100 великих научных достижений России

ТРИ АТОМНЫХ ПРОЕКТА А.П. АЛЕКСАНДРОВА

Физик, директор Института физических проблем АН СССР, Института атомной энергии им. И.В. Курчатова, руководитель Научно-технического совета по атомной энергии и ряда других научных советов, председатель Комитета по Ленинским и Государственным премиям в области науки и техники, член Госкомитета СССР по науке и технике, академик и президент АН СССР; лауреат четырех Сталинских и Ленинской премий; трижды Герой Социалистического Труда; кавалер 9 орденов Ленина, многих советских и иностранных орденов и медалей, Большой золотой медали им. М.В. Ломоносова (высшей награды Академии) и Золотой медали им. С.И. Вавилова; наставник плеяды физиков-реакторщиков – Н.С. Хлопкина, Н.Н. Пономарева-Степного, В.А. Сидоренко, С.А. Скворцова, Н.Е. Кухаркина и др., Анатолий Петрович Александров (1903–1994) является автором многих открытий, составивших гордость отечественной науки, главными из которых, безусловно, стали три атомных проекта – атомные подводные лодки, атомные ледоколы и атомные станции.

Еще до того, как Анатолий Петрович Александров в 1975 г. стал президентом АН СССР, вся АН и весь ВПК (Военно-промышленный комплекс) знали его не просто как ученого и руководителя, возглавившего добрый десяток институтов, советов и комитетов и реализовавшего три атомных проекта, а как «небожителя» по имени «А.П», который мог решить любую проблему, не вставая из-за стола, – по звонку первым лицам государства. Но и до этих проектов у физика было немало открытий и разработок мирового уровня. Вот некоторые из них.

Исследования электрической прочности диэлектриков, решившие проблему «тонкослойной изоляции» (1937).

Методы получения морозостойкой резины из синтетических каучуков, нашедшие широкое применение в авиации и военном деле (1930-е).

А.П. Александров на атомном объекте США

Статистическая теория прочности, послужившая началом современной физической теории долговечности твердых тел.

Релаксационная теория физических свойств полимеров и ее экспериментальное обоснование (1933–1941), ставшая основой для ряда разделов современной науки о полимерах.

Метод защиты военных кораблей от магнитных мин (1938–1941), которой были оборудованы более 50 кораблей Черноморского флота и множество гражданских судов. Ни один корабль с этой защитой не пострадал в годы войны.

Надо сказать, что физикой диэлектриков, полимеров, полупроводников ученый занимался всю жизнь. В конце 1960-х гг., например, он создал отечественное промышленное производство сверхпроводников.

Теперь о трех атомных проектах А.П. Их предваряла «Урановая проблема» – создание атомной бомбы. За директивой Верховного главнокомандующего И.В. Сталина последовало совершенно секретное распоряжение Государственного Комитета Обороны (ГКО) № 2352сс «Об организации работ по урану» от 28 сентября 1942 г. Уму непостижимо, как в лихую годину у страны хватило сил и средств на реализацию этого проекта! Но об атомном детище И.В. Курчатова и вообще об атомной отрасли СССР, из которой вышли девять нобелевских лауреатов, расскажем в другом очерке.

Назначенный научным руководителем уранового проекта, И.В. Курчатов привлек к работам виднейших ученых и инженеров страны, в том числе и А.П. Александрова, тотчас введенного в Научно-технический совет (НТС) по атомной энергии.

А.П., очень быстро став одной из ключевых фигур атомной отрасли, в 1946 г. был назначен директором Института физических проблем АН СССР и стал сотрудничать с Первым главным управлением (ПГУ) при Совмине, отвечающим за новую отрасль. Как ученый-физик Александров занимался разработкой промышленных реакторов и исследованиями по термодиффузионному разделению изотопов, получению дейтерия и трития. В 1956 г. А.П. стал замом Курчатова в Институте атомной энергии (ИАЭ), а в 1960 г. директором этого института.

Инициатором создания ядерных энергетических установок для атомных подводных лодок (АПЛ) и судовых энергетических установок для атомных ледоколов был Александров. Еще в 1948 г. он был готов начать заниматься АПЛ и вносил свои предложения в Спецкомитет по атомной промышленности. Но поскольку тогда все силы были брошены на создание атомной бомбы, проекту было дано добро лишь в 1952 г. Александрова назначили научным руководителем темы. АПЛ решали многие проблемы Военно-морского флота СССР: они эффективно могли противостоять лодкам противника и позволяли совершать с высокой скоростью автономные плавания (до 50 суток) без подъема на поверхность воды.

Развертывание практических работ началось с создания проектов подлодок с водо-водяным ядерным реактором, а позднее с реактором на жидкометаллическом (сплав свинца с висмутом) теплоносителе и строительства наземных стендов и прототипов этих установок. Первая АПЛ проекта «627» «Ленинский комсомол» (после модернизации «К-3») генерального конструктора В.Н. Перегудова была спущена на воду в августе 1957 г. За нею последовали АПЛ еще трех поколений: АПЛРК (проект «651», 1968), первый в мире подводный ракетоносец РПКСН «Мурена» (проект «675Б», 1977) и АПЛ многоцелевого назначения «Комсомолец» (проект «685-К-278», 1983). Боевой состав ВМФ СССР к середине 1980-х гг. насчитывал 192 атомные подводные лодки, в том числе 60 ракетных подводных крейсеров стратегического назначения, что давало повод уважительно называть нашу страну державой.

Еще одним атомным проектом Александрова стала разработка и создание судовых энергетических установок для атомных ледоколов «Ленин», «Арктика» и «Сибирь» (всего было построено 10 атомоходов), а также для военных надводных кораблей с ядерными энергетическими установками. А.П. собрал большой научный коллектив выдающихся ученых, конструкторов, инженеров – И.И. Африкантова, А.И. Брандауса, Г.А. Гладкова, Б.Я. Гнесина, В.И. Неганова, Н.С. Хлопкина, А.Н. Стефановича и др.

На момент закладки ледокол «Ленин» был первым атомным надводным кораблем и первым атомным гражданским судном. Проект атомохода был разработан в ЦКБ-15 (ныне «Айсберг») в 1953–1955 гг. (проект № 92). Главным конструктором судна был доктор технических наук В.И. Неганов, атомной установки – доктор технических наук И.И. Африкантов. Спущенный со стапелей в 1957 г., «Ленин» был предназначен для обслуживания Северного морского пути.

Параллельно Александров развивал ядерную энергетику. Под его научным руководством в Томске-7 в 1953 г. приступили к строительству двухцелевых ядерных энергетических реакторов ЭИ-2 (главный конструктор Н.А. Доллежаль) для производства оружейного плутония, а также для выработки электрической и тепловой энергии для городских нужд. Этот комплекс реакторов вошел в историю под названием Сибирской АЭС.

А.П. являлся также научным руководителем по реакторным установкам ВВЭР (корпусной реактор с водой под давлением) и ВК-50 (реактор водяной кипящий), по созданию водо-водяных реакторов единичной мощностью 400 МВт (эл.) и уран-графитовых типа РБМК мощностью 1000 МВт (эл.).

Как ученый справлялся со всеми этими огромными исследованиями и с не меньшей ответственностью, остается только удивляться. Не говоря о его талантах физика и организатора, необходимо отметить феноменальную работоспособность Анатолия Петровича. Вот как вспоминал о нем руководитель Росатома академик РАН А.Ю. Румянцев: «Александров был из того поколения ученых, которые влезали в каждую мелочь проекта. Почему у него такой большой кабинет? Он этот кабинет использовал так: на полу расстилался общий чертеж атомной станции, например, и все ползали по этому чертежу, и положение каждой гайки Анатолий Петрович уточнял. Так было и с проектами атомных подводных лодок – все наше научное и военное руководство ползало по этим схемам».

В 1980-х гг. отечественная атомная энергетика находилась на подъеме. Сильнейшим потрясением, приостановившим ее развитие на два десятилетия, стала авария на Чернобыльской атомной станции (1986), первопричиной которой стали непрофессиональные действия персонала. Эта катастрофа стала личной трагедией Анатолия Петровича, мобилизовавшего коллектив курчатовцев на ликвидацию последствий аварии и принявшего личное участие в этой работе.

После этой аварии в адрес Александрова как ответственного за проект посыпались обвинения, поддерживаемые на уровне государственной власти, в ущербности реактора.

Когда Александров подал в отставку в знак протеста, М.С. Горбачев воспользовался его заявлением, чтобы избавиться от неугодного ученого, и счел возможным отстранить его от управления наукой, чем не только осиротил многие важнейшие ее направления, но и фактически ликвидировал их.

Похоронен Анатолий Петрович в Москве на Митинском кладбище (144 уч.), а не на Новодевичьем, как указано в некоторых энциклопедиях. Правящая верхушка России того времени не позволила воздать великому ученому государственные почести, таким путем попытавшись лишний раз очернить грандиозные заслуги советской науки перед своим народом и человечеством в целом.

На похоронах многолетнего президента АН СССР не было ни одного представителя государственной власти. Что ж, истории такие политические игрища глубоко безразличны.

Зато сегодня россияне могут с великой гордостью утверждать, что равных проектов и научных достижений, во главе которых стоял один человек, не знала ни одна страна мира. Правда, популярная нынче книжка Гиннесса о том умалчивает.

ЯДЕРНЫЙ ЩИТ КУРЧАТОВА

Физик, академик, член президиума АН СССР, основатель и первый директор Института атомной энергии; член Комитета по Государственным премиям в области науки и изобретательства при Совмине СССР; депутат Верховного Совета СССР; лауреат четырех Сталинских и Ленинской премий, кавалер 5 орденов Ленина и других орденов и медалей, трижды Герой Социалистического Труда, почетный гражданин Советского Союза, Игорь Васильевич Курчатов (1903–1960) прославил свое имя научными трудами по физике твердого тела и ядерной физике, а также организацией научно-технических направлений – ядерной техники и ядерной энергетики. Величайшими научными достижениями России, созданными под научным руководством Курчатова, стали: первый в Европе ядерный реактор, первая в мире атомная электростанция и ядерный щит (атомная и водородная бомбы), спасший нашу страну от военной агрессии Запада во второй половине XX в.

Прошло всего четыре года со дня окончания Второй мировой войны, а мир уже готов был погрузиться в пучину третьей – уже ядерной. Идеологическое противостояние СССР и Запада достигло такого накала, что возможность применения ядерного оружия США против нашей страны воспринимали как неизбежность. Еще бы – Штаты в 1945 г. сбросили атомные бомбы на Хиросиму и Нагасаки; в 1946 г. в Фултоне Советскому Союзу была объявлена холодная война; американский президент Г. Трумэн утвердил разработанный Комитетом начальников штабов ВС США план «Бройлер» (1947), а затем «Дробшот» (1949), предусматривавший 300 ядерных ударов по 200 городам на территории СССР. Кто его знает, сколько времени оставалось до команды «пуск»…

И.В. Курчатов

Но именно в это время, в августе 1949 г., Советский Союз испытал свою атомную бомбу, чем сразу же ликвидировал монополию США на ядерное оружие и охладил их воинственный пыл. Против ядерного щита на рожон не попрешь. Как же ковался он? Надо сразу признать, что без почетного гражданина Советского Союза Игоря Васильевича Курчатова этот щит если и был бы создан, то намного позднее.

Разработка научных и научно-технических проблем овладения ядерной энергией была главным делом жизни Курчатова. Но еще до того, как ученый возглавил атомный проект СССР, он уже был автором нескольких открытий – как правило, коллективных.

Курчатов заложил основы физики сегнетоэлектриков (1933).

При облучении фосфора нейтронами обнаружил разветвление ядерной реакции, а при облучении брома нейтронами открыл явление ядерной изомерии искусственно радиоактивных ядер (1935).

Участвовал в разработке и руководил строительством циклотронов, в том числе первого в СССР (1937).

Изучая рассеяние и поглощение нейтронов в различных средах, Курчатов выявил резонансные явления при поглощении нейтронов, а также обнаружил селективное поглощение нейтронов (1935–1940), что позволило в дальнейшем эффективно использовать энергию ядра в технических устройствах.

Руководя работами, связанными с делением тяжелых ядер, Игорь Васильевич вместе с Г.Н. Флеровым и К.А. Петржаком открыл явление самопроизвольного распада ядер урана и доказал возможность цепной ядерной реакции в системе с ураном и тяжелой водой (1938–1940).

Выдвинув задачу создания уранового ядерного реактора как пути к практическому использованию ядерной энергии (1940), Курчатов разработал план работ по использованию атомной энергии и проект ядерного реактора.

Довоенные труды Курчатова дали основание председателю ГКО И.В. Сталину назначить 39-летнего ученого главой решения ядерной проблемы. Имея данные советской разведки о работах над атомной бомбой в Германии, США, Великобритании и Японии, Сталин подписал в 1942 г. распоряжение о возобновлении приостановленных в начале войны исследований по урановой тематике.

Курчатова отозвали с фронта, где он занимался защитой кораблей ВМФ от магнитных мин, и назначили руководителем исследовательской группы, в которую вошли еще А.И. Алиханов и И.К. Кикоин.

В 1943 г. была организована Лаборатория измерительных приборов № 2 АН СССР (ЛИПАН) под руководством Курчатова. Игорь Васильевич получил звание академика и неограниченные полномочия. «Это наше счастье, – вспоминал А.П. Александров, – что в нем воплотились тогда и компетентность, и ответственность, и власть». Взвалив на свои плечи громадный груз ответственности, Курчатов справился с ним, хотя «буквально сжег себя без остатка во спасение своей страны, своего народа».

Была выработана программа научных исследований и новых технологий получения делящихся материалов, налажена работа конструкторских организаций, начато строительство урановых рудников и промышленных предприятий. За 6 лет с нуля была создана атомная промышленность и изготовлено атомное оружие.

Первым этапом работ над атомным проектом было создание ядерного реактора (был выбран уран-графитовый вариант) и осуществление цепной регулируемой реакции деления урана. По мере достижения цели было совершено немало открытий и изобретений, тут же внедренных в производство.

Первые эксперименты ставились в брезентовых палатках на картофельном поле в пригороде Москвы – там размещалась Лаборатория № 2. Такие же лаборатории были созданы в Ленинграде и Харькове.

Наша атомная бомба не копировала американскую (хотя русские ученые имели данные разведки о ее конструкции), а была построена на принципиально иной основе, дававшей лучшее сжатие и, следовательно, лучший КПД.

Для первой бомбы был выбран плутониевый заряд. Дублирующим направлением – разделением изотопов урана тремя способами в ЛИПАНе занимались И.К. Кикоин и Л.А. Арцимович, в Институте физических проблем АН СССР – А.П. Александров.

Курчатов организовал производство графита, металлического урана, разработал технологии выделения плутония из облученного урана и перевода его в металлическую форму. Такого мощного научного коллектива, какой создал тогда Борода (так называли Игоря Васильевича коллеги), не знал мир. А.И. Алиханов, А.П. Александров, Л.А. Арцимович, Н.Н. Семенов, В.Г. Хлопин, А.П. Виноградов, А.А. Бочвар, М.В. Келдыш, Л.Д. Ландау, С.Л. Соболев, Ю.Б. Харитон, Я.Б. Зельдович, И.К. Кикоин, И.С. Панасюк, Г.Н. Флёров, А.И. Лейпунский, Н.А. Доллежаль и другие стали потом академиками и нобелевскими лауреатами.

Руководил всеми работами по использованию атомной энергии Специальный комитет под председательством Л.П. Берии, куда входили Б.Л. Ванников, А.П. Завенягин, И.В. Курчатов, П.Л. Капица и др. ученые и хозяйственники.

Не прошло и трех лет, как в 1946 г. на территории ЛИПАНа был создан экспериментальный ядерный реактор Ф-1, как его тогда называли – «атомный котел». Сам реактор был построен всего за 4 месяца. Вскоре был получен лабораторный и промышленный плутоний-239.

Затем было построено еще 10 промышленных ядерных реакторов, первым из которых стал пущенный в 1948 г. на Урале на «Базе-10», или «предприятии Е.П. Славского» (ныне ПО «Маяк» Росатома), реактор-наработчик плутония А-1 («Аннушка»). Был запущен первый в стране плутониевый завод.

В филиалах ЛИПАНа – в КБ-11, руководимом Ю.Б. Харитоном, в городке Сарове (Арзамас-16, ныне Федеральный ядерный центр), в ГТЛ – Гидротехнической лаборатории в Дубне, руководимой Г.Н. Флеровым, и РТЛ – Радиотехнической лаборатории в Москве во главе с А.Л. Минцем за рекордно короткий срок была создана первая плутониевая бомба. 29 августа 1949 г. она была испытана на Семипалатинском полигоне. Энерговыделение этого боеприпаса составило 22 кт в тротиловом эквиваленте. Вопреки прогнозам американских специалистов, которые отвели русским на создание бомбы «не менее десяти лет», она была создана за 4 года. У СССР появился ядерный щит. Серийное производство ядерных боеприпасов началось в 1951 г.

В процессе разработки атомной бомбы обнаружилась принципиальная возможность осуществления взрывного синтеза легких элементов, получившего названия водородной (термоядерной) бомбы. Работы по овладению этим оружием уже велись в США. Курчатову поручили создать такую же бомбу у нас.

12 августа 1953 г. СССР объявил о проведенном испытании своей водородной бомбы. Это была первая в мире транспортабельная водородная бомба. В ее создании участвовали И.Е. Тамм, В.Л. Гинзбург, А.Д. Сахаров, Я.Б. Зельдович и другие выдающиеся физики.

Позже курчатовский коллектив разработал термоядерную бомбу РДС-202 («Царь-бомба») мощностью 52 000 кт.

Все конструктивные разработки и научные достижения, полученные в процессе создания ядерного щита Родины, легли в основу решения задач по мирному использованию атомной энергии – в строительстве АЭС, атомных ледоколов и т. д.

Сегодня, как и 50 лет назад, «ядерное оружие… не предназначено для силового диктата, а призвано исключить силовой диктат по отношению к России. Ядерное оружие России – это оружие мира, существующее в интересах мира» (генерал-полковник Л.Г. Ивашов).

Пример. По официально опубликованным в 2011 г. Вашингтоном материалам, в 2008 г. в связи с грузино-абхазско-осетинским конфликтом американские власти изучали вопрос о возможности нанесения атомного удара по территории России, но были вынуждены отказаться от этих планов в связи с опасностью нанесения ответного удара.