Проблемы газовой диффузии
Освоить метод обогащения урана диффузионным способом Курчатов поручил И.К. Кикоину. Но, как Исаак Константинович ни бился, дело довести до ума никак не удавалось.
Впрочем, этот метод был, в самом деле, не из лёгких. В книге Генри Смита «Атомная энергия для военных целей» о нём говорилось:
«Вероятно, больше чем какая-либо другая группа в Манхэттенском проекте, группа, работавшая над газовой диффузией, заслуживает награды за храбрость и настойчивость, так же, как и за научные и технические дарования».
Но в США этим делом занималась «группа физиков» и физиков выдающихся! А у нас на «диффузию» бросили всего несколько человек во главе с Кикоиным, который сам впоследствии говорил:
«Мы все, включая и меня, не были специалистами в рассматриваемой нами проблеме, но мы были молоды и нахальства у нас хватало, нам было и «море по колено». Мы взялись за дело рьяно и ответственно».
«Рьяность» и «ответственность» молодых энтузиастов очень скоро дали свои результаты: на Урале — на месте будущего завода № 813 — стали стремительно расти производственные корпуса. Но уже на этом этапе возникли неожиданные осложнения. О них — в рассказе тогдашнего заместителя начальника Первого Главного управления Андраника Мелконовича Петросьянца, курировавшего сооружение уральского «объекта»:
«Однажды в один из приездов на объект мы с Исааком, возвращаясь из заводской лаборатории, зашли в заводоуправление обсудить и принять решение по некоторым неотложным вопросам. У дверей управления мы увидели толпу людей, кричащих и возмущавшихся. Мы с директором завода и с Кикоиным еле пробились в помещение. Нам было ясно, что народ требует жилья, требует нормальной жизни.
Прежде всего, решили узнать, что хотят люди, что они требуют…
В процессе разговора, очень неорганизованного, шумного и крикливого, удалось выяснить (предварительно установив кое-какой порядок), что дело-то, в конце концов, не в нехватке жилья, хотя и это имело место, не в недостатке детсадов и яслей, а в том, что посёлок, где они живут, находится, как они заявили, в зоне радиации, в радиационной обстановке. Мужья приходят домой усталые, разбитые.
— Отправляйте нас домной! Вот наше требование! Мы не хотим здесь жить и работать!
Все наши объяснения и разговоры о том, что для радиации здесь нет места, что ей просто неоткуда взяться, были для наших собеседников как горох об стенку.
— Все вы здесь врёте, не хотите сказать нам правду! — кричали они.
А ведь ко времени нашей беседы, хотя строительство завода было в самом разгаре, само решение задачи по технике газовой диффузии находилось ещё очень далеко от своего осуществления».
С большим трудом разбушевавшихся женщин удалось успокоить.
Обратим внимание на то, что претензии исходили со стороны вольнонаёмных рабочих. Положение заключённых, которые среди строителей составляли большинство, было намного хуже.
Но вот наступил момент, когда строительство завершилось. С Горьковского завода стали поступать опытные диффузионные машины ЛБ-7 (названные так в честь Лаврентии Берии). Из них смонтировали каскад и приступили к испытаниям, которые (в соответствии со специальным правительственным постановлением) должны были завершиться 5 февраля 1947 года.
Однако множество непредвиденных трудностей самого разного толка не давало возможности уложиться в назначенный срок.
И 3 февраля Кикоин обратился с письмом к Берии:
«… довожу до Вашего сведения, что начатые испытания опытного диффузионного каскада показали наличие некоторых заводских дефектов и для пуска на рабочем газе требуется ещё 12 дней. В связи с этим обращаюсь к Вам с просьбой отложить срок предоставления нами данных о работе каскада на 12 дней против указанного правительственного срока 5 февраля».
Срок перенести разрешили.
23 февраля 1947 года «1-ый физический комплекс» (так по требованиям секретности был назван каскад опытных установок) запустили в работу. Обрадованный Кикоин тотчас отрапортовал Берии:
«Считаю целесообразным приступить… к форсированию строительства первого промышленного завода Д-1».
Однако радость оказалась преждевременной. Довести обогащаемый шестифтористый уран до требуемой кондиции не удавалось никак. В воспоминаниях А.М. Петросьянца тот период описан весьма эмоционально:
«О, ужас! В процессе перехода по каскадам гексафторид урана как бы размазывался по всей системе и оседал на внутренних стенках насосов, не доходя до конечных стадий обогащения.
Решили, что надо всю систему каскадов промыть фтором самым тщательным образом. Запустили вновь, но результат был тот же. Коррозия, разложение рабочего газа (гекса. фторида урана) достигало таких больших величин, что поток высокообогащённого газа не достигал конечных каскадов. Значительная его часть осаждала, сь на внутренних стенках компрессоров в виде тетрафторида урана.
Кикоин и его сотрудники мучительно искали пути борьбы с оседанием гексафторида урана на стенках насосов, но всё безрезультатно».
Это сегодня, по словам самих же физиков, свойства гексафторида урана изучены лучше, чем свойства питьевой воды. А тогда этот продукт был тайной за семью печатями! О том, как вёл себя уран в каскаде машин, — в рассказе Анатолия Александрова:
«Происходило понемножку разложение шестифтористого урана, и он превращался в четырёхфтористый и оседал на стенках. Это само по себе было совершенно не страшно. Но когда сделали потом подробные расчёты, то оказалось, что постоянный выход на всех ступенях каскада всё более и более обогащённого продукта приводил к тому, что конечного обогащения достигнуть было нельзя. Не получается никакой концентрации в конце. Это была, буквально, трагедия».
Кикоин и руководители завода № 813 урана вновь крепко задумались. Вспомнили о немцах, которые помогли наладить производство металлического урана. Кто-то сказал, что в одной из эмгебешных «шарашек» под Сухуми работают физики, специализирующиеся на диффузии.
Андраник Петросьянц потом вспоминал:
«Кикоину пришла в голову мысль (может быть, и по чьей-то подсказке) пригласить эту группу немецких специалистов на консультацию прямо сюда, на восток, на нашу строительную площадку
Немецкие учёные в течение двух дней внимательно всё осмотрели и затем сообщили, что то, что они увидели, их поразило своими масштабами и техникой исполнения, и что они чувствуют себя здесь учениками — так далеко ушли советские специалисты».
Выслушивать комплименты всегда приятно. Но тут случай особый: от немецких физиков ждали конкретных предложений по поводу ликвидации сбоев в работе диффузионного каскада. А те лишь разводили руками и, по свидетельству Петросянца, ничего конкретного предложить не могли:
«В первый момент мы решили, что немцы хитрят и не хотят нам помочь. Но потом, подробно обсудив, с чем они имели дело в Германии, мы поняли, что они достаточно искренни в своём незнании и непонимании научной и технической ситуаций».
На этот раз заволновались уже в Москве. Отказ диффузионного каскада ставил под удар всю атомную программу.
Анатолий Александров рассказывал:
«В какой-то момент на Урал приехал Ванников. Он посадил меня в свой вагон и сказал, что нам нужно ехать на кикоинское предприятие. И мы поехали туда. По дороге захватили ещё Харитона. И тут зашёл совершенно для меня неожиданный разговор. Ванников стал говорить о том, что завод разделительный, который построен и работает, выпускает конечную продукцию не той кондиции, что нужно, меньше даёт обогащение, чем было необходимо. И разговор пошёл о том, нельзя ли сконструировать оружие на этом продукте более низкого содержания.
Пошли всякие расчёты, прикидки мы делали, со всех сторон обсуждали этот вопрос. И, в конечном счёте, пришли к заключению, что такой вариант возможен. Что это будет гораздо более громоздкая вещь, но, тем не менее, она реализуема.
Ванников бил страшно этим доволен, потому что он должен был докладывать Берии о том, что же делать с этим делом. Берия тоже должен был туда приехать».
И вскоре он прибыл, член политбюро, заместитель председателя правительства и глава атомного Спецкомитета Лаврентий Павлович Берия.
О том, что произошло потом, — в рассказе Андраника Петросянца:
«Он вечером приехал к нам на объект и собрал узкий круг людей, связанных с технологией и пуском завода Первым выступил И.К. Кикоин с сообщением о проделанной работе и о трудностях, с которыми мы встретились. Затем член Политбюро ЦК ВКП(б), выслушав ещё двух-трёх специалистов, прервал выступления и сказал примерно следующее (стенограммы, конечно, не было):
— Страна, несмотря на разрушенное войной хозяйство, дала вам все:, что вы просили. Сделано, конечно, очень много. Но мы теперь вправе ожидать от вас полного выполнения задания. Короче, дело обстоит так: даю вам срок три месяца, чтобы всё закончить. Но предупреждаю, если вы не обеспечите за это время всё:, что от ва. с требуется, пеняйте на себя. А я заранее предупреждаю: готовьте сухари!
После этого, ничего больше не сказав и не прощаясь, ушёл и тут же выехал в своём салоне-вагоне из объекта».
Если во вниманием присмотреться к ситуации, сложившейся в 1947 году в «хозяйстве Кикоина», то вывод напрашивается такой: прав был Лаврентий Павлович Берия! В самом деле, советские разведчики обеспечили наших физиков-атомщиков всем необходимым: схемами, формулами, расчётами, технологическими отчётами, подробнейшими чертежами и фотографиями установки. Советское правительство тоже старалось ни в чём не отказывать «обогатителям урана». А дело у них почему-то не шло.
То, с какой лёгкостью Анатолий Петрович Александров «распутал» одну из технологических «неувязок», свидетельствует о том, что работникам завода № 813 не хватало опыта, умения, мастерства и таланта. Замена этих достаточно редких качеств «нахальством» и энтузиазмом молодости, о которых с такой гордостью вспоминал потом Исаак Кикоин, ни к чему хорошему привести не могла.
Положение было аховое!
Правда, выводы Александрова и Харитона о возможности сделать бомбу на недообогащённом уране давали надежду на выход из прорыва. Анатолий Александров говорил:
«Это тогда сняло остроту, потому что острота действительно была такая, что могло кончиться совершенно по-разному.
Вообще, Ванников в этом смысле был молодец. Удивительно такой трезвый и разумный человек».
Ванников — Ванниковым, но выходить из создавшейся ситуации предстояло не ему, а Кикоину. Посоветовавшись с Курчатовым, он обратился за помощью к академику Александру Наумовичу Фрумкину. Тот с группой сотрудников приехал на Урал и принялся изучать возникшую проблему.
Через некоторое время её удалось решить.
Но возник новый казус.
В электродвигателях была перегородка, отделявшая статор от ротора. Она подвергалась сильнейшей коррозии. Химически агрессивный гексафторид урана разъедал её так, что поступило предложение заменить металлическую перегородку керамической. Но и это оказалось не таким уж простым делом. Тогда и обратились за помощью к Анатолию Александрову:
«— Слушай, — говорят, — тут перепробовали сто одну пластмассу, для того чтобы сделать разделительную перегородку между ротором и статором двигателей. Не можешь ли ты нам в этом деле помочь? Ты же когда-то занимался всякими полимерами и пластмассами.
Я посмотрел и сказал, что может оказаться хорошим очень простой выход:
— Нужно взять и ваши керамические рубашки покрыть олифой. Натуральной только, обязательно! Она создаст такую плёнку, которая как раз меньше всего будет реагировать с вашим гексафторидом.
Они начали страшно хохотать:
— Неужели такой простой выход?
Я говорю:
— Берусь вам это дело сработать!
Действительно, с завода моментально дали людей, мы с ними поехали на разные производства в этом городе, в конце концов, добыли натуральную олифу. Первые керамические рубашки покрыли этой самой олифой, высушили (там прогрев полагается делать примерно до 110 градусов). Получились великолепные блестящие рубашки без всяких дефектов.
Их поставили на испытания, и уже на другой день оказалось, что никакого разложения газа при этих рубашках нет. И никакой потери вакуума нет.
Меня стали благодарить, а я встал и говорю руководителю этого направления:
— Ну что, ты думаешь, я на тебя даром работал? Гони десятку!
Он, значит, вынул десятку, и такую премию я получил за эту работу. Кстати, после этого скоро была девальвация, и десятка превратилась в рубль».
Вот так (то комично, то драматично) вставал на ноги процесс обогащения урана диффузионным способом.
16 августа 1947 года в Спецкомитете путём опроса был принят документ «О мера, х подготовки к пуску заводов № 817 и 813». Через три дня (21 августа) его подписал Сталин, тем самым превратив в постановление правительства под номером 2932-948сс. О заводе № 813 в нём говорилось:
«Совет Министров Союза ССР ПОСТАНОВЛЯЕТ:
… 4.Во изменение Постановления Совета Министров СССР от 9 апреля 1946 г. № 804-326сс/оп и от 21 апреля 1947 г. № 1094-315сс установить следующие сроки строительства и пуска завода.:
первая очередь (в существующем корпусе) — к 1 мая 1948 г.; вторая очередь (полная мощность) — к 1 ноября 1948 г…».
Однако и это постановление выполнялось с трудом. Сбои с удручающим постоянством возникали повсеместно. И Спецкомитет, собравшийся 22 декабря 1947 года (на этом заседании вновь после долгого перерыва появились Берия, Маленков и Вознесенский), самым первым рассмотрел вопрос «О ходе выполнения Постановлений Правительства по сооружению завода № 813». Была создана специальная комиссия во главе с Первухиным, куда вошли: «зам. Председателя Совета Министров СССР т. Малышев; министры тт. Круглов, Устинов, Хруничев, заместитель начальника ПГУ Петросьянц и член-корреспондент т. Кикоин». Комиссии было предложено:
«… в 10-дневный срок разработать и представить в Спецкомитет график и предложения, связанные с вводом в эксплуатацию завода № 813 в целом, предусмотрев в этих предложениях, в частности, меры преодоления трудностей в изготовлении приборов, окончания испытаний и предъявления на серийное производство машин ОК-8».
