Наталья Богуненко - Музруков

Конечная продукция завода «Б» являлась по определению исходной для предприятия, замыкавшего технологическую цепочку комбината № 817 — химико-металлургического завода «В». Именно его работникам предстояло из концентрата плутония получить металл, а из него изготовить детали заряда РДС-1. Правда, такого названия на комбинате тогда не знали. Требования секретности налагали строгие запреты на всякую информацию о целях общей работы. Но люди понимали, что участвуют в важном государственном деле. Это сознание придавало силы, помогало преодолевать большие трудности — ведь строительство и становление металлургического завода на комбинате проходили не менее драматично, чем создание там объектов «А» и «Б».

Первые распоряжения по созданию завода относятся к началу 1947 года, а в феврале 1949 года объект «В» уже начал свою производственную деятельность. За такой короткий срок технология металлургии плутония и его сплавов была отработана в научных лабораториях, передана на промышленное производство, освоена и успешно применена для изготовления первого отечественного атомного заряда.

Пока на территории комбината, на месте бывшего склада боеприпасов у города Кыштым, строители готовили для нового объекта площадку, в Москве начинали свои исследования ученые, которым было дано правительственное поручение изучить свойства плутония и возможные методы его обработки. Эту задачу решали специалисты двух учреждений — Института общей и неорганической химии (ИОНХ) АН СССР и секретного НИИ-9, о котором уже рассказывалось.

Директор ИОНХа, академик И. И. Черняев, был известен как крупнейший специалист по работе с малыми количествами веществ, особенно редких металлов. Ему и его коллегам необходимо было определить свойства плутония, имея в своем распоряжении «королек» из этого металла — крошечный шарик диаметром в полмиллиметра.

На основании результатов, полученных химиками-аналитиками, сотрудники НИИ-9 должны были разработать промышленную технологию работ с плутонием. Чтобы усилия специалистов не распылялись, в НИИ-9 в 1947 году создали новый отдел, получивший в качества названия также литеру «В», подобно объекту, для которого в этом отделе разворачивались работы. Отдел возглавил академик А. А. Бочвар. Он руководил работой трех лабораторий:

радиохимических исследований (начальник лаборатории — академик И. И. Черняев);

металлургической (под началом профессора А. Н. Вольского);

металловедения и металлообработки (руководитель — профессор А. С. Займовский).

Разработку технологии пришлось начинать с миллиграммовых количеств плутония — 5—10 миллиграммов на каждую плавку. Все предварительные исследования проводились на имитаторе, в качестве которого был выбран уран. Теперь можно только гадать, как при таких условиях ученым-химикам под руководством И. И. Черняева удалось точно определить свойства таинственного металла. Но они этого добились.

Информация, полученная аналитиками, была чрезвычайно важной: она указывала на то, что для обращения с плутонием придется изобретать новые, неизвестные ранее технологии. Металл был не похож на своих соседей по периодической таблице.

Чистый плутоний представляет собой металл с температурой плавления 640 °C и температурой кипения 3227 °C. При изменении температур от комнатных значений до точки плавления плутоний шесть раз принципиально меняет свои свойства. В частности, плотность его значительно убывает с падением температуры. Это свойство для металлургов означает, что получение однородного, без трещин, слитка плутония из расплава невозможно.

В этом металле постоянно идет альфа-распад, так что он в компактном виде нагревается сам по себе. Температура поверхности шара из плутония массой 50 граммов будет на 5—10 градусов выше, чем окружающей среды. Шарик с массой в несколько килограммов может, при определенных условиях, разрушиться из-за достижения критической массы на мгновенных нейтронах. Данная особенность указывала на необходимость следить за массой накопленного плутония там, где он собирался внутри установок.

Другие свойства плутония тоже обещали его обработчикам много сложностей. Выяснилось, что металл быстро окисляется (корродирует), легко образует аэрозоли. Если первое качество требовало дополнительной защиты деталей из плутония, то второе говорило о его высокой опасности для всех, кто с ним работает. Но сначала этому не придавали большого значения, потому что в НИИ-9, где отрабатывались технологии для завода «В», суммарная радиоактивность исследуемых плутониевых образцов была незначительной из-за его малых количеств, доступных тогда ученым. На комбинате же (объекты «Б» и «В») радиоактивность растворов, осадков, отходов производства и деталей из металлического плутония составляла десятки тысяч кюри.

Однако на этом трудности работы с плутонием не кончались. Поскольку металл этот тугоплавкий, его обработку нужно проводить при высоких температурах. Но плутоний легко вступает в реакции с другими веществами, и эта особенность усиливается при повышении температуры. Следовательно, для его обработки литьем (а такой метод казался предпочтительнее других) нужны особые литьевые формы — из редких и дорогих металлов, которые не являются активными реагентами. Кроме того, при выполнении процесса литья необходимо свести к минимуму контакты плутония с кислородом. Это означало, что всюду в литейном оборудовании, даже в плавильных печах, должен быть создан высокий вакуум…

Перечисление дальнейших проблем, возникавших перед металлургами по мере раскрытия свойств этого «искусственного» металла, только дополнило бы список труднейших задач, встававших что ни день перед разработчиками технологий для завода «В». Они нашли один ответ на все беды: нужно использовать плутоний в виде его сплавов и легированных соединений. Изучение таких возможностей стало с самого начала исследований ведущим направлением для специалистов НИИ-9.

С учетом всех требований, которые предъявляли в ходе работ заказчики — сотрудники КБ-11, создатели изделия РДС-1, первой отечественной атомной бомбы, — выработка технологии изготовления деталей плутониевого заряда оказалась очень нелегким делом. Но она была успешно завершена к лету 1949 года. Немного раньше в КБ-11 закончили разработку всех систем и аппаратуры для РДС-1. Уникальная конструкция нуждалась только в одном дополнении — в плутониевом заряде, наличие которого позволило бы провести полигонные испытания изделия. Теперь центр тяжести всей атомной проблемы страны переносился на Урал, на территорию завода «В» комбината № 817.

К началу 1949 года рабочие помещения опытно-промышленного комплекса завода «В» представляли собой три обычных барака из кирпича. Эти бывшие складские помещения еще были отремонтированы с высоким качеством отделки. В соответствии с требованиями одного из научных руководителей проекта, академика Бочвара, стены бараков сделали зеркально гладкими, чтобы легче было отмывать их от вредных продуктов, распылявшихся в помещениях.