Текст книги "Атомный аврал"
Автор книги: Михаил Грабовский
сообщить о нарушении
Текущая страница: 15 (всего у книги 18 страниц)
26
Ориентировочная величина критической массы плутония была известна Харитону из разведданных ещё в 1945 году: от семи до десяти килограммов. Теоретические расчеты, проведенные позже в КБ-11 под руководством Зельдовича, подтверждали сообщения разведки. Однако теоретическим расчетам доверять на сто процентов не приходилось, тем более что многое зависело от качества полученного плутония.
Поэтому перед испытанием бомбы необходимо было экспериментально проверить полученный на заводе «В» плутониевый заряд на критмассу (проверка на «крит» – на научном жаргоне). Точно так же вынуждены были поступать и американцы.
Проверка на «крит» чревата опасностью случайного, непредвиденного получения критической массы в ходе самого эксперимента. При этом, конечно, ядерного взрыва не произойдет. Но мгновенная цепная реакция деления начнется. Хотя, вероятнее всего, тут же самопроизвольно и прекратится из-за теплового расширения заряда или механического разброса делящегося материала. Такая кратковременная цепная реакция в лабораторных условиях называется «ядерным всплеском». Продолжается этот «всплеск» миллионные доли секунды. Но за это время успевают произойти многие триллионы делений. Возникающих при таком всплеске нейтронного потока и гамма-излучения вполне достаточно для получения смертельной дозы экспериментаторами, находящимися от источника в радиусе двух-пяти метров.
Опасность эксперимента на «крит» усугублялась крайней примитивностью оборудования, используемого для проведения подобных опытов…
У американцев эксперименты для первых бомб проводил молодой английский физик Луис Слотин.
Для проведения этих опытов, по мнению руководителей Манхэттенского проекта, нужен был ученый, склонный по характеру к приключениям и азартным играм, для которого рисковать жизнью является почти потребностью. Слотин был именно таким… Совсем юным поехал добровольцем в Испанию в качестве артиллериста-зенитчика. С началом второй мировой войны записался добровольцем в королевский военно-воздушный флот. «Проводить эксперимент на «крит» он заменял другим словосочетанием: «крутить хвост дракону».
Сближение двух ядерных полусфер Слотин производил путем их встречного скольжения по направляющему стержню с помощью подручного приспособления. Он успешно провел замер критических масс для авиабомб, сброшенных на Японию. А примерно год спустя он участвовал в подготовке взрыва на атолле Бикини. Самоуспокоенность, выработанная в подобных опытах за прошедший год, сыграла с ним злую шутку… Неожиданно обычная отвертка выскользнула из его рук и подтолкнула к опасному сближению одну из полусфер. Массы сблизились на расстояние, меньшее критического.
Р. Юнг, «Ярче тысячи солнц»:
«Мгновенно все помещение наполнилось ослепительным блеском. Слотин вместо того, чтобы укрыться, рванул голыми руками оба полушария в разные стороны. И прервал тем самым цепную реакцию. Этим он спас жизнь семерых человек, находящихся в помещении, но сразу же понял, что сам поражен смертельной дозой радиации, которая пришлась на его долю».
Сидя на обочине дороги в ожидании автомашины для отправки в госпиталь, он произнес обреченным голосом окружающим его друзьям: «У вас все будет в порядке! А вот у меня нет ни малейшего шанса».
Слотин был прав. Доза его облучения превышала тысячу рентген (при смертельной дозе 600 рентген). Шансов не было…
Кроме узкого круга врачей, никто не видел и не знает, как умирают обреченные с такой дозой облучения. Кожа сожжена. Лицо и руки отекают и покрываются корками. Поражены слизистые оболочки рта, пищевода, желудка. Стул тридцать раз в сутки, кровью и слизью. Ткань сердца превращается в обрывки мышечных волокон. Без согревающих ламп холодно без кожи. Есть невозможно: убиты слюнные железы. Хочется пить, пить… И боль не отпускает ни на секунду. Каждая клетка тела превращается в ядро невыносимой боли. Поэтому её невозможно блокировать никакими наркотиками.
На шестые сутки Слотин начал сохнуть, таять, уменьшаться в размерах, мумифицироваться. На девятые сутки отмучился… Внутренности вынули, промыли, дезактивировали. Хоронили «чистым». Человек, экспериментально определивший критическую массу для первого атомного взрывного устройства, ушел из жизни, узнав и почувствовав на самом себе, какой дьявольски страшной является ядерная боль…
У нас этот эксперимент предстояло выполнить сотруднику КБ-11 Георгию Флёрову.
После окончательной отшлифовки двух плутониевых половинок их на ночь положили в металлический сейф, опечатанный несколькими печатями. Выставили специальный наряд, которому было предписано «в случае чего» открывать немедленно огонь на поражение. Утром детали под конвоем перевезли в одноэтажное здание, удаленное от основных производственных объектов. Зал для эксперимента был построен с таким расчетом, чтобы сотрудники и начальство могли наблюдать за проведением опыта на значительном, вполне безопасном расстоянии. Машина «скорой помощи» стояла наготове. В госпитале дежурили два врача и сестры. Каждую полусферу несли отдельно, на расстоянии нескольких метров, хотя по расчетам они и вместе обладали массой, меньшей критической. Именно это и необходимо было проверить в первом же эксперименте.
Станину установили на обычный металлический стол. Одну из полусфер укрепили в шарообразной выемке на станине. Вторую подвесили на тросике к потолку. Через систему блоков с помощью ручной авиационной лебедки, установленной в нескольких метрах от стола, верхнюю полусферу можно было поднимать и опускать, фиксируя точно расстояние d между полусферами. Внутрь нижней полусферы вставили мощный полониево-бериллиевый источник нейтронов. Детонатор (уловитель) нейтронов, регистрирующая электронная аппаратура и звуковая сигнализация скорости счета импульсов были установлены чуть поодаль, в трех-четырех метрах от стола.
Курчатов с Харитоном осмотрели внимательно подготовленную установку, обошли вокруг стола. Глядя на примитивные тросики и блоки, Игорь Васильевич не удержался от реплики Флёрову:
– Георгий, техника-то у тебя египетская. Не подведет?
– У меня все будет нормально. Лишь бы Яков Борисович не подкачал со своей электроникой и графиками.
Зельдович, стоящий рядом, обиделся и отошел от стола.
Суть первого эксперимента заключалась в следующем. Сближая постепенно плутониевые полусферы, Флёров должен был искусственно создать систему, которая играла бы роль умножителя нейтронного потока от нейтронного инициатора. Величина этого потока фиксировалась электронной аппаратурой. По мере уменьшения расстояния d между полусферами поток должен возрастать. Таким образом, можно было, произведя несколько замеров для разных значений d, тут же построить график зависимости этих величин. Получающуюся кривую экстраполируют (продолжают) для значений d, близких или даже равных нулю, что соответствовало бы смыканию половин между собой. Если график при d, равном нулю, показал бы бесконечное увеличение потока нейтронов, это говорило бы о том, что сдвинутые вместе плутониевые полусферы превышают критическую массу, поскольку бесконечное увеличение потока нейтронов на графике равнозначно началу цепной реакции в действительности. Флёров был напряжен, но держал себя в руках. После нескольких замеров он спросил у Зельдовича, достаточно ли их количества для построения графика. Зельдович попросил сделать ещё два промежуточных замера.
Экстраполируемая кривая графика показывала на бумаге, что и при расстоянии, равном нулю, критмасса достигнута не будет. Это значило, что можно подойти к столу и сомкнуть половинки. Нейтронного всплеска быть не должно! Зельдович рвался к столу, чтобы продемонстрировать лично истинное величие теории и математических методов. Но Флёров сам крутанул рукоятку, и все увидели впервые не полусферы, а настоящий плутониевый шар – боевой заряд первой советской бомбы РДС-1. Сердечник не взорвался. Это означало, что методика эксперимента может быть применима и ко второй серии опытов.
Теперь предстояла истинная проверка на «крит»…
Критичность в РДС-1, по проекту, должна была достигаться только при определенной толщине экранной оболочки из урана, играющей роль отражателя нейтронов, вылетающих из плутония во время цепной реакции. Эффективность отражателя выражается через коэффициент отражения (альбедо). Он равен отношению числа отраженных нейтронов к числу попадающих в отражатель. Чем больше толщина экрана, тем выше альбедо и тем меньше утечка нейтронов во время цепной реакции.
В бомбе РДС-1 должно было произойти не просто соединение двух плутониевых полусфер, а мощное равномерное обжатие их со всех сторон сферическим урановым экраном-отражателем.
Именно в момент этого обжатия коэффициент размножения уран-плутониевой системы (К) должен был значительно превысить единицу и вызвать мощный взрыв.
Вторая серия опытов Флёрова сводилась к определению искомой (оптимальной) толщины урановой экранной оболочки.
В этой серии опытов в гнездо на станине сначала устанавливалась нижняя урановая полусфера. Затем в её гнездо вставлялся плутониевый шар с инициатором. А верхняя урановая полусфера подвешивалась на трос и могла снижаться до любого уровня. Однако эти опыты были уже чреваты опасностью случайного получения критмассы при некоторых небольших значениях d. Чтобы предохранить себя от возможной оплошности, Флёров на нижнюю (стационарную) урановую полусферу устанавливал ограничительные прокладки на тот случай, если вдруг лебедка прокрутится и верхняя урановая оболочка упадет вниз. Опыты проводились для урановых оболочек разной толщины.
К вечеру эксперимент на «крит» был закончен. Флёров похудел за этот день на четыре килограмма. Ближе к ночи Зельдович обработал данные опытов и представил Харитону точные данные об оптимальной толщине уранового экрана. Этой же ночью состоялась официальная процедура сдачи и приемки готового изделия. Прежде всего, Юлий Борисович потребовал, чтобы каждый из двух сердечников был промаркирован, и это было отражено в заключительном Акте. Несмотря на возражения и опасения некоторых ученых, детали замаркировали обычными стальными клеймами.
Вместе с сердечниками заказчику (Харитону) предъявили всю необходимую документацию и паспорта на материал изделия, а также акты на все мелкие кусочки плутония, из которых были спрессованы сердечники. Каждый акт имел подписи: «Ответственный исполнитель, зам. начальника цеха Н.И.Иванов» и «Ответственный приемщик В.Г.Кузнецов».
Поведение Харитона напоминало в этот момент действия домохозяйки на одесском рынке. Он лично скрупулезно проверил всю документацию. Каждое слово, букву и цифру.
Все данные о деталях были собраны в итоговый документ, который именовался «формуляр». От сдатчиков его подписали Курчатов, Бочвар, Займовский, Славский и Музруков. От КБ-11 – Харитон и Кузнецов.
В ту же ночь плутониевые полушария размером с детский резиновый мячик были аккуратно упакованы в специальную тару с мягким обрамлением.
Эскорт грузовых машин и бронетранспортеров двинулся под утро на выезд из зоны. Все, кто жил в поселке недалеко от дороги, были разбужены ужасным грохотом и рычанием боевых машин. Утром в цехах заводов «А», «Б» и «В» все расспрашивали друг у друга, что же происходило в городе этой ночью?
Боевой заряд РДС-1 был вывезен на военный аэродром. Самолет, взявший курс на Арзамас-16, сопровождали два истребителя. Харитон покидал зону со смешанным чувством. Он был уверен, что атомная проблема в СССР почти уже решена. Но он знал и о многочисленных жертвах на плутониевом комбинате.
Существующая рабочая обстановка в действующих цехах могла бы присниться только в страшном сне. От переоблучения погибли уже десятки людей. А сколько прибавится к ним в ближайшие год-два?
Перед отъездом Харитона был госпитализирован с безнадежным лучевым диагнозом и директор завода «В» З.П.Лысенко (он умер через полтора месяца).
27
В начале 1949 года было принято несколько принципиальных решений, определяющих сроки и характер испытания.
Наиболее важное решение касалось варианта испытуемого образца.
Старт взрывной реакции деления в АБ может быть получен двумя путями: пушечным сближением фрагментов делящегося материала или уплотнением ядерного вещества.
В конце 1948 года по предложению Зельдовича в КБ-11 попытались рассчитать вероятный КПД для третьего варианта бомбы, в которой использовались бы одновременно эффекты «сближения» и «уплотнения».
В начале 1949 года этот новый вариант АБ был теоретически и экспериментально обоснован и представлен Харитону в отчете-предложении, составленном группой сотрудников КБ-11 (Альтшулер, Забабахин, Зельдович, Крупников). По сути дела, в отчете предлагалась оригинальная конструкция атомной бомбы, более мощной и значительно меньшей по габаритам, чем РДС-1, благодаря очень интересному инженерному предложению Некруткина по надежному обеспечению имплозии.
Это была своя, советская, конструкция атомной бомбы. Перед Юлием Борисовичем возникла альтернатива: испытывать почти разработанную уже бомбу американского образца или задержать испытание на полгода (год?) и взорвать свою, по всей вероятности, более мощную бомбу. Это был тяжелый вопрос для Харитона и Курчатова…
1949 год был определен американцами как секретная историческая дата «X» для возможного нанесения превентивного ядерного удара по семидесяти стратегическим объектам и городам Советского Союза.
Сталин нервничал и торопил Берия. Кредит благосклонного доверия к ученым был почти исчерпан. После весенней антифизической кампании обстановка недоверия и подозрения становилась все явственней. Молчаливое и терпеливое спокойствие Сталина в любой момент могло смениться на суровый гнев. В этих условиях полугодовая задержка могла привести к общему кризису.
Харитон и Курчатов приняли решение не рисковать. Конечно, КПД и мощность являются важнейшими показателями их успеха. И всё-таки главное на этом этапе, чтобы «она» просто взорвалась…
В конце 1992 года Харитон впервые сделал официальное признание, что в 1949 году был испытан американский образец атомной бомбы. Этим признанием он очень огорчил многих ветеранов-конструкторов КБ-11, которые, ничего не зная о работе наших спецслужб, совершенно искренне считали первую бомбу большим достижением советских ученых и конструкторов. Отсюда берет начало популярная и распространенная расшифровка аббревиатуры РДС: «Россия делает сама». Харитон объяснил это решение тем, что в условиях накаленных отношений между СССР и США в тот период и ввиду ответственности ученых за успех первого испытания «любое другое решение было бы недопустимым и просто легкомысленным»…
Второе важное решение, принятое в начале 1949 года, также касалось конструкции испытуемого образца. К этому времени на крымском полигоне все основные летные испытания «изделия 501» были завершены. Их результаты подтвердили возможность проведения ядерного испытания РДС-1 при бомбометании с самолета-носителя ТУ-4. Однако наличие дополнительных сложных систем авиационной автоматики и сам характер испытания, естественно, увеличивали вероятность технического риска и неудачи при первом взрыве. Ввиду отсутствия резерва делящегося материала было решено проводить взрыв в стационарных условиях, на земле, разместив атомное устройство на экспериментальной стальной башне…
В мае 1949 года Курчатов и Харитон совершили скоротечный вояж на Семипалатинский полигон для предварительного осмотра.
Полигон включал в себя три основные зоны: Опытное поле, жилой городок и опытно-научную часть с полевым аэродромом.
Сердцем полигона, разумеется, являлось Опытное поле. Территориально это была сравнительно ровная площадка, почти правильный круг радиусом 10 километров. В центре его размещалась башня тридцатиметровой высоты. У подножия заканчивалось строительство сборочного цеха с лифтовым хозяйством. Вокруг башни на территории Опытного поля размещались испытательные площадки и приборные сооружения. Площадь вокруг башни была поделена на разные функциональные сектора. Например, сектор № 1 являлся выделенным местом для постройки полевых оборонительных сооружений и минных полей. Здесь возводились траншеи, блиндажи, проволочные заграждения, устанавливались противотанковые мины. Сектор № 7 выделялся для размещения разных животных, которые комплектовались в группы, именуемые на плане полигона «биоточками».
Всего существовало 12 секторов. Все они в конечном итоге предназначались для измерения физических параметров взрыва и определения реального воздействия на военную технику в условиях, приближенных к боевым действиям.
Основная часть измерительных приборов и оптической аппаратуры размещалась в специальных приборных сооружениях («гусях», или «гусаках»), построенных по северо-восточному и юго-восточному радиусам на разных расстояниях от эпицентра взрыва.
«Гуси» представляли собой прочные бетонные казематы, в подземной части которых должна была располагаться регистрирующая аппаратура (осциллографы), аккумуляторы, кинокамеры. Над казематом возвышался десятиметровый треугольный каркас из бетонного монолита с вмонтированной в него стальной башней. Она заканчивалась сигарообразным контейнером на высоте 20 метров, в котором устанавливались датчики. Своеобразный вид этих бетонных монстров напоминал издалека голову гуся. Для дополнительной защиты приборов от радиационного воздействия стены казематов изнутри были выложены толстыми свинцовыми листами.
Главный командный пункт полигона («сооружение 12П») строился в 10 километрах от центра, на границе Опытного поля.
На берегу Иртыша в 60 километрах от эпицентра располагался жилой и административный центр полигона (площадка «М»). Рядом размещались воинские части со складами и автопарками, опытно-научный центр с лабораторными корпусами, полевой аэродром для базирования транспортной авиации и вертолетов.
Более всего поразило Курчатова и Харитона бесчисленное количество охранных застав, пропускных пунктов, разъездных патрулей. Все тщательно охранялось, но особенно – Опытное поле! Его охранял специальный батальон в составе четырех рот. По периметру поля располагалось двенадцать застав. В дневное время охрана каждого поста осуществлялась с двух наблюдательных вышек, куда была протянута телефонная связь. В ночное время по обе стороны от каждой заставы выходили на дежурство парные патрули. Они обязаны были пройти вдоль проволочного заграждения до границы с соседней заставой и обменяться со встречным патрулем контрольными жетонами. Произнеся условный пароль, молча развернуться и, не вступая в переговоры, двинуться в обратном направлении. Обходы велись всю ночь. Контроль за патрулями осуществляли офицеры рот. Вся установленная охранная процедура неукоснительно выполнялась.
Около каждой заставы была вырыта в полный рост траншея для круговой обороны в случае вероятного нападения неизвестного противника. В ней постоянно находились автоматчики, готовые открыть огонь на поражение движущихся целей по первому же сигналу своего офицера. Офицеры и солдаты, охраняющие Опытное поле, жили при заставах, в вырытых и плохо благоустроенных землянках…
Курчатов и Харитон выехали из жилого городка рано утром в сопровождении своих телохранителей, запасшись пропусками-«вездеходами». Путь держали к центру Опытного поля.
Из воспоминаний участника испытаний В.С.Комелькова:
«На всем протяжении пути – ни домов, ни деревца. Кругом каменисто-песчаная степь, покрытая ковылем и полынью. Небольшая стайка черных скворцов, да иногда ястребов в небе. Уже утром начинал чувствоваться зной. В середине дня и позже над дорогами стояло марево и миражи неведомых гор и озер».
В мае картина выглядела не столь печальной. Вся степь была покрыта мелкими голубыми цветочками, отчего казалась мирной и ласковой. Переезжали из сектора в сектор – из исследовательского в пехотный, из жилого в бронетанковый. Быстрая смена наблюдаемых картинок производила жуткое впечатление… Кирпичные четырехэтажные здания имитировали кусочек городской улицы. Тут же рядом – мосты, туннели метро, водокачка. Бетонные, двадцатиметровой высоты «гуси» с приборами на вершине. Железнодорожные вагоны и паровоз. Артиллерийские орудия и танки с длинными стволами, устремленными в разные стороны, на фоне голубого неба с мелкими облачками. Блиндажи с воинской одеждой. Самолеты, готовые взлететь в воздух без летчиков и штурманов. Какая-то фантасмагория. Как будто они проезжали по павильонам грандиозной кинофабрики, производящей фильмы ужасов и грез сумасшедшего режиссера. Живые сюрреалистические картины Сальвадора Дали. Ни души кругом. Мертвая тишина.
Ученые остановили «газик» в ста метрах от стальной башни. Вышли поболтать в одиночестве без телохранителей. Харитон посматривал на небо, вглядывался в пухлые белые пятна. Курчатов уселся на теплый бугорок, вытянув ноги. Оба молчали, но думали об одном и том же: как получится?
Игорь Васильевич механически ковырял сухой палочкой рыхлый холмик. Копнул глубже и страшно поразился открывшейся картине. Из машины степь казалась абсолютно мертвой. А в глубине взрыхленного бугорка земли кипела какая-то судорожная, бессмысленная жизнь. Сотни жучков, букашек, многоножек спешили куда-то, натыкались друг на друга, обходили и снова продолжали заведенный кем-то вечный бег. «А во время взрыва, – подумал Курчатов, – все это сплавится в одну общую стекловидную массу».
– Уверен, что взорвется? – нарушил он молчание.
– Если не произойдет какой-либо дикой случайности, – отозвался нехотя Харитон.
– Мы не можем допустить такой случайности. Вторую попытку будут делать другие в этом случае. Нам надо с тобой все это описать. А то ведь потом тысячи писак всяких возьмутся за это дело… Все переврут, запутают и растащат – себя не узнаешь.
И вернулся к практическим делам.
– Все не успеют доделать к испытанию. Надо будет сконцентрировать строителей и военных только на пусковых объектах, необходимых для первого действия.
Курчатов поднялся кряхтя, как будто выполнял тяжелейшую работу. Пошли рядышком к машине… Охранники на заднем сидении азартно резались в подкидного дурака. Шофер при их приближении сразу встряхнулся от сморившей его дремоты, механически повернул ключ зажигания.
– Куда теперь, Игорь Васильевич?
– Давай, Сережа, домой. А точнее – прямо в столовую.
Дважды по дороге в жилой поселок их останавливали патрульные наряды. В первый раз придирчиво проверили документы, подозрительно оглядывая с ног до головы. Во второй раз офицер узнал Курчатова по бороде. Молча взял под козырек.
С приближением дня испытания РДС-1 объем работы режимных служб постоянно возрастал. Сохранению в секрете самого факта испытания придавалось по требованию Сталина исключительное значение.
Поэтому местная администрация и население расположенных рядом городов, поселков и аулов оповещены не были. Они ничего не знали о готовящемся испытании страшного оружия.
«Протокол № 81 от 16 июля 1949 г.
II. О разработке мероприятий по обеспечению надлежащей секретности проведения испытаний РДС-1
1. Поручить комиссии в составе т.т. Абакумова (созыв), Ванникова, Первухина, Яковлева, Селивановского, Зернова, Мешика, Сазыкина и Писарева в 5-дневный срок рассмотреть и уточнить предложения Первого главного управления и Министерства вооруженных сил СССР:
а) об организации охраны полигона № 2 и режиме на полигоне и в районе полигона в период подготовки и проведения испытаний;
б) о мерах обеспечения секретности проведения испытаний РДС и результатов испытания РДС-1…
2. Поручить этой же комиссии ещё раз просмотреть состав кадров МВС, намеченных для участия в подготовке и проведении исследований на полигоне № 2 во время испытаний РДС-1, с точки зрения проверенности и квалификации их, и в случае необходимости внести свои предложения о поправках, требующихся в подборе и расстановке указанных кадров…
Л. Берия».
День «Д» приближался…
