Сложили графит в огромный куб – по виду готовый реактор, только без урана внутри. Каким оно будет, суммарное эффективное сечение захвата нейтронов графита? Игорь Васильевич был тут же – хотел сам подвести итог многочисленным измерениям по партиям (всего было проведено 100 измерений порциями по 5 тонн каждая). Мерили на этот раз несколько дней и ночей. Настала минута подсчета. Игорь Васильевич орудует логарифмической линейкой. И все видят, как он поднимает руку и говорит:
– Есть!
Понятно без слов. Сечение в норме. Выражаясь точнее, оно составляет 3,7*10^-27 см^2, то есть очень близко к тому ориентиру, которого держался коллектив. Весь графит, полученный с предприятий страны, был годен для реактора.
Годен! Это слово звучало как музыка для Игоря Васильевича. Половина дела сделана. Скоро обещали доставить последние порции урана. Здание для котла готово, можно будет начинать кладку. Дела пока шли, как он любил выражаться, на большой палец!
...Предполагалось, что построенный реактор будет существовать недолго – его разберут и отправят на объект для промышленного производства плутония. Чтобы не делать особых затрат на защиту, решено было углубить его в землю. Для этого под зданием реактора был подготовлен бетонированный котлован шириной, длиной и высотой в 10 метров. Там и развернулась непосредственная подготовка к постройке реактора. Курчатов предложил строить последовательно модели реактора. Были возведены Сфера-1, Сфера-2, Сфера-3, Сфера-4. Когда была готова первая, внутри нее измеряли плотность нейтронов, возникающих в результате самопроизвольного деления ядер урана. На специально приготовленном графике Игорь Васильевич нанес первую точку будущей кривой предсказания, при какой загрузке ураном и графитом реакция «пойдет».
– А теперь разрушать? – спросил Кузьмич. Ему было явно жалко сферу, построенную общими усилиями.
– Разрушать, чтобы созидать новую, Кузьмич, – ответил Курчатов и первым снял верхний кирпич графита.
Вторая сфера содержала уже примерно втрое больше графита и урана. Это было весьма солидное сооружение. И хотя никто из сотрудников практически не объединял в единую систему такое количество урана, они спокойно возводили сферу без каких-либо устройств для остановки реакции. Так велика была уверенность в точности теоретического расчета.
Доложили о готовности второй сферы Игорю Васильевичу. Стандартный источник, борная камера, золотые индикаторы – все было готово для контрольных измерений. Игорь Васильевич присутствовал при тщательнейших испытаниях этой сферы и опять своей рукой нанес точку на будущем графике. Чтобы нанести эту маленькую точку, потребовался многодневный труд.
Третья сфера строилась снова без стоп-стержней. Так назвали здесь стержни, способные сказать «стоп!» ядерной реакции. В ней еще прибавилось графита и урана. Третья точка на графике сместилась ниже. Из трех точек уже угадывался ход кривой, кажется, можно было экстраполировать... Но Игорь Васильевич решает: делаем еще одну сферу, последнюю. На этот раз надо применить стоп-стержни. Безопасность прежде всего!
И вот новое сферическое сооружение в огромном котловане под зданием реактора готово. Количество графита и урана возросло более чем вдвое.
Последняя точка легла на график, Пунктир, проведенный рукой Игоря Васильевича, уперся в горизонтальную ось. Отрезок этой оси от нуля до точки встречи с пунктиром показал, при какой загрузке данного урана при данном замедлителе возможен критический режим. Кроме этого главного, определяющего итога, метод моделей дал навык в сборке, позволил рассортировать урановые блоки. Уран получше решено было размещать поближе к центру, уран похуже – у периферии. Все этапы предварительной подготовки к сборке самого реактора фотографировались. Это была инициатива Игоря Васильевича:
– Для истории надо, для истории, – говорил он.
Но на предложения сфотографироваться для истории самому отвечал:
– Некогда, некогда сейчас, как-нибудь потом... Это «потом» так и не наступило...
А забот все прибывало. На первом плане у него, как всегда, люди. Курчатов не устает предупреждать:
– Думайте о приборах контроля. Не будет техники безопасности, будете больными на всю жизнь...
Панасюк с Б. Г. Дубовским изучили все, что применялось в целях защиты в рентгенологии. Оказалось, не годятся те приборы. Ведь в излучении реактора будут не только гамма-кванты, но и нейтроны. Пришлось конструировать самим первый в стране дозиметр. Он потом был выпущен промышленностью под маркой ДИГД (дозиметр интегрирующий).
Хорошую службу сослужил он, как и другие приборы. Меры предосторожности были приняты своевременно. Ни одного аварийного облучения не допустили.


Симфония пуска

Наступил торжественный момент сборки реактора.
– Начнем с кладки отражателя, – этими простыми словами начался исторический эксперимент.
Отражатель нейтронов выкладывали из того же графита. Он не должен был выпускать нейтроны наружу, его задача – направлять их обратно в «пекло» реакции. Толщина отражателя 0,8 метра. Собрали этот первый слой на полу.
– Приступаем к активной зоне, – опять простые слова, впервые прозвучавшие не только в нашей стране, но и во всей Европе.
В активной зоне, если все будет хорошо, скоро пойдет управляемая реакция.
На улице лютует декабрьская стужа, а здесь тепло, даже жарко. Люди, увлеченные работой, не замечают времени. Почти неотлучно здесь Игорь Васильевич.
Задолго до начала кладки Игорь Васильевич и его сотрудники экспериментально убедились, что при делении ядер не все нейтроны вылетают мгновенно, часть их запаздывает. Еще в 1940 году Курчатов говорил об этом на совещании по ядру. Теперь запаздывающие нейтроны были взяты за основу управления реакцией. Уже лежали подготовленные для опускания в активную зону регулирующие и стоп-стержни из кадмия, заключенного в алюминиевые трубки. При кладке активной зоны для этих стержней оставили вертикальные, а для проведения измерений и будущих исследований – горизонтальные каналы.
Когда были положены первые слои, установили стержни для регулирования и остановки реакции. Счетчики нейтронов поместили в активную зону и присоединили к приборам. Параллельно от усилителя протянули провода к громкоговорителю. Он отмечал появление нейтронов щелчками. Только щелчки раздавались пока хаотически и не часто. Попробовали при наличии лишь первых слоев поднять стержни. Но число щелчков не возросло. Некоторых это привело в уныние. Игорь Васильевич оставался невозмутимым, лишь пощипывал бороду.
– Продолжим кладку.
Потом опять проба. Громкоговоритель опять не реагирует. Так продолжалось 23 и 24 декабря 1946 года. К вечеру последнего дня уран-графитовая сфера была близка к завершению. Игорь Васильевич для контроля еще раз нажал кнопку подъема стержней. Присутствующие затаили дыхание. Дробь в громкоговорителе стала заметно быстрее, репродуктор заговорил скороговоркой пулемета.
– Ожил реактор. Остался один слой. Продолжим кладку. Когда положили, считая с фундаментом и отражателем, 62-й слой графитовых кирпичей, Игорь Васильевич с большими предосторожностями стал поднимать кадмиевые стержни.
В громкоговорителе – дробь. Замигали неоновые сигнальные лампы. Игорь Васильевич решает еще выше поднять стержень, потом еще и еще. И с каждым разом все нарастает дробь громкоговорителя, световые вспышки сливаются в алое сияние.
И наконец, сплошной гул. Бушует атомное пламя. Игорь Васильевич бросился поздравлять товарищей. Грянуло приглушенное подземельем «ура».
Это было в 6 часов вечера 25 декабря 1946 года. Впервые на континенте Европы пошел атомный реактор. Ученые чувствовали, что у них в руках атомная энергия. Больше не стали задерживаться. Надо было отдохнуть. За четверо суток бессонной, тяжелой работы они устали и только сейчас почувствовали это.
– Ну пойдемте, теперь поработаем над собой, – сказал Курчатов, намекая на то, что можно и поспать.
Вот имена тех, кто был в тот момент рядом с Игорем Васильевичем: И. С. Панасюк, Кузьмич – А. К. Кондратьев, Б. Г. Дубовский, Е. Н. Бабулевич...
...Игорь Васильевич шагал по запорошенной снегом дорожке от здания реактора и, не отворачиваясь от сильного ветра, упруго бившего в лицо, думал о том, что вот и завершились сегодня многолетние поиски заветной цели. Пришли на ум слова Ивана Михайловича Губкина, сказанные им в 1937 году: овладеем внутриядерной энергией. Как давно это было, почти десять лет прошло, и каких лет!
И тут вдруг по какой-то непонятной связи в памяти возник веселый вечер отдыха в физтехе, еще до войны. Каждому сотруднику Абрам Федорович Иоффе дарил шутливый символический подарок, и это сопровождалось взрывами смеха и аплодисментами. Вызвали Игоря Васильевича. Абрам Федорович приготовил ему воздушный шарик на ниточке с надписью ' «Ядро атома». В зале понимающе заулыбались. Но только было Игорь Васильевич хотел схватить ниточку, Абрам Федорович отпустил шарик. Игорь Васильевич машинально сделал движение достать ниточку. Но где там! Шарик улетал от него неудержимо. Шутка имела успех...
«А теперь-то я шарик зацепил», – думал Курчатов, входя в свой домик, который ему специально построили на территории института. Предлагали дом в городе, он не захотел. Лучше здесь, ближе к производству. Дома, как и в добрые старые времена, его уже ждали Марина Дмитриевна и Борис Васильевич.
– Реактор пошел, – радостно сообщил он Борису Васильевичу.
Надо сказать, что Борису Васильевичу также немало пришлось потрудиться для успеха этого дела. В лаборатории Бориса Васильевича проводились химические анализы по исследованию графита на всех этапах подготовки реактора к пуску, сотрудники его лаборатории участвовали в выработке условий производства графита и урана промышленностью.
...В Новый год у Курчатова был большой праздник. Приехали министры, ученые. Поднимая бокал шампанского, министр под гул одобрения поздравил Игоря Васильевича с успехом..
Несколько дней Игорь Васильевич и его сотрудники изучали, как лучше управлять реактором, выясняли его свойства. Реактор имел надкритичность, то есть превышение над критическим режимом, всего 0,0007. Работа его была совершенно безопасной. Мощность возрастала сравнительно медленно. На ее удвоение, например, требовалось несколько минут. Аппаратуру управления реактором разрабатывали и изготовляли прямо здесь же, в мастерских института, и она действовала тоже безотказно.
В реакторе не была предусмотрена система непрерывного отвода тепла, и при больших мощностях наблюдалось неожиданное для специалистов явление саморегулирования. Даже при вынутых кадмиевых стержнях мощность реактора росла лишь до некоторого предела, а затем начинала падать. Сказывалось нагревание урана и графита, влиявшее на выход нейтронов.
Вопреки ожиданиям построенный реактор не пришлось разбирать: его оставили в распоряжении института. Решено было использовать его прежде всего для получения трансурановых элементов, и в первую очередь плутония, для дальнейшего, -более детального их изучения. Чтобы получить как можно больше плутония, надо было обеспечить большой интегральный поток нейтронов, то есть «гонять» реактор на высоких мощностях.
При включении на большую мощность как-то часов около десяти вечера они разогнали реактор больше, чем положено. Игорь Васильевич загорелся: давайте еще поднимем. Дубовский в это время измерял интенсивность излучений. Вдруг он прибежал.
– Игорь Васильевич, там до вашего домика излучение доходит. Да и здесь выше нормы.Может, хватит разгонять?
Игорь Васильевич тотчас согласился:
– Будем заканчивать.Впредь на большую мощность пускать только на расстоянии.
И тут же перешел на шутливый тон:
– Николай Федотович, вы зря сидите на полу, там радиация больше. Сядьте на стул...
– И вы поднимитесь, – потребовали товарищи.
– Я длиннее вас, меня не достает...
Конечно, без защиты людям находиться вблизи работающего на большой мощности реактора было нельзя. Поэтому срочно протянули километровую линию к главному зданию и здесь установили дистанционный пульт управления. Отсюда реактор и включали. Нужное количество плутония вскоре было получено.
Одновременно проводились опыты по действию излучения реактора на животных. Кролики и собаки и здесь жертвовали своей жизнью ради науки. Биологические исследования позволили создать надежную защиту реактора...
Располагая теперь небывалым по мощности и спектру источником нейтронов, наши ученые широко развернули исследования, которые помогли организовать надежный контроль за чистотой и качеством материалов для реакторов второго поколения.
Теперь был окончательно выяснен механизм цепного процесса, уточнены ядерные характеристики делящихся веществ. Проектирование и постройка последующих реакторов получили солидную основу и развивались высокими темпами.
Советское правительство менее чем через год после пуска первого реактора заявило о том, что секрета атомной бомбы уже не существует. Это заявление означало, что Советский Союз открыл секрет атомного оружия, хотя научные круги США считали, что мы не сможем овладеть им раньше 1952 года.


Первая молния


И теоретик и строитель...

«И. В. Курчатов был глубоко убежден, – рассказывает академик И. К. Кикоин, – что создание новейшей техники и первые этапы ее развития должны проходить под руководством ученых, причем руководство он понимал в самом широком смысле слова, включая в это понятие не только высказывание идей, но и предоставление ученым достаточно прав». Так понимал Курчатов взаимодействие науки и производства при решении крупнейших научно-технических вопросов современности. Он сам непосредственно возглавлял строительство промышленных уран-графитовых реакторов для производства плутония и всего комплекса производства, необходимых для его отделения от масс облученного урана.
На время строительства атомных объектов, которыми руководил Курчатов, его рабочее место переносилось на стройку, где он вникал во все детали строительства и монтажа.
Очень показательно, что ломка привычных форм работы была осуществлена им решительно, без каких-либо колебаний.
«В памяти людей, участвовавших в развитии атомной науки и техники, особенно ярким и дорогим останется ее весенний период, когда закладывались самые основы отечественной атомной техники, – говорит член-корреспондент Академии наук Д. И. Блохинцев. – В этот период возникли не только основные идеи, но и, что не менее важно, возник и стиль работы советских инженеров и ученых-атомников, который по полному праву следует назвать Курчатовским...»
Именно черты этого стиля проявились при создании производства делящихся веществ. Тонко подметил Александр Павлович Виноградов: новое в этом деле начиналось гораздо раньше, чем строители приступили к возведению невиданного сооружения. В самом деле, ведь проектирование мощных реакторов осуществлялось впервые – тут и физические, и биологические, и технологические, и строительные особенности переплетались в такой узел, разрубить который было под силу только тому, у кого эрудиция ученого-теоретика сочеталась со смелостью новатора-практика.
Постройкой мощного реактора процесс получения плутония не кончается, а лишь начинается. В урановых стержнях в процессе реакции образуется некоторое количество плутония. Но, кроме плутония, в стержнях остаются другие продукты деления ядер, обладающие огромной радиоактивностью. Значит, изъятые из атомного реактора стержни чрезвычайно опасны. Для их извлечения, транспортировки и последующей обработки нужны специальные приборы и устройства.
А затем? Затем труднейший химический процесс отделения плутония от облученного урана. Целое производство, завод, выпускающий плутоний. При этом в ходе производства предстоит иметь дело с радиоактивными материалами – значит, встает проблема защиты людей. И не только людей, но и оборудования – в условиях радиоактивности ускоряется коррозия, образуются перекиси в водных растворах, нагреваются растворы, что затрудняет контроль за температурой в химических процессах.
Работы по сооружению первого мощного промышленного реактора, предназначенного для производства плутония в больших масштабах, шли успешно. Все выше поднималось здание оригинальной конструкции. После его постройки приступили к сооружению самого реактора. Объем работы был, конечно, значительнее, чем при создании первого реактора. Усложнилась конструкция активной зоны, была введена водяная система непрерывного охлаждения, устроена мощная защита, разветвленный контроль излучений, автоматика регулирования и остановки реакции и многое другое, без чего промышленный реактор не мог бы дать ядерного горючего.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26