Плутониевая зона 3 страница

Он выслушал доклад членов комиссии; уполномоченного Совета Министров И.М. Ткаченко, командированного в плутониевую зону на все время строительства для контроля за ходом работ; заместителя министра внутренних дел В.В. Чернышева, проживавшего в зоне с февраля 1947 года и наделенного полномочиями решающего арбитра по всем спорным вопросам.

Все они находили целесообразным замену Раппопорта на более опытного строителя. Предлагали Михаила Михайловича Царевского, тоже из Главпромстроя. Упорно возражал им один Завенягин.

9 июля, на следующий день после приезда в зону, Берия поставил на отчете комиссии краткую резолюцию для главы МВД Кругло-ва: «Надо немедленно назначить М.М. Царевского». Вместо Быстро-ва директором комбината был назначен Ефим Павлович Славский.

Темп работ после посещения Берия вырос. В мае-июне на стройку поступало примерно 150 вагонов с различными грузами для обеспечения монтажных работ на объекте «А». В августе 1947 года поступило 800 вагонов. Общее число строителей превысило 40 тысяч. Большая часть из них была брошена на авральное строительство атомного первенца — реактора «А».

К началу осени строительная площадка объекта «А» напоминала человеческий муравейник. С раннего утра до поздней ночи и с поздней ночи до самого утра, посменно заменяя друг друга, в котловане копошились несколько тысяч одновременно.

Внутри котлована шли масштабные бетонные работы, готовились несущие конструкции под монтаж графитовой кладки — главной, центральной детали реактора.

На поверхности достраивались стены управленческого корпуса. Монтировались этажные перекрытия, лестничные клетки и лифтовые шахты, кабельные полуэтажи и коридоры. Отстраивались кабинеты и рабочие помещения.

В зону объекта для отделочных работ начали выводить женщин-заключенных. Невообразимый хаос и изнуряющий темп строительства напоминали настоящий ад. Несмотря на героические усилия, монтаж самого реактора отставал от вновь и вновь назначаемых сроков ввода.

Осенью 1947 года увеличился набор вольнонаемных специалистов: сварщиков, слесарей-ремонтников, электриков.

Многие рабочие высокой квалификации и с чистыми анкетными данными набирались в областном Челябинске, в частности, на тракторном заводе.

Эти рабочие не имели понятия о назначении «важного производственного объекта». Некоторые соблазнялись обещаниями высокой зарплаты и предоставлением отдельного благоустроенного жилья. Другие подталкивались к подписанию трудового соглашения патриотическим порывом, желанием достойно послужить своей партии и стране в тяжелое послевоенное время. Именно в этот набор попал в плутониевую зону бывший фронтовик и классный специалист по запорной арматуре Николай Михайлович Кузнецов.

На собственную одинокую судьбу Николай Михайлович Кузнецов никогда не жаловался. Ни в душе, ни вслух. И не завидовал другой, более удачливой. По его разумению, Советская власть дала ему, бедному крестьянскому пацану, почти все, о чем он мог мечтать. И все почти задаром, ничего не требуя взамен…

Когда классовые события докатились в 1918 году до его родной деревни, Кузнецову не было и пятнадцати.

По призыву души он активно помогал местному комбеду в борьбе с кулаками, попами и белогвардейцами. Позже, в красноармейском отряде, вступил в почетные ряды большевистской партии, обещавшей всем сочувствующим трудящимся просветление и всемерное благополучие.

После гражданской окончил с некоторым напряжением школу рабочей молодежи и поехал в Москву поступать в профтехучилище, которое обещало общежитие успевающим по всем предметам. Вышел из него созревшим специалистом широкого профиля по регулирующей и запорной арматуре: задвижкам, клапанам и пр. На Дорогомиловском заводе Кузнецов вскоре превратился в квалифицированного рабочего шестого разряда, ударника пятилетки и члена профкома по воспитательной работе с молодежью. После пятнадцати лет показательного труда он получил в личное распоряжение вполне приличную восьмиметровую комнату в пятикомнатной коммуналке. К сожалению, нестандартная внешность, испорченная крупным носом и тяжелым подбородком с двумя шрамами, а также принципиальный характер не способствовали благополучному разрешению семейного вопроса: так и остался бобылем.

В 1941 году Кузнецов пошел добровольцем в Московское ополчение и, к своему собственному удивлению, остался жив. Прошел всю войну, не затронутый ни пулями, ни осколками, хотя пару раз контузило со снижением природного слуха. А ранен был уже после окончания войны, в Берлине, какой-то шальной пулей неизвестного происхождения. Может, и свой по пьянке пальнул. Ранен Кузнецов был нетяжело, в левое плечо. Так, больше для памяти, чем для физического ущерба. Рука чуть усохла после этого случая, но работоспособность вполне сохранила.

Перед отправкой домой на его сержантской груди блестели три медали.

До посадки в товарные вагоны остатки их батальона выстроили на разрушенной, но чисто выметенной немецкими женщинами железнодорожной платформе. После расчета и пофамильной проверки команда на посадку задержалась. Ждали какого-то важного офицера из спецслужбы. Он приехал в сопровождении двух солдат на американском джипе. Обходя строй, офицер кричал сиплым голосом:

— Газо- и электросварщики… Механики-ремонтники… Электрики…

И еще, еще раз:

— Газо- и электросварщики… Механики-ремонтники… Электрики… Имеющие довоенный стаж работы по специальности. Повторяю… Имеющие довоенный стаж работы по специальности. Три шага вперед… арш!

Кузнецов мгновенно прикинул в уме, что его можно тоже отнести к механикам-ремонтникам, и шагнул вперед.

Их собрали в отдельную группу и через шесть часов отправили куда-то в товарном вагоне с двухэтажными нарами из толстых досок. Сопровождал их тот же сиплый офицер с двумя автоматчиками.

По дороге — 12 суток до Челябинска — офицер доходчиво объяснил им, что хотя все они и являются демобилизованными, Родина пока не имеет возможности отпустить их на вольную жизнь, а потому в порядке оргнабора направляет на временную работу по специальности на Восток.

О своей московской комнатушке, забитой наглухо четырьмя мощными гвоздями от посторонних глаз, Кузнецову пришлось временно забыть.

В Челябинске ему предоставили благоустроенное общежитие с комнатами на восемь человек, рукомойниками и туалетом в коридоре, общей кухней и душем. На тракторном заводе он зарекомендовал себя высококвалифицированным специалистом. Сам Николай Михайлович не ощущал никакой государственной необходимости в своем пребывании на Урале и постоянно просил в парткоме отпустить его в Москву, по месту постоянной прописки с заколоченной еще в 1941 году входной дверью.

Однако, не проработав и двух лет, Кузнецов попал под новый оргнабор, и по настойчивой рекомендации цеховой партячейки заключил трудовой договор на трехлетнюю работу на важной государственной стройке, именовавшейся Базой № 10.

Кузнецов понимал, что под этим условным названием скрывается, вероятно, какой-то секретный военный завод. Но это его нисколько не пугало. Лишь бы предоставили отапливаемую отдельную комнату и через три года отпустили в Москву.

И то, и другое ему твердо обещали. Первое выполнили практически сразу. В зоне ему провели беглый медосмотр. Врач потрогал с сомнением его усохшую левую руку, пробурчал что-то, чего Кузнецов так и не расслышал, и нехотя расписался в его личной карточке.

Сфотографировали на пропуск. Провели вводный инструктаж. Объяснили коротко стратегическую важность объекта «А», куда его направляли для почетной и важной работы. Предупредили о секретности завода, предложив подписать какой-то документ о неразглашении государственной тайны и ознакомлении с порядком проживания в зоне.

До начала монтажных работ в производственном цехе Кузнецова временно закрепили контролером-наблюдателем к двум бригадам отделочниц. «Нашли работу для мужчины!» — периодически возмущался он вслух, но тут же успокаивался, когда ему объясняли, что начало монтажа не за горами.

— Потерпи еще маленько, Михалыч, — советовал ему партгрупорг Серегин, — на днях переведем тебя в цех.

Сейчас же задача Кузнецова состояла в том, чтобы бригады не простаивали из-за отсутствия отделочных материалов, инструментов и плохого настроения. В отделе снабжения ему выдали два химических карандаша, блокнот для записи разных производственных мыслей и три десятка агитационных плакатов, призывавших заключенных работать ударно и добросовестно, если они желают снизить срок. Николай Михайлович периодически развешивал их на самых видных и людных местах…

Первая суббота октября 1947 года…

В субботу идти на работу веселее, чем в остальные дни недели. «Это уж везде так, — думал Кузнецов, — что на «большой земле», что здесь, в зоне».

Автобус фыркнул, дернулся и остановился, не доезжая метров ста до проходной объекта «А». Встал посреди большой жирной лужи. Николай Михайлович двинулся к проходной неторопливым размашистым шагом, хлюпая по осенней грязи резиновыми сапогами. Они были на два размера больше потребных, но уж какие достались по распределительному талону. Хорошо, хоть такие на ногах.

Сошедшие с автобуса обгоняли его с обеих сторон. Торопились, чтоб меньше стоять в длинной очереди на проверку входных пропусков.

Для зэков-строителей был заготовлен широкий проволочный коридор. Их привозили раньше и дисциплинированно, под лай собак, вводили во внутреннюю заводскую зону строительства. А для вольнонаемных существовала тесная рабочая проходная. Все спешили, чтоб сэкономить время, даже занимали друг для друга очередь. А Кузнецов никогда не ускорял шаги. Да и куда спешить-то? Жизнь не обманешь, не обгонишь. У нее своя, отмеренная и предопределенная со дня рождения скорость течения. Он и после окончания рабочего дня не спешил. Не участвовал в шумной давке около первых автобусов. Все равно всех увезут в жилпоселок. А на первом или на последнем автобусе — какая особенная разница? Может быть, в этих пятнадцати минутах у каждого свой резон и своя судьба…

Со своими подопечными Кузнецов сработался.

Бригады возглавляла заключенная из Рязани, Валентина Нефедова. Она являлась прирожденной ударницей, не умевшей работать в спокойном размеренном темпе, присущем заключенным.

Ее горячая натура требовала спешки с периодическим взрывом эмоций. Нефедова и на воле работала бригадиром отделочниц. Грех попутал ее во время увлечения несанкционированным ремонтом в подъезде собственного многоквартирного дома. Входные даери и лестничные перила давно облупились. На стенах не оставалось свободного места для именных сердец, пронзенных стрелами, сурового краткого мата и похабных пословиц, нацарапанных отвертками и перочинными ножами. Случайным днем чаша терпения Нефедовой переполнилась жаждой действия. С ведром голубой краски, выносимой ею через пролом в заводском заборе, ее и задержали. Валентина не оправдывалась в суде. Сказала, что любое наказание воспримет как необходимое в суровое военное время и выдержит его с честью. Думала, пожурят и дадут условный срок. А дали восемь лет.

В заключении Нефедова смекалисто постигла нехитрые премудрости и специфические правила поведения, превратившись через два года из симпатичной молодухи в жилистую бабу с хриплым голосом, которую соседки по барачной койке побаивались и уважали.

В Кыштымскую зону их лагерь перевели в конце 1946 года. Сначала бросали на случайные, подхватные работы. А в следующем году начались отделочные работы на объекте «А»…

— Привет, Валюха, — жизнерадостно приветствовал Нефедову Николай Михайлович.

Две стены в комнате были оштукатурены и подготовлены под покраску. На двух других еще копошились.

— Здорово, Михалыч! — и сразу к делу: — Чего ты стал как пень? Краску тащи. Видишь, простаиваем.

Ворчала она заблаговременно, но Кузнецов послушно притащил ведро зеленой краски.

— Принимай, Валентина. Такая, нет?

Нефедова поковыряла присохшую пленкой поверхность деревянным прутиком.

— Опять с комками, — недовольно пробурчала она, — принимаю условно. Потом олифы подкинешь. И еще одно ведро.

В этот момент Нефедова вспомнила о чем-то своем, припасенном на сегодняшний рабочий день, и сразу смягчила грозный тон.

— Михалыч, пойдем-ка посмотрим соседнее помещение. Говорят, чего-то там надо отделать по-особому.

И потащила его под локоть через зияющий пролом в большой зал, заваленный по щиколотку мусором и щебенкой. В углу небрежно разбросалась огромная куча полубитой глазурованной плитки.

Нефедова прислонилась к стене для интимного разговора:

— Слушай, Николай Михайлович, угости для начала чинариком. Кузнецов неторопливо вытащил из нагрудного кармана рубашки стопочку аккуратно нарезанных газетных заготовок. Он уже месяц как перешел на дешевые папиросы. Но на работу брал еще старые запасы махорки. Засыпал, свернул, облизал дважды языком по всей длине и вежливо подал. Бригадирша глубоко затянулась ароматным дымом и обмякла в блаженстве. Молчала, не желая оторваться.

— Как здоровье, Валюха? — прервал затянувшуюся паузу Кузнецов.

— Нормально, что ему будет? — откликнулась она и сразу вспомнила: — Слушай, Михалыч, дело у меня к тебе небольшое. На пять копеек.

— Ну?

— Ну да ну. Дай сообразить начало… — Еще раз глубоко затянулась. — Я спросить тебя хочу. Только без обид и слюней. Ты как, мужик еще?

— В каком смысле? — недоуменно взбрыкнул Кузнецов.

— Ну, жена, скажем, у тебя есть?

— Пока нет, — обиделся, задетый за живое, — может, появится скоро. Тебе-то какая печаль?

— Помоги одной нашей в бригаде…

— Чем помочь?

— Трудно ей, понимаешь. Не выдерживает физической нагрузки. Дохнет. А так она баба очень приличная.

— За что же села «приличная»?

— За что, за что… Кто его знает, за что. Нас послушаешь — все мы безвинные сидим. Говорит, пустила на ночлег «лесных братьев». Друзей или, может, родственников. Из Закарпатья она. Говорит, засекли, караулили. Гостей перебили на месте. А она схлопотала пятнашку.

— Ты про кого, однако, рассказываешь мне?

Кузнецов слышал плохо. По губам понимал прилично, но не очень сложные мысли. Переспрашивать стало для него привычкой.

— Про Ленку. Та, что угол выравнивает. — Нефедова мотнула головой в сторону дверного проема, потом крикнула в соседнюю комнату: — Ленка!

— Што? — откликнулся гулкий голос.

— Походь сюда на минутку.

В проеме показалась голова женщины, аккуратно повязанная темным платком. Усталое, сухое, но еще моложавое лицо. И глаза черные, равнодушные ко всему.

— Што тебе? — переспросила вялым движением губ.

— Ты это, Ленка… работай поаккуратней. После выходного будем сдавать комнату. Понятно? Ну что уставилась на меня? Все. Иди работай.

Лицо скрылось.

— Как, подойдет? — теребила бригадирша Кузнецова, пытаясь подвести итог и закруглиться.

— Да вроде ничего, — неопределенно промычал Кузнецов, не понимая ситуацию.

— Ну так что? — опять заторопила Нефедова.

— Что «что»? — почему-то обозлился Кузнецов и на бригадиршу, и на собственную бестолковость.

— Фу ты, мать-перемать! — начала горячиться Нефедова. — Ты что, совсем недоразвитый? От тебя-то ничего особенного не требуется. Расстегнул ширинку. Раз-два. Вот и все дела. Понял теперь?

— Где это? — совсем смутился бывший фронтовик.

— Да вон там, в углу, — она показала в сторону кучи побитой плитки. — Там лаз есть в кабельный полуэтаж. Вроде подвала. И лестница приставная, и лежанка из досок. Как в «Метрополе», — захихикала она. — Соображаешь?

— Как это? Прямо сейчас? — Николай Михайлович только сейчас уразумел окончательно, какой подвиг от него требуется.

— Господи, как ты воевал такой? — голос Нефедовой выражал нарастающее раздражение. — Мужик ты вроде ничего, добрый. Но голова твердая. Как кирпич.

Кузнецов молчал.

— Понимаешь, Михалыч, не может она с солдатами из охраны. Ненавидит их люто. А потяжелеть ей необходимо. Чтоб режим смягчили… Она и так дохлая. Иначе совсем загнется. Ну?

Кузнецов бросил окурок, притоптал его и решился.

— Не смогу я, Валентина, — выдавил он. — Не получится у меня. Хоть и жалко ее, а не смогу… Не обижайся.

— Ну и вали отсюда! — разошлась бригадирша. — Топай за олифой.

И уже в дверях добавила с тихой угрозой:

— Только помалкивай. И без тебя найдутся…

Два врача, обслуживающих всю лагерную зону, сбились с ног, принимая роды. Четверть женского лагеря забеременела в первые же месяцы. Между тем не было ни родильного отделения, ни детприюта.

Кузнецов возвращался с работы понурый.

Предпраздничного настроения как не бывало.

Когда же начнется настоящая работа? Скорей бы монтаж.

По дороге в барак он забежал в продуктовую лавку за бутылкой. И дома весь вечер огорченно вспоминал: «Зачем он тогда, в сорок пятом, сделал три шага вперед? Кто его тянул?..».

После открытия деления урана в 1939 году все оснащенные физические лаборатории мира превратились в полигоны для испытания и исследования уран-нейтронной реакции. Стимулом являлся не только факт выделения огромной энергии в процессе деления каждого ядра, но и расчет баланса нейтронов в момент самой реакции.

Вскоре ученые пришли к выводу, что при бомбардировке урана медленными нейтронами, имеющими скорость теплового движения молекул в газах, число высвобождающихся нейтронов на один акт деления равно примерно двум или трем. Итак, два осколка и два с половиной новых нейтрона.

А это означало, что вновь рожденные нейтроны могут вызвать новые деления. Процесс, начавшись от постороннего источника нейтронов, может превратиться в цепной и лавинообразный. Такой процесс был бы подобен адскому взрыву, поскольку выделяемая при этом энергия будет тысячекратно превышать по своей мощности и взрывной силе все известные взрывчатые химические вещества.

Однако в естественном уране никакого взрыва не происходит даже при инициации с помощью посторонних источников нейтронов. Какие-то факторы препятствуют развитию цепной реакции, уменьшая коэффициент размножения нейтронов с двух с половиной до спасительной величины, очевидно, не превосходящей единицы.

Прежде всего, причина заключется в разных ядерных свойствах тех изотопов, из которых состоит природный уран. 99 % принадлежит изотопу с атомным весом 238 и 0,7 % — изотопу с атомным весом 235.

По химическим свойствам эти изотопы идентичны, но их наличие значительно усложняет физическую картину уран-нейтронного взаимодействия. В феврале 1939 года датский ученый Нильс Бор пришел к заключению, что медленными нейтронами делится только уран-235, а не основной изотоп урана — с атомным весом 238.

Советские ученые Харитон и Зельдович в том же году пришли к выводу, что условия, требуемые для цепной реакции, «не могут осуществиться в уране-238, будь то окись урана или чистый металлический уран». Но выход есть: «Достаточно повысить в уране концентрацию изотопа 235, чтобы реакция оказалась возможной».

Однако задача разделения изотопов или обогащение урана более легким компонентом казалась в то время трудноразрешимой. Химическим путем это сделать невозможно. Рассортировать же атомы, используя очень незначительную разницу в их массах, казалось почти фантастикой. А между тем, получение чистого урана-235 сразу решало бы проблему.

Американский ученый Поллард писал в 1942 году: «Если кому-нибудь удалось бы выделить несколько фунтов урана-235. .. это почти наверное привело бы к очень интересным результатам. Во многих местах сейчас пытаются получить разделенные изотопы урана в больших количествах. Если читатель проснется когда-нибудь утром и прочитает в утренней газете, что половина Соединенных Штатов за ночь была сметена в море, то он убедится в том, что где-то удалось добиться успеха в решении этой задачи».

Невозможность получения цепной реакции в природном уране объясняется не только малым относительным содержанием делящегося изотопа — всего 0,7 %. Дело оказалось гораздо сложнее.

Наибольшую вероятность вызвать деление ядра урана-235 имеют медленные нейтроны с тепловыми скоростями. А в самом акте деления рождаются два с половиной быстрых нейтрона, имеющих скорости в сотни и тысячи раз выше.

Уран-238 тоже взаимодействует с нейтронами. Но его ядра не делятся, а, захватывая нейтрон, превращаются в конечном итоге в новый трансурановый элемент № 94, не существующий в природе. Впоследствии он получил название «плутоний».

Именно это радиационное поглощение нейтронов ураном-238, до того момента, когда они успеют замедлиться и вызвать деление ядра урана-235, является основным отрицательным фактором, мешающим осуществлению цепной реакции в природном уране.

В поисках путей, улучшающих условия протекания цепного процесса, Ферми и Сцилард высказали в 1940 году перспективное предложение: ускорять процесс замедления рождающихся быстрых нейтронов с помощью специальной добавки к урану легких химических элементов.

При столкновении с легкими атомами процесс замедления нейтронов будет протекать в десятки раз быстрее, чем это происходит при столкновении с тяжелыми ядрами урана. Добавки могут значительно увеличить вероятность замедления нейтрона, избегая паразитного захвата ураном-238. В качестве подобных замедлителей рассматривались бериллий и вода — обычная или «тяжелая».

Но фактически первая искусственная цепная реакция была достигнута с использованием в качестве замедлителя углерода (графита). Это была так называемая уран-графитовая сборка, запущенная в действие под руководством Ферми в Чикаго, в декабре 1942 года.

Другими факторами, уменьшающими вероятность достижения цепной реакции, являются: поглощение нейтронов различными естественными примесями, содержащимися в уране и графите, а также холостая утечка нейтронов через боковую поверхность сборки в окружающее пространство.

Уменьшить влияние первого фактора можно с помощью тщательной технологической очистки от посторонних примесей исходных материалов: урана и графита. Смягчить второй фактор можно с помощью увеличения объема и массы урановой системы и придания ей наиболее оптимальной формы — близкой к шарообразной.

Все эти трудности были преодолены впервые в США, в 1942 году.

Такая уран-графитовая сборка сверхкритических размеров, в которой была впервые достигнута цепная реакция деления, получила в США название «атомный котел». В СССР прижилось название «реактор».

Цепная реакция деления, достигнутая в уран-графитовой сборке, имела не только демонстрационное значение, подтверждающее теоретические расчеты физиков. Пуск урановых котлов имел сугубо практическую и чисто военную нацеленность.

В процессе работы котла часть ядер урана-238 превращается в новый химический элемент — плутоний-239. А он, по теоретическим прогнозам физиков, должен был обладать способностью к делению еще в большей степени, чем уран-235. Иными словами, атомная бомба могла быть не только урановой, но и плутониевой.

К атомному оружию вели два пути: разделение изотопов и получение плутония в уран-графитовом реакторе. Объект «А» в челябинской зоне предназначался для наработки оружейного плутония.

Как показывали теоретические расчеты, проведенные в секретной лаборатории № 2 под руководством Курчатова, цепная реакция в реакторе «А» при требуемой тепловой мощности 100 мегаватт может быть достигнута при использовании в сборке примерно 100 тонн урана и 1000 тонн идеально чистого графита.

При оптимальной с физической и конструкторской точки зрения форме — приплюснутый цилиндр — критический размер сборки должен равняться примерно 8 метрам (по высоте и диаметру).

Таким образом, центральной конструкцией «Аннушки» являлся гигантский цилиндр, высотой и диаметром с трехэтажный дом, сложенный из специальных графитовых кирпичей.

В проектных документах он назывался графитовой кладкой.

Внутри кладки должны были быть установлены в виде дискретной решетки детали из металлического урана высшей степени очистки общим весом примерно 100 тонн.

Изготовление фрагментов из металлического урана было освоено на подмосковном заводе в г. Электростали в начале 1946 года. Они имели вид цилиндрических блочков диаметром с толстую свечку и длиной около десяти сантиметров. Отгрузка их в зону намечалась на конец 1947 года.

Вся сложность конструкции уран-графитовой сборки заключалась в том, что выделяемая при делении ядер урана энергия должна была неминуемо вызывать саморазогрев урановых блочков. И если не производить охлаждение, то температура их может возрасти настолько, что они расплавятся и спекутся с окружающим графитом. Это принципиально недопустимо, поскольку надо было иметь возможность не только установить урановые блочки внутрь графитовой кладки, но и потом, после нескольких месяцев работы реактора и накопления в них драгоценного плутония, выгрузить их из реактора и направить на переработку. Иными словами, конструкция должна была позволять сравнительно легко загружать блочки в графитовую кладку и по мере необходимости достаточно просто разгружать их в приемный бункер.

Таким образом, с самого начала проектирования реактора «А» было понятно, что выделяемое ураном во время работы тепло необходимо отводить, постоянно охлаждая блочки потоком холодной воды.

В качестве источника воды планировалось использовать озеро Кызыл-Таш.

Необходимость охлаждения урановых блочков и периодической их загрузки-выгрузки налагала определенные, вполне очевидные требования к конфигурации уран-графитовой решетки.

Из отчета американского ученого Г.Д. Смита «Атомная энергия для военных целей», 1946 г.:

«Оба эти затруднения можно устранить, применив вместо точечной решетки стержневую, и концентрировать, следовательно, уран вдоль линий, проходящих через замедлитель, а не распределять его в отдельных точках. Совершенно ясно, что стержневое расположение удовлетворительно с механической и инженерной точек зрения».

Вынужденный — стержневой — характер урановой сборки был очевиден. Он обусловливал «канальную» конструкцию реактора «А». Графитовую кладку должны насквозь, по направлению оси цилиндра, пронизывать около тысячи узких цилиндрических каналов с находящимися в них урановыми стержнями. Только при такой конструкции появлялась возможность охлаждать уран сквозным потоком воды, пропускаемой под давлением через каждый канал.

Поэтому графитовые кирпичи, из которых должна была монтироваться кладка реактора, были не сплошными, а со сквозными отверстиями диаметром в четыре сантиметра. Смонтировать кирпичи надо было идеально точно, чтобы отверстия в каждом из них совпадали по оси, образуя вертикальные каналы.

Из отчета Смита:

«Выбор нужно было сделать между длинными урановыми стержнями, имеющими преимущество с точки зрения физики ядра, и относительно короткими цилиндрическими столбиками, удобными в обращении».

Действительно, десятки небольших цилиндрических блочков, поставленных в канале один на другой, образуют, по сути дела, тот же длинный урановый стержень. Но зато операции загрузки и выгрузки уранового топлива при этом упрощаются. Американцы использовали в своих промышленных котлах длинные стержни. Наши конструкторы во главе с Николаем Антоновичем Доллежалем сделали выбор в пользу блочков, тем более, процесс их изготовления был уже освоен в 1946 году.

Еще одна проблема заключалась в необходимости надежной защиты урана от коррозии. Дело в том, что непосредственное соприкосновение урана с водой категорически недопустимо. Уран активно реагирует с водой. Их контакт привел бы не только к заражению воды радиоактивными осколками деления, но и к разрушению блоков урана и выносу топливного материала из активной зоны реактора потоком охлаждающей воды.

Технология нанесения защитного слоя на урановый блочок была признана одним из самых больших секретов как американского, так и советского проектов, так как от качества покрытия зависело надежное разделение урана и охлаждающей воды.

Однако не только уран, но и графитовые кирпичи надо было предохранить от непосредственного контакта с водой. Замоченный графит теряет свои превосходные качества замедлителя, увеличивая паразитный захват нейтронов и снижая коэффициент их размножения. Вода является дополнительным поглотителем драгоценных нейтронов. Если в каналах охлаждающая вода была вынужденным элементом, то в самой графитовой кладке ее наличие никак недопустимо.

Поэтому урановые блочки, охлаждаемые водой, должны быть отделены от окружающего графита предохраняющей разделительной трубой технологического канала (ТК).

В качестве материала для труб ТК, как и рекомендовал Г. Смит, был выбран алюминиевый сплав, поскольку алюминий слабо поглощает нейтроны и «только алюминий можно считать пригодным с точки зрения коррозии».

Заказ алюминиевых труб — 1200 штук — был осуществлен на одном из авиационных заводов, но к осени 1947 года еще не был выполнен.

Чрезвычайно сложной была спроектирована биологическая защита реактора.

У Смита читаем:

«Весь котел должен быть окружен очень толстыми стенками из бетона, стали… Вместе с тем должна быть предусмотрена возможность загрузки и разгрузки через эти стены и ввода-вывода воды через них. Защитные укрытия должны быть не только непроницаемыми для радиоактивного излучения, но и газонепроницаемы, так как воздух, подвергшийся облучению в котле, становится радиоактивным».

Верхняя (над графитовой кладкой) и нижняя (под кладкой) биологическая защита «Аннушки» предусматривалась в виде двух рядов стальных двутавровых балок высотой в человеческий рост, засыпанных в пазах слоями песка и железной руды с примесью бора.

⇐ Предыдущая 10 11 12 13 141516 17 18 19 Следующая ⇒