Тайная история атомной бомбы
Шрифт:
Юлий Харитон провозгласил девиз «Мы должны знать в десять раз больше того, что мы делаем».
Предстояло построить с нуля всю атомную индустрию. Следовало возвести комплексы для разделения изотопов, ядерные реакторы, установки для получения плутония, а также оружейные лаборатории для создания бомбы и подготовки ее к испытанию. Не было никаких сомнений, что советская программа станет колоссальным проектом.
Советские ученые не могли начать работы без уранового сырья, поэтому отчаянно искали его источники. Трофейный уран из Германии имел принципиальное значение на старте программы, но, чтобы СССР стал самодостаточной ядерной державой, урана нужно было гораздо больше. Великобритания и США располагали 97 % мирового рынка урана и примерно 65 % рынка тория, источника для получения радиоактивного
Создание экспериментального ядерного реактора началось еще в 1943 году, но задерживалось из-за дефицита урана и очищенного графита. К концу 1945 года существенное количество очищенного графита произвели на заводе «Электросталь» примерно в 70 километрах юго-восточнее Москвы. На «Электростали» заново собрали трофейное оборудование, вывезенное с завода компании Auer в Ораниенбурге. Выплавку и обработку урана контролировал Николай Риль. Прогресс был медленным, но благодаря докладу Смита к лету 1946 года группа Риля приготовила первые несколько тонн металлического урана.
К строительству комплекса для разделения изотопов приступили с начала 1946 года. Газодиффузионную установку построили на среднем Урале около города Невьянск примерно в 30 километрах от Свердловска. Вскоре недалеко оттуда, на Северной Туре, предполагалось возвести комплекс для электромагнитного разделения. Эти комплексы получили названия Свердловск-44 и Свердловск-45 соответственно [163] . Научными руководителями этих комплексов назначили Кикоина и Арцимовича, а над методами разделения работала группа исследователей под руководством немецких ученых, в том числе Арденне.
163
Все секретные атомные комплексы в СССР получали кодовые обозначения: первой частью было название близлежащего города, второй — две последние цифры почтового индекса.
9 апреля 1946 года советскую ядерную программу немного реорганизовали. Стало ясно, что работы с фугасными взрывчатыми веществами, необходимыми для имплозии, небезопасно вести в лаборатории поблизости от Москвы. Курчатов предложил сделать оружейную лабораторию в более отдаленном месте — то есть создать советский аналог Лос-Аламоса.
Берия согласился. Отдел № 6 лаборатории № 2, выделенный в самостоятельное учреждение, стал называться «Конструкторское бюро-11» (КБ-11). Перед ним поставили задачу разработать и собрать опытные образцы атомного оружия. Во главе КБ-И Берия поставил генерала Павла Зернова, заместителя народного комиссара танковой промышленности. Главным конструктором и научным главой организации стал Юлий Харитон. Как Гровс и Оппенгеймер искали, где расположить «Зону Y» в 1942 году, так и Харитон с Зерновым пытались найти место для новой оружейной лаборатории. Вот как Харитон описал эту находку:
Наконец после долгих поисков 2 апреля 1946 года Павел Михайлович Зернов и я прибыли в маленький город Саров, где когда-то проповедовал Святой Серафим. Здесь был небольшой завод, на котором во время войны производились боеприпасы, в том числе снаряды для «Катюш». Вокруг были непроходимые леса. Здесь было много места и мало людей, поэтому здесь мы могли осуществлять нужные нам взрывы.
Саров находится примерно в 400 километрах от Москвы, на границе между бывшей Горьковской областью [164] и Мордовской АССР [165] . В то время здесь жило несколько тысяч человек. В центре города сохранились развалины православного монастыря, закрытого в 1927 году. Первые ядер- ные лаборатории заложили в монашеских кельях. Комплекс называли по-разному: КБ-И, База-112, Объект 550, Комплекс № 558, «Приволжская контора», «Кремлев», «Москва, Центр, 300», Арзамас-75 и др. Однако наиболее закрепилось
164
Ныне Нижегородская область. — Примеч. пер.
165
Сейчас Республика Мордовия. — Примеч. пер.
Перед лабораторией поставили очень сжатые сроки. Техзадание — резюме технических требований для РДС-1,
советского варианта бомбы «Толстяк», и РДС-2, бомбы, в которой использовался уран-235 и пушечный метод, — нужно было подготовить к 1 июля 1946 года. Сокращение РДС придумал Махнев. Оно означало «Реактивный двигатель Сталина». Модели РДС-1 и РДС-2 должны были быть готовы к 1 июля 1947 года. Испытание РДС-1 наметили на 1 января 1948 года, РДС-2 — на 1 июля 1948 года.
Харитон и его группа разработали масштабную модель имплозивной бомбы РДС-1 — конструкцию из вложенных друг в друга металлических кожухов примерно 35 сантиметров в диаметре — и послали Берии и Сталину на рассмотрение. Вскоре после этого, 25 июля, Харитон предоставил тех- задание.
Воля советского человека
Ускорились работы над первым советским опытным ядерным реактором «Физический-1» (Ф-1). Реактор собрали в лаборатории № 2 на окраине Москвы в специальном здании, в котором имелась шахта глубиной около 3,5 метров. В приложении к докладу Смита была опубликована подробная конструкция первого чикагского реактора, но размеры Ф-1, как потом оказалось, были очень близки к параметрам экспериментального реактора Хэнфорд-305. Возможно, это объясняется тем, что детали конструкции могли быть получены разведчиками, работавшими в Хэнфорде или в «Метлабе» в Чикаго, где разрабатывалась эта модель.
Подготовка к сборке Ф-2, реактора для промышленного производства плутония, уже началась в Челябинске-40, примерно в 16 километрах от Кыштыма и в 80 километрах северо-западнее Челябинска. До Октябрьской революции в Кыштыме работал будущий американский президент Герберт Гувер — он участвовал в добыче и выплавке меди.
С августа по октябрь работы над реактором контролировал Курчатов. Как и физики из «Метлаба», он конструировал небольшие докритические сборки, в которых тестировалась степень размножения нейтронов, а также делал измерения, необходимые для прогнозирования того, сколько урана и графита потребуется, чтобы достичь критической точки. Собирать Ф-1 начали 15 ноября, слой за слоем. По оценке Курчатова, реактор должен был достичь критической точки, имея 76 слоев. В работу пустили весь уран до последнего грамма.
Но, прямо как физики из «Метлаба» четыре года назад, Курчатов, экстраполируя процессы от уменьшенных моделей, завысил количество урана. Когда 24 декабря завершили 61 слой, стало очевидно, что следующий слой доведет реактор до критической отметки.
В 14:00 25 декабря в сборку вставили три кадмиевых регулирующих стержня и добавили 62-й слой. Курчатов прибыл для наблюдения за следующим этапом; из здания удалили весь незадействованный персонал. Те, кто остались, молчали. Слышно было только тиканье счетчиков нейтронов. Далее провели несколько экспериментов, в ходе которых регулирующие стержни частично извлекали из сборки, наблюдая одновременно за счетчиками — чтобы удостовериться, что все идет так, как нужно.
В 18:00 Ф-1 достиг критической точки. «Хорошо, у нас получилось», — отметил Курчатов. Это был первый крупный успех советской программы. Физики поздравили друг друга, и Курчатов объявил: «Теперь атомная энергия подчинилась воле советского человека».
Через несколько дней для проверки Ф-1 приехал сам Берия. Физики еще раз рассказали ему, как шла работа, подтвердили, что реактор работает. Но, кроме щелканья нейтронных счетчиков, ничего не было слышно и совсем ничего не было видно. У Берии сразу же пробудились подозрения. «И это все?» — спросил он. Получив утвердительный ответ, Берия пожелал войти в помещение с реактором и посмотреть поближе. Курчатов ответил, что это было бы слишком опасно, и подозрения Берии только укрепились.