Два финала
1946 год
В трудные годы
В это время на другой стороне земного шара, в Советском Союзе, происходили события, которые в 1946 г. открыли новую блестящую страницу в биографии атома, но уже советского атома.
Шла тяжелая и опустошительная Великая Отечественная война. Советский народ напряг все силы для разгрома гитлеровских полчищ. «Все для фронта, все для победы!» — под таким лозунгом жили советские люди. Казалось, до того ли было, чтобы заниматься научными проблемами, не относящимися к той задаче, которая стояла в военные годы перед советским народом.
Но это было не так. Несмотря на трудные военные годы, наступление советских ученых на атом продолжалось. Особенный размах это наступление приобрело в 1943 г., в том самом году, когда наступление советских армий происходило почти по всему огромному фронту. Наступление на фронте сокрушало наиболее темные силы отживающего свой век империализма — германский фашизм, наступление на атом было наступлением советских ученых на темные силы природы. Было что-то общее в этих двух наступлениях: как то, так и другое велось во имя светлого будущего человечества.
Советское правительство предоставило всю возможную в то трудное время помощь советским ученым, поставившим перед собой задачу осуществить контролируемую цепную реакцию. Работы велись под руководством всемирно известного замечательного советского физика, академика Игоря Васильевича Курчатова. В довоенные годы им были выполнены важные работы и сделан ряд открытий по ядер ной физике. Они принесли ему мировую известность. Наиболее талантливый представитель советской школы физиков-ядерщиков, ученый с мировым именем, И. В. Курчатов был, кроме того, и блестящим организатором.
Правильная организация работ и исследований по осуществлению контролируемой цепной реакции была решающим фактором в достижении успеха. Прошло то время, когда наиболее крупные открытия в науке могли делаться отдельными учеными. Перед ядерной физикой встали такие задачи, решение которых могло быть под силу только большому коллективу ученых, располагающему к тому же арсеналом всех необходимых технических средств. Поэтому особенно важно было правильно распределить силы ученых, каждому поручить определенный участок работы.
А работа предстояла огромная. По своему размаху она не уступала работам Манхеттенского проекта, однако с той разницей, что если целью работ по Манхеттенскому проекту было создание атомного оружия и только, то конечной целью работ большой группы советских ученых было обуздание цепной реакции с целью ее мирного применения. Правда, когда началась холодная война и из-за океана стали размахивать атомной бомбой, шантажируя Советский Союз, советские ученые не могли оставаться в стороне. По заданию правительства они в короткий срок создали такое оружие. Уже в 1947 г. американская монополия на секрет атомного оружия кончилась.
Советским ученым можно было надеяться только на собственные силы: всякие публикации и обмен научной информацией по вопросам ядерной физики прекратились в 1939 г. Но это не повлияло на ход работ. Талантливые советские ученые успешно разрешили все теоретические и практические вопросы осуществления цепной реакции. Было налажено производство графита, металлического урана и других материалов. Было разработано и внедрено в производство изготовление многочисленных специальных приборов и аппаратуры. В короткий срок наша промышленность, несмотря на большую загрузку военными заказами, изготовила все необходимые материалы и оборудование.
А заказы для создаваемой советской атомной техники были далеко не обычные. Особые, невиданные до сего времени жесткие требования предъявлялись к чистоте материалов. Ведь малейшее количество примесей, поглощающих нейтроны, делало такие материалы, как уран и графит, совершенно непригодными для использования в ядерном реакторе. Достаточно сказать, что присутствие в графите бора в количестве всего лишь нескольких миллионных долей процента не позволило бы осуществить ядерную реакцию. Поэтому немало усилий было приложено, чтобы наладить производство и контроль материалов такой необычной чистоты. Кончилась война. Работы советских ученых вступили в завершающую фазу сборки первого в Советском Союзе и Европе ядерного реактора.
Первый в СССР и в Европе
Европейский собрат американского ядерного реактора собирался не в случайном помещении, как это было с американским реактором, а в специально выстроенном здании. После того как закончились все расчеты и стали поступать изготовленные заводами графит и уран, было решено приступить к сборке реактора.
Активную зону реактора решили сделать сферической. Это обусловливалось тем, что сфера по сравнению с телами другой формы, но одинакового объема имеет наименьшую поверхность. А чем меньше поверхность активной зоны, тем, следовательно, меньше утечка, т. е. потеря, нейтронов из реактора. По расчетам, сфера должна была иметь диаметр шесть метров. Это критический размер; при меньшем размере активной зоны цепная реакция не могла осуществиться. Сфера должна была помещаться внутри графитового цилиндра. Наружные слои его толщиной около метра являлись отражателем нейтронов.
В графитовых кирпичах активной зоны на расстоянии 20 сантиметров друг от друга просверливались отверстия, в которые вкладывались урановые цилиндрики.
Пока поступали графит и уран, было решено сложить несколько моделей реактора. Эти модели были значительно меньше, чем реактор; реакция в них не могла идти. Но они позволили произвести дополнительные физические измерения, > то шить некоторые физические характеристики большого реактора и «набить руку» в кладке графитовых кирпичей.
Сборка первого советского реактора.
Но вот, наконец, весь графит на месте. А его потребовалось немало — несколько сотен тонн. Завезено также около 50 тонн металлического урана в виде небольших цилиндриков. Можно начинать сборку. На плоском полу выложен первый слой графитовых кирпичей. За ним второй, третий, четвертый... Это основание гигантской графитовой призмы диаметром около восьми метров. После восьмого слоя в центральную часть графитовой кладки начали укладывать графитовые кирпичи с отверстиями. В них помещали урановые цилиндрики. Гигантское сооружение черного цвета росло. Вот уложен тридцатый слой, сороковой, пятидесятый. Непрерывно и с большой точностью проводятся физические измерения. После укладки пятидесятого слоя стало ясно, что критического размера система достигнет примерно на 55-м слое. Напряжение нарастало. Последние слои укладывалось с большими предосторожностями. Для безопасности в реактор были введены поглощающие стержни из кадмия. Вот что пишет об этих исторических и волнующих минутах доктор физико-математических наук, участник пуска реактора В. С. Фурсов: «Было обращено особое внимание на контроль за величиной нейтронного поля, для чего в активной зоне, в отражателе и около реактора располагалось достаточное количество измерительных приборов. В течение всего времени построения реактора велось тщательное наблюдение за нарастанием величины потока нейтронов, причем это наблюдение велось как визуально, так и на слух по частоте ударов в громкоговорителе, который был подключен к одной из ионизационных камер. Вначале рост величины нейтронного потока происходил медленно, затем, по мере приближения к критичности, рост величины нейтронного потока с каждым выложенным слоем ускорялся. Не всегда все шло гладко, некоторые измерения не давали ожидаемого увеличения, поэтому пришлось пережить много тревожных минут».
Но расчеты оказались правильными. Критическая масса реактора образовалась чуть раньше, чем ожидалось. Реактор «пошел» уже на 54-м слое. Ученые поздравляли друг друга. Да, это был торжественный момент. Волей советского человека цепная реакция была осуществлена.
Это случилось через три с лишним года после пуска Энрико Ферми чикагского реактора. Трудные военные годы не могли не повлиять на сроки работ.
Но что любопытно. Несмотря на полную разобщенность двух групп физиков — советской и американской,— реакторы, создававшиеся совершенно независимо один от другого, были близнецами. Оба они работали на природном металлическом уране, складывались из графитовых кирпичей, имели примерно одинаковые размеры и цепная реакция в них контролировалась кадмиевыми стержнями. Оба эти реактора также не имели искусственного охлаждения урана, так как количество тепла, выделявшегося в них, было ничтожным. Так мысли ученых разных стран независимо друг от друга развивались в одном и том же направлении. Этим еще раз подтвердилось, что наука носит интернациональный характер. «Научное наблюдение выражается одинаковыми реакциями мысли, независимо от географической широты и долготы»,— говорил Фредерик Жолио- Кюри.
>
Два финала
Итак, две грандиозные по размаху и трудности работы были закончены. Одна в Америке, другая в Советском Союзе. Обе они привели к осуществлению цепной реакции. Но какие разные у них были конечные цели и какое разное отношение было у ученых к результатам своих трудов!
Финалом американских работ была гибель двух больших японских городов. Великое достижение науки оказалось в грязных руках. Разброд, уныние и раскаяние царили среди американских ученых-атомников. Во весь рост перед ними встал вопрос: что же дальше? Продолжать совершенствовать ядерное оружие, создавать еще более ужасные средства уничтожения людей? Другими словами, стать безропотными исполнителями злой воли, участниками подготовки к уничтожению материальных и духовных ценностей человечества в ядерной войне? Может ли быть что- нибудь страшнее для ученого — творца этих ценностей!
Другой финал у нас. Этой проблемы не было и не могло быть у советских ученых. Осуществление цепной реакции для них было только лишь этапом на пути к конечной цели. Эта цель — мирное применение атомной энергии. Колоссальная энергия, выделяющаяся при цепной реакции, должна быть использована для блага человека. Только так представляли себе дальнейшую задачу советские ученые. А раз так, нужно, засучив рукава, приступать к осуществлению следующей задачи — энергетическому использованию цепной реакции, т. е. строить атомную электростанцию.
