Плутоний для атомной бомбы

Научно-исследовательский институт

В феврале 1946г. выписавшись из госпиталя и после увольнения из армии, я был направлен работать в Московский институт, который с трудом нашел на юго-западной окраине Москвы. В барачном доме меня принял полковник Шевченко В. Б. и предложил работать заместителем начальника лаборатории. Когда я спросил, чем буду заниматься, он вместо ответа подал мне книгу под названием «Ярче тысячи солнц» Янга. Мне стало ясно, что будем делать, но с чего начать и как делать — полная темнота. До сих пор не могу забыть свой первый глупый вопрос: «А где взять так много радия?». Поняв свою глупость, я начал заниматься хозяйственными делами по оборудованию лаборатории и выполнял разные поручения начальника лаборатории 3. В. Ершовой.

Шло строительство института, шло формирование коллектива, подбирались научные кадры, создавалась структура управления и начались исследовательские работы, в которые быстро втянулся. В то время я изучал процесс растворения урана в азотной кислоте. Пришлось придумать конструкцию аппарата, изготовить его и в нем испытывать растворение урановых блоков. Эта конструкция была изложена в форме задания на проектирование растворителя для опытной установки, а затем, когда начали проектировать завод, то растворитель создали по образу опытного аппарата. Так начался мой личный вклад в создание завода.

Виктор Борисович Шевченко — директор вновь созданного Московского научно-исследовательского института (НИИ-9) пригласил к себе руководителей лаборатории и предложил строить Опытную установку для проверки технологии и оборудования нового, первого завода. Сама жизнь подсказала ему эту мысль, и началась работа.

Трудно переоценить значение опытной установки (У-5) в отработке технологии первого завода промышленной радиохимии.

Все поисковые исследования радиевого института, НИИ-9, данные «голубой книги» и отдельные разработки конструкций аппаратов проходили опробование, испытание и доводку на установке. Ее первый начальник М. В. Угрюмое скомплектовал из нас, сотрудников института и тех, кто готовился работать на заводе (Зырянова Г. И., Краснопольская Е. И., Громов Б. В., Гусева В. П., Мелетина Н., Чемарин Н. Г. и др.) сменный персонал для круглосуточной работы.

Результаты каждой стадии проверки обсуждались учеными институтов Москвы и Ленинграда.

Академик Виноградов А. П., академик Никольский Б. П.. член-корреспондент АН тов. Никитин Б. А., академик Акимов Г. В., доктора химических наук Большаков К. А., Ершова 3. В., Никольский В. Д., Корпачева С. М., Брежнева Н. Е., Зайцев Б. А., специалисты проектного института ГСПИ-11 т. Зильберман Я. И. не только интересовались данными проверки, но и давали советы, решения, определяли технологические уточнения. Работая в сменах, мы сами искали решения многих вопросов.

Однажды ночью В. Б. Шевченко вызвал нас в кабинет, вывел во двор, где стояла машина, приказал перегрузить блоки с облученным ураном, привезенные из института, где работал экспериментальный реактор. Перегрузку делали без приспособлений, беря блоки руками и укладывая их в ящик.

На следующий день загрузили первую порцию облученного урана в реактор установки У-5 и начали технологию извлечения плутония и очистку от продуктов деления.

Установка была смонтирована так, что никакой защиты от излучения практически не было, и обслуживание оборудования велось без средств защиты, даже в личной одежде, прикрытой белым халатом. Несмотря на маститые титулы руководителей, которым мы верили беспредельно; они сами не имели опыта работы с радиоактивными элементами, поэтому и мы работали на низком уровне культуры радиохимического производства.

В те времена не носили «лепестков» (их еще не было), не измеряли загрязненность воздушной среды и даже не замеряли фон от альфа- и бета-излучателей. Да и приборов не было кроме примитивного счетчика Гейгера.

Не только приборное оборудование, но и лабораторная оснастка была на начальном уровне. Институт только формировался, здание строилось, лаборатории были в начале монтажа, посуда и всякая мелочь — на складе. Да и большинство того, что надо для начала просто не было. Не было и самого главного — людей, которые должны были работать в институте и решать такие проблемы, которые еще никто не решал. Многие пришли из других институтов. Они хоть и не все понимали, зачем пришли, но имели какой-то опыт исследовательских работ и оснащения лаборатории.

А многие пришли с фронта после 3—4 лет боевых условий прямо в науку. Такие были совсем не подготовлены, они только хотели работать, а на работе учиться.

Марков Василий Константинович — офицер, стал аналитиком, а потом доктором наук.

Ефимов Александр Никитович — капитан, инженер-технолог, исследователь, а потом стал кандидатом наук.

Гладышев Михаил Васильевич пришел в институт в офицерской шинели с полевыми погонами подполковника, инженер-технолог, исследователь, а потом кандидат наук.

Тимошев Владимир Михайлович — капитан, кандидат наук.

Центер Эля Моисеевич, рядовой, доктор наук.

Они пришли с малым багажом специальных знаний, которые были скудные, на уровне учебного института того времени, да и те растряслись на ухабах войны. Один из них, когда лежал в госпитале перед демобилизацией, прочел учебник Глинка — «Основы химии» и то поверхностно, чтобы вспомнить, как пишется азотная кислота. Что-нибудь из радиохимии — нисколько. А этим парням надо было создавать технологию извлечения продуктов ядерного деления для промышленного применения. Таких было много, но они были не одиноки. С ними рядом были доктора, академики, с ними был и И. В. Курчатов.

Доктор химических наук Всеволод Дмитриевич Никольский был уже пожилой, старенький, но радиохимию знал неплохо. Они с Зинаидой Васильевной Ершовой, которая когда-то училась у М. Кюри, перевели с французского языка книгу М. Кюри «Радиоактивность». Это была моя первая настольная книга по новой специальности.

Когда начали работу на У-5 (так называлась опытная установка) и получили первые концентраты, выделение чистого плутония было поручено старшему научному сотруднику Н. Бродской, которая вела аффинаж методом дробного сульфатного осаждения. Вот тогда я попросил дать мне поручение проверять аффинаж, принятый для производства. 3. В. Ершова согласилась, выделила мне двух лаборанток и комнату.

Начали с того, что собирали лабораторное хозяйство, посуду, приборы, инструменты и т. д. Вскоре к нам включили исследователя с высшим образованием кавказского происхождения по фамилии (уже не помню) и Наталью Михайловну Смирнову — молодую, красивую женщину, жену Ефимова А. Н. и начали изучать фторидную технологию доочистки плутониевого концентрата от осколочных элементов с доводкой его до двуокиси.

В то время не могли мы получить плутоний в чистом виде, т. к. его было очень мало и мы его определяли только по радиоактивности. Высаживали его вместе с лантаном в виде фторида. Делали все в лабораторной посуде, вначале без плутония. Долго искали материал для фильтрования.

И тут случилось то, что повлияло на судьбу одного академика. Мне надо было найти ткань, которая была бы пригодна для фильтрования осадков фторида лантана. Проверял бельтинг, шелк, сукно, стеклоткань, но все они плохо задерживали осадок и разрушали саму ткань от смеси кислот азотной и плавиковой, в среде которых осаждался осадок фторида лантана. В литературе ничего не подобрал, да и искал неумело.

Кто-то мне сказал, что в одном Московском институте есть инженер И. В. Петрянов — старший научный сотрудник, у которого есть нужная ткань. Поехал туда, нашел его, посмотрел ткань, попросил ее через режимников и стал проверять. Эта ткань оказалась пригодной для фильтрования без больших проскоков осадков и не разрушалась под действием кислот. Написал отчет, он дошел до И. В. Петрянова, и с тех пор Игорь Васильевич вошел в число тех, кто занимался нашей проблемой, а затем стал заметной фигурой в науке.

В те же времена, когда мы изучали фторидные осадки, я решил испытать вместо лантана — кальций, который тоже давал осадки фторидов, но более растворимые в кислоте. Оказалось, что фторид кальция также хорошо соосаждает плутоний, как и фторид лантана. Кальций доступней, дешевле, и проще от него избавляться при дальнейшей очистке плутония от примесей.

Это «открытие» сделало большое дело в моей личной судьбе. Чтобы об этом рассказать — забегу немного вперед.

Как-то поздно вечером я стоял на щите управления отделения 8 на объекте «Б», который был в состоянии пуска, а я был тогда членом пусковой комиссии от института.

Вижу — идет Ефим Павлович Славский, подходит ко мне и молча смотрит на приборы. Я тоже молчу, не знаю, что ему сказать. Вдруг мелькнула у меня мысль обратиться к нему с просьбой разрешить поменять лантан на кальций для облегчения растворения пульпы. Он посмотрел, подумал и ответил: «Нет, не надо, мы целый завод построили для добычи и извлечения лантана, затратили большие средства, только его пустили, а ты хочешь его остановить?». Я промолчал, а про себя удивился таким объяснением отказа.

Тогда я еще высказал одну просьбу: дать мне право вести процесс без регламентных норм. Я даже уже не припомню на что надеялся, чем мог наладить технологию, но был уверен в успехе. А дела шли очень плохо и, несмотря на это, он запретил мне самовольничать. Мудрое решение. Мог я не добиться ничего и получил бы наказание, а еще хуже — посадили бы. Тогда это было просто. Встреча с Е. П. Славским имела для меня последствия. Видимо он запомнил меня и, когда подбирали главного инженера на объект «Б» (так назывался тогда завод 25), он вызвал меня и предложил эту должность. У меня не было желания бросать работу в институте, тем более я начал заниматься экстракцией и сам изобретал конструкцию колонны. Но отказаться не удалось. Дело в том, что накануне на общем партийном собрании института мы исключили из партии одного специалиста, который отказался ехать в Сибирь на завод. Его потом все равно послали туда приказом. Я пошел к парторгу ЦК (тогда не было в институте секретаря парткома, а присылались парторги из ЦК КПСС), рассказал ему свою озабоченность и он ответил мне вопросом: «Ты был на собрании, голосовал?». Пришлось мне смириться и покинуть Москву и институт навсегда.

Вернусь к тем временам, когда изучали технологию. Установка У-5, начав работать на облученном уране, дала огромный материал для проектирования завода и отработки технологии при пуске. Изучая конечную стадию, мы смогли извлечь концентрат плутония в таком количестве, что аналитики смогли получить его видимым осадком в виде кристалла. Это была первая победа, и ее В. Б. Шевченко отметил с аналитиками бутылкой шампанского.

Началось оформление проектных заданий, записок. Мне поручили написать технологическую записку всего процесса с приложением материального баланса. Тут я впервые встретился с тов. Чугреевым Н. С. Он оказался очень сильным, умелым технологом и вместе с Плановским писал текст технологического процесса и аппаратурное его оформление. По сравнению с ними я чувствовал себя еще не уверенно. Но вскоре они исчезли и вновь я увидел Чугреева на объекте «Б», где он уже работал в пусковой бригаде на должности начальника отделения 8 — отделение конечной стадии извлечения концентрата плутония фторидным методом.

Фторидная технология аффинажа плутония в 8-м отделении зарождалась в институтах с большими трудностями. Если в аналитике процесс простой, то на установке, и тем более в промышленном объеме внедрение в производство упиралось в подбор материалов стойких в кислой среде с фтором. Сначала проверяли изделия из эбонита, затем из винидура, затем из винипласта, плексигласса; и убедились, что все эти материалы вполне устойчивы к кислотам с фтором, но они не имеют механической прочности, особенно с повышением температуры. Проверялся для этих целей специально изготовленный столитровый котел с паровым обогревом; он имел внутреннюю плакировку из эбонита. Правда, эту конструкцию пытались проверить для применения в других целях — для растворения урана. Смешно? Да, это теперь вызывает улыбку, а тогда пытались проверить все, занимались поиском. В своей лаборатории мне удалось создать модели аппаратов из винидура и из плексигласса. Они потом применялись на объекте «Б» в 8-м отделении. Хорошие аппараты, хороший материал, но через год-другой они «старели», становились хрупкими и разрушались. По рекомендации института физической химии (академика Акимова Г. В.) стали изготовлять аппараты для лаборатории, а затем и для завода, из нихрома и серебра. Очень, очень дорого, но надежно. Конструкции аппаратов для лабораторной установки рисовать, чертить и заказывать приходилось мне, а по ним уже были разработаны проекты и созданы аппараты для завода. Забегая вперед, скажу, что все эти материалы сейчас не используются, по-скольку технология изменилась, плавиковая кислота применяться не стала, отпала необходимость использовать все материалы, применявшиеся вначале. Однако, в то время, когда рождалось новое производство, подобранные материалы сказали свое слово и помогли решить нам проблему огромной важности. Должен сказать, что и другая технология — экстракционная, зарождалась в том же институте под руководством члена-корреспондента Академии наук Бориса Александровича Никитина. Уже после пуска объекта «Б» в эксплуатацию, я вплотную занялся экстракцией в самом упрощенном варианте — на этиловом эфире.