Ссылка на полный текст: Новоселов В. Н. Создание атомной промышленности на Урале | Военно-Ученый Архив
Навигация:
Атомный проект СССР
Основной состав руководителей атомной промышленности: Л.П.Берия, М. Г.Первухин, А.П.Завенягин, И.В.Курчатов
Развитие атомной отрасли
Сырьевая база атомной отрасли
Переработка урановой руды
Строительства городов Минатома
Радиационная безопасность
Сооружение первого промышленного ядерного реактора (объекта «А»)
Монтаж металлоконструкций и оборудования первого промышленного реактора
О замене директора строящегося комбината Е.П.Славского на Б.Г.Музрукова
Применение в устройствах контроля, управления и автоматизации малогабаритных телефонных комплектующих
Графитовая кладка реактора закреплена бандажами, как обручи на деревянной бочке
Хирургическая операция на высоте
Проблема хранения отходов радиохимического производства
Строительство химико-металлургического завода «В»
Становление и развитие производства плутония
Первый опыт эксплуатации промышленного реактора
Реакторы АВ-1 и АВ-2
Переработка облученного урана на радиохимическом заводе Б
Газодиффузионные машины для разделения изотопов урана
Завод для электромагнитного обогащения и производства стабильных изотопов
Первый этап развития уральского ядерного комплекса: успешное создание плутониевой атомной бомбы
Второй этап развития уральского ядерного комплекса: формирование полного цикла производства ядерного и термоядерного оружия
Третий этап развития уральского ядерного комплекса: формирование ракетно-ядерного комплекса
Этапы развития уральского ядерного комплекса
Предприятия Минсредмаш
В стране существовала только одна организация — Лаборатория №2, специализирующаяся по урановой проблеме. Не имея возможности вести исследования по всем направлениям, ученые занимались преимущественно проблемами атомного реактора, что предопределило, в конце концов, известную односторонность развития исследований в 1943-1945 годах. В других НИИ работали небольшие лаборатории, насчитывающие, как правило, не больше десятка исследователей.
Отсутствие единого центра по руководству урановым проектом и застой в делах позволяют сделать вывод, что, очевидно,, правительство не ожидало и не требовало от ученых быстрых результатов. Складывается впечатление, что создав самые минимальные возможности для проведения теоретических и экспериментальных исследований, руководство страны забыло об атомной проблеме. Анализ журнала посетителей кабинета Сталина в Кремле показывает, что в годы войны И.В.Курчатов в нем ни разу не был. Изучение эволюции взглядов Сталина на урановую проблему вообще, и в 1945 году в частности, представляет собой большую трудность из-за того, что многие документы того времени остаются недоступными для исследователей.
На основании известных нам документов можно предположить, что Сталин до июля-августа 1945 года не был настроен немедленно создавать атомную промышленность. Обладая обширной информацией о ходе реализации американского атомного проекта, Сталин считал, что военная мощь СССР превосходила вооруженные силы западных стран и несколько атомных бомб были не в состоянии изменить соотношение сил на глобальном уровне. К тому же до первого испытания существовала вероятность, что новое оружие не обладает заранее приписываемыми ему возможностями. Вполне могла повториться история с ракетами ФАУ, с помощью которых Гитлер надеялся переломить ход войны в свою пользу. Само по себе успешное испытание американцами плутониевой бомбы не могло вызвать гонку ядерного оружия, продолжавшуюся в течение сорока лет.
Главная причина, побуждавшая советское руководство развернуть свою собственную атомную программу, заключалась в том, что западные страны стали проводить политику, направленную на то, чтобы лишить Советский Союз результатов победы над фашизмом, вернуть его на довоенные позиции. Ядерная бомбардировка Японии б и 9 августа 1945 года стала первым открытым проявлением этой политики. Сталин правильно оценил, для чего и для кого предназначалась демонстрация сверхмощного оружия. Последовали энергичные меры по созданию атомной промышленности в СССР.
Главным аргументом для Сталина явились не данные разведки или мнение ученых, а понимание огромных возможностей ядерного оружия как эффективного средства решения внешнеполитических задач. Несомненно существовала возможность другого варианта развития событий. Победа союзников во Второй мировой войне породила надежды на гуманизацию международных отношений. Однако правительство США рассматривало ядерное оружие как козырную карту в послевоенном торге, который мог приобрести затяжной и неблагоприятный для администрации Г.Трумана характер. Условием приобщения СССР к секрету атомной бомбы американцы выставляли либерализацию внешней и внутренней политики СССР, под которой подразумевались предсказуемость внешней политики, терпимость к инакомыслию и уважение к правам личности.
Администрация США. считала, что испытание атомной бомбы, а тем более, атомная бомбардировка японских городов Хиросима и Нагасаки, сделают Сталина более управляемым, но добились прямо противоположного результата. В то же время стремление кремлевского руководства утвердить новую расстановку сил в Евразии, поддержка и подталкивание к власти прокоммунистических режимов, огромная военная мощь СССР - все это провоцировало политических лидеров Запада на поиск эффективного и простого средства, с помощью которого можно было противостоять активной внешней политике Москвы.
Логика подобного восприятия глобальных мировых процессов предопределила не только антигуманную ядерную бомбардировку гражданских объектов Японии, но и породила адекватный ответ со стороны политического руководства СССР.
В 1942-1945 годах сформировался основной костяк руководителей атомной промышленности: Л.П.Берия, М. Г.Первухин, А.П.Завенягин, И.В.Курчатов. За годы войны они приобрели огромный опыт решения сложнейших проблем в экстремальных ситуациях и в условиях острого дефицита времени, когда для получения результата требовались нетривиальные методы управления, разумный риск, умение организовать работу огромных коллективов, находить оптимальный вариант достижения результата.
К окончанию Великой Отечественной войны была создана научная база данных, необходимая для получения плутония и урана, закончена подготовка промышленного производства необходимого количества металлического урана, графита, тяжелой воды. Однако промышленной технологии производства ядерного оружия практически не существовало. Отставание от США, образовавшееся в 1941-1942 год, СССР не удалось преодолеть. Экономика страны с трудом выдерживала напряжение военных лет. На реализацию уранового проекта средств не хватало. Но были и другие причины. Сказывалась старая болезнь тоталитарного режима: игнорирование рекомендаций ученых, пренебрежительное отношение к ним, ориентация на единоличное мнение вождя.
Известные нам многочисленные свидетельства руководителей атомного проекта, крупных ученых утверждают, что председатель Спецкомитета при всей его человеческой непривлекательности обладал цепким, острым умом, позволявшим ему моментально ориентироваться в новой для него ситуации, проблеме, выявлять главное в ней и принимать наиболее эффективное решение, иногда совершенно необычное для участников событий. Возглавив Урановый проект, Берия быстро придал всем работам по созданию атомного оружия необходимый динамизм и размах.
Академик Ю.Б.Харитон отмечает, что Берия обладал огромной энергией и работоспособностью, умом, волей и целеустремленностью. Не стесняясь проявлять порой откровенное хамство, он умел в зависимости от обстоятельств быть вежливым, тактичным и даже обаятельным человеком. Проводимые им совещания были деловыми, всегда результативными и никогда не затягивались. Берия был быстр в работе, несмотря на свое исключительное положение в государстве, находил время на общение с людьми, независимо от их служебной иерархии. Он имел широкую информацию о всех молодых специалистах, успевших проявить себя в различных областях и, прежде всего, в сфере обороны. Были организованы специальные группы, которые занимались подбором кадров. В результате создавались уникальные коллективы ученых, строителей, инженеров.
На самом деле И. В. Курчатов в иерархии руководителей атомной промышленности занимал пятое-шестое место. К концу 70-х гг., когда вышла книга, никого из руководителей Уранового проекта в живых уже не было. Главу Уранового проекта - Л.П.Берию расстреляли в декабре 1953 года. Первый министр атомной промышленности Б.Л.Ванников умер в 1962 году. Сменившие его на этом посту А.П.Завенягин и В.А.Малышев погибли от лучевой болезни. М.Г.Первухина на июньском (1957 г.) Пленуме ЦК КПСС обвинили в оппортунизме и подвергли остракизму на долгие годы. Даже в некрологах похороненных у Кремлевской стены Б. Л. Ванников а, А.П.Завенягина, В. А. Малышева отсутствовало упоминание об их вкладе в создание атомной промышленности. Таким образом, совокупность многих объективных и субъективных причин привели к тому, что И.В.Курчатову приписывалось то, что сделала большая когорта государственных деятелей и руководителей всех уровней.
... развернувшаяся гонка вооружений с Западом требовала увеличения производственной мощности отрасли в десятки раз. Вследствие этого было резко увеличено количество предприятий, участвовавших в создании ядерного оружия. 19 декабря 1946 года из Министерства вооружений передан завод №544 в Глазове. В ноябре 1948 года на этом заводе был получен первый слиток чернового урана массой 24 кг. В 1947 году на Заводе полиметаллов, ранее входившем в состав Минцветмета, получили первый металлический торий» В августе 1947 года началось строительство Приднепровского химического завода №906 в Днепродзержинске, в 1948 году завода №250 в Новосибирске и Ульбинского механического завода в Усть-Каменогорске. В 1949 году началось строительство Сибирского химического комбината в пригороде Томска. На нем производились плутоний и высокообогащенный уран-235, гексафторид урана и элементы ядерного оружия из плутония и урана. 26 февраля 1950 года правительство приняло решение о сооружении подземного Комбината №815 неподалеку от Красноярска для наработки оружейного плутония. В 1948 году на предприятиях ПТУ работало 68 тысяч человек, а на строительстве объектов атомной промышленности трудилось около 250 тысяч человек, в два раза больше, чем в предыдущем. В этих условиях аппарат ПТУ не мог уделять достаточного внимания наращиванию темпов добычи урановой руды.
Первым документом, положившим начало созданию сырьевой базы для атомной промышленности явилось решение Государственного Комитета Обороны от 27 ноября 1942 года о развитии в СССР уранодобывающей промышленности.
1. С 1943 года начали проводиться систематические геологоразведочные работы по выявлению источников уранового сьдэья. Проведением этих работ руководил Комитет по делам геологии при Совнаркоме СССР, который в 1943 году создал в своем составе Отдел радиоактивных элементов для организации поисков, а в составе Всесоюзного института минерального сырья — специальный урановый сектор №6 для проведения научноисследовательских работ по геологии урана. Однако в 1943-1944 гг. геолого-поисковые работы по урану широкого развития не получили. В этот период проводились, главным образом, ревизии на радиоактивные элементы месторождений других полезных ископаемых, а также поиск радиоактивных элементов в многочисленных коллекциях горных пород и руд в различных хранилищах и музеях. Однако эти работы не привели к открытию новых промышленных месторождений урана.
2. В 1945 году поиск урановых месторождений организациями Комитета по делам геологии был значительно увеличен. Тогда же для этого в Средней Азии организуется Ферганская экспедиция Всесоюзного института минерального сьрья. В результате ее работы были открыты два месторождения урановых руд — Шакоптар и Майлисай.
3. В сентябре 1945 года постановлением Совнаркома СССР в составе Комитета по делам геологии создается Первое главное геолого-разведочное управление, на которое возлагалось проведение специальных геологоразведочных работ по урану на территории СССР. Для выполнения этой задачи создается несколько территориальных специализированных геолого-разведочных экспедиций, которые начали систематические поисковые и разведочные работы.
4. Слабая разведанность месторождений и необходимость резкого увеличения объема поисковых работ поставили перед геологической службой сложные вопросы. Параллельно с наращиванием общих запасов месторождений необходимо было обеспечивать текущую добычу. Эти задачи не могли решаться традиционными методами с последовательным увеличением детальности разведки: от предварительной до эксплуатационной. На это не было времени. Только совмещение различных стадий разведки и выполнение ее в больших объемах одновременно с проведением горнокапитальных, подготовительных и работ по добыче позволило в сжатые сроки существенно увеличить общие разведанные запасы и тем самым создать прочную базу для дальнейшего развития уранодобывающей промышленности. Одновременно с разведывательными работами на ранее выявленных месторождениях, в Карамазарских горах, Северной Фергане и Приташкентском районе широким фронтом проводились поисковые работы силами Ферганской и Красногорской экспедиций, а также территориальными геологическими управлениями Узбекистана, Таджикистана и Киргизии.
Со второй половины 1946 года производительность труда геологов увеличилась в десятки раз за счет оснащения экспедиций полевыми радиометрами. Это позволило проводить измерение радиоактивности непосредственно в поле и отказаться от трудоемкого и малоэффективного метода поисков, состоявшего в массовом отборе шурфов и промере их на электроскопах и люминоскопах.
5. Оснащенные радиометрами геологи Красногорской экспедиции в 1948 году вышли в район Ташкента — междуречье Чирчика и Ангрена. Уже через несколько недель здесь было открыто крупное месторождение Алатаньга, а в 1949 году — Каттасай. С их открытием формируется новый крупный урановый район Средней Азии, позволивший значительно расширить сырьевую базу атомной промышленности.
6. В 1943-1947 годах территориальные геологические управления создали специальные отряды, партии и экспедиции, которые провели ревизию горных выработок действовавших рудников, а также полевые работы со специальными и попутными поисками урана. В результате этого были открыты урановые месторождения: Джильское и Туракаванское в Киргизии, Бештау и Бык на Северном Кавказе, Первомайское и Желтореченское на Украине. На их базе началось формирование новых горнорудных предприятий: Комбината №11 в Киргизии, Рудоуправления №10 на Северном Кавказе и Комбината №9 на Украине. Открытие и разведка этих месторождений явились большим успехом в развитии отечественной сырьевой базы урана того периода. Строительство горнорудных предприятий здесь началось на самой начальной стадии разведки, когда определились запасы в количествах, достаточных для организации обычных работ. Разведка месторождений продолжалась одновременно со строительством и добычей урана силами самих предприятий, в результате чего запасы по всем месторождениям были увеличены от 2 до 7 раз.
7. Одновременно с разведкой перечисленных месторождений Первое главное геолого-разведочное управление Мингео развернуло широкие поиски новых месторождений силами многих тысяч геологов, геофизиков и других специалистов всей системы Министерства геологии СССР. Применение на начальном этапе создания сырьевой базы атомной промышленности широкого фронта поисковых работ с охватом огромной территории страны обуславливалось недостаточной изученностью геологии месторождений радиоактивных руд. Эта тактика оправдала себя и в пятидесятые годы. К концу 1949 года разведанные запасы урана по сравнению с 1945 годом увеличились в 81 раз.
Обогащенная урановая руда направлялась на предприятия атомной промышленности, где получали металлический уран, используемый в ядерных реакторах для наработки плутония. Всего в 1946-1947 годах для опытного и промышленного реакторов требовалось около 200 тонн металлического урана. Предприятием, которое впервые освоило промышленную технологию получения металлического урана и изделий из него, был завод № 12, находившийся в городе Электростали, в 60 км от Москвы. До передачи завода в атомную промышленность летом 1945 года, на нем выпускались боеприпасы. Решением правительства от 13 октября 1945 года началась его реконструкция. Она осуществлялась под порошковую технологию получения металлического урана, хорошо разработанную на предприятиях Восточной Германии, находившихся в то время под контролем советского правительства.
В Германию на электрохимический комбинат «Норд» были направлены бригады инженерно-технических работников завода, которые сначала прошли обучение, а затем приняли участие в демонтаже оборудования и отправке его в СССР. Кроме того, на завод № 12 из Германии переправили обнаруженные там около ста тонн уранового порошка, концентрата урана и большие запасы необходимого для получения металлического урана металлического кальция, который в СССР тогда не производился. На немецком оборудовании и немецком сырье в начале 1946 года на опытном производстве завода № 12 была получена первая партия металлического урана.
Зависимость производства от зарубежных поставок уранового порошка и концентратов делали завод № 12 весьма уязвимым. Кроме того, всех потребностей развивающейся атомной промышленности они не могли обеспечить. Необходимо было начинать переработку концентратов с Комбината №6, а также ураносодержащих руд. Параллельно с опытным заводом сооружалось основное производство, введенное в эксплуатацию в конце 1946 года. По своей структуре и технологии оно было аналогией опытного завода. Одновременно проектировался и сооружался опытный цех по производству металлического кальция, который в октябре 1946 года дал первую продукцию. В мае 1948 года вводится в строй основное производство.
В конце 1946 года организуется экспериментальный цех, который состоял из участков плавки, проката, прессования, волочения и механической обработки металлического урана, а также отделения герметизации урановых заготовок в алюминиевую оболочку. В ходе его работы отрабатывалась технология массового производства блочков металлического урана, загружаемых в ядерные реакторы для переработки оружейного плутония. Освоение иностранной технологии явилось хорошей школой для советских специалистов, которая позволила уже с апреля 1946 года ввести ряд коренных усовершенствований в химическом и металлургическом переделах. Модернизация технологии повысила качество урана и производительность завода. Окончательно проблему качества и количества урана решил фторидный метод, внедренный в производство в феврале 1947 года. Он стал основным методом получения металлического урана в СССР.
... на строительных площадках предприятий атомной промышленности Урала были сформированы крупные, насчитывающие десятки тысяч человек коллективы. Их состав отличался социальной неоднородностью. Ведущую роль на протяжении двух десятков лет играли военные строители. Труд заключенных использовался в более ограниченных масштабах, чем это принято считать. Они составляли 20-40% от общего числа строителей. Наибольшей квалификацией обладали спецпереселенцы. с 1946 года они состояли только из немцев Поволжья. Военнопленные на стройках ПТУ не использовались. Численность строительных коллективов отличалась ярко выраженной нестабильностью и была подвержена значительным колебаниям вследствие того, что ни руководство ПГУ, а затем Минсредмаша, ни Спецкомитет не имели долговременного плана развития атомной промышленности. Это порождало крупные проблемы не только на производстве, но и в развитии социальной инфраструктуры.
Особенностью строительства городов Минатома являлось отсутствие генеральных планов развития. Это создавало большие трудности в будущем, так как изначально все инженерные коммуникации - водо и теплоснабжение, канализация; транспортная сеть; сфера образования; бытового обслуживания и торговли рассчитывались, исходя из минимальных потребностей. Руководители Главпромстроя и ПТУ неоднократно подчеркивали, что 1952 год будет последним в строительстве «соцгородов», после чего они примут законченный вид, т.е. полностью благоустроены.
Однако в 1951 году правительство приняло решение - создать мощности по производству термоядерного оружия и десятикратно увеличить количество ядерных боеприпасов. Вследствие этого резко увеличивался персонал уральских предприятий, который следовало обеспечить не только жильем, но и всем комплексом социально-бытовых услуг.
По существу речь шла о строительстве еще больших по площади городов, что уже выросли в уральской тайге. Хорошо понимая, что города предстоит построить заново при отсутствии условий для этого, что могло привести к росту социальной напряженности в городах анклавах, политотдел комбината №813 совместно с ленинградским проектным институтом №12 выступил инициатором разработки генерального плана будущего города.
Результатом обсуждения стал Указ Президиума Верховного Совета РСФСР, подписанный в марте 1954 года о придании рабочим поселкам статуса городов и официальном их названии: Озерск, Новоуральск, Лесной, а также утверждение в 1957 году генеральных планов этих городов Советом Министров СССР. Однако новые решения правительства второй половины 50-х годов о строительстве завода радиоизотопов в Озерске, центрифужных заводов в Новоуральске, сборочных цехов в Трехгорном и Лесном приводили к резкому увеличению населения городов, необходимости строительства жилья и социально-бытовых объектов общей площадью более 1 млн. м.2 Поэтому стабильные генпланы были разработаны и утверяздены только в конце 70-х гг.
Больших проблем с генпланом избежал только Снежинск, который закладывался в середине 50-х годов не как поселок с перспективой на 3-5 лет, а как город с населением не менее 20 тысяч человек. Это позволило правильно определить размеры территории для жилых кварталов, расположение и мощности головных инженерных сооружении.
С пуском и освоением предприятий перед медициной встала сложнейшая задача по профилактике и лечению заболеваний, вызванных радиационным облучением персонала. По инициативе заместителя министра здравоохранения СССР А.И.Бурназяна на всех предприятиях, работавших в условиях повышенной радиации создаются здравпункты, оснащенные современными по тем временам лабораториями по исследованию крови. Здравпункты обеспечивали медицинское обследование всего поступающего персонала и определяли их годность к работе в условиях повышенной радиации. После пуска предприятий они вели постоянное наблюдение за их работниками.
Персонал, работавший в особо опасных в радиационном отношении условиях, проходил осмотр от четырех до двенадцати раз в год. Благодаря регулярным профилактическим обследованиям в большинстве случаев удавалось обнаружить хроническую лучевую болезнь на ранней стадии, когда патологические изменения проходили в составе крови, и вовремя начать лечение. Особенно сложная ситуация по радиационной безопасности сложилась на плутониевом комбинате, где было зафиксировано до 80% всех случаев хронической лучевой болезни. Поэтому в Озерске было организовано специальное отделение для лечения лучевой болезни - вторая терапия. Здесь в 1950 году начала работать ведущий в настоящее время специалист радиационной медицины, член-корреспондент АМН, профессор А.К.Гуськова, профессор Г.Б. Байсоголов и другие.
Со временем сформировалась целая система поддержания здоровья работников атомной промышленности на стабильном уровне. В основе ее лежали: жесткий отбор персонала по здоровью, не допускающий даже минимального отклонения от нормы периодические обследования, создание нормальных жилищных условий, насыщение рациона питания высококачественными продуктами и специальными пищевыми добавками, регулярное пребывание в профилактории, обязательное ежегодное лечение в санаториях министерства - «Южное взморье» (Адлер), «Голубая горка» (Сочи) , «Джинал» (Кисловодск) и других. В результате действия такой системы оздоровления, сильной социальной политики продолжительность жизни персонала предприятий атомной промышленности в 70-е годы была на 12 лет больше, чем в среднем по стране.
Вместе с тем столь эффективно действующая система оздоровления не распространялась на строителей, работавших на стройплощадках. Они не подвергались медицинским обследованиям перед началом работы, проходившей иногда во много крат более опасных условиях, чем те, в которых работал производственный персонал. Строители никогда не имели санпропускников, что является вопиющим нарушением радиационной гигиены. Им не выдавались индивидуальные дозиметры, а если и проводился дозиметрический контроль, то нарушался принцип отслеживания накопленной дозы. Дозы, полученные строителями при работе на разных участках промплощадки, не суммировались.
В больницах САНО не было специализированных отделений. Жилищные условия, как говорилось выше, не выдерживали критики, специального дополнительного питания строители не получали и тысячами, как персонал, по бесплатным путевкам в санатории не ездили. Позитивные изменения стали происходить в конце б0-х гг. Строящиеся объекты на промплощадках оснастили комфортабельными бытовками, санпропускниками, наладили постоянный индивидуальный дозиметрический контроль, нуждающиеся в лечении стали получать путевки в санатории. Однако первые два поколения строителей всего этого были лишены и рано ушли из жизни.
Ученые никак не могли окончательно выбрать горизонтальный или вертикальный вариант размещения атомного реактора. Окончательное решение по вертикальной схеме принимается только 8 июля 1946 года.
Главным объектом, по которому в Кремле оценивали ход строительства, являлось сооружение ядерного реактора, или, как его тогда называли, объекта «А». В начале октября 1946 года поступили первые чертежи: по объекту «А»: это была техническая документация на котлован с размерами в плане 80x80 метров и глубиной 8 метров.
Вынужденное, из-за отсутствия землеройной техники, начало ручной разработки котлована оказалось впоследствии наиболее рациональным. Двухразовое изменение глубины котлована, с 8 до 24 метров, а затем до 43 метров, требовало принципиального изменения технологии производства работ, особенно по транспортировке груза со все возрастающей глубины. Лопата в руках солдата и конная грабарка в условиях примитивного авто- самосвального и экскаваторного парка машин того периода оказались более надежными гарантами подготовки котлована.
С появлением в котловане двух экскаваторов можно было предположить, что отставание от графика удастся преодолеть. Однако экскаваторы ППГ не отличались надежностью в работе, а в условиях интенсивной эксплуатации, прослужив 6-8 лет, - тем более. Паспортная производительность старых, латаных-перелатаных экскаваторов составляла четыреста кубометров в смену, но этого практически никогда не достигалось. Работа допотопных механизмов во многом зависела от качества топлива — дров или угля, которое редко удавалось достичь в трудных условиях начинавшейся зимы. Много проблем доставляла и вода: то она поступала с перебоями, а то грозила замерзнуть в несовершенной системе водяного охлаждения экскаваторов.
В середине октября 1946 года пришли новые чертежи на котлован, согласно которым глубина его составляла 24 метра, в связи с этим В.А.Сапрыкин издает приказ от 17 октября «О форсировании работ по котловану «А». В нем устанавливается новый график работы: глубину восемь метров достигнуть к 22 октября, двадцати четырех — 25 ноября, а котлован подготовить к бетонированию к новому, 1947 году.
Для стимулирования производительности труда солдат, работающих на котловане, приказом от 16 октября 1946 года организовали соревнование с вручением батальонам Красного знамени и 15000 рублей, а ротам — красных вымпелов и по 1000 рублей каждой.4 Обслуживающий персонал — экипаж экскаваторов, в который входили механики, кочегары, заправщики воды — состоял из переселенцев. Для стимулирования их труда вводилась система поощрений.
Такую же систему поощрений ввели и для солдат военностроительных батальонов. Результаты не заставили себя долго ждать - план октября был выполнен на 102 процента. Отличившимся выдали ордера на сукно, сапоги, часы, галоши, шапки. В то время эти элементарные вещи нельзя было купить ни за какие деньги. Несмотря на прилагаемые усилия, для руководства стройки было очевидным, что принятые меры не смогут переломить ситуацию. Нужны были неординарные решения. Ускорить работу на котловане могли направленные взрывы большой мощности.
С приходом новых руководителей схема организации работ изменилась. Экскаваторы из котлована убрали, заменили их солдатами. Разработка грунта осуществлялась мелкими взрывами, для которых с помощью перфораторов бурили шурфы. Постоянно работало около тридцати отбойных молотков, но они часто выходили из строя. Более надежными были кирка и лопата. До глубины 24 метров грунт отвозили преимущественно на телегах - грабарках.
Примерно с отметки - 24 метра в котловане для подъема грунта были установлены шесть скиповых подъемников. Часть из них предназначалась для выгрузки грунта в кузов автомобиля, часть - в грабарки. Бортовые автомобили на свалке разгружались вручную.
Бетонирование столь крупного объекта требовало специального проекта организации работ. Он был утвержден 17 марта 1947 года А.Н. Комаровским и предусматривал укладку шестидесяти кубометров бетона в час.10 За перевозку бетона от ЦБЗ до котлована персонально отвечали начальник управления автомобильного транспорта строительства В.И.Ким и главный инженер А.И.Степанов. Доставленный с завода бетон заливался в ковши четырех скиповых подъемников и спускался вниз, где распределялся по так называемым хоботам, заливался в опалубку.
Для того, чтобы обеспечить хорошее качество укладки бетона, со всей стройки собрали вибробулавы, виброшланги, площадочные вибраторы; изготовили и широко использовали ручные трамбовки. Был установлен строгий контроль за качеством укладки бетона каждой бригадой. Для этого велся специальный журнал, в котором строго фиксировался участок работы трудовых коллективов. При необходимости с его помощью не составляло труда определить, на каком уровне качества сработала та или иная бригада.
В. А. Сапрыкин предложил изменить систему армирования: делать металлический несущий каркас, для чего использовать балки, принимая их как часть армирования и как несущие конструкции. В дальнейшем такая система армирования получила название армокаркасов и применялась при строительстве всех предприятий атомной промышленности.
Крайне тяжелые условия и задержка проектов на котлован, забытая проектировщиками шахта в транспортную галерею, затянувшиеся поиски наиболее оптимального варианта бетонирования шахты реактора привели к отставанию сооружения объекта «А» от первоначально утвержденного в Москве срока окончания бетонных работ. Несмотря на предпринимаемые усилия, упущенное время наверстать не удалось.
При сооружении первого реактора Георгиевский предложил не возводить надземную часть здания, пока не будут смонтированы все подземные металлические изделия реактора. Здание атомного реактора представляло собой массивное сооружение с размерами в плане 60 на 60 метров, к которому примыкала транспортная галерея длиной около сорока метров. Она заканчивалась узлом перегрузки, представляющим собой два кубовидных бетонных бункера. К ним подавались железнодорожные платформы с контейнером, куда поступали накопившие плутоний урановые блочки. Стены и перекрытия здания были железнобетонными толщиной от 0,6 до 2 метров.
Реактор - это весьма сложная, с точки зрения монтажа, конструкция, которая определялась новизной, уникальностью и большими размерами конструкций, что требовало концентрации большого количества людей и техники на чрезвычайно малой площадке. Монтаж требовал строго заданной последовательности ведения работ. Его осложняла необходимость совмещения строительных и монтажных работ в зимнее время. Высокая трудоемкость сочеталась с большим объемом монтажа. Только в здании №1 за короткий срок было смонтировано 1500 тонн металлоконструкций, 3500 тонн оборудования, 230 километров труб различного диаметра, 26 кранов и кран-балок, 5745 единиц запорно-регулирующей аппаратуры, 3777 приборов, 182 пульта управления, щитов и штативов. Уложено, разделано и подключено 165 километров электрического кабеля, произведена металлизация десятков тысяч квадратных метров поверхностей.
Общая высота металлоконструкций подземной части реактора 32 и диаметр - 8 метров. Общий вес металлоконструкций - около 1000 тонн.
Реактор состоит из трех секций: нижняя - схема «Т» (Татьяна) , схема «Р» (Роман) и схема «О» (Ольга) ; средняя собственно реактор («самовар» - как его именовали монтажники) и верхняя - схема «Л» (Леонид) , схема «К» (Константин) и схема «Е» (Елена). Активная часть реактора высотой 7,6 метра, в диаметре 8 метров состояла из графитовой кладки (36 ООО блочков, размеры 600 х 200 х 200 мм). Снаружи реактор облицовывался металлическими листами и скреплялся бандажами. Верхняя конструкция (схема «Е») засыпалась берритовой смесью (900 тонн), состоявшей из песка и беррита. Опорные стальные плиты, графитовая площадка и верхние решетки по всей площадке имели 1200 отверстий для технологических каналов, в которые загружались урановые блочки. Эти конструкции нужно было сварить и смонтировать в стесненных условиях реакторной шахты, имеющей размеры 12x12 метров.
Самые жесткие требования предъявлялись к точности геометрических размеров и качеству сварки. Сроки выполнения работ были настолько сжаты, что монтажники зачастую работали параллельно со строителями, выхватывая у них фронт работ буквально из рук. Рабочий день никаким временем не ограничивался. Каждый работал столько, сколько было необходимо для выполнения задания - и двенадцать, и шестнадцать часов. А в целом работа велась круглосуточно.
Монтаж реактора начался с установки металлоконструкций схемы «Т» весом 80 тонн на заранее приготовленную строителями подушку. Вслед за этим была смонтирована схема «О» весом 120 тонн. Это особенно трудная и ответственная для монтажа часть реактора, так как на нее монтировалась плита из нержавеющей стали диаметром восемь метров и толщиной 100 миллиметров. Плита имела 1200 отверстий для технологических каналов. Вследствие того, что на ней держалась графитовая кладка, к устойчивости плиты предъявлялись повышенные требования. Поэтому проверка качества сварки и монтажа этой конструкции проходила особенно тщательно.
В середине ноября 1947 года стройку посетил министр внутренних дел СССР С.Н.Круглов. Цель его приезда была очевидной — выяснить реальность пуска комбината №817 к началу 1948 года. Причиной этого визита стала подготовленная И. В. Курчатовым, А. Н. Комаровским, Е. П. Славским, М.М.Царевским записка-доклад в адрес Берии, в которой утверждалось, что при наличии определенных условий строительство реактора можно закончить к 1 января 1948 года. Однако сам перечень этих условий показывает, что авторы доклада председателю Спецкомитета выдавали желаемое за действительное. Авторы записки считали, например, что объекты водной группы можно закончить в декабре 1947 года. Однако они сами же указывали на то, что самый главный объект — ТЭЦ, ни при каких обстоятельствах запустить в эксплуатацию ни в декабре, ни в январе не удастся. В середине ноября к монтажу двух котлов и двух турбин еще не приступали, а на третий котел не было даже проекта. Без пуска ТЭЦ нельзя было обеспечить гарантированное снабжение зданий реакторного производства теплом и электроэнергией.
Несомненно, что записка-доклад руководителей атомного проекта всесильному Берии была странной только на первый взгляд. Великолепно зная истинную картину и больные проблемы строительства, отдавая себе отчет в том, что до пуска реактора, а тем более всего комбината еще далеко, можно предположить, что опытные администраторы командной системы предприняли попытку заранее подготовить Берию и Сталина к тому, что и второй срок пуска комбината не будет выполнен по объективным причинам.
Необходимы были «жертвы». Поскольку предъявить претензии к строителям и монтажникам не было никаких оснований, выбор пал на дирекцию строящегося комбината. Директор базы № 10 Е.П.Славский был освобожден от должности. На его место прибыл из Свердловска директор Уралмаша генерал-майор Б.Г.Музруков, возглавлявший впоследствии коллектив химкомбината «Маяк» на протяжении многих лет, Славский стал его заместителем. Начальник строительства М.М.Царевский был оставлен в занимаемой должности и вместе с другими руководителями прилагал огромные усилия по ускорению темпов строительномонтажных работ. И они, действительно, нарастали из месяца в месяц.
В начале 1948 года напряжение на объектах реакторного производства достигло максимального уровня. В небольших производственных помещениях предстояло смонтировать не менее 5000 приборов, сотни щитов управления, релейных штативов, самопишущих устройств, пусковой дозиметрической аппаратуры. Чтобы надежно включать и выключать их, только под многочисленные щитовые потребовались бы помещения, равные по размерам зданию реактора. Многократное обсуждение этой проблемы в конце концов привели к оригинальному решению — применить в устройствах контроля, управления и автоматизации малогабаритные телефонные реле, телефонные клеммы и телефонные многожильные кабели, диаметр которых был в десятки раз меньше, чем у кабелей, применявшихся обычно до этого.
Кладка графита началась 1 марта 1948г. Несмотря на все предосторожности, в самом начале работы случилось чрезвычайное происшествие. Уже на втором поясе графитовая кладка развалилась. Все работы остановились. Казалось, видимые причины этой беды обнаружить трудно. Конструктор реактора Н.А.Доллежаль был в растерянности. Только после осмотра места происшествия начальником Спецмонтажа В.Ф.Гусевым установили, что неприятность произошла из-за нарушения технологии сборки графита. Все присутствующие еще раз убедились, что мелочей в столь важном деле не бывает. Законченную графитовую кладку обложили стальными плитами, которые закрепили бандажами, как обручи на деревянной бочке, закрыли верхней плитой, абсолютно симметричной нижней. Получился цилиндр, внутри которого находилась активная часть реактора.
Для того, чтобы в графитовые блоки помесить уран, на схему «Л» монтировалась сложная металлоконструкция схемы «К». Схема «К» служила опорой для схемы «Е». В схеме «Е» на равной высоте монтировались три решетки по 1200 отверстий в каждой. В эти отверстия вставлялись трубы диаметром 76 мм и длиной 6 метров. Трубы приваривались к решеткам. На трубы устанавливались коллекторы, в которые вставлялись технологические каналы. Сбор и монтаж технологических каналов происходил в специально отведенном помещении, куда привозили ящики с трубами из особого сплава. С них снимали бумагу и собирали по частям. Собранные технологические каналы перевозили в реакторный зал и подвешивали вдоль его стен. С помощью мостового крана технологические каналы погружались в реактор через коллекторы, схему «Е», графитовые блоки, плиты, схему «О» и доходили до специальной кассеты, которая устанавливалась на схему «Р». в кассете концы технологических каналов закрывались. А при выгрузке урановых блочков, накопивших плутоний, открывались.
В октябре 1947 года началось возведение 150-метровой железобетонной трубы у здания №101. Работы производил Союзтеплострой. Бетонированные трубы выполнялись в переставной опалубке. Бетон подавался шахтоподъемником, наращиваемым по мере «роста» трубы. В верхней части шахтоподъемника оборудовался тепляк, служивший защитой в летний период от дождя, зимой от снега и мороза. Зимой, в начале 1948 года, когда труба была выведена на отметку порядка 130 метров, произошла авария: металлоконструкции тепляка согнулись, тепляк наклонился. Один рабочий выпал и разбился, а один повис на руке, зажатой металлоконструкциями. Хирург-доброволец поднялся наверх (внутри трубы по периметру шахтоподъемника была лестница) и, отпилив руку, спас пострадавшего. Царевский и Чернышов обратились к заключенным с предложением восстановить тепляк. Бригада добровольцев выполнила задание, была освобождена из заключения и получила большую денежную премию46. 2 апреля 1948 года приемная комиссия приняла трубу в эксплуатацию. В начале декабря 1948 года объект «Б» был закончен.
Не менее сложной, чем проблема создания эффективной и безопасной технологии выделения плутония, была проблема хранения отходов радиохимического производства. Согласно принятой в 1948 году цельноацитатной осадительной схеме, после азотно-кислого растворения облученных в реакторе атомных блочков и последующего выделения из раствора урана и плутония, образовывались жидкие высокоактивные отходы. В связи с тем, что в этих растворах имелось большое количество долгоживущих радионуклидов, а также остатки урана и плутония, растворы в течение не менее года надо было где-то хранить для снижения их активности, а затем извлекать остатки урана и плутония. После соответствующей переработки часть растворов вновь направлялась на хранение в емкости, а менее активная должна была сбрасываться в реку Течу.
Что из себя должно представлять это хранилище жидких радиоактивных отходов высокой концентраций, долго не могли решить. По хранилищу жидких отходов (объекту «С») в июне 1947 года был выдан проект. Согласно ему, хранилище представляло собой подземный туннель. Однако дальше разбивки на местности работы не пошли. Проект был отменен, прибывшие на площадку метростроевцы вернулись в Москву. Только в октябре 1947 года был получен проект на первую секцию хранилища — здание №120/1 и 2 ноября 1947 года произведен взрыв «на выброс» под его котлован. Вес взрывчатки составил 114 тонн.
Длительное время сооружение атомного реактора и радиохимического завода, потребовавшее огромных усилий, оставляло в тени строительство относительно простого по технологии металлургического производства. Строительство химико-металлургического завода «В», завершавшего технологическую цепочку получения металлического плутония, началось с опозданием. Полным ходом шел монтаж реактора, росли стены объекта «Б», а завод «В» был в стадии проработки учеными. Завод «В» проектировал ГСПИ-12. Площадку под него в октябре 1947 года выбирала специальная комиссия, в состав которой входили Курчатов и министр МВД Круглов. Остановились на территории, занятой в годы войны под склада; и строительство №103 Министерства военно-морского флота. Она располагалась вблизи железнодорожной станции Татыш.
Еще на стадии проектирования заводу была предопределена драматическая судьба. Опаснейшее для здоровья людей производство предстояло разместить в существующих помещениях барачного типа: строительство в капитальном исполнении надолго за держало бы получение конечной продукции комбината. К тому же, в первое время ученым не удавалось выдать проектантам отработанную в деталях технологию. Все время находились новые, более совершенные методы получения сверхчистого плутония. Поэтому решено было сначала организовать опытный промышленный комплекс, а на основе его работы построить завод, используя наработанную оптимальную технологию.
По свидетельству представителя отдела капитального строительства комбината А.С.Мухина, принимавшего от строителей участки выполненных малярных работ, к нему подошел академик А.А.Бочвар и сказал: «Молодой человек, вы когда-нибудь видели отделку бывших купеческих особняков в Москве? Так вот, здесь требуется именно такое качество». Научный руководитель коллектива создателей технологии завода «В» объяснил, что стены и потолки здесь должны быть зеркально гладкими, чтобы никакие, даже мельчайшие частицы не могли остаться на поверхности помещения. Отремонтированное здание было оборудовано, как обычная химическая лаборатория, деревянными вытяжными шкафами и лабораторными столами. Зато переносное оборудование состояло из платиновых фильтров и стаканов, золотых воронок. Никаких защитных устройств и механизмов, в том числе и манипуляторов, в тот период не монтировалось.
20 февраля 1949 года объекты металлургического завода были приняты государственной комиссией. Они представляли собой несколько складов и бараков, приспособленных для получения металлического плутония объемом всего несколько килограммов. По существу настоящий металлургический завод еще предстояло построить.
Освоение технологии производства плутония представляло собой сложнейшую техническую задачу. В основу получения делящихся материалов для ядерного оружия были положены принципиально новые физические и химические процессы, с которыми советская промышленность никогда до этого не работала. Собственно плутоний получали в атомном реакторе, который представлял собой куб из графита высотой более 20 метров. В графите находились сквозные отверстия, куда помещались трубы (технологические каналы - ТК) . Их насчитывалось более тысячи, в каждый помещались небольшие урановые блочки, выполненные в виде цилиндра, покрытого защитной оболочкой. Всего их в реакторе находилось около 40 тысяч штук. В результате цепной реакции в урановых блочках образовывалось около 100 г плутония в сутки, а за месяц - около 3 кг. При этом происходило очень большое выделение тепла, а графит накалялся до температуры более 300 градусов. В результате реактор требовалось постоянно охлаждать, иначе он неминуемо бы взорвался.
Тепло, выделяемое при цепной реакции снималось нагнетаемым мощными насосами потоком воды из озера Кызылташ. Урановые блочки, в которых находилось некоторое количество плутония, обладали настолько большой радиоактивностью, что их приходилось несколько месяцев выдерживать в специальном бункере и только после этого направлять на радиохимический завод. Вся сложность заключалась в том, что ни одно из технологических звеньев наработки плутония в реакторе предварительно не было отработано в условиях реального промышленного производства.
Еще с апреля 1947 года в Москву на стажировку направлялись будущие начальники смен реактора, их заместители, главные инженеры. Однако экспериментальный реактор давал самые приблизительные представления о тех процессах и проблемах, которые ждали персонал первого промышленного реактора. Никто не мог дать гарантии, что реактор вообще заработает в нужном режиме. Поэтому на завершающем этапе сборки реактора на стройплощадку прибыл начальник ПГУ Б. Л. Ванников, его заместитель А. П. Завенягин, первый заместитель МВД В.В.Чернышев, главный конструктор H.A.Доллежаль. С октября года на комбинате находился Курчатов, лишь ненадолго отлучаясь в Москву.
С первых минут поведение промышленного реактора существенно отличалось от работы экспериментального, на котором персонал учился работать в Москве. Перед начальником С.М.Пьянковым, главным инженером В.И.Меркиным начальник ПГУ поставил задачу обеспечить бесперебойную работу «Аннушки» и в кратчайшее время получить необходимое для первой атомной бомбы количество плутония. Никто не знал тогда, какие последствия вызовет воздействие радиации на металл и графит, как уменьшить разрушающее воздействие воды. Работа каждого узла и блока реактора требовала дополнительного изучения. Реактор не проработал и одного 18 часа, как произошла технологическая авария. Из-за недостаточного количества воды в одном из каналов, урановые блочки перегрелись, что привело к разрушению защитной оболочки блочков и трубы канала. При попытке удалить трубу из реактора, ее нижняя часть с блочками оторвалась и осталась в нем. Ни ученые, ни конструкторы не предвидели, что события могут принять такой оборот и оказались не готовы к этому. Для ликвидации аварии не было никаких инструментов и приспособлений. Реактор остановили. На военном самолете прилетели специалисты по бурению из Москвы.
Через неделю неисправность ликвидировали. Чтобы предупредить подобные аварии в будущем, Курчатов делает запись в оперативном журнале начальников смен: «Начальники смен! Предупреждаю, что в случае остановки воды рабочего и холостого ходов одновременно, будет взрыв. Поэтому аппарат без воды оставлять нельзя ни при каких обстоятельствах». 30 июня 1948 года произошел второй пуск реактора. Однако через несколько дней произошла новая авария. Реактор надо было остановить и полностью прекратить наработку плутония. Однако было принято решение ликвидировать «козла» на работающем реакторе, что приводило к загрязнению помещений и переоблучению сменного персонала. При этом для охлаждения режущего инструмента, снижения выброса в центральный зал аэрозолей и пыли с ураном и графитом в ячейку подавалась вода. Происходило замачивание графитовой кладки, что вызвало коррозию технологических каналов.
На ректоре были впервые обнаружены такие эффекты, как распухание урана и графита под действием нейтронов . В установленных в реакторе алюминиевых каналах в первой загрузке не была анодирована поверхность труб. При попадании воды в графитовую кладку из-за контакта графит-вода-алюминий возник интенсивный коррозийный процесс, и уже в конце 1948 года началась массовая протечка труб, замачивание графитовой кладки. Эксплуатировать реактор с этими трубами стало невозможно.
20 января 1949 года реактор был остановлен на капитальный ремонт. Возникла сложнейшая проблема, как заменить такие каналы и сохранить все ценные урановые блоки. Можно было разгрузить их через низ реактора. Однако их прохождение вниз по технологическому тракту (канал-шахта разгрузки-кюбель-бассейн выдержки) привело бы к механическим повреждениям оболочек блоков, не допускающим повторную загрузку их в реактор. А запасной загрузки урана в то время не было, поэтому крайне важно было сохранить уже частично облученные и сильно радиоактивные урановые блоки. Надо было делать выбор: либо остановить реактор на длительный период, который Ю.Б.Харитон оценивал в один год, либо спасти урановую загрузку и сократить потери в наработке плутония. Руководством ПГУ и научным руководителем было принято второе решение. Урановые блоки извлекали «присосками» через верх реактора с привлечением к этой «грязной» операции всего мужского персонала объекта. Урановые блоки из разрушенных технологических каналов должны были затем частично использовать для повторной загрузки в новые трубы из алюминиевого сплава с защитным анодированным покрытием. После извлечения из реактора урановых блоков залитую водой графитовую кладку необходимо было сушить и только затем ставить новые каналы и загружать в них урановые блоки. Всего было извлечено 39 тысяч урановых блоков.
Работавший тогда главным инженером комбината, Славский, вспоминая эту аварийную разгрузку реактора, отмечал, что попадание воды в зазор труба-графит было связано и с неудачно выбранной системой влагосигнализации: «Чтобы изменить эту систему, потребовалось разгрузить весь реактор... Эта эпопея была чудовищная». Курчатов в то время получил большую дозу облучения, так как в центральном зале около его рабочего стола находились облученные урановые блоки и он их осматривал. Славский писал: «Если бы досидел, пока бы все отсортировал, еще тогда он мог погибнуть». Причины этой аварии рассматривались на совещании у Берии, где ответ держали И.В.Курчатов, Б.Л.Ванников, М.В.Хруничев и другие ответственные за работу реактора и обеспечение его технологическими трубами и урановыми блоками. Оправдаться было очень сложно, и наказание могло быть непредсказуемым.
Вернувшись на комбинат, Курчатов написал Берии: «В дополнение к нашему предыдущему сообщению докладываем: к 1 февраля мы закончили сушку агрегата и достигли равномерного распределения температур по его сечению. Выделение конденсата превратилось...». 26 марта 1949 года был начат вывод реактора на мощность. Отклонений от нормального технологического режима работы реактора было много. Это и заклинивание кюбеля с облученными блоками в разгрузочной шахте, и попадание в технологические тракты различных деталей.
Эксплуатация реактора в течение нескольких лет выявила массу недостатков в системах контроля технологического процесса, который непрерывно совершенствовался. Так, изменение расхода воды в более чем 1000 технологических каналах осуществлялось индивидуальными расходомерами, содержащими ртуть. При их замене и ремонте ртуть разливалась, загрязняя помещения. Были разработаны, изготовлены и смонтированы другие расходомеры без ртути. В первые годы графитовая кладка реактора продувалась воздухом. Из-за горючести графита его температуру нельзя было поднимать более 330°С. При работе на проектной мощности 100 МВт максимальная температура в графитовой кладке ограничивалась 220°С. Это ограничивало допустимую мощность реактора, а следовательно, и его способность производить оружейный плутоний. Строительство азотной станции позволило повысить температуру графита и в несколько раз увеличить мощность реактора.
Первый промышленный реактор мог наработать за год плутоний лишь для двух-трех атомных бомб. Его эксплуатация первоначально была рассчитана всего на три года. Поэтому после пуска первого реактора Совет Министров СССР в июле 1948 года принял решение о строительстве второго, более крупного по мощности реактора АВ-1.26 Его сооружение проходило еще более быстрыми темпами, чем предыдущего. Их не снизил даже пожар летом 1949 года, полностью уничтоживший конструкции и опалубку для бетонирования корпуса реактора.
Второй атомный реактор заработал на полную мощность 15 мая 1950 года. Пуск его осуществлял Курчатов в присутствии обычной для этой торжественной минуты своих ближайших соратников: А. П. Александрова, Б.Г.Музрукова, Е.П.Славского, работавшего уже в Москве. Первым начальником здания 301, в котором находился уран-графитовый реактор ДB-1, назначили H.A.Петрова, главным инженером М.С.Пинхасика, главным механиком Н.М.Тиранова. Одновременно с пуском здания 301 началось строительство третьего реактора АВ-2, который сооружал тот же коллектив, что и здание 301, во главе с В.К.Чистяковым и П.П.Богатовым. Хотя это был и более сложный аппарат, чем предыдущие, но особых происшествий при его сооружении не было. Сроки строительства и монтажа работ сократились.
Третий реактор построили ровно за год - с апреля 1950 по апрель1951 года. Первым директором этого реактора был А.Д. Рыжов, работавший до этого парторгом ЦК ВКП(б) на электростанции в Челябинске. Первые месяцы работы реакторов АВ-1 и АВ-2 потребовали напряженной работы ученых и эксплуатационников. Начальники смен и инженеры управления этими реакторами прошли хорошую стажировку на первом реакторе и быстро учились на чужих ошибках.
Вся история эксплуатации реакторов АВ-1 и АВ-2 - это борьба за форсирование мощности и обеспечение надежной работоспособности. В первые годы после пуска основное внимание было уделено форсированию мощности. С этой целью был разработан и выполнен ряд мероприятий. Одним из лимитирующих параметров была температура графитовой кладки при существующей воздушной продувке, так как при высоких температурах резко возрастало окисление кладки. Замена воздуха на инертный газ давала возможность поднять предел по температуре графита. В качестве инертного газа для продувки был выбран азот. В 19541956 годах на заводе была построена и пущена в эксплуатацию азотная станция, обеспечена азотная продувка обоих реакторов, что позволило поднять мощность на 20-25%.
В связи с отсутствием в первые годы необходимых знаний по радиационнотермическому формоизмерению графита на реакторе АВ-1 оказались заклиненными графитовые втулки. Это не позволяло форсировать мощность и могло привести к осложнениям в эксплуатации. Проблема извлечения заклиненных втулок была решена после изучения различных вариантов. Комплексная бригада, созданная на заводе, разработала инструмент и приспособления для высверливания втулок, а затем выполнила эту работу на реакторе АВ-1 в 1959-1964 гг. После ее окончания мощность на АВ-1 была поднята на 30 % и сравнялась с мощностью реактора АВ-2.
Проектный срок эксплуатации реакторов составлял 5 лет. До начала 60-х годов не было никаких существенных замечаний по состоянию систем контроля, защиты и самих реакторов. Несколько позже стали появляться неисправности. Так, с 1961 года начался выход из строя отдельных точек в системе поканального контроля температуры на сливе. В 1964 г. эта система полностью вышла из строя. Она была спроектирована как не подлежащая ремонту, поэтому на первом этапе ее заменили системой термонейтронных датчиков, которая позволяла контролировать распределение нейтронного потока. Далее была разработана новая система поканального контроля температуры воды на основе термопар. Во время капитальных ремонтов (в 1971 году на АВ-2, в 1972 году на АВ-1) их смонтировали на обоих реакторах. Практика подтвердила, что они более надежны, точны и работоспособны.
С 1961 года начали отмечаться обрывы импульсных линий системы поканального контроля расхода воды в технолоптических каналах в 1964-1965гг. заменены импульсные линии от штуцеров стоек коллектора до переходных плит в схеме «Е» с южной стороны на обоих реакторах. Продолжали постепенно выходить из строя и другие системы и узлы реакторов. Основные усилия всего персонала завода были направлены на сохранение работоспособности реакторов на достигнутых параметрах и обеспечение их безаварийной эксплуатации. Практически не осталось таких узлов и систем, которые не требовали бы ремонта или замены.
Значительные по объему ремонтные работы пришлось выполнить для сохранения работоспособности графитовой кладки. Начиная с середины 60-х годов стало ясно, что кладка начинает разрушаться. Графитовые блоки (кирпичи) подвергались износу и имели трещины, разрушение замковых соединений, значительный осевой прогиб. К 1969 году на заводах были разработаны способ, технология и оснастка для ремонта ячеек углеграфитовой пастой. Разработан состав и технология приготовления пасты. Начался массовый ремонт дефектных ячеек с ее помощью. За все время эксплуатации на реакторе АВ-1 было отремонтировано 252 ячейки, запрессовано 39 693 кг пасты. На реакторе АВ-2 отремонтировано 309 ячеек, запрессовано 52 657 кг пасты. Это позволило сохранить кладки в работоспособном состоянии.
Для обеспечения стабильной и безаварийной работы реакторов за время эксплуатации выполнили еще целый ряд ремонтов и модернизаций оборудования. Была усовершенствована система контроля влажности в кладке реактора, переделана система баков водяной защиты с организацией системы охлаждения в некоторых их них. Переделана система технологической вентиляции. Демонтированы лотки в сливных линиях. Применительно к состоянию реакторов менялась технология ведения основного процесса, непосредственно перед выводом из эксплуатации оба реактора в течение нескольких лет работали в режиме малых кампаний.
Второй стадией производства плутония являлась переработка облученного урана на радиохимическом заводе Б.
Перед радиохимиками стояла задача: из облученного урана выделить плутоний-239 и очистить его от продуктов деления и всех примесей. Для этих целей предусматривалось подвергнуть урановый раствор ацетатным переосаждениям, отделить плутоний от урана и осколков и полученный концентрат плутония подвергнуть дополнительной очистке от тех же примесей.
Еще один важнейший момент нельзя не учитывать: все происходило в условиях воздействия ионизирующих излучений. Первопроходцы сразу после пуска приняли на себя сильнейший радиационный удар. Весьма осложняло дело отсутствие надежного дозиметрического контроля - не было приборов, фиксирующих разные виды излучений, они еще только создавались, а если и были, то в не больших количествах, в экспериментальном исполнении. Приходилось создавать свои, которые хотя и не отличались совершенством, все же позволяли ориентироваться, иметь представление о дозе излучения. Завод, спроектированный по принципам общей химической технологии, по своим компоновочным и техническим решениям не отвечал требованиям спецтехники безопасности. Не только проектанты, но и научные руководители, авторы технологии, из-за своего «пробирочного» мышления не представляли всей опасности радиационных воздействий на человека при организации получения плутония в промышленных масштабах. К наиболее существенным недочетам следует отнести многоэтажность основного здания. При таком расположении движение растворов из аппарата в аппарат, с нижних этажей на верхние предопределяло использование сжатого воздуха, что увеличивало вероятность при передаче растворов под давлением «загнать» их не по назначению. Это случалось, к сожалению, неоднократно.
Были и другие недоработки: то трубы с радиоактивным раствором смонтировали без защиты в местах пребывания людей, то конструкция аппарата в условиях радиоактивного воздействия оказывалась не подлежащей ремонту. Эти ляпсусы при проектировании были допущены не за счет халатности, а из-за незнания, отсутствия опыта эксплуатации, из-за лабораторного мышления. Тогда никто не представлял, как будет работать завод, как сделать его безопасным при эксплуатации и как не допустить переоблучения персонала.
Все делалось впервые. Ведущие специалисты, доктора наук, академики, постоянно были на объекте, но они недооценивали все коварство радиохимической технологии. В тяжелейших условиях коллектив завода Б, руководство комбината и ПГУ вместе с научными руководителями атомной проблемы и радиохимической технологии обязаны были уже в начале 1949 года выдать на следующий технологический цикл (завод В) плутоний в количестве, достаточном для изготовления атомной бомбы.
В августе 1949 года на комбинате были изготовлены полусферы из плутония.Возможности завода В не позволяли производить необходимое количество делящихся материалов для серийного производства ядерного оружия. Поэтому параллельно временной технологической схеме осуществлялось сооружение новых цехов в две очереди. В августе 1949 года было сдано в эксплуатацию здание 1 - плутониевое производство.
В мае 1951 года начало работу урановое производство. Уже через два года проектная мощность завода В была перекрыта. Новым этапом в производстве конечного продукта стал пуск в I960 году здания 1а, возведенного согласно плану реконструкции, утвержденному правительством. Однако и в 60-е годы техническая оснащенность и радиационная безопасность металлургического передела не могли удовлетворить коллектив завода и руководство комбината. Первоначальный проект реконструкции включал в себя старую технологическую схему и не имел принципиальных новшеств. Было составлено новое проектное задание, в котором нашли отражение «последние достижения» отечественной науки и техники.
На Комбинат №813 для диффузионного завода (объект Д-1) прибывало все большее количество машин с заводов-поставщиков. Только для одного каскада требовалось более тысячи машин 0К-9. При пуске последней очереди ступеней, укомплектованных такими машинами, произошло неожиданное осложнение. Наладчики столкнулись с явлением, о котором вспоминал А.И. Савчук, будущий директор Комбината №813: «В процессе пуска, вывода участков на заданный гидравлический режим, появились «грубые воздушные течи». Было непонятно, отчего это может происходить, в чем причины? Ведь только поняв техническую сущность этого явления, можно будет принять решение об устранении и предотвращении таких неожиданных сбоев. После разборки нескольких машин ОК-9 выяснилось, что керамическая рубашка, отделяющая ротор от статора двигателя машины, лопалась, отчего и образовывались воздушные течи, что в принципе абсолютно недопустимо. Таким образом, не обеспечивалось главное назначение керамической рубашки — защита ротора от статора».
Принятые поспешные частные конструктивные решения по спасению положения положительных результатов не дали. Тогда конструкторы полностью пересмотрели конструкцию этого узла двигателя, используя не только новую вакуумно-плотную перегородку между ротором и статором двигателя, но и материал для керамической рубашки, выполнив ее из прессованной резольной смолы, покрытой олифой. При этом пришлось заменить ротор новым, в котором было исключено взаимодействие фторида урана с трансформаторным железом. Все двигатели машин ОК-9, а их было почти 1500, пришлось заменять двигателями новой конструкции. И это было выполнено в кратчайшие сроки, перед выходом завода Д-1 на заданный гидравлический режим.
Первая очередь каскадов, состоящих из машин ОК-7, была смонтирована к маю 1948 года и находилась в пусковой готовности. 22 мая 1948 года на основании доклада ПГУ и научного руководителя проблемы было принято постановление Совета Министров СССР, разрешающее предъявить первую очередь завода Д-1 к пуску. Одновременно постановлением правительства были назначены руководители завода и его основных подразделений.
Вакуумную службу в техническом отделе возглавлял В.И.Чувахин. Ему пришлось первым осваивать отечественную новинку — гелиевые течеискатели. Несмотря на высокое качество изготовления всех видов оборудования часто при его монтаже в каскады в машинах ОК обнаруживались неплотные соединения. При этом следует учесть, что объем контрольных проверок вакуумной плотности превышал возможности аппаратуры того времени. Уровень вакуумной техники в те годы был исключительно низок, главным образом, из-за отсутствия потребности в ней отраслей промышленности нашей страны. И только с появлением атомной промышленности потребовалось ее создания. Объем поисков течи был очень велик, общая линия соединения исчислялась многими тысячами метров, поэтому пришлось организовывать специальные бригады, которые отыскивали течи в машинах ОК перед их монтажом в каскады. Часто после исправления найденных при проверке на течь дефектов компрессоров или трубопроводов и возвращения их в цех вновь обнаруживали течи в том же или другом месте.
Опыт показал, что наибольший брак по поискам течи допускали бригады, куда входили мужчины, наименьший — где трудились женщины. Пришлось мужские бригады расформировать и составлять такие бригады только из женщин. Борьба с течами сильно нервировала производственников, потому появление специально созданных течеискателей подняло их настроение, хотя первые приборы были далеки от совершенства. Сразу же после пусконаладочных работ на первых введенных в эксплуатацию каскадах, состоящих в основном из ОК-7, начались массовые выходы из строя машин, работающих в эксплуатационном режиме. В дальнейшем это повторялось и на каскадах с машинами ОК-8 и ОК-9. Причиной этому было заедание шариковых подшипников электропривода компрессора, приводящее к его остановке или высокому износу подшипников, сопровождающемуся недопустимой вибрацией компрессора и повышением температуры в зоне специальных высокооборотных подшипников. Иногда за сутки выходило из строя до 50 компрессоров. Подшипники работали несколько сотен, а иногда и несколько десятков часов.
Ежедневно персонал завода утром и вечером регистрировал температуру подшипников на тысячах «больных» и еще «здоровых» машинах и заносил ее в карточки, заведенные для каждой машины каскадов. По этим данным и результатам делались вскрытия вышедших из 12 строя компрессоров. Это была мучительная, не прерывавшаяся ни днем, ни ночью работа — замена вышедших из строя компрессоров новыми или отремонтированными машинами. Все машины до аварийной их остановки были заполнены рабочим газом — химически агрессивным радиоактивным гексофторидом урана, успевшим получить некоторое изменение в своем изотопном составе.
В начале было непонятно, почему изготовленные по первому классу точности шариковые подшипники, прошедшие специальный отбор, выходят из строя. Ведь при заводских и комиссионных приемных испытаниях все было в порядке. Стали искать причину в недостатках сборки, отклонениях от требований к механической обработке. В то же время выход из строя подшипников с вводом в эксплуатацию новых и новых каскадов нарастал. Ремонт машин был очень трудным. Из-за одного вышедшего из строя компрессора приходилось останавливать и отключать от каскада целый блок состоящий из 12 машин, откачивать из него рабочий газ, снимать с места и транспортировать в цех ревизии неисправную машину, при этом обнажать весьма чувствительные к влаге и коррозии пакеты пористых пластин, установленных в баке-делителе.
Вместо изъятых машин монтировали новые или уже отремонтированные машины, повторяя вновь весь цикл: откачку, проверку на вакуумную плотность, наполнение газом и т.п. При этом не было уверенности, что замененная машина долго проработает. Эта трудоемкая изнурительная работа полностью дезорганизовала пуск завода Д-1 и была настоящим бедствием, вызывавшим у некоторых руководителей неверие в успех промышленного освоения диффузионного метода.
По решению Специального комитета весной 1949 года на пусковую стройку прибыл первый заместитель начальника ПГУ, заместитель председателя Совета Министров СССР М.Г.Первухин. Он находился на стройке безвыездно месяц, ежедневно разбирался в обстановке на объекте и принимал оперативные решения по многим вопросам строительства, монтажа и пусковых работ.
К концу пребывания М.Г.Первухина на основе обширного анализа состояния оборудования и экспериментальных работ была установлена истинная причина заклинивания подшипников и их ненормальных износов — недостаточность размера радиального зазора в корпусе электропривода. Выбранные люфты и посадки не учитывали реальное термическое расширение деталей в подшипниковой паре, происходившее в условиях плохого теплоотвода в вакуумной среде. Было принято решение на всех 5500 машинах заменить подшипники и откорректировать посадки. После такой замены подшипники перестали выходить из строя.
Однако возникла новая, еще более тяжкая беда — был обнаружен недопустимо высокий уровень разложения рабочего газа (гексафторида урана) в машинах, приводящий к тому, что поток высокообогащенного гексафторида урана практически не достигал конечных каскадов. Гексафторид урана разлагался, и значительная часть его превращалась в порошок тетрафторида урана и осаждалась на внутренних стенках машин. Было решено освободить всю систему каскадов от гексафторида и тетерафторида урана и промыть ее тщательным образом. Все было осуществлено, но результат был нулевым.
И.К.Кикоин мучительно искал пути борьбы с появлением тетрафторида урана. Столкнувшись с этой проблемой, он решил пригласить группу немецких специалистов на консультацию прямо на строительную площадку. Согласие вышестоящих органов было получено, немецкие специалисты прибыли. Кикоин рассказал им о работе газодиффузионных машин и пригласил посетить цеха завода, ознакомиться на месте с их оборудованием. Немецкие ученые в течение нескольких дней внимательно со всем ознакомились и затем сообщили, что все увиденное поразило их своими масштабами и техникой исполнения и что они чувствуют себя здесь учениками так далеко ушли советские специалисты. И работа, и оборудование, подчеркнули они, выше всяких похвал, о чем-либо подобном в Германии могли только мечтать. Вскоре после этого на площадку приехал Берия.
До своего отъезда руководитель Спецкомитета принял ряд организационных мер. К выяснению истинных причин высокой коррозии и потерь газообразного гексафторида урана, превращающегося в твердый порошок тетрафторида, были привлечены видные советские ученые-химики и физико-химики, в том числе академики А.Н.Фрумкин, А.П.Виноградов, профессора И.В.Тананаев, С.В.Карпачев, В.А.Каржавин и др., а также немецкие ученые, работавшие в городе Сухуми.
Было установлено и подтверждено путем разборки многих машин, тщательного сбора осажденных на поверхностях продуктов и их точного взвешивания, что главным виновником недопустимо высокого уровня коррозии газа являются низковольтные электродвигатели компрессоров типа ДТ (двигатель-трансформатор), разработанные в ОКБ ГМЗ и установленные на всех ОК-7 и ОК-8. Двигатели имели большую химически незащищенную поверхность шихтованных тонких железных листов, статора и ротора, кроме того, при работе двигателей температура повышалась, что усугубляло коррозийные процессы. При разборке статора и шихтованного ротора электродвигателя извлекалось до 700 г порошка зеленого тетрафторида урана.
Было решено на всех газодиффузионных машинах, заменить электродвигатели, использовавшихся на самых мощных из них, имевших керамическую перегородку, выполненную из прессованной резольной смолы, покрытой олифой. Эта перегородка герметично отделила статорный объем электродвигателя от ротора. Кроме того, немецкий ученый П.А.Тиссен и В.А.Каржавин предложили проводить общую пассивацию внутренних поверхностей машин всех каскадов вместе с трубопроводами с помощью нагретой фторовоздушнои смеси.
Постановлением Совета Министров СССР от 15 января 1949 года отмечено, что по данным, представленным научным руководителем И.К.Кикоиным, на заводе Д-1 выявились не предусмотренные значительные потери рабочего газа — гексафторида урана, снижающие проектную производительность завода на 35-50%. В целях снижения потерь конечного продукта, обеспечения проектной производительности и пуска Совет Министров СССР разрешил заменить 896 машин ОК-7 на 1696 машин ОК-6, смонтировать и сдать их в эксплуатацию к 15 мая 1949 года. Этот срок был выдержан ГМЗ. В июне 1949 года смонтированные каскады с машинами ОК-6 были включены в технологическую цепочку и позволили в середине осуществить двухцикловой режим работы завода, т.е. пропуская повторно через концевые каскады обогащенный газ, получить первый продукт 75%-ного обогащения. Всего потребовалось изготовить около 1600 машин ОК-6.
В 1950 году после комплектования завода машинами ОК-б и замены всех двигателей на машинах ОК-7 и ОК-8, а также проведения пассивирующей обработки внутренних поверхностей и пористых фильтров всех машин, полного ввода в эксплуатацию холодильной станции для подачи охлаждающей воды, цеха сухого воздуха, наконец, была налажена нормальная эксплуатация завода Д-1 и обеспечен выпуск конечного продукта вначале 75%-ного, а затем 90%-ного обогащения в заданном проектом количестве.
В 1948 году более чем 75%-ного обогащения по изотопу уран-235 на комбинате № 813 в Верх-Нейвинске получать не удавалось. Между тем, для второго экземпляра атомной бомбы нужен был высокообогащенный уран с 94 процентным обогащением по урану-235. Выполнение этой задачи возлашалось на завод №418. Решение Совмина об образовании завода для электромагнитного обогащения и производства стабильных изотопов было принято 6 июня 1947 года. Первым его директором назначили Д.Е.Васильева.
Намеченная к строительству первая очередь завода электромагнитного обогащения изотопов была уникальным сочетанием достижений теоретической и прикладной науки. Основой предприятия являлся электромагнитный сепаратор с разделительными камерами, насосами, создающими небывалое по тому времени разрежение, с системой электрического питания мощнейшего электромагнита высотой 21 метр и весом 3000 тонн. Для обеспечения работы такой установки требовалось создание развитой системы энергетических и технологических цехов, насыщенной уникальным оборудованием. Специально для нового завода на Кузнецком металлургическом заводе изготавливались стальные балки, не реагирующие на мощное магнитное поле. На ленинградских предприятиях были разработаны и изготовлены сверхмощные генераторные лампы для электронных блоков установки. В конце июля 1947 года суженный состав Свердловского облисполкома утвердил отвод территории под завод северо- западнее поселка Нижняя Тура
Основными преимуществами электромагнитного метода разделения изотопов урана по сравнению с газодиффузионным являлись: высокий коэффициент разделения в одном цикле; возможность одновременного обогащения и разделения элемента; универсальность, позволяющая на одной установке разделять стабильные и радиоактивные изотопы различных элементов. К недостаткам этого метода относились: малая производительность, значительные безвозвратные потери урана, большие энергетические и эксплуатационные затраты. Поэтому данный метод использовался только в ограниченных масштабах для получения оружейного урана в период подготовки к испытанию первой урановой атомной бомбы.
Полученный в 1948 году на Комбинате №813 уран с 75 процентным обогащением был передан для дальнейшей переработки на завод №418, где его доводили до требуемого 94%-го обогащения. Именно этот уран использовали во второй советской ядерной бомбе, испытанной в 1951 году. Вследствие высокой себестоимости обогащенного урана на заводе №418 электромагнитная установка перестала использоваться в этих целях после успешного испытания урановой ядерной бомбы. Поэтому производство оружейного урана осуществлялось на Комбинате №813 в Новоуральске.
Начальный этап становления новой отрасли приходится на 1945-1949 гг. В эти годы были осуществлены крупномасштабные научные исследования в области ядерной физики, радиохимии, металлургии, которые позволили выдать технические задания проектным организациям на строительство предприятий по производству плутония и обогащенного урана. С осени 1945 года начинается строительство плутониевого и уранового комбинатов. Оно проходило в сложных условиях, когда, как и в годы Великой Отечественной войны, проектирование заводов шло параллельно их строительству и поэтому требовало больших затрат материальных и людских ресурсов, зачастую вело к нерациональному использованию рабочей силы, но в конечном счете было оправдано вследствие того, что уникальные предприятия были сооружены за рекордно короткие сроки.
Устраняя недостатки технологического процесса и постоянно его совершенствуя, инженеры и рабочие совместно с ведущими учеными страны добились стабильной работы комбината №817. Это позволило накопить несколько килограммов металлического плутония для первой атомной бомбы.
С особой ответственностью приступили специалисты к изготовлению деталей первого боевого заряда. Любая ошибка могла привести к потере всего имевшегося плутония. На предварительные исследования технологии получения деталей Ванников выделил всего сто граммов плутония. После изучения физических и химических свойств вещества ученые предложили три варианта изготовления деталей боезаряда. Однако от технологии прессования деталей из порошка пришлось отказаться после пожара, произошедшего в результате самовозгорания плутония. Для наиболее эффективного метода — литья — не было оборудования, а на его изготовление требовалось много времени. Поэтому пришлось сваривать куски металлического плутония под давлением в вакууме. Необходимое оборудование для этого имелось в Горьком, откуда и было срочно доставлено. После сварки деталь устанавливалась на специальном стенде, где ученые проводили измерения способности каждого куска плутония активно участвовать в саморазвивающейся цепной реакции ядерного взрыва. Потом она подвергалась механической обработке на токарном станке. Каждое очередное снятие стружки токарь мог проводить только по разрешению научного сотрудника, измерявшего габариты детали.
Когда были изготовлены первые две детали, Курчатов, Харитон и группа физиков провели исследования, в результате которых установили критическую массу заряда. При покрытии второй детали на ее внутренней поверхности образовался небольшой дефект, устранить который без нарушения покрытия, казалось, невозможно. Благодаря высочайшей квалификации участников этих событий, все препятствия были успешно устранены.
В начале августа 1949 года были изготовлены полусферы и с большими предостородностями направлены в КБ-11, где провели предварительную сборку атомной бомбы. После этого боевой заряд доставили на испытательный полигон, находившийся в 120 км от Семипалатинска. На нем произошла окончательная сборка ядерного боеприпаса. Успешным испытанием плутониевой атомной бомбы 29 августа 1949 года на Семипалатинском полигоне в Казахстане завершился наиболее трудный начальный этап создания атомной промышленности на Урале. Решение этой задачи было связано с использованием мобилизационных методов времен Великой Отечественной войны.
Мощность первой бомбы была относительно небольшой. Она составляла около четырех килотонн. Делению подверглось около 200г плутония, а 3800г испарилось при взрыве.
Одержанная победа явилась результатов усилий многих предприятий, выпускавших необходимые материалы и оборудование. Однако большинство из них находились на значительном расстоянии от Комбината №817, что при транспортировке радиоактивных компонентов создавало угрозу для окружающей среды. Металлический уран, необходимый для работы атомных реакторов, накапливающих плутоний, производился на заводе №12 в подмосковной Электростали. Чтобы обеспечить бесперебойную работу Комбината №817, где началось строительство сразу нескольких более мощных реакторов, следовало наладить производство металлического урана в непосредственной близости от Базы-10. После начала работы первого реактора вышло постановление о расширении производства оружейного плутония, что предполагало серийное изготовление ядерных боеприпасов во все более возрастающих количествах. С этой целью было необходимо построить завод по массовому выпуску ядерного оружия.
Следующий этап развития атомной отрасли относится к периоду с 1949 до середины 50-х годов. В эти годы завершается формирование полного цикла производства ядерного и термоядерного оружия. Преодолев многочисленные объективные трудности, коллективы газодиффузионного комбината и завода по обогащению изотопов получили необходимое количество урана для второй бомбы. Детали боезаряда для нового типа ядерного оружия изготовлялись там же, на Комбинате №817. Успешное испытание урановой атомной бомбы произошло в октябре 1951 года.
... правительство поставило перед руководством атомной промышленности задачу увеличить его производство не менее, чем в 30 раз с тем, чтобы сократить отставание от США в количестве атомных бомб. Однако к началу 1950 года атомная промышленность по-прежнему располагала одним реактором, на котором можно было получить не более 100г плутония в сутки, к тому же работавшего по-прежнему нестабильно, с большим количеством аварийных ситуаций и внеплановых остановок. По предложению Спецкомитета правительство приняло решение построить два реакторных завода под Томском и Красноярском. Причем реакторы в Восточной Сибири разместили глубоко под землей, для чего в течение восьми лет непрерывно работали 120 тысяч строителей.
Реакторы на сибирских предприятиях обладали мощностью в несколько раз большей, чем реактора «А» под Кыштымом, но производить плутоний они могли не скоро стройплощадки Томского и Красноярского комбинатов начинали возводить в столь же сложных условиях, что и на Южном Урале. В этих условиях правительство приняло решение построить три мощных реактора по производству плутония на Комбинате №817: АВ-1, АВ-2 и АВ-3.11 В 1950-1952 годах все они вошли в строй. Используя опыт работы первого реактора, удалось избежать многих ошибок и неприятностей, быстро наладить оптимальный технологических режим. В эти же годы начали работать два тяжеловодных реактора. В результате на небольшой площадке размещалось шесть реакторов для производства плутония и один исследовательский реактор.
Трудовые коллективы реакторных заводов явились главным источником хорошо подготовленных кадров для сибирских комбинатов. Аналогичную роль выполнял коллектив Комбината №813. С по 1964 год его работники были направлены на три новых диффузионных завода по обогащению урана на Сибирском химическом комбинате в Томске-7, на электролизном комбинате в Ангарске и электрохимическом комбинате в Красноярске-45.
Быстрое увеличение производства плутония и урана вызвало необходимость строительства специального завода по сборке зарядов из них для атомных бомб. В начале 1952 года Управление строительства №247 получило задание начать сооружение объекта №933. К его размещению предъявлялось одно главное условие — максимальная скрытность, недоступность для обнаружения разведкой США. как с воздуха, так и с земли. Поэтому завод построили недалеко от маленького городка Юрюзани в 250 км к западу от Челябинска, в глубокой долине, заключенной между тремя горами, скрывавшими предприятие. В последствие город, выросший рядом со сборочным заводом назвали Трехгорный, в открытой переписке — Златоуст-20, а затем Златоуст-З6.
Характерной особенностью новой площадки являлось сплошное бездорожье в горной местности, отсутствие какой-либо строительной базы и жилья. Строительство в Златоусте-20 представляло значительную трудность еще и потому, что оно находилось на расстоянии более 300 км от Озерска, где размещалась основная база строителей.
Таким образом, к средине 50-х годов на Урале формируются основные элементы ядерного комплекса, включавшего не только производство плутония и урана, изготовление деталей ядерных зарядов, но сборку боеприпасов и их хранение. Производство металического урана с 1948 года осуществлялось на Чепецком механическом заводе в г.Глазове, перепрофилированном для этих целей из патронного завода №544.
По существу был построен крупный завод, работавший на самой современной технологии и уникальном оборудовании, созданным специально для предприятия в Глазове. Концентрат урана поступал на него с Комбината №6, находившегося в Средней Азии, Комбината №7, расположенного под Нарвой, а также из Германии и Чехословакии. Проблема обеспечения промышленных реакторов комбината №817 была решена. Полуфабрикат для комбината №813 — гексафторид урана-235 поставлялся с завода «Рулон» в г.Дзержинске Горьковской области и Сибирского химического комбината. Главным содержанием второго этапа развития атомной промышленности на Урале, наряду с формированием полного цикла производства ядерного оружия, являлось освоение технологии получения термоядерной бомбы.
В 1949-1953 гг. главным производителем компонентов термоядерного оружия был Комбинат №817. Тритий и литий сначала в небольшом количестве получали на исследовательском реакторе АИ. С пуском тяжеловодного реактора ОК-180 возможности производства этих составляющих водородной бомбы значительно увеличились . Окончательно проблему наработки трития решило создание Установки №8, а также двух специальных цехов на реакторном заводе 156 Комбината №817. Научное руководство осуществлял академик А.П.Александров, будущий Президент Академии наук СССР.
Производственные мощности комбината №817 не позволяли удовлетворить возрастающие потребности вооруженных сил в термоядерном оружии. Вследствие этого встал вопрос о создании серийного производства компонентов термоядерного оружия и ядерных боезарядов для него. Строительство еще одного предприятия неизбежно привело бы к распылению материальных и людских ресурсов и, как следствие, к замедлению темпов сооружения сибирских комбинатов. Поэтому производство термоядерного оружия разместили на площадке завода №418, находившегося под Нижней Турой в Свердловской области. В июне 1951 года на этом предприятии были остановлены мощности по выпуску высокообогащенного урана. Электромагнитный метод признали неэффективным и дорогостоящим.
Началось проектирование, строительство, а затем постепенный ввод новых цехов и площадок для выпуска термоядерного оружия. В 1952 году начинается производство первых изделий. В 1953 году 1613 рабочих и ИТР завода были направлены на обучение в Озерск, Новоуральск, Свердловск, где прошли стажировку и изучили оборудование, на котором им предстояло работать. С 1954 года завод №418 приступил к изготовлению и серийному выпуску термоядерного оружия, разработчиком которого выступало КБ-11 во главе с академиком Ю.Б.Харитоном. Уникальное по тому времени, оно требовало от работников предприятия высокой культуры груда, применения высокопроизводительного оборудования, автоматизации процесса производства. Вместо этого преобладали ручные операции, непроизводительное оборудование и инструменты, приводившие к высокой трудоемкости изделий. Руководство завода во главе с А.Я.Мальским для решения этой проблемы пошло по пути внедрения конвейерно-поточных линий.
В 1959 году заработали две поточные линии роторного типа по изготовлению и сборке спецдеталей. В 1960 году на заводе работало уже 12 таких линий. Они использовались даже на сборке термоядерных зарядов, что значительно повышало производительность труда, снижало трудоемкость, себестоимость, улучшало качество и культуру производства. Введение нового оборудования в 1962 году позволило увеличить объем производства предприятия по сравнению с 1958 годом в 4,63 раза.
В целом, к середине 50-х завершилось формирование основных элементов системы предприятий атомной промышленности. Ее особенностями являлись компактное размещение предприятий на относительно небольшой территории, полнота цикла производства ядерного и термоядерного оружия - от исходного полуфабриката до конечного изделия. К этому времени технология многих предприятий или части ее оставалась опытной и постоянно совершенствовалась . Ученые академических и отраслевых НИИ являлись активными участниками модернизации старых и внедрения новых технологий на всех предприятиях атомной промышленности Урала. Наиболее ярким примером этого являются переход от газодиффузионной к центрифужной технологии получения обогащенного урана на Комбинате №813, принципиальное изменение способа выделения плутония на радиохимическом заводе комбината №817 и т.д.
С середины 50-х годов начинается следующей этап развития отрасли, когда атомная промышленность на Урале начинает приобретать качественно новые черты, что в конечном счете приводит к формированию ракетно-ядерного комплекса, объединяющего теоретическую и конструкторскую разработку новых типов ядерного и термоядерного оружия, их изготовление и размещение на ракетных носителях, разработанных и изготовленных здесь же, в горнозаводском регионе.
По предложению А.П.Завенягина объект решили построить между Челябинском и Свердловском. Разветвленная транспортная сеть, близость плутониевого комбината позволяли оперативно решать вопросы изготовления экспериментальных узлов термоядерных устройств. Свою роль сыграло наличие на новой площадке действующей лаборатории «Б» H.A. Тимофеева-Ресовского с жилым фондом и минимальной социальной инфраструктурой, что создавало возможность сразу, не дожидаясь окончания строительства института начать работы по основной тематике.
Первая тематика нового института перешла из КБ-11, так как его руководство и главные специалисты вышли из коллектива Ю.Б.Харитона и участвовали там в создании опытных ооразцов зарядов.
Для начала новому коллективу было поручено совершенствование РДС-6 - первого термоядерного заряда, испытанного в 1953 году. Однако идея последующего совершенствования РДС-б развития не получила. Со второй половины 1954 года приоритетной становится новая схема заряда, индексированного как РДС- 37. Этот заряд с самого начала проектировался как оружие.
22 ноября 1955 года в 9.47 утра экипажем ТУ-16 РДС-37 был сброшен на Семипалатинском полигоне. Системой автоматики «изделие» было подорвано на высоте 1550 метров. Его мощность составила 1,7 мегатонны. Так, за короткое время советские ядерщики придумали, рассчитали, сконструировали, изготовили и испытали два принципиально разных термоядерных заряда. В их создании участвовали и те, кто составил ядро физиков-теоретиков, конструкторов и технологов нового института. Становление его было трудным. Коллективу приходилось работать в двух местах: на старом объекте и на новом, изготавливать свои конструкции на нескольких заводах страны, включая и уральские. И тем не менее, через два года после создания института, уже в апреле 1957 года, НИИ-1011 начал испытывать ядерные заряды своей разработки. К концу 1958 года, когда Советский Союз объявил мораторий на ядерные испытания, новый институт провел их более десяти.
Боевая часть с зарядом института для оснащения морской ракеты, стартующей с подводной лодки из надводного положения, была сдана на вооружение в 1960 году. В 1963 году флот получил ядерную головную часть для новой баллистической ракеты, которая стартовала уже из-под воды. Так создавалось первое поколение ракетно-ядерного оружия для подводных лодок ВМФ СССР. Ракета с надводным стартом находилась на вооружении Военно-морского флота до 1972 года. Завершение создания этого ракетного комплекса означало, что на Урале успешно начала функционировать база морского ракетостроения с ядерными боевыми частями.
Таким образом, атомная промышленность на Урале развивается в несколько этапов. Первый из них длился с осени 1945-го по август 1949 года. Главным его содержанием являлось создание и успешное испытание первой советской ядерной бомбы. На втором этапе, с 1949-го до середины 50-х гг. на Урале создается полный цикл серийного производства ядерного и термоядерного оружия, а также его хранения. Третий этап, с конца 50-х до конца 80-х гг. знаменует наивысший расцвет атомной промышленности, которая в эти годы становится составной частью уникального ракетно-ядерного промышленного комплекса, обеспечившего в конечном счете наряду с сибирскими предприятиями паритет в ракетно-ядерном противостоянии с США. Достигнув наивысшего уровня развития, атомная промышленность привела политических руководителей СССР и США к мысли о том, что нет смысла развивать ее дальше, так как ядерное оружие не способно решить самую глобальную проблему современности - обеспечить безопасность мировому сообществу.
Это: Саров (Арзамас-16), Заречный (Пенза-19), Озерск (Челябинск-65), Снежинск (Челябинск-70), Трехгорный (Златоуст-Зб), Новоуральск (свердловск-44) , Лесной (Свердловск-45) , Северск (Томск-7), Железногорск (Красноярск-26), Зеленогорск (Красноярск-45) Кроме предприятий ЗАТО в систему Минсредмаша 80-х годов входили следующие предприятия и организации: завод Полиметаллов (г.Москва), приборный завод «Сигнал», Подольский Научноисследовательский технологический институт, Мангышлакский энергокомбинат, приборные заводы «Тензор» и «Электрон», Кирово-Чепецкий химкомбинат, Чепецкий механический завод, Ульбин- ский металлургический завод, сланцехимический завод (г.Силлямяэ), Новосибирский завод химконцентратов, Приднепровский химический завод (г.Днепропетровск), Государственный союзный завод «Двигатель» (г.Таллин), Волжский машиностроительный завод, Нижетуринский машиностроительный завод, Свердловский НИИхиммаш, Всесоюзный НИИ приборостроения, НИИ атомных реакторов (г.Миликес), Сухумский физико-технолохмческий комбинат, ОКБ машиностроения (г.Горький), Всесоюзный НИИ не https;//warlib.site 390 органических материалов, Харьковский физико-технический институт, Волжский опытно-экспериментальный комбинат, Воротынский опытно-экспериментальный завод, Забайкальский горнообогатительный комбинат, Институт атомной энергии им. И.В.Курчатова, Целинный горно-химический комбинат, Новойский горно-обогатительный комбинат, Приаргунский горно-химический комбинат, Киргизский горнорудный комбинат, Ленинабадский горно-химический комбинат, Прикаспийский горно-металлургический комбинат, Восточный горно-обогатительный комбинат, СреднеУральский машиностроительный завод, Ангарский электролизный химкомбинат, Научно-производственное объединение «Красная звезда», завод «Балтиец».