов и научных центров. А вот обеспечением этих заводов оборудованием, их строительством и обеспечением материалами занимались ещё десятки других заводов, проектных (строительных) и конструкторских (машиностроительных) КБ, научных центров (НИИ) и горнодобывающих предприятий. Т. е. производством ядерного оружия занимались миллионы людей в разных отраслях промышленности: в энергетике, геологии, в строительстве, в машиностроении, в химической промышленности, металлургии, электронике, приборостроении, на транспорте и в армейских частях. И «собственно»