Событие, изменившее ход истории

70 лет назад – 29 августа 1949 года – на Семипалатинском полигоне (Казахстан) была испытана первая советская атомная бомба.

…Южный пригород Берлина – Потсдам. Июль 1945 года. Здесь проходит историческое совещание руководителей «большой тройки». Президент США Гарри Трумэн 24 июля конфиденциально сообщает Сталину о наличии у Америки бомбы невиданной разрушительной силы, испытания которой уже успешно проведены. Расчет был на запугивание союзника, но «отец народов» сделал вид, что не осознал важности случившегося. Однако прямо из Берлина он дал задание советским ученым-физикам ускорить создание аналогичного продукта. Спустя четыре года неимоверно трудной и высокозатратной по финансам и человеческим силам работы 29 августа 1949 года произошло событие, коренным образом изменившее ход истории человеческой цивилизации. Ядерный паритет был восстановлен, и минула опасность войны с преимуществом в ней США.

Развитие советской физики

Началом работ по изучению деления ядра в СССР можно считать 1920-е годы.
В 1918-м «отцом советской физики» Абрамом Иоффе создан физико-технический институт. Один из основоположников советской радиохимии и радиевой промышленности Виталий Хлопин возглавил коллегию по организации первого в России радиевого завода. В 1922-м открывается Радиевый институт, и Хлопин по изобретенной им технологии начинает испытания по извлечению радия.
С 1930-х годов ядерная физика становится одним из основных направлений советской науки. Работает физико-технический институт, открылись еще три: химической физики, физико-технический ЛФТИ с филиалами в Харькове, Свердловске, Днепропетровске, Томске и электрофизический.
В 1932 году в Харькове советские ученые вслед за Резерфордом расщепили ядро лития. Через год в Ленинграде собирается 1-я Всесоюзная конференция по атомному ядру. Тогда же Дмитрий Иваненко, теоретик института Иоффе, создал новую модель атомного ядра из протонов и нейтронов. В то же время за границей обучались талантливые ученые Союза: Абрам Иоффе стажировался в Мюнхене, а Юлий Харитон – в Кембридже, где получил степень доктора университета. Он вместе с физикохимиком Яковом Зельдовичем подготовил работу о цепной реакции урана-235 и урана-238, где определил: реакция возможна с повышением в уране-235 концентрации изотопа. Они же опубликовали три работы по делению урана, исследовали горение, дали расчеты для ракет «Катюша». Еще в 1938 году (до открытия деления) Харитон опубликовал первые работы по методике разделения изотопов. К 1940-му успехи советских ядерщиков стали очевидны.
В Ленинграде заработал первый в Европе циклотрон Радиевого института. Был введен усилитель с коэффициентом усиления в 1 млн. Георгий Флёров и Константин Петржак с его помощью открыли самопроизвольное (спонтанное) деление ядер урана.
В этом же году создается комиссия Академии наук по проблемам урана под председательством Виталия Хлопина. Группа советских ученых подала в отдел изобретательства Красной армии заявку «Об использовании урана в качестве взрывчатого и отравляющего вещества» с предложением использовать атомную энергию в производстве оружия.
В 1940 году в институте Иоффе под руководством профессора Игоря Курчатова начал строиться новый циклотрон. Его запуск был намечен на январь 1942 года. Одновременно с предложением Франца Ланге о методах разделения изотопов термодиффузией и центрифугированием ученый Лев Арцимович предложил электромагнитный.

В поисках атомной энергии

Начавшаяся в июне 1941 года Великая Отечественная война и эвакуация научных институтов, занимавшихся проблемами ядерной физики, прервали работы по созданию советского атомного оружия. В Казани состоялся семинар, где талантливый физик-теоретик Георгий Флёров поднял вопрос о продолжении работ по ядру. Его не поддержали. Ученый ушел добровольцем в армию и с передовой продолжал писать письма, присылал схемы устройства атомной бомбы, начерченные от руки. Но его обращения остались без ответа.
Однако уже осенью 1941 года в СССР начала поступать разведывательная информация о проведении в Великобритании, Франции и США секретных интенсивных научных исследований для разработки методов использования атомной энергии в военных целях и создания взрывчатых веществ огромной разрушительной силы.
В Англии «урановый» комитет возглавил известный физик Джордж Томсон. Исследования были основаны на использовании урана-235, имеющего свойство эффективно расщепляться. Французские ученые Ганс Хальбан и Лев Коварский разработали метод выделения изотопа урана-235 путем применения окиси урана, обрабатываемой тяжелой водой. Англичане Пайерлс и Байс придумали способ выделения реактивного изотопа урана-235 при помощи диффузионного аппарата, спроектированным доктором Симоном.
Эти сведения заставили руководителей СССР, несмотря на войну, активизировать в стране работы по урановой тематике. 28 сентября 1942 года было подписано секретное постановление Государственного комитета обороны № 2352сс «Об организации работ по урану», согласно которому возобновились исследования по использованию атомной энергии.

В феврале 1943 года научным руководителем работ был назначен Игорь Курчатов, которого называют «отцом советской атомной бомбы». В Москве он возглавил созданную лабораторию № 2 Академии наук СССР (ныне – Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт»), где и стали исследовать атомную энергию. Позже лаборатория № 2 получила название ЛИПАН – лаборатория измерительных приборов Академии наук СССР, а затем – Институт атомной энергии – ИАЭ. В ее штат входило 25 научных сотрудников, среди них – Юлий Харитон, Георгий Флёров, Яков Зельдович, Исаак Кикоин и Абрам Алиханов.
После прорыва блокады Ленинграда Курчатов принимает решение вывезти из города оборудование для сооружаемого в лаборатории циклотрона. Это трудное и опасное дело он поручает своим сотрудникам – академику Леониду Неменову и инженеру Петру Глазунову. Также с завода «Динамо» был вывезен 75-тонный электромагнит. Сборка циклотрона была завершена, и 25 сентября 1944 года он выдал пучок нейтронов. В октябре 1944-го брат Курчатова Борис получил первые следы элемента 94, а первый плутоний из урана в циклотроне появился не ранее 1946 года.

Разработка конструкций и добыча секретного «первого»

Первоначально общее руководство атомными разработками осуществлял заместитель председателя Государственного комитета обороны СССР Вячеслав Молотов. Но 20 августа 1945 года (через несколько дней после атомной бомбардировки США японских городов) приняли решение о создании специального комитета, который возглавил Лаврентий Берия. Он и стал куратором советского атомного проекта. Тогда же для непосредственного руководства научно-исследовательскими, проектными, конструкторскими организациями и промышленными предприятиями, занятыми в этом проекте, было создано Первое главное управление при СНК СССР (впоследствии Министерство среднего машиностроения СССР, ныне – Государственная корпорация по атомной энергии «Росатом»). Руководителем ПГУ стал народный комиссар боеприпасов Борис Ванников.
После падения Рейхстага в Германию была срочно направлена группа ученых для розыска германских ядерщиков, лабораторий, оборудования, промышленных объектов уранового проекта и запасов сырья. Группу возглавлял заместитель Берии Авраамий Завенягин. Согласие работать на советский проект дали Манфред фон Арденне, Густав Герц, Петер Адольф Тиссен, Николаус Риль, Макс Фольмер, Макс Штеенбек.
В Сухуми были организованы два института по разделению изотопов методом центрифугирования, где работали немецкие специалисты, что ускорило получение стратегического сырья.
СССР имел интерес к немецким запасам урана и тория. Было известно, что Германия располагает большой партией конголезской окиси урана, вывезенной при захвате Бельгии. Его нашли в городке Нойштадт-Глеве. На территории кожевенного завода обнаружили бочки с трафаретом U3O8. Урановый компонент использовался в качестве краски для заборов. Всего за полтора месяца из разных источников было изъято и отправлено в СССР около 100 тонн окиси урана. Ее использование примерно на год ускорило сроки пуска советского реактора. А в деревне Хайгерлох был найден смонтированный тяжеловодный ядерный реактор. Правда, без начинки и урана. Немецкий физик-теоретик Вернер Гейзенберг использовал его для исследований. Эксперименты показали, что цепная реакция возможна. Нужно было лишь выяснить способ реализации – найти замедлители и поглотители, построить промышленный реактор, чтобы управлять этой реакцией и получать плутоний для производства оружия.
Реактор демонтировали и вывезли в СССР. В декабре 1946 был запущен первый (экспериментальный) построенный атомный реактор, для работы которого потребовалось 45 тонн урана. Для запуска промышленного реактора, необходимого для получения плутония, требовалось еще 150 тонн урана, которые были накоплены только к началу 1948 года.
Работы геологоразведочных экспедиций по поиску урановых месторождений начались в 1945 году. Разработки велись в режиме строгой секретности, даже сам уран запрещалось так называть – часто его именовали просто секретный «первый».
С Эдвардом Бенешем, вторым президентом Чехословакии (1935 – 1948 годы), было подписано соглашение, которое разрешало добычу чехословацкой урановой руды и ее транспортировку в Советский Союз. В 1946 – 1947 годах собрали 70 – 110 тонн сырья (оксид урана). В 1948-м в СССР разрабатывался также моноцит, из которого извлекали торий с последующей переработкой его в делящийся изотоп урана 233.
Урановые шахты в Яхимове (Иоахимштале) вблизи границы с Саксонией в начале столетия были главным мировым источником урана. Перед Второй мировой войной они давали около 20 тонн оксида урана в год. В 1945 году специалисты 9-го Управления ГУГМП НКВД СССР обследовали Яхимовское месторождение и обнаружили, что на складах местных предприятий накопилось около 16 тонн богатых штуфов и концентратов с общим содержанием около 6 тонн урана, считая на элемент, и около 1,8 г радия. В 1949-м здесь построили рудник «Иоахимовские доли». Это предприятие уже в 1950 году дало СССР 15% уранового сырья.
Были также рабочие рудники в Болгарии (Бухово), в нижней Силезии в Польше – 3%. На территории СССР добывалось 33% потребного сырья. Характерно, что урановые шахты работали и в Китае (Синьцзян).
Промышленное производство урана из различных его соединений было организовано на заводе № 12 в городе Электросталь. В результате там выпустили 36 тонн урановых блоков, которые пошли на экспериментальный реактор Ф-1. Туда же загрузили 10 тонн шаров из двуокиси урана. До запуска реактора Ф-1 Курчатов решил строить на этом заводе цеха по производству урановых блоков для промышленного реактора, а также завод по выпуску графита ядерной чистоты. Уже тогда проектировали и завод «А» – то есть промышленный реактор.

Леонид ЛЕГЧЕКОВ

(Продолжение темы следует).

---

«Изделие 501»: первая советская атомная бомба РДС-1

В результате успешного испытания атомной бомбы (РДС-1) 29 августа СССР ликвидировал монополию США на атомное оружие, став второй ядерной державой в мире.

Для изучения и создания производства плутония из урана требовалось наличие исследовательского реактора, его назвали физическим Ф-1.
Реактор собирали под личным руководством Курчатова в монтажных мастерских в здании в Покровском-Стрешневе в Москве. Это был гетерогенный реактор, для которого требовалось 50 тонн урана и 500 тонн графита. Реактор начали выкладывать с восьми слоев графита. 25 декабря 1946 года в СССР запустили первый экспериментальный атомный реактор, для работы которого потребовалось 45 тонн урана. Для запуска промышленного, необходимого для получения плутония, нужно было еще 150 тонн урана, которые накопили только к началу 1948 года.
Все это обусловило скорое создание предприятий атомной промышленности. Принимается решение об организации совершенно новых научных направлений – физики высоких плотностей и мощных ударных волн, газодинамики и рентгенографирования продуктов взрыва.
Искали место для строительства комплекса НИИ, КБ, заводов, полигонов. В 1946 года вышло постановление за подписью Сталина, в котором сказано, что при лаборатории № 2 создается конструкторское бюро КБ-11 (ныне Российский федеральный ядерный центр – ВНИИЭФ) – одно из самых секретных предприятий по разработке отечественного ядерного оружия. Его директором назначили заместителя министра транспортного машиностроения Павла Зернова, главным конструктором – Юлия Харитона. Базой для развертывания КБ-11 был выбран завод N 550 Народного комиссариата боеприпасов, выпускавший корпуса артиллерийских снарядов. Сюда планировали отправлять плутониевые полусферы для сборки шара. На местном полигоне интенсивно изучались взрывы.
Сверхсекретный объект разместили в 75 км от города Арзамаса Горьковской области (ныне Нижегородская область) на территории бывшего Саровского монастыря.
Перед КБ-11 стояла задача создать атомную бомбу в двух вариантах. В первом из них рабочим веществом должен был быть плутоний, во втором – уран-235.
В середине 1948 года работы по второму варианту прекратили из-за его относительно низкой эффективности по сравнению с затратами ядерных материалов.
Одним из ключевых шагов к созданию атомной бомбы стало появление первого в СССР промышленного комплекса по производству оружейного плутония. Для создания атомного заряда бомбы в городе Челябинск-40 на Южном Урале построили комбинат под условным номером 817 (ныне ФГУП «Производственное объединение «Маяк»). Комбинат состоял из первого советского промышленного реактора для наработки плутония, радиохимического завода для его выделения из облученного в реакторе урана и завода для получения изделий из металлического плутония.
Реактор комбината 817 вывели на проектную мощность в июне 1948-го, а спустя год на предприятии получили необходимое количество плутония для изготовления первого заряда для атомной бомбы.
Проектирование промышленного реактора поручили директору НИИ химического машиностроения Николаю Доллежалю. Реактор он спроектировал за 4 месяца – к лету 1946 года с применением вертикального (у американцев – горизонтального) расположения каналов.
Конструкции атомной бомбы придавалось значение не меньшее, чем научным исследованиям. Отделы НИС занимались автоматикой и зарядом, баллистикой и компоновкой, контактно-взрывательными устройствами, электродетонаторами, системой инициирования и радиодатчиком, контрольно-стендовой аппаратурой на земле и в полете.
Саму бомбу инженер-конструктор Виктор Турбинер решил построить по блочному принципу: каждый узел представлял собой законченный блок, а затем стыкуясь, блоки собирались в цельное изделие. В отличие от простой авиационной бомбы, корпус которой является всего лишь вместилищем мощного заряда-фугаса, конструкция атомной исключительно сложна: в ней сначала взрывался химический заряд, который «обжимал» плутониевый. Кроме того, бомба должна проходить в люк самолета и затем лететь в заданном положении. Это значит, что необходимо было проработать ее баллистические характеристики.
В ноябре 1948 года появились первые опытные образцы узлов и деталей изделия. Его предварительная сборка проходила в Арзамасе-16 на специальном стенде.
Американские эксперты утверждали: Советский Союз не создаст собственную атомную бомбу до середины пятидесятых годов. Самые осторожные были уверены, что это может произойти в 1952 – 1953 годах, но никак не раньше. Однако создание бомбы шло быстрыми темпами: запущен первый советский атомный реактор Ф-1. В 1948 году на комбинате «Маяк» заработал первый промышленный реактор А-1, который должен был выработать «начинку» для советской бомбы – оружейный плутоний. В поселке Саров создали научный ядерный центр, впоследствии более известный как Арзамас-16.
К лету 1949 года работы по «изделию 501» – первой советской атомной бомбе РДС-1 – были закончены. Расшифровывалось название по-разному: «Россия делает сама», «Родина дарит Сталину» и т. д. Но в официальном постановлении Совета Министров СССР от 21 июня 1946 года она была зашифрована как «Реактивный двигатель специальный» («С»).
Место для полигона, где планировалось испытать заряд, выбрали в прииртышской степи, примерно в 170 км западнее Семипалатинска в Казахстане. Это была равнина диаметром примерно 20 км, окруженная с юга, запада и севера невысокими горами. На востоке этого пространства находились небольшие холмы.
Строительство полигона, получившего название «учебный полигон № 2 Министерства Вооруженных Сил СССР» (в последующем Министерства обороны СССР), начали в 1947 году, а к июлю 1949-го в основном все было закончено.
На расстоянии одного километра от центра соорудили подземное здание для аппаратуры, регистрирующей световые, нейтронные и гамма-потоки ядерного взрыва. Для изучения его воздействия на опытном поле были построены отрезки тоннелей метро, фрагменты взлетно-посадочных полос аэродромов, размещены образцы самолетов, танков, артиллерийских ракетных установок, корабельных надстроек различных типов. Для обеспечения работы физического сектора на полигоне построили 44 сооружения и проложили кабельную сеть протяженностью 560 километров.
5 августа 1949 года правительственная комиссия по проведению испытания РДС-1 дала заключение о полной готовности полигона и предложила в течение 15 дней выполнить детальную отработку операций по сборке и подрыву изделия. Для испытаний выбрали последние числа августа. Научным руководителем этого мероприятия был назначен Игорь Курчатов.
В период с 10 по 26 августа состоялись 10 репетиций по управлению испытательным полем и аппаратурой подрыва заряда, а также 3 тренировочных учения с запуском всей аппаратуры и 4 подрыва натурных взрывчатых веществ с алюминиевым шаром от автоматики подрыва.
21 августа специальным поездом на полигон доставили плутониевый заряд и четыре нейтронных запала, один из которых должен был использоваться при подрыве боевого изделия.
24 августа на место испытаний прибыл Курчатов. К 26 августа вся подготовительная работа там была завершена.
В 7.00 29 августа 1949 года вся местность озарилась ослепительным светом, который ознаменовал, что СССР успешно завершил разработку и испытание своего первого заряда для атомной бомбы.
Через 20 минут после взрыва к центру поля были направлены два танка, оборудованные свинцовой защитой, для проведения радиационной разведки и осмотра центра поля. Разведка установила, что все сооружения в центре поля снесены. На месте башни зияла воронка, почва оплавилась, и образовалась сплошная корка шлака. Гражданские здания и промышленные сооружения были полностью или частично разрушены.
Использованная в опыте аппаратура позволила провести оптические наблюдения и измерения теплового потока, параметров ударной волны, характеристик нейтронного и гамма-излучения, определить уровень радиоактивного загрязнения местности в районе взрыва и вдоль следа облака взрыва, изучить воздействие его поражающих факторов на биологические объекты.
За успешную разработку и испытание заряда для атомной бомбы несколькими закрытыми указами Президиума Верховного Совета СССР от 29 октября 1949 года орденами и медалями СССР наградили большую группу ведущих исследователей, конструкторов, технологов. Говорят, что когда встал вопрос о награждении создателей атомной бомбы, Берия достал некое засекреченное дело, где были перечислены все специалисты, причастные к ее созданию, а напротив каждой фамилии – проставлена мера наказания в случае провала проекта – от расстрела до нескольких лет лагерей. По этим спискам людей и награждали. Курчатов и Харитон, которым якобы был уготован расстрел в случае неудачи, удостоились самых высоких наград – звезд Героев Социалистического Труда.
Осенью 1949 года, вручая эту награду Игорю Курчатову, Иосиф Сталин заметил: «Если бы мы опоздали на один-полтора года с атомной бомбой, то, наверное, «попробовали» бы ее на себе». В знак особой признательности вождь подарил ученому свой парадный портрет в полный рост.
В 1949-м несколько ученых предложили новую конструкцию атомной бомбы, что дало возможность увеличить мощность взрыва в два раза при сокращении веса также в два раза, а удельная мощность на единицу веса выросла в четыре раза!
24 сентября 1951 года на полигоне у Семипалатинска прозвучал второй в Советском Союзе взрыв: плутониевая бомба была взорвана на башне. Месяц спустя, 18 октября на высоте 400 м взорвали плутониево-урановую бомбу, сброшенную с самолета ТУ-4. По результатам испытаний Юлию Харитону, Игорю Курчатову было присвоено второе звание Героя Социалистического Труда. Этого же звания удостоился и Исаак Кикоин.
Но если советская атомная бомба во многом копировала американский аналог под названием «Толстяк», то водородную бомбу РДС-6с советские ученые под руководством Курчатова сделали раньше американцев и в 1953 году провели ее испытание. Однако Курчатов вместо ликования загрустил: «Я теперь вижу, какую страшную вещь мы сделали. Единственное, что нас должно заботить, чтобы запретить и исключить ядерную войну». Дальнейшие годы своей жизни ученый посвятил тому, чтобы сделать атом мирным и запретить испытания атомного оружия. Не секрет, что в погоне за результатом в СССР зачастую пренебрегали безопасностью. Так, когда был построен комбинат «Маяк» в Челябинской области, который занимался производством оружейного плутония, там вскоре начали регистрировать высокий уровень радиации. Чтобы сигнализация постоянно не напоминала об этом, звуковую просто отключили, а у световой понизили порог срабатывания.
Родина высоко оценила труд создателей ядерного оружия. Но в период строительства объектов атомной промышленности от неимоверного труда, холода и голода погибли десятки тысяч заключенных и военных строителей – их труд стране ничего не стоил, но значительно сократил затраты на осуществление проекта. А из-за неудовлетворительного состояния техники безопасности при работе с радиоактивными веществами тысячи участников разработки проекта получили высокие дозы облучения и умерли. Радиация не пощадила никого.

Леонид ЛЕГЧЕКОВ