19 мая 1944. Докладная записка Курчатова Сталину по атомному проекту
ДОКЛАДНАЯ ЗАПИСКА НАЧАЛЬНИКА ЛАБОРАТОРИИ № 2 АН СССР И. В. КУРЧАТОВА И. В. СТАЛИНУ 0 СОСТОЯНИИ РАБОТ ПО УРАНУ НА 20 М АЯ 1944г. »1
Успехи в изучении свойств атома, достигнутые наукой XX века, завершились в 1939 году замечательным открытием деления атомов урана. Благодаря этому явлению оказалось возможным впервые в истории человечества найти пути практического использования колоссальных запасов энергии, сосредоточенной в центре атома — атомном ядре, для создания бомб сверхразрушительной силы и сверхмощных котлов.
Техническое решение задачи встретилось, однако, с самого начала с громадными затруднениями, преодоление которых считалось большинством ученых Союза невозможным.
Такое отношение к проблеме, естественно, привело к тому, что даже до войны ураном у нас занималась лишь небольшая группа ученых, а с началом войны приостановились и эти работы.
Иначе обстояло дело за рубежом. Английские и американские физики оказались более дальновидными и уже в 1939 году информировали свои правительства о тех необычных возможностях, которые связаны с разработкой проблемы урана. С 1939 же года работы по урану получили в этих странах широкий размах и были строго засекречены. К ведению работ были привлечены крупнейшие физики и техники Англии и Америки, среди которых — гениальный Нильс Бор, нобелевские лауреаты Ферми, Чадвик, Лауренс и многие другие.
В конце 1942 года Правительству Советского Союза стал известен как масштаб проводимых за границей работ по урану, так и некоторые из полученных результатов.
В связи с этим, Государственный комитет обороны И февраля 1943 года постановил организовать при Академии наук СССР специальную лабораторию (Лабораторию № 2) для ведения в секретном порядке работ по проблеме урана.
Организация новой лаборатории, не имевшей кадров, своего помещения и аппаратуры, протекала в трудных условиях военного времени.
Лаборатория не имела поддержки и в общественном мнении среди ученых, не посвященных, по соображениям секретности, в ход дела и зараженных недоверием к его осуществлению. Внимание и помощь, которые неизменно оказывались Лаборатории № 2 АН ССР тов. В. М. Молотовым, непосредственное и повседневное руководство ее деятельностью тов. М. Г. Первухиным, поддержка со стороны тов. С. В. Кафтанова помогли, однако, Лаборатории преодолеть трудности, окрепнуть, начать работу и получить ряд важных результатов.
Изучение секретных материалов работ иностранных ученых, теоретические расчеты и опыты, проведенные в Лаборатории № 2 Академии наук СССР, показали, что распространенное у нас мнение о невозможности технического решения проблемы урана является неверным.
В настоящий момент твердо определились пути использования внутриатомной энергии как для осуществления атомной бомбы, так и ля осуществления атомных котлов.
Взрывчатым веществом в атомной бомбе может служить уран-235 — особый вид (изотоп) урана, в природных условиях всегда смешанный с обычным ураном, или созданный при помощи циклотрона новый химический элемент — плутоний-239. Плутоний-239 давно исчез на Земле, он будет образовываться в атомных котлах в результате бурно идущих процессов превращения вещества.
Для осуществления взрыва необходимо быстро соединить два куска урана-235 или плутония-239, что может быть выполнено при помощи встречного их движения под действием давления пороховых газов в закрытой с обеих сторон трубе.
Расчет показывает, что атомная бомба будет действовать только в том случае, если количества урана-235 будут равны 2-5 кг. Как показывают научные исследования американцев, нужны такие же количества и плутония-239, свойства которого во всем подобны урану-235. Разрушительное действие такой бомбы эквивалентно обычной бомбе, снаряженной 1000 тонн тола.
Выделение указанных количеств урана-235 из обычного урана-238, хотя и представляет собой задачу громадной технической сложности, но может быть все же осуществлено при помощи новых специальных диф фузионных машин, исходным продуктом для которых служит летучее соединение урана — шестифтористый уран.
Теория новых диффузионных машин разрабатывалась в Англии и Америке в течение 1940-1944 гг., на заводах Метро-Виккерс производилось изготовление опытных моделей и, весьма вероятно, что близок срок пуска в ход (в Америке) завода, снабженного такими машинами. По имеющимся у нас данным, на этом заводе должна быть установлена 1000 компрессоров с производительностью 60 000 куб. м/сек каждый, потребляемая компрессорами мощность оценивается в 50 000 кВт.
За истекший год Лаборатория № 2 Академии наук СССР проверила теорию действия диффузионной машины и, кроме того, пыталась найти другие методы выделения урана-235. Теория оказалась правильной, а лучших методов выделения найти пока не удалось.
В апреле месяце по решению ГОКО был организован Филиал Лаборатории №2 в Ленинграде и Особое конструкторское бюро при нем, которое приступило к работе над проектом диффузионной машины.
В 1943-1944 гг. у нас велись также работы по получению шестифтористого урана — вещества, которое ранее в СССР не вырабатывалось. Эта задача была успешно решена НИИ-42 Наркомхимпрома, на основе работы которого ГСПИ-3 Наркомхимпрома выполняет проект специального цеха шестифтористого урана при заводе № 148 с производительностью 100 кг вещества в сутки. Проектные работы будут закончены к 1 июля 1944 г.
Выше указывалось, что в атомной бомбе вместо урана-235 может быть использован плутоний-239. Эта задача может быть решена только при условии пуска в ход атомного котла.
Атомный котел может быть осуществлен в двух формах: в виде смеси мелких зерен обычного урана-238, распределенных в тяжелой воде, или в виде блоков обычного урана-238, расположенных в графите. Эти системы, при условии достижения ими определенных размеров, будут сами собой, без всякого вмешательства со стороны, разогреваться. Съем тепла можно осуществить, пропуская через атомные котлы газ (лучше всего — гелий), и использовать этот газ в замкнутом цикле для подогрева обычных паровых котлов. Атомный котел будет работать практически без всякого пополнения, т. к. запасы энергии в уране колоссальны; известно, что в 600 тоннах урана сосредоточены такие же запасы энергии, как в ежегодной мировой добыче каменного угля.
Для характеристики атомного котла, которому может быть суждено изменить все энергетическое хозяйство человечества, приведу здесь некоторые данные американского проекта уран-графитового котла на мощность в 100 тыс. кВт. Котел — вертикальный, его высота 20 метров, диаметр 10 метров; одновременно закладываемое количество урана — 55 тонн, а графита — 600 тонн; мощность, потребляемая компрессорами котла,— 12 000 кВт. В таком котле будет ежесуточно уничтожаться около 200 граммов урана и возникать 100 граммов плутония-239.
Мы видим, таким образом, что атомный котел, наряду с выделением энергии, явится и мощным источником получения атомного взрывчатого вещества.
Работы по уран-графитовому котлу за рубежом подвинулись, по имеющимся у нас данным, очень далеко. Есть сведения, что в Америке уже пущен в действие (правда, пока на малой мощности) уран-графитовый котле приблизительно тех размеров, как предусматривалось проектом, характеристики которого даны выше.
Как же обстоит дело у нас с работой над атомными котлами?
За истекший год в Лаборатории № 2 был выполнен ряд важнейших исследований по физике процесса в котлах; Институт редких металлов Наркомцветмета разработал способы получения зернистого металлического урана, на основе которого к концу этого года должен быть спроектирован специальный цех на заводе «А» для переработки всех добываемых у нас солей урана на металлический уран; на Московском электродном заводе проводится изготовление опытных партий чистого графита, давшее обнадеживающие результаты. Таким образом, многие трудные вопросы уже решены. Практическое осуществление уран-графитового котла откладывается, однако, на неопределенный срок из-за отсутствия в нашей стране нужных для котла количеств (50-60 тонн) урана. В 1943 году было добыто только 1,5 тонны урановых солей, в 1944 году намечено получить 4 тонны, но пока план не выполняется. Месторождения урана разведаны у нас плохо.
б) Атомный котел «уран-тяжелая вода»
В связи с недостатком урана для нас особое значение приобретает другой вид атомного котла, о котором упоминалось выше,— котел из урана и тяжелой воды. На пути осуществления этого котла также встречаются, однако, большие трудности. Для его постройки достаточно только 1 -1,5 тонны урана (эти количества имеются у нас в наличии), но зато необходимо располагать 2-4 тоннами тяжелой воды.
До войны и в военное время работы по получению тяжелой воды проводились у нас в ничтожных масштабах (за 10 лет было получено около 1 кг этого вещества). За истекший год мы упорно работали в этом направлении, и сейчас определилась возможность организации производства больших количеств тяжелой воды на базе электролиза воды Чирчикского химкомбината. К 1 июня с.г. ГСПИ-3 Наркомхимпрома заканчивает проект специального цеха на Чирчикском комбинате, рассчитанного на получение 800-1000 килограммов тяжелой воды в год. Пуск в ход этого цеха представляет громадный шаг вперед в деле получения тяжелой воды, за 2 месяца работы цеха будет получено такое же количество тяжелой воды, какое было накоплено во всем мире за период 1929-1939 гг. При работе этого цеха нужное количество тяжелой воды (2-4 тонны) будет накоплено к концу 1946 года.
Из изложенного видно, что хотя использование энергии урана и связано с решением труднейших задач, опасность применения атомных бомб и энергетические перспективы атомных котлов настолько существенны для государства, что всемерное развитие работ по урану является настоятельно необходимым.
Прошу Вас поручить рассмотреть вопрос о дальнейшем развитии этих работ.
Начальник Лаборатории № 2 Академии наук СССР Академик Курчатов
19 мая 1944. Итоги дня на фронте
3-й Украинский фронт. Часть сил 5-й Ударной армии продолжали бои по ликвидации противника на левом берегу реки Днестр в районах сад северо-восточнее Кошницы, излучина реки севернее Коржева. Наступающие части, встретив упорное сопротивление врага, успеха не имели.
В районе Шерпень соединения 8-й Гвардейской армии, отразили атаку врага, силами свыше батальона пехоты с 5-ю танками.
Части 118-й и 113-й стрелковых дивизий 57-й армии вели бои с противником, переправившимся на левый берег Днестра южнее населённого пункта Спея (Северная).
В течение 19 мая на фронтах существенных изменений не произошло.
За 18 мая наши войска подбили и уничтожили 14 немецких танков. В воздушных боях и огнем зенитной артиллерии сбито 43 самолета противника.
Партизанский отряд, действующий в западных областях Украины, за два месяца пустил под откос десятки немецких воинских эшелонов, следовавших к линии фронта. Разбиты 28 паровозов и более 400 вагонов и платформ с войсками и техникой противника. В одном селе гитлеровцы устроили облаву. Немцы задержали многих мужчин и женщин и намеревались угнать их на каторгу в Германию. Партизаны узнали об этом и пришли на помощь мирному населению. Они стремительно ворвались в село и разгромили немецкий отряд. Убито 30 гитлеровцев. Остальные немцы убежали, побросав оружие.
На одном участке 1-го Украинского фронта на сторону Красной Армии перешли 22 солдата 25 полка 25 венгерской пехотной дивизии. В другом районе на нашу сторону перешли 19 солдат 57 венгерского пехотного полка. Перебежчики принесли и сдали винтовки и 6 ручных пулеметов. Капрал X. заявил: «Еще будучи в Венгрии, мы сговорились не воевать на стороне немцев. При первом удобном случае решили сдаться в плен. Воспользовавшись тем, что нас послали в боевое охранение, мы перешли к русским». В тот же день пять солдат и два капрала 27 венгерского полка обратились к крестьянину прифронтовой деревни с просьбой помочь им перейти на сторону Красной Армии. Крестьянин привел перебежчиков в расположение наших войск.