Плутоний высокой чистоты

Химико-металлургический завод «Маяка» отмечает 70-летие. 16 апреля 1949 года была получена первая партия спектрально чистого диоксида плутония, в этот же день из него изготовили первый слиток плутония весом 8,7 г. А уже в августе прошли испытания первой атомной бомбы, детали ядерного заряда которой были изготовлены на заводе в Озерске. «СР» вспоминает ученых, инженеров, рабочих, которые стояли у истоков нового производства.

Одной из основных задач проекта по созданию первой атомной бомбы в СССР было получение высокочистого металлического плутония. В 1948 году в Озерске заработали первый промышленный реактор «А», в котором нарабатывался плутоний оружейного качества, и завод «Б» по выделению из облученных урановых блоков химконцентрата плутония. В 1949-м было запущено опытно-промышленное химико-металлургическое производство плутония — ​завод «В», который сегодня называется химико-металлургическим заводом. Это стало завершающим этапом создания плутониевого комбината № 817 (теперь «Маяк») на Южном Урале.

Завод в бараках

На площадке для строительства секретного завода раньше располагались склады военно-морского флота. Там стояло несколько кирпичных зданий, были грунтовые дороги и железнодорожная ветка до станции Татыш. До возведения производственных корпусов реконструировали военные склады, бараки, в них и начали работу по созданию бомбы. В бараках стояли вытяжные шкафы, отрабатывали технологию очистки плутония и нарабатывали первый в стране металлический плутоний фактически в лабораторных условиях. Промышленный цех был введен в эксплуатацию только в августе, после испытания атомной бомбы.

Ученые уже в 1940-е годы считали, что в качестве делящихся материалов в ядерном заряде мог быть использован как высокообогащенный металлический уран, так и металлический плутоний. Но производство обогащенного урана на комбинате № 813 (сейчас УЭХК) не было освоено в нужные сроки. Кроме того, советская разведка получила информацию, что активным материалом американской бомбы является плутоний.

Главный конструктор первой в СССР атомной бомбы Юлий Харитон в статье «Мифы и реальность советского атомного проекта» писал, что у советских физиков была собственная конструкция бомбы. Однако они не стали пренебрегать полученной информацией о конструкции американского заряда, который уже показал свою мощь в Нагасаки. В качестве ядерного заряда должен был использоваться металлический плутоний спектральной чистоты, как тогда говорили. Для наработки металлического плутония такого качества и создавался химкомбинат № 817.

Успеть в срок

Правительство установило срок — ​два года. За это время предстояло разработать технологию и оборудование для получения нового материала. К научно-исследовательским работам привлекли ученых Института общей неорганической химии, где проводились теоретические разработки и проверка на имитаторах. В середине 1947 года началась практическая разработка технологии в Институте неорганических материалов, там был создан специальный отдел, который возглавил академик Андрей Бочвар.

К концу 1948 года ученые получили ответы на многие важные вопросы о свойствах плутония и его соединений. Были разработаны рекомендации по очистке плутониевого концентрата от примесей. К этому времени на «Маяке» уже работал первый промышленный реактор. Строительство цехов плутониевого завода задерживалось, но установленные сроки изготовления и испытания атомной бомбы нельзя было срывать.

Начальник Первого главного управления при Совете Министров СССР Борис Ванников принял решение о создании временного опытного производства. На нем предстояло закончить доработку технологии химико-металлургического и литейно-механического цехов, получить данные для завершения проектирования и монтажа оборудования. Одновременно с этим наработать плутоний для первого заряда и изготовить сам заряд в установленный срок.

Стаканный период

Опытное химико-металлургическое производство в цехе № 9 возглавил Яков Филипцев. Фронтовик, полковник в отставке, участник Сталинградской битвы, талантливый организатор производства. Подготовкой к пуску завода «В» руководили директор комбината Борис Музруков и главный инженер предприятия Ефим Славский.

В химическом отделении цеха для отработки технологии очистки плутония использовалось обычное лабораторное оборудование — ​вытяжные шкафы, столы, стеклянная лабораторная посуда, а на конечных операциях применялись золотые и платиновые колбы и стаканы. Поэтому, как воспоминает участница работ Лия Сохина, весь период до пуска промышленного цеха окрестили «стаканным». Из золота и платины были и воронки с фильтрами, и даже палочки для перемешивания растворов и суспензий.

Отработка технологии глубокой очистки плутония от примесей протекала очень трудно. Об этом Лия Сохина рассказывает в своей книге «Плутоний в девичьих руках». Технологии, отработанные в научно-исследовательских институтах, требовали изменений. В группе, созданной по распоряжению Ефима Славского, над стабилизацией технологии работали два десятка человек. Наконец были разработаны оптимальные технологические нормы очистки плутония. Через полтора месяца напряженного труда технология была практически отработана.

16 апреля 1949 года металлургам передали первую партию спектрально чистого диоксида плутония — ​8,7 г. «Сколько было радости и ликования в тот апрельский день. И что творилось в нашей комнате! Здесь были Ванников, Курчатов, Музруков, Славский, Бочвар, Вольский… Все они обступили плюгавенькую камеру из оргстекла и ждали, когда я разберу аппарат и извлеку слиточек плутония!» — ​пишет в воспоминаниях академик РАН Федор Решетников.