В.П.ФЕДОРИН. Моя страна. Исторический опыт социализма.
Часть 2-я. Социализм.


Очерк 5. Шаги прогресса человечества.

Рассказ 1. Начало атомной эры.

Сброшенная американцами 6 августа 1945 года атомная бомба на Хиросиму, стала "последним военным актом второй мировой войны и первой крупной дипломатической операцией" Соединенных Штатов Америки в "холодной войне" против СССР. Отказ США от монополии на атомную бомбу помог бы, вероятно, избежать "холодной войны" и гонки вооружений. Эта идея имела хождение среди американских и английских ученых, понимавших, что секрет атомного оружия не может долго оставаться нераскрытым. Но руководители Америки уже не могли отказаться от основного фактора своего политического могущества, и надеялись сохранить свою монополию на него. Они не желали поделиться технологией создания атомного оружия даже со своими английскими коллегами, вызывая их раздражение.

Американцы были и единственными обладателями средств доставки ядерного оружия - авианосцев и тяжелых бомбардировщиков дальнего действия, способных донести его до цели в любую часть Света. В то время Советский Союз, даже имея атомную бомбу, не смог бы ее применить на другом континенте, у нас не было мощных кораблей, подводного флота, тяжелой авиации. И, по мнению американцев, вряд ли мы могли их создать в ближайшие годы после изнурительной войны.

Для укрепления своей монополии, после проведения на атолле Бикини очередного испытательного взрыва, американцы предложили в 1946 году в ООН "план Баруха". Согласно плану все, что связано с ядерными исследованиями и производством - запасы сырья, научные и исследовательские институты, экспериментальные установки и промышленные предприятия, - должны были принудительно собраны в нескольких государствах под управлением наднационального органа, в котором "ни одна страна" не имела бы решающей роли с правом вето. Советские руководители понимали, что план означал просто передачу советских ядерных ресурсов, саму возможность создания собственной атомной бомбы, а также перспективу использования атомной энергии в мирных целях под контроль Соединенных штатов Америки, которые наверняка получат большинство в руководящем органе. Проще говоря, это означало легализацию и распространение монополии Соединенных штатов на атомную энергию.

Советский Союз предложил заключить конвенцию о запрещении атомного оружия, включая уничтожение уже существующих запасов. Контроль должен был осуществляться в рамках Совета Безопасности, где СССР, также как и США, могли использовать право вето. Такую конвенцию американцы сочли неприемлимой, равно как и другие инициативы СССР по более общим проектам разоружения, с которыми он выступал с 1946 года. Сталин принял решение ускорить работы по созданию собственной атомной бомбы.

1. Решение атомной проблемы.
Радиоактивность (radio -испускать лучи, activus -действие) - это свойство материи, самопроизвольное превращение атомных ядер одних элементов в ядра других. Основы учения о радиоактивности и строении атома заложил английский физик Эрнест Резерфорд, в 1919 году он впервые расщепил ядро атома и предсказал нейтрон - частицу без заряда, существование которой было доказано только в 1932 году. Деление ядер урана при облучении их нейтронами было открыто в 1939 году немецкими физиками Отто Ганом и Фридрихом Штрасманом.

"Я вспоминаю,- писал Курчатов,- как мне и другим, тогда еще сравнительно немногочисленным физикам-ядерщикам, стало ясно, что проблема получения ядерной энергии разрешима". Тогда же начались исследования, связанные с делением урана. В Академии наук СССР была образована комиссия по урановой проблеме.

В 1940 году советские ученые Георгий Николаевич Флеров и Константин Антонович Петржак открыли самопроизвольное деление урана, а Юлий Борисович Харитон и Яков Борисович Зельдович (впоследствие академики, трижды Герои Социалистического труда) "выяснили условия возникновения ядерного взрыва, оценили его разрушительную мощь и провели расчеты цепной реакции деления ядер тяжелых атомов урана в реакторе".

В декабре 1940 года газета "Известия" рассказывала: "При бомбардировке нейтронами ядер урана происходит необыкновенное явление: из каждого разбитого ядра вылетают новые нейтроны. Они попадают, в свою очередь, в другие ядра урана, расщепляют их и вновь рождают нейтроны. Процесс идет как лавина. Эта разновидность урана - один из его изотопов. Выделить уран-235 из урана вообще - вот цель, вот задача. Физика стоит перед открытиями, значение которых неизмеримо." Тогда же установлено, что деление ядер урана происходит лишь под действием медленных нейтронов. Это дает возможность управлять процессом деления атомов урана и тем самым использовать огромное количество внутриатомной энергии в различных целях.

Прерванные войной работы по атомной тематике возобновились лишь в 1943 году. В середине 1942 года Георгий Николаевич Флеров (впоследствии академик), находясь на фронте, обратился с письмом к И.В.Сталину: "Вот уже 10 месяцев я чувствую себя в положении человека, пытающегося головой прошибить каменную стену. Единственное, что делает урановые проекты фантастическими, так это большая перспективность в случае удачного решения задачи. Слишком здорово было бы, если бы задачу удалось решить. Природа редко балует человека. Революцию в технике это не произведет, зато в военной технике произойдет самая настоящая революция. Она произойдет без нашего участия, и только потому, что в научном мире сейчас, как и раньше, процветает косность. Никто не говорит, что ядерная бомба неосуществима. Мне кажется, что мы совершаем большую ошибку, отложив решение урановой проблемы на после войны. Самые большие глупости делаются с самыми лучшими намерениями..."

Трудно сказать, оказало ли письмо Флерова решающую роль, но еще раньше, в марте 1942 года, Л.П.Берия уведомлял Сталина, что "в ряде капиталистических стран начато изучение использования атомной энергии для военных целей". Он сообщал: "теоретически установлена критическая масса урана-235, при которой возникает прогрессирующая реакция расщепления, вызывающая взрыв колоссальной силы. По расчетам профессора Тейлора, разрушительное действие 10 кг урана-235 будет соответствовать 1600 тонн тринитротолуола. Сложность производства урановых бомб заключается в трудности отделения активной части урана-235 от других изотопов, изготовлении оболочки бомбы и получении необходимой скорости перемещения масс".

Решением Государственного комитета обороны в ноябре 1942 г. был начат советский атомный проект. Прошло шесть с половиной лет и истерзанный войной Советский Союз 29 августа 1949 г. произвел первое испытание ядерного оружия. Позднее академик Зельдович писал: "Известно удивление учёных США, когда пробы воздуха показали, что в августе 1949 года их ядерная монополия кончилась. Удивления в США было бы меньше, если бы они читали наши работы предвоенных лет, опубликованные на русском языке. Речь идет при этом не только о работах по цепному делению урана. Наука о взрыве и теория детонации также являются необходимой частью тех знаний, без которых нельзя решить проблему".

Процветающие Соединенные Штаты Америки для создания ядерного оружия объединили усилия лучших физиков Европы и Америки. С этой целью в 1942 г. был образован Манхэтенский округ инженерных войск в Лос-Аламосе, которым руководил генерал Гровс. Здесь стали энергично создавать небывалые по масштабу атомные лаборатории и заводы. Успех был достигнут благодаря совершенной координации правительством усилий науки и промышленности и государственному финансированию. Здесь работали Эдвард Теллер, Виктор Вайскопф, Лео Сцилард, Энрико Ферми. Руководил созданием атомной бомбы американский физик-теоретик Юлиус Роберт Оппенгеймер. Альберт Эйнштейн и Нильс Бор были инициаторами овладения ядерной энергией.

Первый атомный реактор, где состоялась самоподдерживающаяся управляемая цепная реакция деления ядер урана, "зажег" 2 декабря 1942 года итальянский физик Энрико Ферми. Первая атомная бомба испытана на полигоне в Аламогордо (штат Невада,США) 16 июля 1945 года незадолго до её применения в Хиросиме и Нагасаки.

Организовать и возглавить работы по созданию в Советском Союзе атомной бомбы было поручено Игорю Васильевичу Курчатову (позднее академику, трижды Герою Социалистического труда). На западной окраине Москвы, в Покровском-Стрешневе на краю Ходынского (Октябрьского) поля в начале 1943 года началось строительство Лаборатории N 2 Академии наук СССР (ЛИПАН), будущего Института атомной энергии имени И.В.Курчатова. ЛИПАН создавался в целях "раскрытия путей овладения энергией деления ядер урана и исследования возможности применения энергии урана".

Производство расщепляющихся материалов- самый трудный момент в создании атомной бомбы. "Когда страна достигнет этого,- отмечал Э.Теллер в 1961 году, - и успешно осуществит, то можно считать, что через несколько месяцев она будет обладать бомбой". Таких материалов было два: уран-235, выделяемый из природного урана разделением на центрифугах или диффузионным методом, и плутоний - 239, получить который можно было с помощью управляемой цепной ядерной реакции.

Курчатов выбрал плутоний-239: "Если в действительности эка - осмий (так называл Курчатов плутоний-239) обладает такими же свойствами, как уран-235, его можно будет выделить из "уранового котла" (так тогда называли реактор) и употребить в качестве материала для "эка-осмиевой " бомбы. Бомба будет сделана из "неземного" материала, исчезнувшего на нашей планете". В таком реакторе он наметил использовать природный уран, без обогащения, ибо промышленных методов разделения изотопов и выделения урана- 235 еще не существовало.

В атомном реакторе ядра урана при облучении их нейтронами расщепляются на две приблизительно равные части и выбрасывают два-три вторичных нейтрона на каждый нейтрон, вызвавший деление, - это и есть цепная реакция. Чем меньше скорость нейтрона, попадающего в ядро, тем больше вероятность деления ядра. Стало быть, для осуществления цепной реакции нужно замедлить быстрые нейтроны до тепловых скоростей. Для замедления нейтронов могли быть использованы дейтерий (тяжелая вода), графит или бериллий - вещества с малой атомной массой. Предпочтение Курчатов отдал графиту, поскольку других веществ в больших количествах в те годы получить было невозможно.

Курчатов решил, что создание уран-графитового реактора быстрее всего приведёт к созданию ядерного оружия. Для опытного реактора требовалось около 50 т чистого природного урана в виде металлических блоков. Между тем наша страна не имела изведанных ресурсов природного урана. Задание Сталина было кратким: "Найти урановые руды и немедленно начать добычу." Работу поручили заместителю наркома внутренних дел Авраамию Павловичу Завенягину. Потребовалось создание специальной горнорудной промышленности для добычи урановой руды в Киргизии, Таджикистане и Узбекистане. Уже в 1945 году добыто 7 т урановых солей, а в 1946 - всего 20 т. Выручил немецкий уран - около 100 тонн запасенного урана нашли в восточной зоне Германии после ее разгрома.

Пока металлурги искали способы производства металлического урана и графита, физики исследовали законы поглощения нейтронов графитом, законы размножения нейтронов в уран-графитовых решетках, разрабатывали приборы и аппаратуру. "В первый котел был загружен весь имевшийся в то время металлический уран. На строительство реактора были затрачены огромные средства. От Курчатова зависело, получит ли страна плутоний в намеченный срок".- писал И.Н.Головин, работавший тогда заместителем директора лаборатории. "Это была работа без выходных дней, с перерывами на 4-5 часов для сна. Все высказывались, не считаясь со званиями и рангами, все стремились получить результаты как можно скорее". Первый советский атомный реактор был пущен 25 декабря 1946 года. Курчатов сам сел за пульт первого реактора, сам двигал регулирующие стержни, следил за работой счётчиков - в котле началась цепная саморазвивающаяся реакция деления урановых ядер.

С помощью первого реактора Борис Васильевич Курчатов (брат И.В.Курчатова) выделил вскоре 23,5 кг плутония-239 из облученных урановых блоков для производства атомной бомбы. Это был трудовой подвиг учёных, инженеров и рабочих, создавших первый реактор и, что не менее важно, урановую и графитовую промышленность. Для загрузки промышленного реактора в Челябинске-40 требовалось уже 150 т особо чистого урана в виде урановых блоков и более тысячи тонн графита с ничтожными примесями "вредных" материалов. Он был запущен в июне 1948 года также лично И.В.Курчатовым, взявшим на себя функции главного оператора управления реактором.

Никакие "секреты США, выявленные нашей разведкой" не помогли нашей стране получить ядерную взрывчатку - плутоний, не разрешили трудностей при создании конструктивных деталей бомбы, в том числе из металлического плутония. Пришлось создавать технологические процессы, материалы и оборудование, приборы и системы контроля, осваивать защиту людей от воздействия радиации.

Курчатов, понимая неисследованность, сложную взаимосвязь явлений практического применения нового вида энергии, многое "брал на себя", создавая при Институте лаборатории, которые постепенно перерастали в институты, решая задачи материаловедения, экологии и радиационной защиты, генетики и т. п. Огромный вклад в исследования процессов адаптации человека в среде с повышенной радиационной активностью, пребывание в которой, хотим мы этого или не хотим, еще не раз предстоит людям, а также в разработку средств защиты и выживания человека, внес коллектив Института Биофизики, которым долгое время руководил врач, выдающийся ученый, академик Академии Медицинских наук СССР, Леонид Андреевич Ильин.

2. Атомное оружие.
Работы по созданию атомного оружия развернулась с августа 1945 года после Потсдама и Хиросимы. Было образовано Первое главное управление при Совете министров СССР во главе с бывшим наркомом вооружений Борисом Львовичем Ванниковым, в распоряжение которого были переданы большие технические и финансовые средства. Сталин распорядился: "Предоставим Курчатову неограниченные кредиты, но будем контролировать". В работу были вовлечены колоссальные энергетические, материальные и людские ресурсы.

В 1946 году на территории Саровского монастыря в 80 км от Арзамаса был образован институт (КБ-11), в котором в обстановке глубокой секретности осуществлялся проект атомного оружия. Бессменным научным руководителем института стал Юлий Борисович Харитон. Он говорил: "Мы на порядок должны знать больше того, что нам требуется сегодня". Этим определялось то содружество теоретиков, математиков, исследователей и конструкторов, которое сложилось в институте, чтобы "перехаритонить Оппенгеймера".

Замедление нейтронов для возбуждения цепной реакции, необходимой для взрыва, достигалось созданием сверхкритической плотности ядерно-делящегося материала. Существовало два варианта получения сверхкритических состояний. "Наиболее простая конструкция бомбы,- писал в 1964 году генерал Гровс, - основана на ствольном (пушечном) методе. Подкритическая масса урана-235 выстреливалась как снаряд из пушки, под действием порохового заряда, в сторону другой подкритической массы того же материала, игравшей роль мишени. Это мгновенно создавало сверхкритическую массу, которая взрывалась". Сделанная по такому принципу бомба была сброшена на Хиросиму.

Во втором варианте рабочим веществом являлся плутоний-239. Переход в сверхкритическое состояние плутония, размещенного внутри полой сферы достигался посредством сходящейся детонационной волны в результате взрыва обычных взрывчатых веществ, расположенных на поверхности сферы. Такой принцип был осуществлен американцами в бомбе, превратившей в руины Нагасаки. Первая советская ядерная бомба РДС-1 была "копия американской".

"Действительно, - писал в 1993 академик Харитон,- благодаря разведке, из США в руки советских ученых-атомщиков попала схема атомной бомбы. Нашим специалистам пришлось немало потрудиться, прежде чем стало окончательно ясно, что схема не дезинформация. Чтобы максимально исключить какие-либо неожиданности, для первого испытания было решено применить именно ее. Это был самый быстрый способ показать, что у нас тоже есть атомное оружие".

Место для ядерного полигона было выбрано в 170 км западнее Семипалатинска в казахстанской безводной степи на равнине в 20 км диаметром, окруженной невысокими горами. В центре поля была смонтирована металлическая башня высотой 37,5 м для установки испытуемого ядерного заряда. Последствия взрыва 29 августа 1949 года превысили все ожидания. Зарево и гул взрыва отмечались на расстоянии 80 км от эпицентра, ударной волной выбиты стекла на командном пункте в 10 км от центра, где находились И.В.Курчатов, Л.П.Берия, М.П.Первухин, А.П.Завенягин, директор КБ-11 Павел Михайлович Зернов и другие руководители проекта.

Неправда, что на место взрыва был направлен самолет, летчик которого через 50 лет вдруг вспомнил об этом в эпоху разгула "демократии". На самом деле через 20 минут после взрыва к центру опытного поля были направлены два танка, оборудованные свинцовой защитой, для проведения радиационной разведки. На четвертый день к эпицентру выехал П.М.Зернов с дозиметристами и фотографами.

Картина взрыва и его последствий строилась не по наблюдениям очевидцев. Достаточно сказать, что на полигоне было установлено 1300 различных приборов для физических измерений, 9700 различных индикаторов, 1538 подопытных животных, размещенных под землей и различных фортификационных сооружениях, на образцах вооружения. Солдат там не было и в помине. В результате взрыва погибло 368 животных, а остальные были перевезены в виварий и клинику для изучения действия радиации на живой организм.

Но обладание единственным экземпляром атомной бомбы задачи не решало. Настоящее оружие страна приобретет, когда в состоянии будет создать свой арсенал. Отрабатывались более эффективные конструкции. "Уже следующая советская атомная бомба получилась более чем в два раза мощнее первой, бывшей подобием американской, - продолжает Харитон. - Ее диаметр был существенно меньше и она была почти в два раза легче". Атомная бомба, созданная на основе отечественных исследований была испытана в 1951 году.

Высокая квалификация советских учёных-физиков, приоритетное внимание к атомному проекту, как к государственной особо важной задаче, концентрация усилий огромной страны - всё это в сочетании с патриотическим порывом сотен тысяч занятых в проекте людей позволили совершить чудо. Приступив к работе в труднейший период войны, они в годы послевоенной разрухи ликвидировали атомную монополию США.

В ноябре 1952 г. американцы произвели термоядерный взрыв. Это был взрыв наземного лабораторного сооружения, промежуточный шагом на пути к созданию водородной бомбы.

Термоядерный синтез - это процесс, в котором два ядра самого легкого элемента - водорода, сталкиваясь, образуют новое, более тяжёлое ядро гелия с выделением огромного количества энергии. Особенно большой внутриядерной энергией обладают изотопы водорода - дейтерий и тритий. Запасы дейтерия в природе значительны, тогда как тритий в природе не встречается, его изготавливают в урановых реакторах. Чтобы преодолеть силы отталкивания, возникающие при сближении ядер в процессе синтеза, нужно ускорить движение ядер, придать им необходимую кинетическую энергию, нагревая вещество до температуры в сотни миллионов градусов. Поэтому такие реакции называют термоядерными.

Первым водородным зарядом, содержащим термоядерное горючее в виде твердого химического соединения и готовым к применению в качестве бомбы, стал заряд, разработанный выдающимися физиками Андреем Дмитриевичем Сахаровым и Виталием Лазаревичем Гинзбургом. Заряд имел габариты первой американской атомной бомбы, но в 20 раз превосходил ее по мощности. В водородной бомбе нагревателем служил атомный заряд, создающий необходимую температуру. Дальше процесс идет неуправляемо, носит характер разрушительного взрыва, энергию которого невозможно использовать в мирных целях.

Советские исследователи взорвали водородную бомбу 12 августа 1953 года, опередив американских коллег на несколько месяцев. В 1988 году, обращаясь к создателю американской водородной бомбы Эдварду Теллеру, академик, трижды Герой Социалистического труда А.Д.Сахаров говорил: "Я и все, кто вместе со мной работал, были абсолютно убеждены в жизненной необходимости нашей работы, в ее исключительной важности... То, что мы делали, было на самом деле большой трагедией, отражающей трагичность всей ситуации в мире, где для того, чтобы сохранить мир, необходимо делать такие страшные, ужасные вещи". Кстати, "отец американской атомной бомбы" Оппенгеймер нашел в себе мужество и отказался работать над водородной бомбой. Политика военного противостояния, которая привела к гонке ядерных вооружений торжествовала.

3. Мирный атом.
Советский Союз постоянно выступал за безусловное запрещение применения атомного оружия. Казалось бы стало ясно, что ядерная война - самоубийство для человечества. Первыми это поняли ученые, создатели термоядерного оружия. "Я, как и все советские ученые убежден, что здравый смысл, присущий народам, восторжествует и недалеко то время, когда драгоценный уран-235 и плутоний будут использованы в атомных двигателях, движущих мирные корабли и самолеты, и на электростанциях, несущих в жилища людей свет и тепло" (И.В.Курчатов).

Работы по мирному использованию ядерной энергии были также сосредоточены в Институте атомной энергии имени И.В.Курчатова, которым, после смерти Курчатова в 1960 году, бессменно руководил академик, трижды Герой Социалистического труда Анатолий Петрович Александров.

Задачи мирного использования ядерной энергии начали решать в конце 40-х годов. Наиболее эффективным направлением оказалось использование тепловой энергии реакторов для производства электричества, создания атомных электростанций и электроходов. Реакция деления урана сопровождается выделением огромного количества кинетической энергии, которая при торможении от столкновения ядер превращается в тепловую и нагревает уран. Для отведения тепла от урана используют теплоносители - воду или различные газы, не содержащие химические элементы и поглощающие нейтроны. Теплоноситель поступает в теплообменник, отдает ему тепловую энергию и снова возвращается в реактор.

Для управления цепной реакцией используют материалы, сильно поглощающие тепловые нейтроны (бор и кадмий). Стержни из этих материалов, введённые в активную зону реактора, поглощают часть нейтронов и цепная реакция не развивается. Можно подобрать такое положение стержней, при котором количество нейтронов в реакторе останется постоянным и реактор будет работать с постоянной мощностью. Наоборот, по мере выдвижения стержней из активной зоны поток нейтронов будет увеличиваться, пока не возникнет цепная саморазвивающаяся реакция - взрыв (что и произошло в Чернобыле в апреле 1986 года).

Летом 1954 года в Обнинске под Москвой запущена первая в мире атомная электростанция (АЭС) мощностью 5 тысяч кВт. К 1990 году более десятой части электроэнергии страны вырабатывалось на атомных электростанциях.

Ограниченные ресурсы урана-235, которого в природном уране содержится не более 0,7%, вызвали необходимость создания новых перспективных ядерных энергетических установок. Для образования плутония, в тепловых реакторах сжигается не более 2% всего урана. Более полное "сжигание" урана достигается в реакторах на быстрых нейтронах (бридерах), в которых наряду с выработкой энергии осуществляется воспризводство ядерного горючего. Первая АЭС с реактором на быстрых нейтронах была построена в Казахстане на полуострове Мангышлак. Велись работы по созданию газоохлаждаемого реактора с гелиевым теплоносителем. Такие реакторы позволяли получить коэффициент полезного действия при работе с газовой турбиной до 46%.

Сложнее оказалось создать термоядерную электростанцию, найти мирное применение огромной энергии термоядерного синтеза. По воспоминаниям А.Д.Сахарова, он начал заниматься над управляемой термоядерной реакцией еще в 1950 году вместе с академиком Игорем Евгеньевичем Таммом. Физика плазмы стала наукой, открывающей перспективы управляемого термоядерного синтеза.

Плазма - четвертое состояние вещества - газообразная смесь свободно движущихся ионов, электронов и нейтральных атомов, которая образуется при очень высоких температурах, в несколько миллионов градусов. Для получения плазмы необходимо прежде всего предохранить установку, чтобы она от нагрева сама не превратилась в плазму. Если же наложить на плазму магнитное поле, заряженные частицы станут двигаться вдоль силовых линий магнитного поля, плазма как бы повисает в пространстве вокруг магнитного поля. Так возникла идея магнитной термоизоляции.

Ученые надеялись создать магнитный термоядерный реактор за 10-15 лет. Но только сейчас,- говорил Сахаров,- в 90-х годах ХХ века, "после напряжённой работы многих сотен талантливых людей во всех развитых странах мира поведение плазмы в неоднородных магнитных полях и поведение систем типа Токамак изучено в той мере, которая даёт обоснованную, а не интуитивную надежду на осуществимость этих систем".

В феврале 1956 года на ХХ съезде КПСС И.В.Курчатов высказал задачу получения управляемых термоядерных реакций. "Решение этой труднейшей и величественной задачи навсегда бы сняло заботу человечества о необходимых для существования на Земле запасах энергии." Долгие годы работы Институт в области физики плазмы и управляемого термоядерного синтеза возглавлял академик Лев Андреевич Арцимович. Оказалось, что плазма обладает слишком многими степенями свободы и предсказать её поведение невозможно даже с помощью современных вычислительных машин. Основным методом по-прежнему остается последовательное экспериментальное изучение поведения плазмы и сравнение полученных результатов с машинными моделями.

Исследование плазмы проводится в магнитных системах для нагрева и удержания плазмы - Токомак. В конце 80-х годов в этих системах удавалось нагреть ионы водорода до нескольких десятков миллионов градусов и удерживать горячую плазму десятые доли секунды. Основная задача теоретических исследований, которыми руководил академик Михаил Александрович Леонтович, сводилась к изучению возможности устойчивого удержания плазмы и термоизоляции магнитных систем различной конфигурации.

Другим направлением мирного использования атомной энергии явилось создание прямого источника энергии для движения кораблей и самолётов. В 1952 г. И.В.Курчатов и А.П.Александров направили докладную записку в Правительство о практической осуществимости сооружения атомной подводной лодки, 9 сентября состоялось решение за подписью И.В.Сталина - научное руководство работами возложено на Анатолия Петровича Александрова.

Отечественная атомная подводная лодка создавалась при полном отсутствии какой-либо информации из-за рубежа. Известно лишь, что американская подводная атомная лодка "Наутилус" создавалась с небольшим опережением.

Энергетическая установка для морских кораблей состояла из водо-водяного реактора (ВВР), позволяющего минимальную загрузку урана-235. Замедлителем являлась простая вода. Тепловыделяющие элементы размещалась внутри толстостенного корпуса, заполненного теплоносителем первого контура - водой под давлением. Нагретый до температуры 300 градусов теплоноситель позволял получить во втором контуре пар, который воздействовал на паровую турбину. Энергия турбины передавалась через редуктор на гребной вал. Прототип энергетической установки в натуральных лодочных габаритах был построен в 1956 г. на территории института, включая реактор ВВР-2, турбину и линию вала. 8 марта 1956 года получен первый атомный пар и первые обороты линии вала.

Сооружение атомной подводной лодки "Ленинский комсомол" (главный конструктор В.Н.Перегудов) и проведение всех испытаний проводилось в Северодвинске до декабря 1958 года. Испытания дали блестящие результаты. Дальность плавания под водой оказалась в 60-80 раз больше, чем у дизельных подводных лодок. Позднее были разработаны и построены атомные подводные лодки с реактором, где использовался жидкометаллический теплоноситель в первом контуре. Такие лодки имели меньшее водоизмещение, высокие скорости и втрое меньший экипаж.

Атомные подводные лодки, созданные в Советском Союзе, имели более высокие скорости, чем иностранные, уступая им в скрытности нахождения и перемещения. В стране создавали атомные подводные лодки с глубиной погружения до 1000 м, они плавали подо льдами и, поднимаясь на поверхность, взламывали лед без повреждения корпуса и гребного вала. Уже в июле 1962 года атомная подводная лодка К-3 совершила всплытие в районе Северного полюса, а в феврале-марте 1966 года советские атомные лодки совершили кругосветный поход под водой. Они создавались для изучения и освоения океана.

Технология применения реакторов типа ВВР стала основой для сооружения атомных ледоколов и атомных электростанций. Курчатовцы всегда стремились создавать энергоустановки двойного назначения - для военной и гражданской техники на основе единой технологии, что значительно повышало эффективность разработок.

Проектирование атомных ледоколов началось в 1953 году в ленинградском ЦКБ-15, главный конструктором был Василий Иванович Неганов. В 1960 году первый в мире атомный ледокол "Ленин" провел караван по Северному морскому пути. Ледокол, водоизмещением в 16 тысяч тонн имел мощность главных двигателей 45 тысяч лошадиных сил. Скорость атомохода в чистой воде составляла 18 узлов, а во льдах толщиной 2 м - 2 узла. Атомная установка обеспечивала автономность плавания судна более года без заправки топливом. Она состояла из трех автономно работающих реакторов, позволяла управлять ими на низком уровне мощности и иметь необходимый резерв в аварийных ситуациях. "Ленин" проработал более 30 лет и в 1990 году выведен из эксплуатации.

Совершенствование атомной паропроизводительной установки привело к созданию мощного атомного ледокола "Арктика", который впервые за всю историю мореплавания преодолел ледяной покров центрального полярного бассейна и 17 августа 1977 г. в активном плавании достиг географической точки Северного полюса.

За годы Советской власти построено восемь атомных ледоколов, превративших Северный морской путь в надежную магистраль, действующую круглогодично. Проводку судов осуществляли линейные ледоколы "Арктика", "Сибирь", "Россия", "Советский Союз", "Ямал" мощностью 75 тысяч лошадиных сил каждый. Четыре ледокола в свободном плавании достигали Северный полюс.

В устьях сибирских рек, куда линейные атомные ледоколы не могли войти из-за малых глубин, действовали ледоколы "Таймыр" и "Вайгач", имевшие малую осадку, но достаточную мощность - 50 тыс. л.с. Развернулись работы по созданию транспортного флота. Создана большая серия судов типа "Норильск" водоизмещением 25 тыс.тонн, атомный лихтеровоз "Севморпуть" водоизмещением 62 тыс.т и другие транспортные суда.

Наиболее полно особенности ядерной энергии проявились при решении проблемы использования реакторов в атомных самолётах, ракетах и космических аппаратах. Энергоемкость ядерной установки создает предпосылки практически неограниченной дальности полета и длительности работы в космосе. Высокие температуры позволяют получить недостижимые для обычных топливных смесей импульсы ракетных и авиационных двигателей. Однако весовые ограничения летательных аппаратов трудно сочетаются с тяжелой радиационной защитой. Работы по атомным самолетам в США также опережали по времени наши работы, но направления исследований и конкретные технические решения во многом совпадали.

В июне 1952 года А.П.Александров так сформулировал основные проблемы создания атомного самолета: "Наши знания в области атомных реакторов позволяют ставить вопрос о создании двигателей на атомной энергии, применимых для тяжелых самолетов. Основной задачей здесь является создание собственно реактора с воздушным охлаждением с возможно более высокой температурой выходящих газов порядка 1000 градусов и защитой от излучения, обеспечивающей возможность работы персонала самолета."

В декабре 1955 года Курчатов и Андрей Николаевич Туполев договорились о создании летающей атомной лаборатории на самолете Ту-95. Исследования показали, что атомный самолет осуществим и обладает практически неограниченной дальностью и временем полета. Но и американцы, и советские ученые прекратили эти работы, потому что не нашли путей решения проблемы безопасности, особенно при авариях самолетов.

Одно из предложений по созданию космической энергетической установки заключалось в прямом преобразовании тепловой энергии ядерного реактора в электричество. В августе 1964 года Институт осуществил такое преобразование на высокотемпературном реакторе "Ромашка". Тепло ядерного реактора посредством теплопроводности передавалось термоэлектрическому преобразователю, расположенному на внешней поверхности реактора. За счет разности температур в нем возникала электродвижущая сила. В одном агрегате объединялись реактор и термоэлектрические полупроводниковые преобразователи.

Огромные научные перспективы имели ядерные установки с непосредственным тепловыделением плазмы в космических кораблях. Электрореактивные (плазменные) двигатели основаны на ускорении движения плазмы в электрическом поле, что используется для создания реактивной тяги. Источником энергии для разогрева плазмы и создания электрического поля служит ядерная высокотемпературная энергоустановка.

В январе 1964 года с установкой ознакомили С.П.Королёва и М.В.Келдыша, и, хотя главный теоретик проявил скептицизм, Сергей Павлович загорелся идеей и предложил поставить "Ромашку" на один из спутников. В 1964 году импульсные плазменные двигатели были испытаны в космосе на спутниках "Зонд-2" и "Метеор". Однако эти работы далеко не продвинулись, поскольку так и не нашли решения для обеспечения в космосе радиационной безопасности. К сожалению, после смерти С.П.Королева, работы по созданию ядерных космических двигателей практически прекратились.

"Доставляет удовольствие констатировать,- писал в 1993 году академик Николай Николаевич Пономарёв-Степной, руководитель этих работ, - что в этой области мы опережаем американцев. Они в этом убедились, проведя испытания нашей установки в Альбукерке, штат Нью-Мексико. Не очень приятно говорить, что на этот эксперимент мы пошли, решая дилемму "быть или не быть?" Сегодня у нас нет возможности двигаться вперед, развивать наши успехи изолированно от остального мира." Монополия США на создание и распространение атомной энергии, бывшая первопричиной "холодной войны", снова возродилась, опираясь на умы повергнутого противника. Но рабский ум никогда не приносил великих открытий. Это удел свободных людей.

Серьезное место в Институте занимали химические исследования. Еще в 1944 году в радиохимической лаборатории Б.В.Курчатов выделил атомы плутония-239. Здесь проводились исследования физико - химических свойств трансурановых элементов, разрабатывались методы переработки ядерного топлива. Многие годы химическими исследованиями руководил академик Валерий Алексеевич Легасов. В лаборатории Легасова впервые получены и охарактеризованы более десятка новых соединений благородных газов - фторидов, заложены основы нового направления химической науки - плазмохимии, доказана возможность создания плазменно-химического реактора, который бы позволял разложить, например, двуокись углерода и восстановить тугоплавкий металл из окислов - осуществлять синтез различных химических соединений. >BR> К середине 90-х годов Институт атомной энергии практически распался, научные исследования, за исключением тем, финансируемых американцами, прекратились. Усилия дирекции, сосредоточились, в основном, "на освоении нефтяных шельфов в Баренцовом море". Новые времена, новые задачи. Всему приходит конец, если нет настоящих энтузиастов науки, если дело, которому служишь зависит от тупых представителей власти и "денег мирового капитала", если честь и национальная гордость ученых растоптана нуждой, а глобальные задачи сведены к заработку на пропитание.

С 1973 по 1986 г, я был связан с курчатовцами. С одними меня связывали служебные и товарищеские отношения, с другими - студенческая жизнь в МЭИ. Я встречался с А.П.Александровым и другими руководителями института. Самые яркие впечатления сохранились об академике Валерии Алексеевиче Легасове, первом заместителе директора института, с которым свыше 12 лет я поддерживал добрые и доверительные отношения.

Мы вместе работали в составе Бюро Ворошиловского райкома партии, встречались на заседаниях, партийных мероприятиях, в рабочей и домашней обстановке. Он всегда интересовался работами моего завода, стремился наладить связи с отделом вычислительной техники института, привлечь завод к работам по разработке необходимых средств автоматики.

Я испытывал к нему глубокое уважение за принципиальность, разумное толкование жизненных процессов, твердость характера, решительность, за убежденность в правоте своих позиций и умение отстаивать их как в науке, так и партийных органах, за простоту и доверие в человеческих отношениях. Я любил с ним встречаться, беседовать: мне нравилась ясность мысли, спокойная и рассудительная речь, совпадение наших убеждений и жизненных интересов, спокойное разъяснение тех понятий, в которых я заблуждался.

Валерий Алексеевич был крупный ученый, человек дела, наука для него была смыслом жизни, достижением прогресса человечества. Он всегда был глубоко убеждён в необходимости дела, которому честно и добросовестно служил. Занимаясь вопросами безопасности АЭС, он участвовал в расследованиях, наверное, всех аварийных ситуаций на атомных станциях, изучая их причины и последствия. Это он бессменно руководил устранением аварии на Чернобыльской станции в апреле-июне 1986 года. Чернобыль разрушил его убеждения, а поведение государственных чиновников сломало представления о смысле жизни, которую он оборвал в 1988 г, в годовщину катастрофы Чернобыля.


продолжать чтение
вернуться к содержанию книги
вернуться на главную страницу