Сериал “Атом” к 80-летию атомной промышленности взялся показать основные узловые пункты проекта создания атомной бомбы в России, включая тему привлечения к нему немецких специалистов. Разумеется, всё это сделано художественно, где очень правильно, а где с неизбежными отклонениями от документальной истины и хронологии - для создания собирательных образов учёных, для экономии экранного времени, для остроты интриги, а где-то - по идеологическим соображениям. Скажем, в 7 серии физик Фролов, чьим прототипом считается Г.Флёров, предлагает изменить конструкцию ядерного реактора с горизонтальной на вертикальную. Причём делает он это заявление уже на этапе рытья котлована (к работам приступили в авг.1946). На самом деле, вертикальную конструкцию предложил главный конструктор атомного реактора Н.А.Доллежаль ещё в феврале 1946г. Идея была очень оригинальной, поскольку в США сделали горизонтальный реактор. В результате вертикальную схему утвердили “только” 8 июля 1946г. и лишь после этого стали рыть котлован. А вот нужного количества металлического урана для будущего реактора всё ещё не было. Нет реактора, нет и атомной бомбы. Основную надежду в этом плане тогда возлагали на немецкую группу Н.Риля.
Недосказанности в сериале
Интересно, что некоторые параллели сериала с Историей с ходу вам объяснит не любой физик-ядерщик, поскольку они покрыты пеленой борьбы за научные приоритеты. Так, добрая половина сериала посвящена работам по получению чистого металлического урана для будущего реактора. Мы видим в 4 серии триумф Варвары Карповой, получающей первый слиток металлического урана и показывающей его самому Берии. Задача решена! Но вдруг в 5 серии появляется пленный немецкий учёный Николаус Риль, задача которого, как объясняется попозже, наладить промышленный выпуск этого самого металлического урана. На долю Карповой с этих пор остаются только личные отношения с Замятиным. В сериале, таким образом, честно сказано, что не всё было так просто с металлическим ураном. Однако объяснить, что же было не просто и почему, все лавры в этом вопросе получил Риль, а не учёный Ершова, прототип Карповой, придётся в этом очерке.
Ранее см. Металлический уран и любовь в сериале “Атом”. Берия, Завенягин и Ершова. "Научный" роман в кино
Командировка учёных в Германию и Риль
Итак, едва успела Зинаида Ершова получить первый 750-950 граммовый слиток чистого металлического урана 2 или 3 мая 1945, как Курчатов 5 мая 1945г. обращается к Берии с просьбой командировать сотрудников его лаборатории в Берлин для исследования состояния дел в Германии по урановой теме. В числе этих учёных были Махнев, Флёров и Арцимович во главе с Завенягиным. В середине мая 1945г. Арцимович и Флёров разыскали недалеко от Берлина крупнейшего специалиста по переработке урана Н.Риля и пригласили его в Берлин на беседу.
Во время войны Рилю в фирме Ауэр удалось произвести несколько тонн металлического урана. 9 июня 1945г. Риль с семьёй и частью сотрудников вылетел в Москву. Здесь он встречался с Курчатовым, рассказывал ему о своей технологии и ездил по стране с Завенягиным в поисках подходящей производственной площадки. Наконец, Завенягин определился с местом – г.Электросталь под Москвой – завод №5 боеприпасов, отныне - с 1.09.1945 он стал заводом №12 Первого главного Управления (Атомного проекта) при Совнаркоме. 13 октября 1945г. вышло постановление СНК об организации на заводе производства продукта А-9 – металлического урана – мощностью 100 тонн и выпуске в 1946г. первых 40 тонн. По расчетам Курчатова, для атомного реактора, тогда его называли котёл, требовалось 100-120 тонн А-9.
Технологии на заводе №12
Производство на опытном заводе в Электростали предлагалось наладить по двум актуальным методам и одному “теоретическому” (электролиз в расплавленной среде). Первый метод предлагал Риль – восстановление очищенного урана до блоков металлическим кальцием, он должен был быть запущен к 01.01.1946г. Второй метод отрабатывался Ершовой в Гиредмете -восстановление урана металлическим магнием – запускался к 1.02.1946г. Хотя Рилю и Ершовой предстояло реализовывать свои идеи в одном месте, контактировали они между собой плохо. По крайней мере, Риль вообще не вспоминает Ершову в своих мемуарах. В интервью же Ершовой чувствуется обида. Первый её упрёк состоит в том, что немцы в Электростали использовали её идею восстановительной плавки в вакуумной индукционной печи, причём в “нашей” (американской, согласно Курчатову), а не трофейной. Относительно этого пункта у Риля можно прочитать следующее. Все плавильные печи были завезены из Германии (согласно советским документам, в ноябре-декабре 1945г.), причём большую вакуумную печь сначала по ошибке привезли в Красноярск.
С другой стороны, Риль сетует, что в Германии 3-го Рейха они вынуждены были использовать менее эффективные вакуумные резистивные печи. Так что откуда тогда взялась индукционная печь в Электростали? Согласно Ершовой, она была подготовлена (вернее, приобретена) по её чертежам. Николаус же ей в противовес пишет в мемуарах, что он делал первую плавку на немецкой печи. В любом случае, уже в 1945г. Рилю удалось выплавить в блоки 137 кг металлического урана. Сырьём послужил поначалу уже очищенный металлический порошок урана, вывезенный из Германии. Вообще весь 1946 год в СССР работали на бельгийском уране, взятым из Германии. Внимание к первой "немецкой" плавке высшее советское руководство проявило не меньшее, чем к плавке Ершовой, показанной в 4-й серии.
Отличие метода Ершовой от немецкого состоял в том, что немцы в качестве исходного материала применяли закись-окись урана и перед восстановительной плавкой предпринимали так называемую фракционированную кристаллизацию, - получали очищенный металлический порошок урана. Ершова этим не занималась. Исходным материалом для неё был тетрафторид урана, который подвергался металлотермическим процессам, где обрабатывался не порошок, а в итоге - черновые болванки. Хотя Ершова утверждала, что её метод был более высокопроизводительным, на практике с ним возникли проблемы. Свойства тетрафторида были недостаточно изучены. Вот как о них вспоминает Ф.Г.Решетников: “Первые относительно небольшие плавки (в 1946г.) – по 0,5 кг по тетрафториду проходили довольно бурно: были и разрывы аппарата с выбросом продукта реакции, и проплавление аппаратов жидким восстановленным ураном.”
Новые идеи 1946-47 годов
Напротив, у Риля дела продвигались успешнее, но на выполнение производственного плана 1946г. он не выходил. Весной 1946г. Николаусу приходит в голову спасительная идея заменить длительную фракционированную кристаллизацию эфирным методом очистки урановых солей. Такой способ применяли американцы. К водному раствору уранового соединения добавлялся эфир и взбалтывался, почти все примеси оставались в водной фазе. Этот метод был огнеопасен, ему не сразу дали добро в СССР. Необходимую плотную аппаратуру – керамические сосуды, трубки и фланцы изготовили на керамических заводах в Тюрингии. Находчивость Риля привела к тому, в 1946г. из 35 тонн кондиционного металлического урана 34 тонны было сделано по немецкому методу. План 1946 года был 40 тонн, но ещё 6 тонн металлического урана пришлось забраковать из-за засоренности его бором. Т.О. формально план был выполнен. Практически все полученные урановые блоки были направлены на первый опытный реактор Ф-1, запущенный 25 декабря 1946 года.
План на 1947 год предусматривал уже производство 130 тонн А-9 - металлического урана. По словам Риля, применение эфирного процесса позволяло получать до 1 тонны урана в день, хотя, возможно, он преувеличивает. Как бы то ни было, в 1947 году происходят любопытные вещи. Во-первых, в середине 1947 работы по природному урану металлургической лабораторией (№5) НИИ-6, преемницей лаборатории Ершовой, “можно сказать в одночасье были прекращены”. Лаборатория получила важное задание разрабатывать металлический плутоний. А вот Риль получил интересное предложение, от которого не мог отказаться в связи с тем, что его способ имел свои проблемы.
Воспоминания Риля. Тетрафторид урана
Читаем мемуары Риля: “После того как мы во много раз увеличили производительность урановой технологии благодаря «мокрой химической» [эфирной] очистке, проблемным местом стал «горячий процесс» или металлургическая часть. Эта часть работы вызывала много недовольства. При восстановлении оксида урана при помощи металлического кальция из металлического урана не получался слиток, а получалась смесь уранового порошка металла с оксидом кальция. Оксид кальция нужно было растворить кислотой, и тогда [только для дальнейших операций – О.Д.] получался порошок металлического урана не очень хорошего качества со значительными включениями оксидов. Однажды меня посетил упомянутый уж в главе 3 «платиновый полковник» [упоминается только генерал-полковник Ванников – О.Д.] и спросил, почему мы упорно настаиваем на описанном оксидном методе.
Я сказал, что мы ни на чем не настаиваем, просто мы не доверяем другим методам. Он наседал и говорил, что вместо оксида [урана] можно использовать тетрафторид урана. Возникающий при этом фторид кальция [кальций -восстановитель – О.Д.], в отличие от оксида кальция [возникающего при реакции с оксидом урана -О.Д.], плавился бы, а жидкий металлический уран кристаллизовался бы не в виде порошка, а стекал бы сначала на дно реакционного тигля и затвердевал бы в виде прекрасного слитка. Я сначала недовольно ответил, что я это тоже могу представить, но мы, однако, подготовились к оксидному методу. Постепенно я стал замечать, что он знает больше, чем я. и это меня насторожило. Из очень осторожных, прощупывающих слов «платинового полковника» я заметил, что он хотел меня вывести на правильный путь, не указывая конкретно, откуда он получает информацию. А сейчас я почти уверен, что эта информация была получена из Америки путем шпионажа… Фторидный метод, который мы тотчас же стали использовать, действительно превосходил оксидный метод.”
Заключение. Ершова была не довольна Завенягиным?
Из этого опуса мы видим, что Риль было слабо осведомлен о работах с тетрафторидом урана, как в сочетании с кальцием, так и с магнием в НИИ-6 по изначальному методу Ершовой. Между тем здесь (как рассказывает Решетников): “Внедрение сушки и прокалки тетрафторида стабилизировало процесс, и восстановительные плавки до 70 кг по урану проходили спокойно и с достаточно хорошим отделением от шлака”. В определенный момент советское руководство приняло решение негласно передать немецкой группе на окончательную отделку в заводских условиях отработанную (уже без непосредственно Ершовой) методику НИИ-6. Надеюсь, теперь лучше понятны слова Ершовой: “Поэтому, когда Завенягин присуждал [Рилю в1949г.] Героя [Соцтруда], он знал, что металлический уран готовил не Риль, а лаборатория Ершовой. И поэтому нужно было хотя бы добрым словом, но вспомнить, что Риль использовал материалы Ершовой.” Как признавал Курчатов, изначально немецкий способ помог атомному проекту сэкономить 1 год в создании атомных реакторов.
В 1945г. Ершова получила за метод по получению металлического урана премию 10 тыс.руб. 5 марта 1947 Рилю за то же самое дали премию 350 тыс.руб. и автомашину Победу. В 1949 Риль стал Героем Соцтруда, а Ершова получила орден трудового Красного Знамени за выполнение новых важных заданий. Не из-за симпатии ли Завенягина к немцам и "принижение" русских заслуг не срослись личные его отношения с Ершовой, показанные в сериале?
Продолжение по атомной тематике сериала, возможно, следует.
Очерк включен в подборки Дискуссии по истории и Связь. Технологии. История науки блога Друг Истории.
Признателен за лайки, подписку и донаты на развитие канала) Душин Олег ©, Друг Истории №394, следите за анонсами публикаций - на Tелеграмм канал Друг Истории и в группе ВК