Технологии

НА ЗАРЕ АТОМНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ

25 декабря 1946 г. на тогдашней окраине Москвы, на территории сверхсекретной Лаборатории N 2 АН СССР (так в то время называлось скромное по масштабам научное учреждение, из которого вырос наш институт) произошло событие чрезвычайной важности. Группа ученых во главе с академиком И. В. Курчатовым осуществила самоподдерживающуюся цепную реакцию деления ядер урана в надкритическом уран-графитовом котле, или, как принято говорить сегодня, реакторе - первом за пределами США.

На разработку проекта, обоснование, развертывание промышленного производства необходимых материалов и изделий, создание метрологической базы и ввод в действие уникального объекта ушло около трех с половиной лет. Примерно столько же времени потребовалось четырьмя годами раньше американцам для создания первого в мире уран-графитового реактора. В 1939 г. президент США Ф. Рузвельт под влиянием научной общественности, обеспокоенной опасностью разработки немецкими нацистами атомного оружия, принял решение начать работы по урановой проблеме. Причем вели их в строжайшей секретности, с использованием высочайшего потенциала ученых, иммигрировавших или специально переехавших туда из Европы. В результате в конце 1942 г. этот интернациональный коллектив достиг надкритичности в уран-графитовой системе. Так была впервые осуществлена рукотворная цепная реакция деления на естественном (необогащенном) уране.

Каким же образом наша страна, крайне истощенная Великой Отечественной войной (1941 - 1945 гг.) и последующей разрухой, смогла в столь короткие сроки самостоятельно решить одну из грандиознейших научно-технических задач XX в.? Иногда на такой вопрос можно услышать почти обезоруживающий ответ: это - результат работы советской разведки, блестяще раскрывшей атомные секреты американцев и англичан. Ни в коей мере не умаляя заслуги бойцов невидимого фронта, позволивших сэкономить время, силы и средства нашим исследователям и конструкторам, надо признать подобный взгляд лишь малой долей истины.

Главные предпосылки знаменательной научной победы - высокая квалификация основных участников работ, разумность выбранной стратегии сооружения первенца отечественной атомной программы, правильность его расчетно-теоретического и экспериментального обоснования, умелая организация производства новых материалов и элементов оборудования с беспрецедентным контролем их качества и многое другое. Подчеркнем: накануне гитлеровского нашествия наша страна не имела разведанных запасов урановых руд, отсутствовала соответствующая металлургия, да и промышленность в целом была весьма далека от уникальных проблем, выдвинутых атомным проектом.

В конечном счете создание исследовательского уран-графитового реактора и достижение его надкритичности стали венцом разработок в области ядерной физики и смежных дисциплин, достигших в СССР еще в предвоенные годы высокого мирового уровня. Созданный в Ленинграде в 1922 г. по инициативе академиков В. И. Вернадского и В. Г. Хлопина Радиевый институт АН СССР развернул широкие изыскания по радиохимии, ядерной физике, геохимии. В 1930-е годы здесь вступил в действие первый в Европе циклотрон (ускоритель протонов или ионов, где частоты ускоряющего электрического поля синхронизированы с периодом обращения иона в постоянном магнитном поле), открывший новые перспективы для исследований по ядру и смежным областям.

В Институте химической физики АН СССР, организованном по инициативе академиков А. Ф. Иоффе и Н. Н. Семенова (нобелевский лауреат 1956 г.), в течение 1926 - 1934 гг. открыли и изучили разветвленные цепные реакции, заложили основы теории разветвленных и неразветвленных цепных процессов. Именно сотрудники этого научного учреждения будущие академики Ю. Б. Харитон и Я. Б. Зельдович теоретически исследовали возможность цепного деления урановых ядер под действием нейтронов и сформулировали условия его протекания в стационарном и взрывном вариантах. Отметим: это произошло практически сразу после открытия соответствующей реакции (1938 г.) немецкими радиохимиками О. Ганом (нобелевский лауреат 1944 г.) и Ф. Штрасманом.

В начале 1930-х годов, предвидя важнейшее значение для науки и техники работ по физике ядра (вопреки мнению многих в Наркомате тяжелой промышленности и Академии наук СССР, считавших их не соответствующими потребностям нашей страны), Иоффе создает в ленинградском Физико-техническом институте (ЛФТИ) ядерно-физическую лабораторию. Он привлекает к сотрудничеству талантливых молодых физиков, в том числе И. В. Курчатова, который вскоре стал ее заведующим и фактически лидером всех исследований в стране по этой проблеме. Игорь Васильевич, в свою очередь, пригласил участвовать в ее решении многих крупнейших отечественных ученых и конструкторов, имевших опыт работы в данной и родственных областях.

Руководимый Курчатовым коллектив развернул активные изыскания по нейтронной физике, а после 1938 г. - по физике деления. Накануне гитлеровского нашествия возглавляемая им группа сотрудников подготовила программу по практическому овладению внутриядерной энергией с помощью самоподдерживающейся цепной реакции деления урана, но война остановила эти работы.

Десятилетие с 1930 по 1940 г. было поистине знаменательным: именно тогда наши специалисты благодаря своим замечательным достижениям - обнаружению и объяснению излучения Черенкова-Вавилова, исследованию ядерной изомерии, открытию спонтанного деления урана и т.д. - вышли на передний край мировой науки. Причем к их таланту и высокому профессионализму следует добавить энтузиазм и самоотверженность всех участников работ.

Поэтому стало успешным завершение первого этапа овладения в нашей стране новым видом энергии - пуск Ф-1 (такое название получил этот экспериментальный уран-графитовый реактор). Он не только открыл дорогу строительству промышленной установки для наработки ядерной взрывчатки, плутония, но и стал прологом к испытанию первой отечественной атомной бомбы в августе 1949 г., вводу в строй первой в мире атомной электростанции в Обнинске в 1954 г.

60 лет Ф-1 несет круглосуточную службу без выходных - но теперь уже как метрологический инструмент - и является наиболее продолжительно работающим реактором в мире. Он может прослужить еще не одно столетие - столь просты и надежны его конструкции. По справедливости называемые героическими усилия физиков, химиков, металлургов, технологов и других специалистов позволили СССР сделать решающий шаг на пути к преодолению монополии США на обладание ядерным оружием и установлению долговременного мира на Земле.


Член-корреспондент РАН Николай ЧЕРНОПЛЕКОВ, Российский научный центр "Курчатовский институт"

Авторские права на статьи принадлежат их авторам
Проект компании Kocmi LTD