Раиса Кузнецова - Курчатов ЖЗЛ

• Название: Курчатов ЖЗЛ
• Автор: Раиса Кузнецова
• Издательство: Молодая гвардия
• Жанр: Биографии и Мемуары
• Год: 2016
• ISBN: 978-5-235-03749-6

Академик Игорь Васильевич Курчатов (1903–1960) принадлежит к числу тех ученых, чьи труды и практические усилия определили будущее человечества. Благодаря ему Советский Союз сумел в сжатые сроки создать атомную, а затем и водородную бомбу, разрушив ядерную монополию США, начал создавать атомный подводный флот. Курчатов не только заложил основы мирного применения атомной энергии, но и открыл путь исследованиям по управляемым термоядерным реакциям. Несмотря на всемирное признание заслуг Курчатова и большое количество посвященных ему публикаций, многие стороны его жизни остаются неизученными и малоизвестными. Книга сотрудника Дома-музея И. В. Курчатова, доктора исторических наук Раисы Кузнецовой, основанная на архивных документах и воспоминаниях, позволяет по-новому взглянуть на биографию научного руководителя советского атомного проекта.

знак информационной продукции 16+

---

В то время не все знали, для чего строится бункер. Но всем было ясно, что качество его должно быть высоким. Курчатова очень беспокоила гидроизоляция. Он не раз наблюдал, как из котлована ручным насосом, а иногда и ведрами удаляли воду. Когда бесформенный котлован превратился в железобетонное сооружение, Игорь Васильевич во время очередного посещения весело сказал: «А наша посудина начинает просыхать».

Корпус вырос зимой на фундаментах, сделанных осенью. В январе 1946 года клали кирпичные стены. В феврале монтировали металлические фермы и делали перекрытия. В марте занимались столярной отделкой и вставляли стекла. Через полгода после традиционной закладки фундаментов состоялся пуск тепла от центральной котельной. Важный этап строительства был завершен. В таких случаях говорят: «Здание вчерне закончено». Строители быстро убрали разбросанные вокруг старые доски опалубки, стойки наружных лесов. Тогда не было подсобных предприятий, заготовка материалов и полуфабрикатов производилась прямо здесь, на стройке. В одном из углов главного зала разместились жестянщики, в другом углу — электромонтажники, в третьем — сантехники. Каждый вид работ требовал установки самодельного верстака, приспособлений и запаса своих материалов. К весне расчистили все помещения корпуса, начались работы внутри. Готовясь к встрече с руководителями, на вахту встали все подразделения. За короткий срок навели полный порядок. Изменился вид зала: выселили подсобные мастерские, освободились от хлама и лишних материалов, подготовили помещения для настилки полов и отделки, очистили территорию вокруг корпуса.

Когда руководители Главного управления вошли в корпус, шел обычный трудовой день. Готовили зал для сдачи под монтаж технологического оборудования. Каждый занимался своим делом: завершали укладку бетона под полы и каналы, вели штукатурные работы, заканчивали монтаж вентиляции и внутреннего водоснабжения. Стучали молотки, грохотали вибраторы, вспыхивали огоньки электросварки. Курчатов, как всегда, веселый и приветливый, сопровождал гостей, рассказывал им о замыслах, объяснял планировочные решения. Показывал не по чертежам, а в натуре расстановку технологического оборудования, взаимосвязь реактора с пультом управления, мощность земляной защиты от радиоактивных излучений и сооружение бункера. В приподнятом настроении Игорь Васильевич выражал удовлетворение проектными решениями, ходом и качеством строительно-монтажных работ.

В начале июня корпус сдали под монтаж технологического оборудования, а в начале ноября корпус «К» вступил в строй действующих. Сейчас в торце корпуса со стороны пульта управления установлена мемориальная доска. На граните высечено: «25 декабря 1946 года в этом здании впервые на континенте Европы и Азии Игорь Васильевич Курчатов с сотрудниками осуществили цепную реакцию деления урана».

Здание корпуса «К» было построено принципиально иначе, чем в США у Э. Ферми. Смонтированное в нем ядерное устройство также конструктивно отличалось от американского реактора. Наш реактор Ф-1 был с вертикальным расположением стержней управления и аварийной защиты, в то время как в американском реакторе стержни двигались горизонтально. Реактор собирали в бетонированном котловане — прямоугольной шахте с гранями по десять метров и глубиной семь метров. Мощные бетонные стены и толстый слой земли защищали от излучения. Две автономные подстанции подавали электрический ток, необходимый для управления реактором. Для измерения уровня радиации вокруг здания разместили дозиметры, на стенах установили сирены и световую сигнализацию, срабатывавшие при опасном уровне излучения. В августе — октябре были построены и отработаны в шахте четыре модели реактора типа «Сфера», а в декабре 1946 года — модель «Сфера-5», на которой испытывали стержни для регулирования процесса ядерной реакции[548]. Экспериментируя, находили оптимальные параметры объема активной зоны реактора. Курчатов ежедневно и еженощно участвовал в этом, лично проводя наиболее ответственные работы по сборке и подготовке реактора к пуску. Работал и как руководитель, и как ведущий физик-экспериментатор, и как простой рабочий. Однажды, когда он, испачканный в графите, заканчивал складывать очередной слой кладки котла, лаборант А. К. Кондратьев спросил, зачем он делает эту черную работу. Игорь Васильевич строго ответил: «Всякую черную работу нужно делать тщательно, ибо от того, как она исполнена, зависит успех общего дела»[549].

Помимо технических задач и преодоления неожиданных трудностей Курчатов одновременно решал и возникающие по ходу дела сложные научные проблемы, от которых зависел окончательный результат. Одна из них появилась в связи с так называемым температурным коэффициентом реактивности: если он положителен, то по мере нагревания реактор «разгоняется», что было опасно; при отрицательном коэффициенте разогрев не страшен и реактором легче управлять. Курчатов с сотрудниками убедился, что коэффициент отрицателен, однако расчеты, поступившие от группы физиков в ФИАНе, давали положительное значение. Курчатов немедленно поставил специальный контрольный опыт, тщательно проверил прежние измерения, провел расчеты и добился результата, не оставляющего сомнений в правильности прежнего значения. Только после этого он оставил в силе свои ранее сформулированные условия. В цикле физических исследований по изучению особенностей уран-графитовой системы, сопоставления ее с теоретической моделью ярко проявился его талант физика-экспериментатора. Эти исследования детально описаны более чем в двадцати не публиковавшихся до последнего времени научных отчетах[550]. В 2013 году они напечатаны в вышедшем шеститомном собрании трудов ученого и теперь позволяют впервые увидеть Курчатова как участника работ по физическим основам атомного реактора.

Сборка реактора была сложным и ответственным делом. Из графитовых блоков в виде сферы диаметром шесть метров, окруженной отражателем (также графитовым) толщиной 80 сантиметров, сооружалась его активная зона. В уложенных блоках графита было просверлено около 30 тысяч отверстий для урановых блочков — они образовывали пространственную решетку с определенным шагом. Общий вес графитовой кладки в реакторе составлял 450 тонн, а урановых блочков — 45 тонн. Полная структура реактора выглядела как кубическая решетка урана, погруженная в графитовую сферу[551]. Монтаж вели горизонтальными слоями, начиная со дна котлована. По расчетам реактор должен был состоять из 76 слоев[552]. На каждый слой составляли монтажную картограмму, определяющую его планировку: где и какой графитовый брусок уложить, в какое отверстие вставить какой урановый блочок и т. п. В сборке реактора были предусмотрены три сквозных вертикальных канала, предназначенные для свободного перемещения внутри кладки стержней управления и защиты (стержни СУЗ). Поднятие или погружение внутрь активной зоны центрального или управляющего стержня позволяло регулировать величину нейтронного потока в реакторе.

Два других вертикальных канала были предусмотрены для стержней аварийной защиты. Они крепились к тросу с помощью электромагнитного замка. Простота и надежность конструкции состояли в том, что достаточно было обесточить обмотку электромагнита, чтобы стержень под собственным весом упал внутрь реактора и цепная реакция мгновенно прекратилась. Вся конструкция для регулирования мощности реактора и его аварийной защиты была разработана и смонтирована прямо в здании своими же инженерами и рабочими.

В кладке предусматривались также пять горизонтальных каналов контрольно-измерительной аппаратуры. Подаваемые от нее электрические импульсы детекторов воспроизводились в звуковых динамиках и на гальванометре, установленных в комнате управления и в центральном зале. Для будущих экспериментов в кладке предусматривался широкий горизонтальный туннель. В нем предполагалось облучать образцы различных материалов и изучать биологическое воздействие нейтронного потока на живые организмы (мышей, крыс, собак).

15 ноября 1946 года Курчатов принял решение о начале сборки. 20 ноября на дне котлована выложили первый графитовый слой. Начальные слои многократно перепроверяли, перекладывали. Потом дела пошли быстрее — выкладывали по два-три слоя за день. Сборка первых двадцати пяти слоев проходила без особых мер предосторожности, точно по картограммам. Но когда в горизонтальный канал был установлен «запальный» источник нейтронов, начали вести радиационный контроль и обстановка сразу изменилась. Напряжение, ожидание неожиданностей нарастали с каждым выложенным слоем. С 28-го слоя Курчатов ночевал в только что выстроенном для него на территории лаборатории доме. Он дал команду еще раз тщательно проверить и привести в рабочее состояние стержни СУЗ, включить все приборы радиационного контроля, детекторы нейтронного потока и гамма-излучения, находившиеся внутри активной зоны и в разных точках здания. Опасность пускового момента заключалась в том, что надо было подойти к критическим размерам реактора осторожно, ведя постоянное наблюдение за уровнем нейтронного потока внутри сборки. Цепная реакция могла развиться неожиданно.