proatom.ru - сайт агентства ПРоАтом
Журналы Атомная стратегия 2024 год
  Агентство  ПРоАтом. 28 лет с атомной отраслью!              
Навигация
· Главная
· Все темы сайта
· Каталог поставщиков
· Контакты
· Наш архив
· Обратная связь
· Опросы
· Поиск по сайту
· Продукты и расценки
· Самое популярное
· Ссылки
· Форум
Журнал
Журнал Атомная стратегия
Подписка на электронную версию
Журнал Атомная стратегия
Атомные Блоги





PRo IT
Подписка
Подписку остановить невозможно! Подробнее...
Задать вопрос
Наши партнеры
PRo-движение
АНОНС

Вышла в свет книга Б.И.Нигматулина и В.А.Пивоварова «Реакторы с тяжелым жидкометаллическим теплоносителем. История трагедии и фарса». Подробнее 
PRo Погоду

Сотрудничество
Редакция приглашает региональных представителей журнала «Атомная стратегия»
и сайта proatom.ru.
E-mail: pr@proatom.ru Савичев Владимир.
Время и Судьбы

[03/08/2009]     О роли РИАН в создании атомной бомбы

С.А. Бартенев,  А.А. Римский-Корсаков, ФГУП НПО «Радиевый институт им. В.Г. Хлопина»

Создание и успешное испытание атомной бомбы в СССР было результатом работы огромного числа научных и производственных коллективов страны. В этой работе РИАНу была отведена роль основного разработчика радиохимической технологии выделения плутония из облучённого урана. По признанию советских специалистов [1,2] радиохимическая технология выделения плутония из облучённого урана является самой сложной и опасной частью атомного проекта. Эта же мысль звучит и в работах, посвящённых Манхеттенскому проекту в США [3].


Даже в условиях современной техники средний срок создания радиохимического завода по известной и уже проверенной технологии оценивается примерно в 10 лет. В то время прошло три года и три месяца с того момента, когда РИАН получил задание на разработку технологии до выпуска первой партии плутония на радиохимическом заводе, а ещё через полгода была изготовлена и испытана первая бомба. Замечательно, что люди, которые это сделали, недавно даже не подозревали о существовании (а тем более о свойствах) этого элемента.

Первое правительственное задание, выданное РИАНу 5 декабря 1945 года, включало: проверку и испытание методов выделения плутония путём осаждения с носителем, изучение химии плутония, выбор схемы выделения плутония из урана для завода и выдачу технического задания на проек-тирование завода. На всю работу отводилось не более полугода. В дальней-шем перечень направлений работ РИАН по Атомному проекту был значительно расширен.

Выбор основных направлений разработок, направленных на выполнение правительственного задания, принадлежал В.Г. Хлопину. Были созданы три бригады для разработки различных вариантов технологии выделения плутония: бригада академика В.Г.Хлопина (заместитель А.П.Ратнер), бригада член-корр. АН СССР А.А.Гринберга, бригада член-корр. АН СССР Б.А.Никитина. Кроме того, на химфаке ЛГУ приступила к работе группа проф. Б.П.Никольского, разрабатывавшая процесс растворения облучённых урановых блоков.

Задача по выделению плутония из облучённого урана и очистки их от осколочных элементов представлялась невероятно трудной. Из тонны урана нужно было выделить менее 100 г плутония, а очистка плутония от осколочных элементов должна была составлять не менее 200000. Следует учитывать, что вся разработка велась на имитаторах плутония (на тории и нептунии), т.к. плутоний был выделен из облучённого на циклотроне урана только в ничтожных ("импульсных") количествах. При этом работа цикло-трона РИАН (руководитель работ М.Г.Мещеряков) сыграла огромную роль при проведении работ по созданию радиохимической технологии выделения плутония, обеспечив наработку нептуния (и плутония  в количестве ~ 150-175 имп./мин., т.е. около миллиардной доли грамма).

Б.А.Никитиным были проведены расчёты возможных количеств оско-лочных элементов в облучённом уране, а вместе с А.Н.Муриным рассчиты-валась активность урановых блоков и накопления плутония в зависимости от времени выдержки блоков после выгрузки их из реактора. На основании этих расчётов оценивалось целесообразное время выдержки блоков перед их пере-дачей на радиохимическую переработку. Были сформулированы основные требования к технологии радиохимической переработки, такие, как макси-мальный сброс осколков на первой стадии, последующую очистку продук-тов,. позволяющую их безопасную транспортировку, дистанционное управ-ление технологическим процессом, защиту персонала от излучения и т.д.

Замечательно, что, несмотря на то, что было известно, что у американ-цев принята висмут-фосфатная схема переработки, наши специалисты не пошли по американскому пути, и из целого ряда разрабатываемых схем предпочтение было отдано ацетатно-фторидной схеме. Выбор ацетатного осаждения урана и плутония определялся тем, что это был процесс изо-морфной сокристаллизации, хорошо известный В.Г.Хлопину по технологии выделения радия. Кроме того, процесс ацетатного осаждения не требовал применения дорогостоящих реактивов. Что касается фторидной части процесса, то выделение плутония на фториде лантана было описано еще в 1940 году Мак-Милланом и Абельсоном [4]. Предложенная В.Г. Хлопиным технологическая схема включала циклы окислительных и восстановительных осаждений натрий-уранилтриацетата с последующей доочисткой плутония от РЗЭ окислительным осаждением фторида лантана.

Результаты проделанной работы были доложены В.Г.Хлопиным и Я.И.Зильберманом на НТС Первого Главного Управления, и в августе 1946 г. было принято решение о строительстве радиохимического завода, завода «Б». После принятого решения была проведена экспериментальная проверка разработанной схемы на специально созданной опытной установке № 5 в НИИ-9. Работа проводилась комплексной бригадой сотрудников РИАН и НИИ-9, с привлечением сотрудников ИОНХ и ИФХАН, а также проектного института ЛГС (Я.И. Зильберман), под руководством Б.А.Никитина.

Помимо разработки технологической схемы, сотрудники РИАН занимались другими вопросами, связанными с работой будущего завода. Так Г.В.Горшковым были выполнены расчёты защиты от излучения, .которые были использованы на всех объектах строящегося Комбината. Большая работа была проведена под руководством К.А. Петржака по разработке методов измерения альфа-активности для идентификации плутония по энергии альфа-частиц. Разработанный экспрессный метод регистрации альфа-частиц был использован в дальнейшем, как основной метод определения содержания плутония.

Профессором А.Б. Вериго была предложена принципиальная схема дистанционного контроля технологического процесса и принципы конструирования соответствующих контрольно-измерительных приборов.

Для обучения сотрудников Комбината, которым предстояло работать на радиохимическом заводе и в ЦЗЛ Комбината, в РИАН были организованы курсы. Программа обучения была составлена Б.А.Никитиным. Преподава-телями на этих курсах стали ведущие сотрудники РИАН: академик  П.И. Лукирский, член-корреспонденты АН СССР А.А. Гринберг, Б.А. Никитин, И.Е. Старик. а также Б.С. Джелепов, А.Б Вериго, Г.В. Горшков, Я.И. Зильберман, К.А. Петржак, Н.А. Перфилов,  А.П. Ратнер, Г.Р. Рик. Лабора-торные работы по радиохимии вели под руководством А.П Ратнера, В.И. Гребенщикова и А.М. Гуревич.

В феврале 1949 года состоялся пуск Радиохимического завода, так называвшегося «завода Б». Научным руководителем пусковой бригады был назначен Б.А. Никитин. Его заместителями были назначены А.П. Ратнер. Б.П. Никольский и А.П. Виноградов. А.П. Ратнер был в дальнейшем назначен научным руководителем завода «Б». Всего в составе пусковой бригады было 20 сотрудников РИАН. Они принимали самое непосредственное участие  в пуске завода и получении первых порций плутония. Полученный на заводе плутоний и послужил материалом для изготовления первой советской атомной бомбы.




Участие РИАН в выполнении Атомного проекта не ограничивалось только разработкой технологии выделения плутония из облучённого урана и пуске радиохимического завода. Второй важной работой института в атомном проекте было создание технологии выделения полония-210 из облучённого висмута. Расчёты накопления полония и методики его измерения выполнялись в лаборатории Г.В. Горшкова. Разработанный метод выделения полония был проверен на укрупнённой установке в НИИ-9. Научным  руководителем от НИИ-9 была З.В. Ершова, от РИАН – Д.М. Зив. По  этой технологии был спроектирован и в Арзамасе-16 (ныне г. Саров) построен цех по производству полония-210 и изготовлению "нейтронного запала" – так называемого НЗ. Активное участие в производстве первых НЗ принимал Д.М. Зив.

Помимо разработки технологии получения  материалов для ядерного заряда – плутония и полония, РИАНу было поручено выполнение исследований, связанных непосредственно с проведением ядерного взрыва. Это было определение так называемого КПИ (коэффициента полезного использования) делящегося вещества (плутония) при ядерном взрыве. В сущности КПИ является главной характеристикой совершенства конструкции бомбы (так же, как КПД для любой "обычной" машины). Методом определения КПИ стал радиохимический метод определения содержания радионуклидов в пробах грунта и воздуха, отобранных непосредственно после взрыва. Руководителем этих работ был В.Г. Хлопин, а ответственным исполнителем Г.М. Толмачёв. Для разработки методик определения радионуклидов, кроме сотрудников Г.М. Толмачёва, были привлечены сотрудники лабораторий И.Е. Старика, Д.М. Зива, Ю.А.Немилова, К.А. Петржака. Б.С.Джелепова, Г.В. Горшкова, А.Н. Протопопова, В.Н. Ушатского, К.К. Аглинцева.

К проведению ядерного взрыва на Семипалатинском полигоне сотрудниками РИАН были подготовлено всё необходимое: методики пробоотбора, оборудование и материалы. В связи с тем. что первое испытание атомной бомбы происходило в плохую погоду, проба воздуха самолётом не могла быть отобрана, и содержание радионуклидов определялось в пробах грунта (в основном, это были шлаки – оплавленные силикаты из района эпицентра взрыва). Путём радиохимического анализа в этих пробах было определено отношение активностей церия, циркония, стронция и лантана к активности плутония, из чего следовало, что около 17% плутония "сгорело" (поделилось) – а, значит, энерговыделение составило около 22 килотонн тротилового эквивалента (американский аналог нашей бомбы дал близкое значение КПИ) [7,8]. Разработанная методика определения КПИ взрыва себя полностью оправдала, и применялась нашим институтом (с различными усовершенствованиями) при многих последующих испытаниях.

Непосредственно при проведении первого атомного взрыва на Семипалатинский полигон выезжали 13 сотрудников РИАН. Вот их фамилии: И.Е. Старик, Г.М. Толмачёв, Б.С. Джелепов, Б.А. Никитин. Г.В. Горшков. Д.М. Зив, Н.А. Власов, А.Г. Самарцева, А.В. Сорокина. В.А. Яковлев, Л.И. Абрамова. А.М. Соколов, В.Б. Ядринцев.

Правительство высоко оценило работы, выполненные РИАН для создания атомной бомбы и успешного её испытания. В.Г. Хлопину было присвоено звание Героя Социалистического Труда и присуждена Сталинская премия. Сталинские премии были присуждены также Б.А. Никитину, И.Е. Старику, Б.П. Никольскому. А.П. Ратнеру и А.Н. Протопопову.

Орденом Ленина были награждены:  Г.В. Горшков, Б.П. Никольский, А.П. Ратнер, И.Е. Старик, В.М. Вдовенко;  орденом Трудового Красного Знамени: А.Б. Вериго и В.И. Гребенщикова. Около 30 человек получили именные премии СМ СССР.

Работы РИАН, связанные с разработкой технологии ядерных материалов, необходимых для создания первой атомной бомбы, подготовкой и проведением её испытания, были началом большого комплекса работ в этой области.  Разработанная РИАН технология выделения плутония из облучённого урана, принятая на первом радиохимическом заводе в Челябинске, нами усовершенствовалась и при непосредственном участии сотрудников Радиевого института была внедрена сначала на втором радиохи-мическом заводе в Челябинске (заводе ДБ), а затем на радиохимических заводах Томска и Красноярска. Полученные в этих работах знания и опыт послужили основой для выполнения исследований и разработки технологии переработки облучённого горючего АЭС. Этими исследованиями Радиевый институт занимается и в настоящее время. Что касается ядерных испытаний, то сотрудники института были их непременными участниками во многих последующих испытаниях на Семипалатинском полигоне и полигоне на Новой Земле.


Литература

1. Гладышев М.В. «Плутоний для атомной бомбы. 
Директор плутониевого завода делится воспоминаниями».
Челябинск-40,  ПО «Маяк», 1992.
2. Круглов А.К. «Как создавалась атомная промышленность в СССР»,
 М. ЦНИИАтоминформ, 1994.
3. Смит Г.Д. «Атомная энергия для военных целей». М., Желдориздат, 1946.
4. Mc Millan E., Abelson P.. Phys. Rev. 57, 1885, 1940.
5. «Радиевый институт им. В.Г. Хлопина».
 К 75-летию со дня основания. Санкт-Петербург, 1997.
6. Труды Радиевого института им. В.Г. Хлопина , том ХIII,
Санкт-Петербург,  2007.
7. И.Е. Старик, Г.М. Толмачёв, Б.А. Никитин и др.
Отчёт Радиевого института АН СССР инв. № М-198/1, 1951 г.
8. «Ядерные испытания СССР», под ред. В.Н. Михайлова, Саров, 1997
 

 
Связанные ссылки
· Больше про Время и судьбы
· Новость от Proatom


Самая читаемая статья: Время и судьбы:
О.Пеньковский - «шпион века» или «подстава» КГБ?

Рейтинг статьи
Средняя оценка работы автора: 5
Ответов: 1


Проголосуйте, пожалуйста, за работу автора:

Отлично
Очень хорошо
Хорошо
Нормально
Плохо

опции

 Напечатать текущую страницу Напечатать текущую страницу

"Авторизация" | Создать Акаунт | 1 Комментарий | Поиск в дискуссии
Спасибо за проявленный интерес

Re: О роли РИАН в создании атомной бомбы (Всего: 0)
от Гость на 14/08/2009
На самом деле впечатляет осознанная интенсивность работы мысли множества способных исследователей и созидателей. Чуть больше 3 лет от постановки задачи до требуемого результата в формате завода. Ай да братья славяне. Значит можем когда понадобиться. И вознаграждение достойное. И почет и уважение. Всего то надо озадачить способных и поблагодарить достойных. А сейчас все больше награждают не причастных и наказывают не замешанных. Так и растерять способности данные от природы недолго.


[ Ответить на это ]






Информационное агентство «ПРоАтом», Санкт-Петербург. Тел.:+7(921)9589004
E-mail: info@proatom.ru, Разрешение на перепечатку.
За содержание публикуемых в журнале информационных и рекламных материалов ответственность несут авторы. Редакция предоставляет возможность высказаться по существу, однако имеет свое представление о проблемах, которое не всегда совпадает с мнением авторов Открытие страницы: 0.06 секунды
Рейтинг@Mail.ru