Атомный аврал

24

Завод «В» предназначался для получения металлического плутония и изготовления атомных сердечников. Проектировался с учетом последних научно-технических достижений и требований по радиационной безопасности. Были предусмотрены санпропускники с душевыми кабинками, дозиметрический контроль и даже медпункт.

Передовой завод для передового оружия! Место для его строительства было выбрано на той же промплощадке, где находились заводы «А» и «Б», на территории старых артиллерийских складов около железнодорожной станции Татыш, попавших в зону комбината. Перед зданием управления намечалось разбить цветники и установить бронзовый памятник какому-нибудь пролетарскому вождю.

Все было замечательно, если б не маленькая загвоздка. К моменту выработки первой партии конечной продукции на заводе «Б» в феврале 1949 года технологическое оборудование завода «В» ещё не было изготовлено, да и самого завода с его изящными корпусами и цветниками не существовало вовсе.

Берия старался не замечать этой драматической ситуации. Документы Спецкомитета относительно строительства завода «В» имели спокойный и выдержанный стиль планомерной работы.

Из протокола Специального комитета от 18 апреля 1949 года:

Все эти оптимистические сроки были сорваны. Первый цех завода был готов к опытной эксплуатации только в сентябре 1949 года, уже после взрыва первой бомбы.

Предвидя катастрофическую ситуацию со строительством завода «В», Ванников ещё в декабре 1948 года принял единственно правильное решение: реконструировать часть складских бараков под временное производство. Не задерживать же изготовление первой бомбы на полгода из-за таких мелочей, как отсутствие завода для изготовления её главной детали!?

Время не позволяло. И вождь уже начинал нервничать. Надо было делать то, что требовалось для продвижения работы вперед, в условиях, которые существовали на тот момент.

После косметического ремонта в одном из бараков был организован химический цех № 9 для конечной очистки и получения двуокиси плутония в твердом виде, а в другом — металлургический цех № 4 для изготовления сердечников. В нем же разместились научные лаборатории: рентгеновская, металловедческая, нейтронная.

В начале февраля 1949 года был назначен директор завода — З.П.Лысенко.

26 февраля в 12 часов ночи первая двадцатилитровая канистра концентрата плутония была передана с завода «Б» под роспись, из рук в руки, начальнику цеха № 9 Филипцеву. Операция передачи протекала в торжественной обстановке, с короткой, но пламенной речью директора комбината Музрукова. Борис Глебович был чрезвычайно доволен, сыпал улыбками и поздравлениями, хвалил поголовно всех вокруг.

Однако, что делать дальше с этим концентратом, он не знал. И никто не знал. Ждали ученых, научных руководителей из Москвы и Ленинграда. 8 марта 1949 года на комбинат прибыла первая группа сотрудников НИИ-9 в количестве двадцати пяти человек. Вскоре подъехали ученые из других институтов. Они привезли с собой кое-какое лабораторное оборудование для начала работы.

Ученых гостеприимно разместили в уютных финских домиках, в 150 метрах от цеха № 9.

Вокруг росли великолепные уральские березы, которые через пару месяцев скорбно склонили свои ветви с засохшими и скрученными листочками, напоенными радиоактивным воздухом.

Среди приехавших ученых были те, кто отвечал за химическую стадию процесса (Черняев, Гельман, Никольский), и те, кто отвечал за металлургию (Бочвар, Вольский, Займовский).

Их коттеджи работники комбината называли «Пиквикским клубом академиков». Ученые жили в них долгие месяцы безвыездно, утрамбовав одну дорожку — до складских бараков. Их кормили и поили здесь же. Отлучаться было не разрешено, да и невозможно. Технологам, ведущим процесс, разрешалось заходить к ним в любое время дня и ночи, если была неясна причина неполадок или надо было срочно сообщить результаты анализов. Вся работа протекала в жесточайших режимных рамках, под грифом «Совершенно секретно. Особая папка». О результатах экспериментов технологи имели право сообщать только трем ученым, наделенным полнейшим доверием: Бочвару, Черняеву и Займовскому. Поэтому им приходилось спать меньше других. А иногда вовсе не спать…

Первой задачей ученых-химиков было превращение барака в полноценный химический цех. В каждой комнате установили обычное лабораторное оборудование: длинные столы под стаканы, колбы и воронки, деревянные негерметичные вытяжные шкафы, шкафы для различных химикатов и фильтров.

Никакой механизации работ, использования специальных приспособлений, защитных средств от радиации в этих временных помещениях не предусматривалось. Все операции выполнялись вручную, как в обычной институтской лаборатории, в камерах из оргстекла, не соединенных между собой.

Из воспоминаний химика М.А. Баженова, 1993 г.:

Раствор концентрата плутония начальник смены предварительно переливал из канистры в более удобную емкость, что-то в виде кофейника с носиком. А потом уже из неё разливал каждой девушке-технологу в стаканы, для непосредственной работы.

При переработке первых партий концентрата использовались обыкновенные стеклянные стаканы, а через пару недель после начала работ подвезли золотые и платиновые.

Этот — первый — период работы цеха № 9 академик Черняев называл «стаканным периодом». Всего через стаканы — стеклянные, золотые, платиновые — была пропущена 101 партия концентрата плутония — все, что выработал завод «Б» из первой загруженной в реактор партии урановых блочков. С некоторым запасом этого должно было хватить для изготовления двух сердечников первой бомбы. Из-за чрезвычайно жестких требований КБ-11 к содержанию примесей в цехе старались соблюдать стерильную чистоту. Вокруг цеха проводилось постоянное орошение грунта водой, чтобы предотвратить попадание в цех уличной пыли. В комнаты, где проводился последний этап очистки, входили как в реанимационное отделение: меняли обувь, халаты. Любой грязи очень боялись, поскольку это могло повлиять на качество выходного продукта цеха — диоксида (двуокиси) плутония. Не боялись только почему-то пыли самого плутония, которая, попадая в легкие, отравляла организм: работали без марлевых повязок.

Никаких санпропускников и вообще дозиметрического контроля в цехе не было.

Из воспоминаний ветерана плутониевого комбината Л.П.Сохиной, 1996 г.:

Несмотря на жуткие условия работы, к началу апреля 1949 года весь поступивший концентрат плутония был переработан в диоксид плутония. Но увы!

К моменту передачи двуокиси плутония в цех № 4 для восстановительной плавки проектное литейное оборудование ещё не было готово. Его где-то ещё изготавливали, а плавить-то надо было сегодня. К этому моменту в барак № 4 съехалось все московское руководство во главе с Ванниковым и Завенягиным. Между ними быстрым шагом ходили, а иногда и бегали, Музруков и Славский. Стараясь никому не мешать, как тени, скользили по цеху главные заинтересованные лица: Курчатов и приехавшие из Арзамаса-16 Харитон, Флёров, Зельдович.

Все вместе, большие руководители и знатные ученые, искали выход из создавшегося положения. Помогли рабочие цеха. Они в качестве плавильной печи приспособили случайно (на всякий случай!) привезенную вместе с другим оборудованием из НИИ-9 высоковакуумную установку. Она предназначалась вовсе не для вакуумной плавки плутония, а для напыления металлических покрытий на керамические изделия. Это нисколько не смущало умельцев. В ней находилась главная необходимая деталь — хороший вакуумный насос. Все остальное умельцы сообразили и доделали своими руками. Небольшие плавильные тигли изготовили тут же на месте. Правда, тренировочная плавка показала, что самодельный тигель треснул в донной части. Исследовать причину трещин времени не было. Но у рабочих был достойный ответ на претензии ученых. Они наготовили десятки аналогичных тиглей и предложили отбраковать их и выбрать самые хорошие экземпляры, которые не трескались при плавке.

14 апреля под наблюдением Займовского потомственный рабочий Олег Александрович Глушцов провел первую плавку плутония в самодельной чудо-печи. Сама установка была размещена в помещении лаборатории гамма-дефектоскопии, а отливку из литейной формы извлекли в соседней комнате, прямо на рабочем столе, покрытом фильтровальной бумагой. Первый образец металлического плутония оказался весом 8,7 граммов. Внешне он выглядел кособоким уродцем с многочисленными раковинами и шлаковыми включениями. Но он же был первым! Начальники любовались им, цокали, передавая из рук в руки.

Через полчаса в соседней комнате на обычном токарном станке из этой первой заготовки пожилой рабочий в очках, бывший стахановец, вырезал образец нужного размера и формы для нейтронно-физических исследований. Через несколько часов в образце появились трещины. Это нисколько не смутило Харитона, поскольку с растрескиванием хрупкой альфа-фазы плутония столкнулись ещё на установке У-5.

Сейчас главное было не это, не внешний вид, а нейтронный фон образца. Только он дал бы возможность определить чистоту и качество плутония, а вернее — процентное содержание в нем паразитного изотопа с атомным весом 240. Этот изотоп имеет период спонтанного деления намного меньше, чем плутоний-239, а следовательно, и повышенный нейтронный фон. Спонтанные, фоновые нейтроны — главная помеха мощному взрыву. Они могут снизить эффективность ядерного взрыва до нуля. Поэтому Харитон строго лимитировал в своих требованиях процентное содержание плутония-240: не более 1 %!

В настоящее время считается, что даже при пятипроцентном содержании изотопа 240 плутоний является оружейным, то есть годным для применения во взрывных устройствах. А при 2–3 % — плутоний считается сверхчистым.

Харитон и Курчатов перестраховывались. Тогда они сами многого ещё не знали…

Процент содержания изотопа 240 в первом полученном образце не зависел ни от химиков, ни от металлургов. Он определялся только временем выдержки и облучения урановых блочков в работающем котле. От момента загрузки до момента выгрузки. Какое оптимальное время перегрузочного цикла — три месяца или полгода? Тогда никто из советских ученых не рискнул бы назвать этот срок. Это и был тот главный вопрос, который Терлецкий должен был задать Бору во время разведывательной миссии в Копенгагене. Бор ответил принципиально неверно: «Что-то около недели».

Сейчас, после измерения нейтронного фона первого образца, Харитон и Курчатов ждали ответа на этот вопрос.

Замеры производил в нейтронно-физической лаборатории, в другом крыле барака, Георгий Флёров. Какой он получил результат, можно только догадываться. Известно только, что после проведенных измерений все ученые-физики: Курчатов, Харитон, Флёров и Зельдович — крепко пожали друг другу руки. Полученный плутоний по своим ядерным характеристикам для нормального взрыва годился!

Проблемой следующей недели был выбор материала легирования для получения и фиксирования дельта-фазы плутония, самой пластичной и мягкой.

Опыты проводились в той же самодельной печи, которая действовала безотказно. После исследования нескольких сплавов с разными добавками остановились на таком химическом элементе, как галлий.

В этой же печи в течение месяца был переплавлен и легирован по крупицам (8-10 г) весь объем двуокиси плутония, полученный после переработки всего полученного азотнокислого концентрата плутония в химическом цехе № 9.

Теперь предстояла задача из сотен небольших цилиндриков получить две большие плутониевые заготовки для изготовления из них бомбовых сердечников.

Обстановка в цехе благодаря возбуждению присутствующих высоких начальников накалилась до предела.

Из воспоминаний Н.И.Иванова, зам. начальника цеха № 4:

Наступил момент большого Риска. Пока шли мелкие плавки, ошибка или отдельная авария, связанная с порчей ядерного материала, не представлялась бедой. Сейчас же предстояла операция объединения деталей. Авария на этом этапе могла закончиться настоящей катастрофой. Проектное литейное оборудование для этой конечной операции должно было подойти только осенью. Ожидать два-три месяца? Обращаться к Берия было бесполезно: он всегда уходил от принятия личных кардинальных решений. Слово было за Ванниковым. После двух перенесенных инфарктов Борис Львович почти не боялся третьего. Он решил проконсультироваться в узком кругу специалистов. Только Бочвар, Вольский и Займовский.

Рассматривали три варианта. Литейный отпадал сразу из-за отсутствия необходимого сложного оборудования. Прорабатывали второе предложение: формировать заготовки из порошка плутония, который можно было получить последовательными гидрированием (присоединением водорода) и дегидрированием металлического плутония. После некоторых колебаний работать с порошком отказались ввиду его крайней химической взрывоопасности.

Третий проектный вариант получения заготовок назывался так: «диффузионное сваривание кусков плутония под давлением в высоком вакууме».

Этот метод был разработан для обычных металлов на московском комбинате твердых сплавов специалистом по обработке металлов давлением А.Г.Самойловым.

Установка для горячего прессования металлов под вакуумом была привезена на комбинат из НИИ-9 вместе с изобретателем самого метода. Спросили у самого Самойлова: берется? Андрей Григорьевич задумался.

Борис Львович обещал орден Ленина, если успешно справится, или долгую совместную тюрьму — если все запорет.

Самойлов решился.