1. СОЗДАНИЕ ГОСУДАРСТВЕННОЙ СИСТЕМЫ РАЗРАБОТКИ ЯДЕРНОГО ОРУЖИЯ
1.1. Начало атомного проекта
Организационные основы атомного проекта СССР были заложены серией Постановлений Государственного Комитета Обороны в 1942–1945 годах. Можно выделить два главных этапа: первый
– подготовительный (сентябрь 1942 года – июль 1945 года), второй – решающий (август 1945 года – август 1949 года). Первый этап начинается с Распоряжения ГКО №2352 от 28 сентября 1942 года «Об организации работ по урану». На этом этапе решающую роль сыграли данные разведки. Итогом первого этапа было осознание важности и реальности создания атомной бомбы.
Начало второму этапу положили американские бомбардировки японских городов Хиросимы и Нагасаки 6 и 9 августа 1945 года. В СССР были приняты чрезвычайные меры для форсирования работ по атомному проекту. 20 августа 1945 года Сталин подписал Постановление Государственного Комитета Обороны № 9887 «О Специальном Комитете при ГОКО», который состоял из ключевых фигур партийного и государственного аппарата. Председателем Комитета был назначен заместитель председателя Совета Народных Комиссаров, член ГОКО Л.П. Берия. «На Специальный Комитет при ГОКО возлагалось все руководство работами по использованию внутриатомной энергии урана». После упразднения ГОКО в сентябре 1945 года Специальный Комитет стал функционировать как орган при Совете Народных Комиссаров СССР, а с марта 1946 года, после преобразования СНК СССР в Совет Министров СССР, как орган при Совмине СССР.
На Специальный Комитет, помимо ключевой задачи организации разработки и производства атомных бомб, была возложена организация всей деятельности по использованию атомной энергии в СССР: научно-исследовательские работы, разведка месторождений добычи урана, создание атомной промышленности, атомных энергетических установок и атомного приборостроения.
Специальный Комитет провел более 140 заседаний, объем протоколов которых составил около 1000 машинописных листов. В целом делопроизводство Специального Комитета содержит более
300000 страниц.
30 августа 1945 года одновременно с организацией Специального Комитета было создано Первое главное управление, на которое возлагалось непосредственное руководство научноисследовательскими, проектными, конструкторскими организациями и предприятиями по использованию атомной энергии и производству атомных бомб.
Для координации работ разведки Спецкомитет 28 сентября 1945 года организовал в своем составе Бюро №2 во главе с П.А. Судоплатовым.
1.2.Создание технологической и промышленной базы атомного проекта
1.2.1.Разведка и добыча урана
«Важнейшей составной частью урановой проблемы был ясный, но невероятно трудный план – начать усиленные поиски месторождений урана и организовать его добычу» (А.П. Александров). Эта задача была поставлена специальным Постановлением Государственного Комитета Обороны 27 ноября 1942 года.
К началу целенаправленных поисков в СССР было известно пять месторождений с общим запасом около 500 тонн урана. Эти месторождения и послужили базой, с которой начала свое развитие урановая промышленность Советского Союза. Для сравнения отметим, что в это время общие мировые запасы урана оценивались в 12000–15000 тонн, в том числе в Европе – 1000 тонн (Рудные горы в Чехословакии, Корнуэлл в Англии), в Африке – 3000 тонн (Шинколобве в Бельгийском Кон-
го), в Северной Америке 9000 тонн (6000 тонн – Медвежье озеро в Канаде и 3000 тонн – Плато Колорадо в США).
В1943 года постановлением ГОКО проведение геологоразведочных работ по урану было поручено Комитету по делам геологии при СНК СССР.
Воктябре 1945 года постановлением СНК СССР в составе Комитета по делам геологии при СНК СССР создано Первое главное геолого-разведочное управление, на которое были возложены организация и руководство специальными геолого-поисковыми и разведочными работами по урану на территории СССР.
14 сентября 1945 года постановлением СНК СССР предписывалось вступить в переговоры с правительством Чехословацкой Республики об учреждении Советско-Чехословацкого горного общества для эксплуатации урановых месторождений в районе города Яхимов.
18 октября 1945 года соглашением между правительством СССР и правительством Болгарии было учреждено советско-болгарское горное общество для поиска и эксплуатации урановых месторождений.
Вконце 1946 года Правительство СССР заключило долгосрочные соглашения с правительствами Болгарии, Чехословакии, а позже с правительствами Польши, Румынии, Венгрии о совместных поисках, разведке и разработке месторождений радиоактивных руд и поставках урановой продукции СССР. С этой же целью на территории Восточной Германии (позже ГДР) в Рудных горах было создано специальное горное управление, которое в 1947 году было преобразовано в советскогерманское акционерное общество «Висмут».
9 апреля 1946 года было принято Постановление СМ СССР «Об организации геологопоисковых работ урановых и ториевых месторождений в Арктике».
Вавгусте 1946 года Л.П. Берия обязал МВД СССР провести геолого-поисковые работы по обнаружению месторождений урановых и ториевых руд в Ухтинском и Воркутинском районах Ухтинского комбината МВД, в районах Красноярского края и на Таймыре Норильского комбината МВД, а также в Восточной Сибири и на Дальнем Востоке.
Вавгусте 1946 года Л.П. Берия направил И.В. Сталину письмо с представлением на утверждение проекта постановления СМ СССР об организации в Министерстве цветной металлургии Второго главного управления. Задачей этого управления было руководство предприятиями по добыче ториевых руд, получению окиси тория и металлического тория для наработки U-233 в специальных ядерных реакторах. Постановление было утверждено 13 августа 1946 года.
19 марта 1947 года было принято Постановление СМ СССР «Об организации добычи радиоактивных руд на территории Польской Республики», для чего предписывалось создать предприятие «Кузнецкие рудники» и постоянную советско-польскую комиссию для организации работ по поиску и добыче урановых руд.
24 марта 1947 года было принято Постановление СМ СССР об организации производства урана из криворожских железных руд.
27 сентября 1947 года Б.Л. Ванников направил И.В. Сталину письмо с представлением проекта постановления СМ СССР по добыче ториевых руд и производству концентратов тория и металлического тория. Проект предусматривал выплавку 70 тонн металлического тория к середине 1949 года и производство солей тория около 130 тонн в год.
Вапреле 1948 года Л.П. Берия направил И.В. Сталину письмо с представлением проекта постановления СМ СССР «Об организации добычи тория в Алданском районе Якутской АССР». В письме, в частности, отмечалось, что в 1947 году в Алданском районе были открыты россыпи моноцитовых песков с содержанием тория более 1000 тонн и предполагалось создать предприятие и начать добычу тория с 1949 года.
К 1948 году были созданы технические и организационные предпосылки для успешной реализации разведки урановых месторождений. Были созданы и выпускались в необходимых количествах поисковые гамма-радиометры, позволяющие определять интенсивность гамма-излучения на поисковых маршрутах без отбора отдельных образцов; были разработаны и выпущены опытные серии аэро-гамма-радиометров, устанавливаемых на самолетах или вертолетах и измеряющие уровень гамма-излучения в процессе полета.
Общие запасы урана в СССР на 1 января 1955 года составляли 28000 тонн в 27 основных месторождениях, переданных для эксплуатации. Следует отметить, что в этот период было выявлено также более сотни мелких месторождений, которые в результате отработки оказались неэффективными для добычи урана. Наибольшее число месторождений было выявлено в Узбекистане, Казахстане и Киргизии.
В итоге десятилетней деятельности крупных коллективов геологов, геофизиков и других специалистов в целом в СССР и странах Восточной Европы было открыто, разведано и передано в эксплуатацию более 50 месторождений урана с общими запасами 84000 тонн. Таким образом, устойчивая база для реализации атомного проекта была успешно создана.
1.2.2. Организация производства плутония
Исключительно важными и новыми для отечественной промышленности были проблемы, связанные с наработкой ядерного горючего и исследованием его физико-технических и ядерных характеристик.
Эти проблемы были связаны с решением нескольких взаимосвязанных задач: добыча урановой руды, ее обогащение, извлечение из концентрата изотопа U-235, получение плутония в ядерных реакторах, а в дальнейшем – производство Li-6 и трития.
С пуском в конце 1944 года в Лаборатории № 2 первого циклотрона (в его создание большой вклад внесли Л.М. Неменов и В.П. Джелепов) появились возможности получения микроскопических количеств плутония. Пуск первого ядерного реактора Ф-1 25 декабря 1946 года значительно расширил эти возможности.
Вэто время в Лаборатории № 2 уже твердо знали, что плутоний, накопленный в процессе нейтронного облучения в уране, может быть реально выделен сравнительно простым химическим способом.
ВЛенинграде в Радиевом институте под руководством В.Г. Хлопина начали разработку заводской технологии выделения плутония химическим способом. Параллельно с работой над опытным уран-графитовым реактором шла подготовка к промышленному производству делящихся материалов.
Уже в 1946 году для перевозки специальных материалов и продукции в рамках ядерного проекта было решено спроектировать и построить специальные вагоны-контейнеры для их транспортировки.
23 августа 1946 года было принято постановление Правительства о строительстве первых очередей комбината № 817 по производству плутония (Челябинск-40; ПО «Маяк»). В состав комбината первоначально входили три объекта: объект «А» – промышленный реактор, объект «Б» – радиохимический завод, объект «В» – металлургический завод. Научным руководителем комбината
№817 был И.В. Курчатов; директорами комбината на стадии его создания и становления были П.Т. Быстров, Е.П. Славский, Б.Г. Музруков; главным инженером был Е.П. Славский; начальником строительства – М.М. Царевский, главным инженером строительства – В.А. Сапрыкин.
Главным конструктором промышленного реактора в начале 1946 года был назначен Н.А. Доллежаль, директор Московского научно-исследовательского института химического машиностроения. Здесь для работы над проектом был создан специальный отдел, в который вошли пять групп конструкторов. Кроме того, к проектным работам были привлечены конструкторские бюро: из авиационной промышленности (А.С. Абрамов), оборонной промышленности (А.С. Елян, Ю.Н. Кошкин), энергопромышленности (Ф.Г. Прохоров). Разработку проекта здания реактора и сооружений, обеспечивающих отвод тепловой энергии и вывод радиоактивных продуктов из реактора выполнял Ленинградский проектный институт – ГСПИ-11 (А.И. Гутов, А.А. Черняков). К проектированию металлоконструкций реактора привлекли институт Проектстальконструкции (Н.П. Мельников).
На стадии эскизного проекта главной задачей оказался выбор оптимального варианта конструкции уран-графитового реактора, охлаждаемого обычной водой. Рассматривались вертикальный
игоризонтальный варианты. Выбрали вертикальный вариант. Окончательное решение в пользу вертикального варианта было утверждено 10 июля 1946 года. Как показала жизнь, этот выбор был исключительно удачным для эксплуатации реактора. В США уран-графитовые реакторы были горизонтального типа, что породило сложные эксплуатационные проблемы.
19 июля 1948 года под руководством И.В. Курчатова был начат запуск реактора «А» с нулевой отметки и 22 июня его мощность достигла проектного значения – 100 МВт. Строительство реактора заняло 1,8 года, столько же времени заняли разработка и проектирование реактора.
Реактор «А» был первой в Европе ядерной промышленно-энергетической установкой. 16 июля 1987 года реактор «А» после 40 лет работы был остановлен и выведен из эксплуатации.
Сырье для ядерного реактора частично поставлялось с уранодобывающего комбината № 6, построенного в Таджикистане. Решение ГКО о создании комбината № 6 было принято еще в декабре 1944 года. Однако, для создания реакторов Ф-1 и «А» требовалось около 200 тонн урана, и поэтому чрезвычайно важными были поставки уранового сырья из Германии и Чехословакии. Без этих поставок сроки создания этих реакторов, а значит, и сроки создания атомного оружия СССР
были бы отодвинуты.
Наработанный в ядерном реакторе плутоний было необходимо отделить от урана и высокоактивных продуктов деления. Для выделения плутония был построен радиохимический завод (завод «Б»).
Облученные урановые блоки, законвертованные в алюминиевые оболочки, поступали на завод «Б». Здесь их растворяли, химическими методами отделяли материал оболочки и высокоактивные продукты деления, производили выделение плутония из урана.
Концентрированный раствор плутония подвергался дополнительной очистке от следов высокоактивных продуктов деления с целью снижения его радиационной активности при поступлении к металлургам.
Радиохимические процессы для завода «Б» были разработаны в Радиевом институте и апробированы в опытном радиохимическом цехе, построенном при реакторе Ф-1 и входившем в состав НИИ-9. Сочетание экспериментального радиохимического цеха с реактором позволило не только отработать технологию выделения плутония из облученных урановых блоков, но и опробовать оборудование и системы контроля будущего радиохимического завода.
Завод «Б», к проекту которого Ленинградский ГСПИ-11 приступил в 1946 году, вступил в строй в конце 1948 года. Первая партия облученных урановых блоков поступила на переработку 22 декабря 1948 года, а первая готовая продукция была получена в феврале 1949 года.
Научным руководителем пуско-наладочных работ на заводе «Б» был член-корреспондент АН
СССР, заместитель директора Радиевого института Б.А. Никитин, директором завода «Б» – П.И. Точеный, главным инженером – Б.В. Громов, руководителем аналитического контроля производства – академик А.П. Виноградов.
Полученный на заводе «Б» концентрат плутония, состоявший в основном из фторидов плутония и лантана, был сырьем для получения оружейного плутония. Окончательная очистка и изготовление из него деталей производилась на другом предприятии комбината № 817 – химикометаллургическом заводе «В», первая очередь которого была построена на месте складов боеприпасов недалеко от города Кыштым.
22 мая 1948 года распоряжение СМ СССР предписывало начать строительство тоннелей на комбинате № 817 с сечением типа московского метро для хранения радиоактивных отходов завода «Б». Тоннели предполагали облицовку и изоляцию и имели глубину заложения 30 м; длина тоннелей в 1949 году должна была составить 1 км.
Основными институтами, разработавшими проект завода «В», были НИИ-9 (директор – Б.В. Шевченко), ИОНХ (директор – И.И. Черняев) и проектный институт ГСПИ-12 (директор – А.В. Флоров, главный инженер – Ф.З. Ширяев).
Технология получения чистого металлического плутония была разработана под научным руководством и при непосредственном участии НИИ-9, в котором для этой цели был создан специальный отдел под руководством академика А.А. Бочвара, который являлся также научным руководителем завода В. Директором, а также главным инженером завода «В» был Ф.М. Бреховских.
ВНИИ-9 была разработана и внедрена в производство технология получения металлического урана восстановлением его кальцием из тетрафторида. Основой этой технологии является разработанный двухступенчатый процесс сушки и прокалки тетрафторида урана.
Винституте был разработан микрометаллургический, а затем и промышленный процесс получения металлического плутония, а под руководством специалистов ВНИИНМ были проведены все