Текст книги "Сталин и бомба. Советский Союз и атомная энергия. 1939-1956"
Автор книги: Дэвид Холловэй (Холловей)
Жанры:
История
,сообщить о нарушении
Текущая страница: 23 (всего у книги 44 страниц)
VI
Во время войны Соединенные Штаты построили в Теннесси три завода по разделению изотопов. Первым был завод электромагнитного разделения, который дал уран-235 для бомбы, взорванной над Хиросимой. Второй, термодиффузионный, завод был построен для производства полуфабриката, частично обогащенного урана, поставляемого на первый завод. Последний из трех заводов – газодиффузионный – стал главным поставщиком урана-235 для американской ядерной программы{994}.
Советский Союз после августа 1945 г. развивал все три метода. Анатолий Александров, который возглавлял исследования по термодиффузии, хотел закрыть это направление, но Курчатов решил, что его нужно продолжать, полагая, что, если потребуется обогащенный уран для экспериментального реактора, термодиффузия станет самым подходящим методом. Этого, однако, не случилось, и термодиффузиоиный завод не был построен{995}. После августа 1945 г. Кикоин начал интенсивно работать вместе с Соболевым и физиком-теоретиком Я.А. Смородинским над теорией газодиффузионного процесса{996}. В нем использовался газ, гексафторид урана, диффундировавший через очень большое число пористых перегородок, в результате возникала повышенная концентрация более легкого изотопа урана-235, быстрее проникавшего через перегородки.
Арцимович, работая с И.Н. Головиным и Г.Я. Щепкиным, изучал различные возможные методы электромагнитного разделения{997}. В этом процессе ионы пропускают через магнитное поле; они движутся по полуокружностям, которые имеют разный радиус для разных изотопов; так как легкие ионы движутся по полуокружности меньшего радиуса, соответствующим образом расположенный коллектор накапливает легкие, а не тяжелые ионы.
В начале 1946 г. были выбраны площадки для газодиффузионного и электромагнитного комбинатов. Первый должен был строиться на Среднем Урале, около Невьянска, примерно в 50 км к северу от Свердловска; ему дали кодовое название Свердловск-44.{998} Второй – на Северном Урале, в Северной Туре, и был назван Свердловск-45. Кикоин и Арцимович назначаются научными руководителями этих двух заводов{999}.
Значительный прогресс был достигнут в 1946 г. Кикоину удалось сделать пористые перегородки из спеченного никелевого порошка; первые газовые компрессоры пошли в серийное производство; газообразный гексафторид урана начал поступать в достаточных количествах; часть урана была обогащена на небольшом экспериментальном каскаде (поскольку степень обогащения на каждой ступени очень мала, требовался «каскад», состоящий из многих ступеней). Арцимович и его коллеги создали первый ионный источник: пучок электронов ионизовал пары тетрахлорида урана, ионы направлялись на коллектор полем электромагнита, вывезенного из Германии{1000}.
Разделение изотопов оказалось тем участком атомного проекта, где немецкие ученые приняли наиболее активное участие. Было создано два отдельных института, один под руководством Густава Герца, другой – Манфреда фон Арденне{1001}. Оба института располагались в зданиях санаториев на берегу Черного моря около Сухуми, в Грузии; институт Герца – в Агудзери, институт фон Арденне – в Синопе. Хотя перед обоими институтами ставилась задача разделения изотопов, ведущие ученые, видимо, сами могли выбирать метод работы{1002}. В результате исследования проводились по нескольким направлениям.
Только несколько советских ученых – и, в общем, не из числа самых крупных – вначале работали в Сухуми[227]227
Юрий Александрович Крутков был исключением. Он стал членом-корреспондентом Академии в 1933 г., но был арестован в конце 30-х гг. Он работал в туполевской шараге (тюремное конструкторское бюро) и приехал в Сухуми, когда его освободили из этой шараги в конце войны. См. Barwich H. Das Rote Atom. P. 72; Озеров Г.А. Туполевская шарага. 2-е изд. Франкфурт/н-М.: Посев, 1973. С. 40–41.
[Закрыть]. Но некоторые ведущие советские ученые посещали эти институты. В ноябре 1945 г. туда приезжал Флеров для чтения лекций по наиболее важным научным проблемам создания бомб из урана-235 и плутония{1003}. Вскоре после этого Сухуми посетили Иоффе, Арцимович, Кикоин и Соболев{1004}. Немецких ученых вызывали в Москву на совещания в Техническом совете, где обсуждалась их работа и их предложения. Наиболее важную роль сыграл Николаус Риль, некоторые другие были заняты разработкой электромагнитного и газодиффузионного методов. Макс Штеенбек и Конрад Циппе провели исследовательскую работу по разделению с помощью ультрацентрифуги.
Макс Штеенбек работал с Арцимовичем в Лаборатории № 2 примерно 12–18 месяцев в 1947–1948 гг.{1005} Штеенбек, занимавшийся в компании «Сименс» проблемой вращающегося в «вихревой трубке» газового разряда, восхищался ясностью ума Арцимовича. Группа Манфреда фон Арденне в Синопе также разрабатывала метод электромагнитного разделения, но отдельно от Штеенбека. В 1949 г. Технический совет одобрил предложенный фон Арденне проект ионного источника для электромагнитного завода. Фон Арденне приехал в Ленинград на завод «Электросила» для наблюдения за внедрением этой исследовательской работы в производство{1006}. Несколько немецких ученых тоже занимались газовой диффузией, среди них Густав Герц, Петер Тиссен и Хайнц Барвих{1007}. Их работа, видимо, не была составной частью проекта Кикоина, а делалась параллельно.
Ни с электромагнитным, ни с диффузионным методом дела не шли гладко. Арцимовичу не удавалось получить источники ионов с требуемым током{1008}. Проблемы с диффузионным методом были еще более серьезными. Строительство промышленного завода закончилось в 1948 г.{1009} Когда он начал работать, в конце последнего каскада вообще не оказалось конечного продукта, и даже в 1949 г. степень обогащения достигла только 40% – намного меньше 90% с лишним, требуемых для бомбы. Курчатов поручил Арцимовичу увеличить степень обогащения. Уран, обогащенный до 40%, был привезен в Лабораторию № 2, и после месяца круглосуточной работы Арцимович и его группа, используя экспериментальную установку, получила 400 граммов урана, обогащенного до 92–98%{1010}.
В ноябре 1949 г. немецким ученым поручили помочь в разработке газодиффузионного процесса{1011}.[228]228
Барвих пишет, что немцы прибыли в Верхне-Невинск в октябре 1948 г., но последняя дата, сообщаемая в «The Problem…», представляется более вероятной, так как она лучше соответствует общей хронологии разработок в Советском Союзе.
[Закрыть] Шесть немцев, включая Герца, Тиссена и Барвиха, были привезены в Свердловск-44. На следующий день после их прибытия Ванников и Кикоин ознакомили ученых с возникшими трудностями. Кикоин объяснил, что завод не достиг ожидаемого уровня обогащения – получено только 50–60% вместо требуемых 90% и выше. Кроме того, сказал он, большая часть гексафторида урана в процессе диффузии вообще исчезает. Возможно, дело в коррозии, но химический анализ не мог показать, почему теряется уран. Не могли бы немецкие ученые помочь?{1012}
Диффузионный завод в Свердловске-44 был меньше, чем американский завод в Ок-Ридже, запланированный выход составлял один килограмм урана-235 в день. Подобно американскому заводу, он был построен в виде огромной буквы U, занимающей обширную площадь. Он включал 6000 компрессоров, разделенных на секции по 128 в каждой. Свежеокрашенные компрессоры, корпуса перегородок и соединительные трубы в кондиционированных помещениях произвели впечатление на немецких ученых. Они были поражены скоростью, с которой был воздвигнут этот технически современный завод{1013}.
Немцы работали в одной каскадной секции, которая была изолирована от остального каскада. Тиссен занимался методами защиты от коррозии, а Барвих измерял и хронометрировал потери гексафторида урана. Немцы, однако, оказались не в состоянии помочь. Берия прибыл на завод и дал Кикоину и его коллегам три месяца для решения проблемы{1014}. В конце концов было обнаружено, что уран теряется внутри компрессоров. Роторы, смонтированные внутри компрессоров, имели арматуру из многослойного железа, внутренние слои были влажными и реагировали с гексафторидом урана. Это не было замечено раньше, поскольку внешние слои оставались сухими{1015}.[229]229
Подтверждается Петросьянцем.
[Закрыть] С помощью А.Н. Фрумкина, ведущего физико-химика, группа Кикоина нашла способ справиться с проблемой{1016}.
В 1950 г. Берия освободил Кикоина от обязанностей заместителя Курчатова по Лаборатории № 2, с тем чтобы он сосредоточил свои усилия на газодиффузионном заводе{1017}. К концу 1950 г. проблемы на заводе были решены. Макс Штеенбек, познавший все трудности диффузионного процесса, обратился к Берии с предложением о строительстве небольшого завода с центрифугой для «отшлифовки» обогащения после газодиффузионного разделения, и его предложение было принято{1018}. Но в декабре 1950 г. Технический совет раскритиковал предложение Штеенбека по заводу с центрифугой, фактически покончив с этой идеей{1019}. Примерно тогда же был снижен приоритет электромагнитного разделения. Было решено не строить полномасштабный завод по электромагнитному разделению, а небольшой завод в Свердловске-45, уже завершенный, больше не рассматривался как первоочередной. Эти решения означали, что альтернативы газовой диффузии теперь не были столь нужны[230]230
Продолжалась работа как по электромагнитному разделению изотопов, так и по методу центрифуги. Первый промышленный завод с центрифугой начал работу в 1959 г. в Свердловске-44.
[Закрыть]. В январе 1951 г. Тиссен сказал Штеенбеку, что проблемы с коррозией на газодиффузионном заводе решены{1020}. В 1951 г. газодиффузионный завод начал производить уран со степенью обогащения легким изотопом свыше 90%.{1021}
VII
Создание атомной промышленности стало замечательным подвигом, в особенности для страны, экономика которой была разрушена войной. Это показывало, что в Советском Союзе были ученые и инженеры, способные создать совершенно новую отрасль промышленности. Более того, это был не единственный высокотехнологичный проект, разрабатывавшийся в Советском Союзе в то время; ракеты и радар также требовали очень квалифицированных специалистов. Это правда, что Советский Союз получил большую информацию о «проекте Манхэттен» и что эта информация повлияла на выбор технических решений. Но это не уменьшает достигнутого результата – создания атомной промышленности за столь короткое время. Между пониманием того, что нужно сделать, и реальным строительством заводов огромная дистанция.
Командно-административная система оказалась способной мобилизовать ресурсы в огромном масштабе и направить их на первоочередной проект. Сталин и Берия приняли дорогостоящую стратегию нескольких альтернативных путей к бомбе. Принципу избыточности, который критиковал Капица, следовали почти во всех частях проекта: плутоний и уран-235, графитовый и тяжеловодный реакторы, газодиффузионное и электромагнитное разделение изотопов. Выбор такой стратегии означает, что главным для Сталина было время.
Командно-административная система оказалась эффективной при создании атомной индустрии. Но система была жестокой, и цену, которую она потребовала, следует отметить. Во-первых, система широко использовала труд заключенных. Большая часть работ в шахтах и на стройках выполнялась ими. Они добывали уран в Средней Азии и других районах Советского Союза. Они принимали участие в строительстве новых городов, заводов и институтов на Урале и в строительстве лаборатории оружия в Арзамасе-16.{1022} Мало известно об условиях, в которых заключенные работали и жили. Даже Александр Солженицын в своем энциклопедическом труде «Архипелаг ГУЛАГ» ничего не говорит об урановых рудниках и очень мало – о заключенных, которые строили ядерные установки. Каждые три месяца, пишет он, заключенные в сверхсекретных лагерях атомной промышленности «обязаны были возобновлять подписку о неразглашении. Это обязательство создало настоящую проблему – куда девать освободившихся заключенных, так как после работы на объекте они уже не могли вернуться домой. Летом 1950 года группу таких “освободившихся” заключенных этапом отправили на Колыму. Там они были определены на вечное поселение как особо опасный контингент. Они были опасны потому, что помогли сделать атомную бомбу»{1023}.
Отсутствие воспоминаний обитателей ядерного ГУЛАГа или свидетельств об условиях их работы не случайно. Очень немногие из них освобождались даже по окончании срока заключения[231]231
Для работы над проектом из тюрем и лагерей были выпущены ученые и инженеры. Единственная шарашка, которую можно идентифицировать с уверенностью, – это институт радиобиологии и радиогенетики в Сунгуле, в 30 км к северу от Кыштыма. Ключевой фигурой здесь был Н.В. Тимофеев-Ресовский, работавший в Германии с 1926 по 1945 г., где он приобрел мировую известность как специалист в области радиационной генетики и биофизики. Некоторые из его немецких сотрудников присоединились к нему в Сунгуле, а Николаус Риль, который был его другом еще по Берлину, стал научным директором института в 1950 г. Институт разрабатывал методы измерения уровня радиации и изучал воздействие радиоактивных изотопов на живые организмы. Кажется, он пользовался протекцией МВД от посягательств лысснковщины, поскольку непосредственно подчинялся МВД, в частности Завенягину. См.: RiehlN. 10 Jahre in goldenen Kafig. P. 49–56. Гранин Д. Зубр// Новый мир. 1987. М» 2. С. 40–43. См. также: Берг Р. Суховей. Нью-Йорк: Chalidze Publications, 1983. P. 224.
[Закрыть].
Больше известно об урановых рудниках в советской оккупационной зоне Германии. Условия труда там были ужасны, советские власти вербовали рабочих, поскольку желающих не хватало. Биржи труда получили указание направлять рабочих на рудники, а полиции было приказано составить списки людей, не имеющих постоянной работы{1024}. Беженцы из восточных земель Германии, отошедших к Польше, посылались на рудники; также поступали с военнопленными, возвращавшимися из Советского Союза на эти земли. Организовывались также молодежные бригады{1025}. К 1950 г. в советской зоне в урановой промышленности было занято, по данным ЦРУ, 150–200 тыс. человек{1026}. Шахтеры в Германии жили в бараках, окруженных колючей проволокой и охранявшихся войсками МВД; за попытки побега наказывали, хотя, очевидно, многим они удавались{1027}. Мало внимания уделялось охране здоровья тех, кто работал с ураном: защитная одежда была плохой, многие шахтеры заболевали раком легких, вдыхая радон. Несчастные случаи были не редкостью, медицинское обслуживание – недостаточным{1028}. Нет оснований полагать, что условия на советских рудниках были лучше. Скорее всего, они были еще хуже, так как в них работали заключенные, а не контрактные рабочие. Умерших в советских лагерях хоронили в общих могилах{1029}.
Существовала еще одна цена, которая была уплачена из-за издержек административно-командной системы. В погоне за бомбой жизнь и здоровье людей ценились низко, хотя этим и не пренебрегали полностью. В августе 1948 г. Первое главное управление и Министерство здравоохранения разработали санитарные нормы и правила для работающих на установках А и Б в Челябинске-40.
Эти нормы были высоки по теперешним стандартам: в них допускалась ежедневная доза радиации в 0,1 бэр за б рабочих часов (около 30 бэр в год). Но даже этих норм не придерживались. Средняя доза, получаемая рабочими на установке А (реактор) в 1949 г., составляла 93,6 бэр; на установке Б (завод химического разделения) средняя доза составляла 113,3 бэр в 1951 г.{1030},[232]232
После второй мировой войны Комиссия по атомной энергии США установила предельную дозу в 36,5 бэр в год для работающего персонала; международный стандарт в настоящее время 2 бэр в год. (бэр – сокращенно «биологический эквивалент радиации».) См.: Ackland L. Radiation Risks Revisited// Technology Review. February/March 1993. P. 59, 61. Официальный доклад, подготовленный в 1991 г., сообщал, что обитатели Челябинска-40 имели «хронические лучевые заболевания, дозы облучения во много раз превышают верхний допустимый предел». Статистика показывает увеличение смертности от злокачественных образований тех, кто получил дозу 25 бэр в год и общую дозу 100 бэр или более. См.: Proceedings of the Commission on Studying the Ecological Situation in Cheliabinsk Oblast. Vol. 2. Moscow. 1991. P. 23. Комиссия была учреждена указом президента Горбачева 3 января 1991 г.
[Закрыть] Данные по химико-металлургического заводу, где прямой контакт с плутонием приводил к многочисленным профессиональным заболеваниям, недоступны{1031}. Ситуация там была гораздо хуже – радиохимические работы были особенно опасными. Следует отметить, что процент женщин здесь был выше, чем на других участках{1032}.
Первые случаи радиационных заболеваний появились в Челя-6инске-40 в начале 1949 г. Вскоре после этого один из физиков написал Берии, что руководители Челябинска-40 недооценивают опасность облучения персонала, и были приняты дополнительные меры для улучшения условий работы{1033}. Руководители атомного проекта понимали, что радиация может быть вредна, это видно из конструкции реактора и радиохимического завода. Но они завышали допустимые дозы облучения. Нажим сверху при создании бомбы был слишком велик, ученые, инженеры и техники, работавшие в проекте, понимали чрезвычайную важность цели и поэтому готовы были подвергаться высокому уровню облучения. «Опасность работы в условиях повышенного радиационного воздействия понимали не только руководители, но и рядовые сотрудники, – писалось в более позднем исследовании. – Однако не менее отчетливо они понимали, что стране необходимо атомное оружие, и это нередко заставляло их сознательно рисковать своей безопасностью»{1034}. Опасность была особенно высока в первые годы, когда нужно было решить многочисленные проблемы, связанные с новыми, неизученными технологическими процессами. Именно в таких ситуациях люди получали особенно высокие дозы ионизирующего излучения{1035}. Они подвергались повышенному риску хронических радиационных заболеваний и рака в последующие годы. Ситуация в Челябин-ске-40 начала улучшаться только после 1953 г.
Третья цена, которая была заплачена за создание атомной промышленности, – это ущерб, нанесенный окружающей среде. С 1948 по 1951 г. 76 миллионов кубометров отходов с высоким и средним уровнем радиоактивности было спущено из Челябинска-40 в систему рек Теча – Исеть – Тобол. Вскоре стало ясно, что люди, живущие по берегам этих рек, страдают от этих отходов. Обследование летом 1951 г. показало, что русло и вся долина реки Течи сильно загрязнены и что 124 тыс. человек подверглись облучению без всякого предупреждения. Десять тысяч человек было эвакуировано из зон, подвергшихся наивысшему заражению, а другие населенные пункты стали снабжаться водой из иных источников. Река Теча и ее бассейн – в общей сложности 8000 гектаров – были исключены из землепользования{1036}.[233]233
Этот случай привел к увеличению заболеваемости лейкемией среди подвергшегося заражению населения. См.: Kosenko M., Degteva M., Petrushova N. Estimate of the Risk of Leukemia to Residents Exposed to Radiation as a Result of a Nuclear Accident in Soutern Urals// PSR Quaterly. December 1992. P. 187–197. Обширная дискуссия содержится в: Proceedings of the Commission…
[Закрыть] Была построена система дамб и резервуаров, чтобы улучшить положение, изолируя реку от самых зараженных участков. Первая дамба была построена к концу 1951 г. заключенными[234]234
29 сентября 1957 г. бак – хранилище радиоактивных отходов в Челябинске-40 – взорвался, выбросив 20 миллионов кюри радиоактивных веществ, из которых 2 миллиона попали в атмосферу и распространились на местности к северо-западу. См.: Никипелов Б. В., Дрожко Е.Г. Взрыв на Южном Урале// Природа. 1990. М» 5. С. 48. Этот номер содержит несколько статей, посвященных этой аварии.
[Закрыть].
Советский Союз – не единственная страна, в которой атомная индустрия нанесла ущерб здоровью людей и окружающей среде. Но в условиях интенсивного нажима ради скорейшего достижения цели – создания бомбы – не было времени обращать внимание на риск, а протесты пострадавших в сталинской системе были невозможны[235]235
Правомочность такого подхода можно видеть на примере ядерных аварий в Челябииске-40 в 1957 г. и в Чернобыле в 1986 г.
[Закрыть]. Хотя войны и не было, именно в эти годы гонка ядерных вооружений потребовала свои первые жертвы среди советских людей.
Глава десятая.
Атомная бомба
I
Клаус Фукс в июне 1945 г. передал детальное описание плутониевой бомбы, но Харитон и его сотрудники стремились проверить все сами, потому что не могли быть полностью уверены в достоверности полученных сведений. Для изучения метода имплозии они должны были выполнить многократные эксперименты с высокоэффективными взрывчатыми материалами, а этого нельзя было сделать в Лаборатории № 2, расположенной на окраине Москвы. Поэтому Курчатов решил организовать филиал Лаборатории в местности, достаточно отдаленной от Москвы, с тем чтобы там можно было заняться работами по проектированию и изготовлению бомбы. Возглавил новую организацию Харитон, при этом он не пожелал возложить на себя обязанности по административному руководству, чтобы не упускать возможность полностью сконцентрироваться на решении научных и технических задач. По совету Курчатова он обратился к Берии, который выразил согласие назначить инженера на должность административного директора новой организации, оставив за Харитоном обязанности главного конструктора и научного руководителя. Выбор Берии пал на генерала П.М. Зернова – заместителя народного комиссара танковой промышленности, во время войны он способствовал организации массового производства танков. Зернову в то время исполнилось 40 лет, он был всего на год моложе Харитона. До этого он и Харитон не знали друг друга, но теперь между ними установились хорошие деловые отношения{1037}.
Ванников предложил Зернову и Харитону осмотреть некоторые заводы по производству боеприпасов – в поисках подходящего места для размещения новой организации, которая позднее стала известна как КБ-11. В апреле 1946 г. Харитон и Зернов побывали в небольшом поселке Сарове, расположенном в 400 км к востоку от Москвы, на границе Горьковской области и Мордовской автономной республики. Население Сарова составляло 2–3 тысячи человек; там имелась небольшая фабрика, выпускавшая в годы войны снаряды для ракетных артиллерийских установок «Катюша». Существенным преимуществом Сарова было то, что этот поселок располагался на краю большого лесного заказника; это позволяло расширять площади для проведения работ; к тому же это было необычайно красивое место. Оно располагалось в достаточном удалении от основных путей сообщения, что было важно с точки зрения секретности, но было и не слишком далеко от Москвы. Харитон и Зернов решили, что это идеальное место{1038}. Город, или, если его назвать более точно, хорошо охраняемая зона, в которую входил и сам город, и исследовательские и конструкторские организации, стал известен как Арзамас-16 – по городу Арзамасу, расположенному в 60 км севернее. Иногда его называли «Волжское бюро», а также, по понятным причинам, Лос-Арзамасом.
В центре Сарова находились остатки православного монастыря, расцвет которого приходился на XVIII и XIX века. Причисленный к лику святых Серафим Саровский, известный своим аскетизмом и благодеяниями, жил здесь около 50 лет, вплоть до своей смерти, последовавшей в 1833 г.{1039} В 1903 г. царь Николай II и его жена Александра прибыли в Саров вместе с десятками тысяч людей на церемонию канонизации Серафима. Николай и Александра, у которых было четыре дочери, молились о сыне и наследнике. Их молитва была услышана, и в следующем году родился царевич Алексей{1040}. Саровский монастырь, где жило 300 монахов, был закрыт коммунистами в 1927 г. Когда Харитон и его группа приехали в Саров, там еще сохранилось несколько церквей вместе со строениями, в которых находились кельи монахов. Именно в этих кельях и были оборудованы первые лаборатории. Заключенные из располагавшегося неподалеку исправительно-трудового лагеря построили новые лабораторные корпуса и жилые дома{1041}.
Основная идея плутониевой бомбы сводилась к тому, чтобы сжать подкритическую массу плутония, увеличивая тем самым ее плотность и делая сверхкритической. Это осуществляется путем окружения плутониевой сферы (и оболочки из природного урана, окружающей плутоний) мощной взрывчаткой для возбуждения ударной волны, распространяющейся внутрь и сжимающей плутоний. Большая скорость сжатия, обеспеченная таким образом, снижает опасность преждевременной детонации и испарения, пока плутоний не достигнет сверхкритичности, при использовании сравнительно небольшого количества плутония. В самом центре бомбы находился мощный источник нейтронов, который назывался инициатором. Когда за счет имплозии плутоний сжимается, сам процесс сжатия длится только несколько микросекунд – до того, как плутоний снова начинает расширяться. Инициатор необходим для того, чтобы обеспечить начало цепной реакции в нужный момент{1042}.
Описание, данное Фуксом, следовало изучить в деталях. Лозунг Харитона звучал так: «Знать надо в десять раз больше, чем делаем!»{1043}. Иначе говоря, в конструкции бомбы нужно было разобраться до последней мелочи. Харитон подобрал «сильный коллектив» исследователей для работы по созданию бомбы. Первыми физиками, привлеченными им к разработкам, были знакомые ему по прошлым годам сотрудники Института химической физики и оборонных институтов, в которых он сам работал во время войны{1044}. Кирилл Щелкин, заведующий одной из лабораторий Института химической физики, приехал в Арзамас-16 и стал первым заместителем Харитона. Щелкин работал в области детонации газов и структуры волн детонации{1045}. В плутониевой бомбе требовалось с помощью системы линз обратить расходящиеся волны детонации, возникающие во время мощного взрыва, в сходящуюся сферическую волну, которая сжимала бы плутоний со всех сторон и приводила его в сверхкритическое состояние. Щелкин возглавил работу по этой проблеме.
Харитон мог привлечь к работе специалистов из Института химической физики, где сложилась очень сильная школа в области теории взрывов и детонации. В докладе Центрального разведывательного управления (ЦРУ) от 1949 г. отмечено, что «вклад советских ученых в основополагающую физическую, химическую и математическую теории, теорию плазмы, взрывов и детонации высоко ценился американскими учеными»{1046}. Одной из характерных черт этой школы было тесное взаимодействие между физиками-теоретиками и экспериментаторами. Харитон работал в тесном сотрудничестве с Зельдовичем, разрабатывая теорию ядерных цепных реакций, представленную в серии статей 1939–1941 гг. Зельдович был одним из наиболее разносторонних теоретиков своего поколения. (Когда английский физик Стивен Хокинг встретился с ним в 80-х годах, то сказал ему: «Я удивлен, что вижу вас в одном лице, а не в виде Бурбаки», – имея в виду группу французских математиков, публиковавшихся под одним именем.) Зельдович разрабатывал теорию детонации еще перед войной{1047}. Теперь он был назначен руководителем теоретического отдела КБ-11. Основными сотрудниками его отдела были Д.А. Франк-Каменецкий (пришедший вместе с ним в Арзамас-16 из Института химической физики), Н.А. Дмитриев и Е.И. Забабахин{1048}. Зельдович и его сотрудники стремились изучить, как будет вести себя плутоний под давлением в несколько миллионов атмосфер, когда возникают температуры в миллионы градусов, а металлы становятся столь же текучими, как и жидкости. Они занимались также и расчетами критической массы.
Одним из первых, кого пригласил к себе Харитон, был В.А. Цукерман, работавший в Институте машиноведения. Цукерман, будучи фактически слепым (ему помогала в работе его жена 3. М. Азарх), разработал метод рентгено-фотографического анализа процесса разрушения брони. Во время войны Харитон убедился в важности этого метода как диагностического инструмента, с помощью которого можно исследовать обычные взрывы, и в декабре 1945 г. пригласил Цукермана и его лабораторию присоединиться к работам по атомной бомбе. Поскольку рентгеновские лучи позволяют обнаружить различие в степени плотности, с их помощью можно увидеть, как детонационная волна движется во взрывчатом веществе, и исследовать, как будет сжиматься плутониевая сердцевина бомбы. В своем новом исследовании Цукерман должен был «научиться работать с высокими давлениями, космическими скоростями, регистрировать процессы, длящиеся микросекунды, изучать свойства многих веществ – металлов, ионных соединений, минералов и горных пород при экстремально высоких давлениях»{1049}. Он разработал установку, которая, используя микросекундные рентгеновские импульсы, отслеживала быстропротекающие детонационные процессы и анализировала имплозию железа, бронзы и других материалов. Расчеты, проведенные группой Зельдовича, показали, что мощные взрывчатые вещества должны детонировать одновременно – чтобы затем возникла ударная волна, которая уплотняла бы плутоний. Все высокоэффективные взрывчатые вещества должны детонировать за время меньше микросекунды. Даже лучшие взрыватели, бывшие на вооружении Советской армии, не удовлетворяли этим требованиям. В КБ-11 уже более года велись интенсивные исследования, когда для решения этой проблемы в 1948 г. был привлечен В.С. Комельков. Работая в области электрофизики, он спроектировал новые взрыватели, которые могли быть приведены в действие синхронно{1050}. За нейтронный инициатор, располагавшийся в центре бомбы и призванный запустить цепную реакцию в строго определенный момент времени, отвечал В. Давиденко, начавший работать в Лаборатории № 2 в 1943 г. и позднее переехавший в Арзамас-16{1051}.
Летом 1946 г. Харитон подготовил документ, названный «Техническим заданием», в нем были сжато изложены технические требования к атомной бомбе – КПД, размеры, условия безопасности и т. д. Документ был подписан Зерновым и Харитоном и направлен на одобрение правительства{1052}. «Задание» касалось создания как урановой, так и плутониевой бомбы. Это позволяет предположить, что если бы не возникшие трудности с газодиффузионным заводом, то бомба из урана-235 пушечного типа была бы испытана первой. Хотя оказалось, что разделение изотопов осуществить труднее, чем получить плутоний, сама конструкция бомбы пушечного типа из урана-235 была намного проще, чем плутониевая бомба. Ученые в Лос-Аламосе даже не считали необходимым испытывать бомбу из урана-235 перед тем, как ее использовать, но они полагали необходимым испытать плутониевую бомбу. В случае советского проекта плутоний был получен раньше, чем пригодный для бомбы уран.
В 1945 г. к проекту в качестве заведующего конструкторской группой присоединился В.А. Турбинер, инженер и конструктор. В начале 1946 г. Турбинер и его группа подготовили технические чертежи бомбы, причем основные ее сечения были выполнены в цвете. (Турбинер не знал, что соответствующая информация была получена через органы разведки.[236]236
«К разработчикам материалы разведки не поступали» (Из письма В.А. Турбинера от 13 сентября 1995 г.). – Прим. ред.
[Закрыть]) Однако Турбинер не остался во главе инженерной части проектирования{1053}.[237]237
Очевидно, он также сделал модель бомбы из урана-235 в масштабе 1:10.
[Закрыть] В июле 1948 г. генерал Н.Л. Духов, очень опытный инженер-механик, был направлен в Арзамас-16, чтобы возглавить проектирование и производство основных элементов бомбы.[238]238
История его назначения описывается так. «“Что, у нас нет для этого нового дела известных конструкторов? – заявил Сталин В. Малышеву. – Назначьте Духова, его все знают”. Сталину возражать никто не смел. Это назначение произошло через три с лишним года после начала конструкторско-изыскательских работ, когда в напряженных рабочих условиях уже сложился новый коллектив конструкторов, экспериментаторов, уже работал опытный завод, где по конструкторской документации и были изготовлены первые узлы и образцы атомной бомбы» (Инженер. 1991. № 11. С. 37). – Прим. ред.
[Закрыть] В годы войны Духов был главным конструктором Кировского танкового завода на Урале и разработал тяжелые танки типа KB (Клим Ворошилов) и ИС (Иосиф Сталин){1054}. Теперь его назначили на должность заместителя научного руководителя и заместителя главного конструктора. Другой инженер, В.И. Алферов, директор минно-торпедного завода, также стал заместителем Харитона. Алферов отвечал за электрические системы бомбы и, в частности, за систему поджига, которая должна была обеспечивать подачу импульса для приведения в действие взрывателей[239]239
Он работал с Комельковым. Его вклад заключался в создании резервной системы.
[Закрыть]. Позже Харитон утверждал, что информация, полученная от Фукса, существенно не уменьшила объем теоретической и экспериментальной работы. Советские ученые и инженеры должны были выполнить те же расчеты и эксперименты, так как данные, полученные от разведки, не могли гарантировать, что они получат нужные результаты.
В конце 1948 или в начале 1949 г. двум группам в КБ-11 была определена задача измерения скорости сгорания продуктов детонации высокоэффективных взрывчатых веществ. Такого рода информация была необходима для расчета давления, которому подвергался плутоний. Одну из этих групп возглавлял Цукерман, другую – Е.К. Завойский, первоклассный физик-экспериментатор, но с меньшим опытом работы со взрывчатыми веществами. Группа Цукермана сделала вывод, что все обстоит благополучно и что нужная степень сжатия будет получена. Но группа Завойского, закончившая свою работу позднее, заключила, что степень сжатия будет недостаточной и ядерный взрыв не произойдет. Об этом сообщили Курчатову и Ванникову; очень обеспокоенный этим противоречием Ванников приехал в Арзамас-16. Обе группы, объединившись, поставили новые эксперименты. Было обнаружено, что Завойский в своей диагностической аппаратуре использовал слишком тонкие электроды и поэтому занизил скорость сгорания продуктов высокоэффективных взрывчатых веществ. Позднее Харитон заметил, что этот случай продемонстрировал, как было важно советским ученым понимать и рассчитывать все самостоятельно{1055}.
Плутониевые металлические полусферы в июне 1949 г. были изготовлены под руководством Бочвара в Челябинске-40. Затем Анатолий Александров покрыл их никелем, чтобы обеспечить более безопасное с ними обращение. После этого их направили в Арзамас-16. Когда Зельдович увидел эти полусферы, диаметр которых составлял 8–9 см, он неожиданно осознал, сколько жизней заключено в каждом их грамме: жизней тех заключенных, которые работали в урановых рудниках и на установках атомной промышленности, а также жизней потенциальных жертв атомной войны{1056}.
В Арзамасе-16 Флеров, искусный экспериментатор, в маленьком домике проводил опасные опыты с критической массой; это помещение располагалось вдали от других зданий и охранялось часовыми. Он должен был проверить, насколько масса двух сведенных вместе плутониевых полусфер близка к критической, чтобы при сжатии плутония стать сверхкритической. Флеров доложил, что плутониевый заряд будет близок к критическому состоянию, если его окружить оболочкой из урана.
