Сталин и бомба: Советский Союз и атомная энергия. 1939-1956 - Дэвид Холловэй

По оценкам ЦРУ, в 1950 г. 45% советского урана было получено из Восточной Германии, 33% — из Советского Союза, 15% — из Чехословакии, 4% — из Болгарии и 3% — из Польши{899}. Эти цифры должны быть приняты с известной осторожностью, а оценки по Советскому Союзу, вероятно, менее надежны, чем по Восточной Германии и Чехословакии, — последние были более доступны для разведывательных операций. Тем не менее важность восточноевропейского урана была в 1953 г. подтверждена Авраамием Завенягиным, который отметил, что «значительная часть» урана для советского проекта была получена за рубежом, и призвал к срочным мерам по расширению сырьевой базы внутри Советского Союза{900}. Несмотря на скудость данных, вырисовывается общая картина: Советский Союз должен был принять вполне определенные и дорогостоящие меры для получения урана, требуемого ядерным проектом. Он предпринял огромные усилия для увеличения собственных ресурсов, но в первые послевоенные годы был вынужден опираться главным образом на восточноевропейские поставки, и только с 1948 г. проблема урановых запасов стала несколько ослабевать.

III

Задача получения металлического урана была поставлена перед Николаусом Рилем, который отвечал за очистку урана в компании «Ауэр» в Берлине во время войны. Риль, родившийся в Санкт-Петербурге и бегло говоривший по-русски, учился у Лизы Мейтнер; он был «хорошим ученым и весьма достойным человеком (одним из числа порядочных)», по мнению Пауля Розбауда{901}. Его привезли в Москву в июне 1945 г., и Берия поручил ему задачу очистки урана{902}. Завенягин выбрал Электросталь, город, расположенный в 70 км к востоку от Москвы, как место для строительства завода по производству металлического урана. Город получил свое название по огромному сталелитейному заводу, который был построен немцами в 1930-е гг. Там был завод боеприпасов, где и должен был разместиться урановый завод, а также мастерские, электростанция, большая автобаза, рабочие. Риль был обрадован таким выбором, так как считал, что работать будет тем легче, чем ближе к Москве{903}. С урановой обогатительной фабрики в Ораниенбурге, расположенном севернее Берлина, были демонтированы и вывезены в Электросталь все оборудование и станки, пережившие американские бомбардировки.

Вначале было решено (предположительно, Техническим советом) получать металлический уран по методам и Риля, и Ершовой, которая получила 1 кг металлического урана в Институте редких и драгоценных металлов в декабре 1944 г.{904} Метод Риля был признан более быстрым и простым{905}. Тем не менее производство металлического урана в промышленных масштабах оказалось трудной задачей. Производственный процесс включал несколько этапов: очистку, восстановление и плавление — и первая печь, в которой происходил завершающий этап производства урана, вступила в строй. В одну из ночей в конце 1945 г. Риль и его группа плавили порошок металлического урана, который был привезен из Германии, в только что установленной печи в Электростали. Они делали это отчасти для проверки печи, отчасти для демонстрации советским властям, что немцы не являются саботажниками или «волынщиками»{906}. К концу 1945 г. урановый завод был частично готов, но строительство явно не укладывалось в сроки, установленные правительством{907}. Атмосфера становилась напряженной и неприятной, и в начале нового года на завод прибыл Завенягин для ускорения дел. Используя полный набор непристойных и угрожающих выражений, которыми так богат русский язык, он наставлял руководителей предприятия самым оскорбительным образом{908}. Обстановка нормализовалась после того, как группе Риля удалось получить несколько тонн двуокиси урана достаточной чистоты для экспериментов, которые хотел провести Курчатов{909}.

Хотя завод теперь начал работать, метод очистки урана все еще оставался узким местом. Риль решил извлекать примеси из окиси урана методом фракционной кристаллизации. Им он пользовался в Германии, но этот процесс был слишком медленным. Когда он получил копию доклада Смита (русское издание вышло в начале 1946 г.), то прочел его за одну ночь и узнал, что американцы использовали метод извлечения примесей с помощью эфира, который был известен Рилю, но применялся только в лабораторных опытах при очистке редких земель. «То, что сделали американцы, сможем сделать и мы», — решили Риль и его коллеги и применили эфирный метод в промышленном масштабе{910}. Метод работал безотказно в течение нескольких лет и в конце концов выход достиг почти тонны урана в день{911}.

Теперь, однако, уже металлургическая стадия процесса тормозила работу. Вначале Риль для восстановления использовал метод отжига, как это делалось на заводе «Дегусса» во Франкфурте, но он давал некачественный порошок урана со значительными примесями кальция[216]. Один из советских специалистов спросил Риля, почему он не использует тетрафторид урана вместо окиси урана, так как фторид кальция, в отличие от окиси кальция, плавится, и в итоге получается металл, а не порошок. В своих мемуарах Риль приводит этот случай в доказательство того, что Советский Союз черпал информацию из разведывательных источников, но на самом деле в докладе Смита указывается, что американцы использовали тетрафторид, так что вопрос, заданный Рилю, был явно основан на информации из доклада Смита{912}. Риль подхватил идею, и процедура фторирования была успешно применена одним из его немецких коллег, д-ром Г. Виртсом, и главным инженером завода Ю.Н. Головановым{913}. К сентябрю-октябрю 1946 г. завод в Электростали давал для Лаборатории № 2 около трех тонн металлического урана в неделю{914}.[217]

IV

Следующим шагом на пути к бомбе был экспериментальный ядерный реактор, создание которого планировалось Курчатовым с начала 1943 г. Он намеревался использовать этот реактор для получения образцов плутония для химического и физического анализа, испытания материалов, предназначенных для промышленного реактора, и для экспериментов, которые помогли бы в проектировании этих реакторов. Хотя ответственность, лежавшая на нем, резко возросла после августа 1945 г., Курчатов взял на себя строительство экспериментального реактора. Он возглавил реакторную группу, численность которой увеличилась с 11 человек в январе 1946 г. до 76 в декабре{915}.

Работа над реактором в Лаборатории № 2 сильно затруднялась нехваткой графита и урана. И только между маем и августом 1945 г. была решена проблема получения графита требуемой чистоты, но лишь к концу года такой графит был получен в достаточных количествах{916}. Свыше 500 тонн графита поступило в 1946 г., и весь он был исследован в лаборатории на предмет примесей{917}. В январе 1946 г. завод в Электростали начал выдавать нужное количество урана в виде цилиндрических отливок, подготовленных по спецификации Курчатова для экспоненциальных экспериментов с различным размещением урана в графите. Эти эксперименты продолжались до марта и позволили Курчатову и его группе рассчитать наилучшую конфигурацию реактора. Курчатов также смог подтвердить, что уран и графит, поставляемые в лабораторию, имеют нужную чистоту{918}.

Летом 1946 г. из Электростали в Лабораторию начали поступать большие партии металлического урана. В августе, однако, в Лаборатории обнаружили, что часть урана содержит слишком большую концентрацию бора{919}. Ванников прибыл в Электросталь для решения проблемы. Его тон в разговорах с заводскими руководителями был вежливым, но угрожающим, и проблема была скоро решена. Если бы примесь не была обнаружена, реактор не достиг бы критичности, поскольку бор является сильным поглотителем нейтронов{920}. Под руководством А.П. Виноградова были разработаны методы анализа примесей в уране{921}. Эти методы позднее были внедрены для контроля качества на заводе в Электростали{922}.

К июлю 1946 г. на территории Лаборатории № 2 было построено специальное здание для реактора размером 15x40 м2. Сам реактор собирали в шахте глубиной 7 метров. Там располагалась лаборатория, защищенная от радиации мощными бетонными стенами и толстым слоем земли и песка. Вход в реактор походил на лабиринт из блоков свинца, парафина и борной кислоты. Две независимые подстанции давали электрический ток, необходимый для управления реактором. Для измерения уровня радиации вокруг здания размещались дозиметры, на здании были установлены сирены и световая сигнализация для предупреждения об опасном уровне радиации{923}. В августе, сентябре и октябре Курчатов и его группа построили четыре модели реактора, используя весь уран, бывший в их распоряжении.