Сталин и бомба. Советский Союз и атомная энергия. 1939-1956

Теперь, однако, уже металлургическая стадия процесса тормозила работу. Вначале Риль для восстановления использовал метод отжига, как это делалось на заводе «Дегусса» во Франкфурте, но он давал некачественный порошок урана со значительными примесями кальция[216]. Один из советских специалистов спросил Риля, почему он не использует тетрафторид урана вместо окиси урана, так как фторид кальция, в отличие от окиси кальция, плавится, и в итоге получается металл, а не порошок. В своих мемуарах Риль приводит этот случай в доказательство того, что Советский Союз черпал информацию из разведывательных источников, но на самом деле в докладе Смита указывается, что американцы использовали тетрафторид, так что вопрос, заданный Рилю, был явно основан на информации из доклада Смита^{912}. Риль подхватил идею, и процедура фторирования была успешно применена одним из его немецких коллег, д-ром Г. Виртсом, и главным инженером завода Ю.Н. Головановым^{913}. К сентябрю-октябрю 1946 г. завод в Электростали давал для Лаборатории № 2 около трех тонн металлического урана в неделю

^{914}.[217]

IV

Следующим шагом на пути к бомбе был экспериментальный ядерный реактор, создание которого планировалось Курчатовым с начала 1943 г. Он намеревался использовать этот реактор для получения образцов плутония для химического и физического анализа, испытания материалов, предназначенных для промышленного реактора, и для экспериментов, которые помогли бы в проектировании этих реакторов. Хотя ответственность, лежавшая на нем, резко возросла после августа 1945 г., Курчатов взял на себя строительство экспериментального реактора. Он возглавил реакторную группу, численность которой увеличилась с 11 человек в январе 1946 г. до 76 в декабре^{915}

.

Работа над реактором в Лаборатории № 2 сильно затруднялась нехваткой графита и урана. И только между маем и августом 1945 г. была решена проблема получения графита требуемой чистоты, но лишь к концу года такой графит был получен в достаточных количествах^{916}. Свыше 500 тонн графита поступило в 1946 г., и весь он был исследован в лаборатории на предмет примесей^{917}. В январе 1946 г. завод в Электростали начал выдавать нужное количество урана в виде цилиндрических отливок, подготовленных по спецификации Курчатова для экспоненциальных экспериментов с различным размещением урана в графите. Эти эксперименты продолжались до марта и позволили Курчатову и его группе рассчитать наилучшую конфигурацию реактора. Курчатов также смог подтвердить, что уран и графит, поставляемые в лабораторию, имеют нужную чистоту^{918}.

^{Советские ядерные объекты} 

Летом 1946 г. из Электростали в Лабораторию начали поступать большие партии металлического урана. В августе, однако, в Лаборатории обнаружили, что часть урана содержит слишком большую концентрацию бора^{919}. Ванников прибыл в Электросталь для решения проблемы. Его тон в разговорах с заводскими руководителями был вежливым, но угрожающим, и проблема была скоро решена. Если бы примесь не была обнаружена, реактор не достиг бы критичности, поскольку бор является сильным поглотителем нейтронов^{920}. Под руководством А.П. Виноградова были разработаны методы анализа примесей в уране^{921}

. Эти методы позднее были внедрены для контроля качества на заводе в Электростали^{922}.

К июлю 1946 г. на территории Лаборатории № 2 было построено специальное здание для реактора размером 15x40 м². Сам реактор собирали в шахте глубиной 7 метров. Там располагалась лаборатория, защищенная от радиации мощными бетонными стенами и толстым слоем земли и песка. Вход в реактор походил на лабиринт из блоков свинца, парафина и борной кислоты. Две независимые подстанции давали электрический ток, необходимый для управления реактором. Для измерения уровня радиации вокруг здания размещались дозиметры, на здании были установлены сирены и световая сигнализация для предупреждения об опасном уровне радиации^{923}. В августе, сентябре и октябре Курчатов и его группа построили четыре модели реактора, используя весь уран, бывший в их распоряжении.

Были проведены эксперименты для определения радиуса активной зоны реактора. Она не могла быть определена теоретически из-за вариаций в степени чистоты графита и урана. Эксперименты показали, что активная зона должна иметь радиус 3 метра, и понадобится около 500 тонн графита и 50 тонн урана^{924}. Кладка реактора началась 15 ноября 1946 г. Полная структура реактора представляла кубическую решетку урана, погруженную в графитовую сферу. Реактор контролировался тремя кадмиевыми стержнями, которые могли подниматься и опускаться внутрь него; кадмий является сильным поглотителем нейтронов, и присутствие его стержней в реакторе прекращает развитие цепной реакции. Через центр реактора проходил горизонтальный туннель размером 40x60 см, в котором размещались исследуемые материалы и приборы для измерений^{925}.