ВПК СССР

Советская физика в 30-х гг. XX в.

Приступили к плотному изучению строения атомного ядра в нашей стране, конечно, немного поздновато, в начале 1930-х гг. И не только мы. Тогда многие обратились к этой перспективной научной проблеме, настолько она была многообещающей. А обещала она не только открытия и славу. Открытия в области физики ядра сулили дать человечеству огромную энергию (о сопутствующей этой энергии радиации вряд ли кто думал). Международное сообщество ученых-физиков дружно принялось за работу. И советские ученые быстро влились в это сообщество. На равных!

В первых всесоюзных конференциях по ядерной физике принимали участие такие знаменитости, как Нильс Бор, Ирен и Фредерик Жолио-Кюри, Поль Дирак и некоторые другие зарубежные ученые. У нас было на что посмотреть и с кем побеседовать, обсудить проблемы физики ядра. А. Ф. Иоффе, П. Л. Капица, А. И. Лейпунский, С. И. Вавилов и множество молодых перспективных ученых – Лев Ландау, Игорь Курчатов, Яков Зельдович, Анатолий Александров, Дмитрий Иваненко, Павел Черенков, Юлий Харитон и многие другие. В стране работало несколько физических институтов, в которых происходила плодотворная научная работа. В 1932 г. Д. Д. Иваненко предложил интересную и перспективную гипотезу строения ядра из протонов и нейтронов. В 1934 г. П. А. Черенков под руководством С. И. Вавилова открыл свечение, которое оставляли в веществах быстрые электроны, объясненное затем И. Е. Таммом и И. М. Франком (так называемое свечение Вавилова-Черенкова). В 1935 г. И. В. Курчатов совместно с сотрудниками открыл ядерную изомерию. В 1937 г. в Радиевом институте на первом в Европе циклотроне получили пучок ускоренных протонов. К концу 1930-х гг. зарубежные физики к нам ездить перестали, но советские ученые до начала Великой Отечественной войны считали себя частью мирового сообщества ученых-физиков, старались публиковать свои работы в международных журналах, знакомились с публикациями зарубежных коллег.

В марте 1939 г. в Лондоне вышел очередной номер старейшего естественно-научного журнала Nature. Вряд ли бы кто вспомнил теперь об этом событии, если бы не опубликованная там статья Жолио-Кюри, Халбана и Коварского «Высвобождение нейтронов в ядерном взрыве урана». В статье обосновывалась возможность цепной реакции в уране, при которой может произойти выделение колоссальной энергии, то есть ядерный взрыв. Впервые уран во всеуслышание был признан потенциальным взрывчатым веществом и источником энергии. Тогда же Фредерик Жолио-Кюри со своими сотрудниками запатентовал чертежи ядерного реактора и ядерной бомбы. Понятно, что правительство Франции чертежи эти тут же засекретило. Но идеи порой витают в воздухе и нет-нет да и проявляются-таки в светлых головах молодых энергичных людей.

В мае 1940 г. К. А. Петржак и Г. Н. Флёров открыли спонтанное деление урана, подтвердив те самым предположение Жолио-Кюри. Это достижение еще раз подтвердило способность наших физиков идти в ногу с мировой наукой. Оно поставило наших физиков-ядерщиков в один ряд с учеными Запада. По сложившейся практике сообщение об открытии было направлено в один из западных научных журналов. Эта последняя информация об открытии Петржака и Флёрова была опубликована тогда, когда американцы и англичане уже засекретили всю свою информацию по ядерной физике! И хоть Жолио-Кюри долго сопротивлялся, но правительство Франции сделало то же самое.

Неизвестно, дошел ли мартовский номер лондонского Nature 1939 г. до украинского города Харькова. Но летом 1940 г. молодой сотрудник Харьковского физико-технического института Виктор Маслов пишет работу об использовании внутриядерной энергии, в которой утверждает, что создание атомной бомбы – это… всего-навсего технический вопрос. Далее физик предлагал накопить для решения этого технического вопроса необходимое количество изотопа урана-235. Как накопить этот изотоп, Виктор уже знал, так как занимался разработкой метода получения урана-235 вместе с немецким физиком Францем Ланге (приехал в Союз в 1935 г. по приглашению директора ХФТИ Лейпунского) и Владимиром Шпинелем. Денег ученым на реализацию этого метода не дали, так как в СССР в то время средства выделяли только на зарегистрированные патенты. В октябре пришлось писать заявку на патент. «Способ приготовления урановой смеси, обогащенной ураном с массовым числом 235. Многокамерная центрифуга» – за этим длинным незатейливым названием и спрятался метод получения урана-235. Потом подается еще одна заявка, на другую центрифугу, термоциркуляционную. Обе заявки как в воду канули, никакого движения по этому поводу не было. Но молодые ученые были упрямы – в декабре они подают еще одну заявку со следующим названием: «Об использовании урана в качестве взрывчатого вещества». В заявке приводится описание атомной бомбы, почти точно соответствующей той, которую потом разработают американцы. Всех нюансов в 1940 г. В. Маслов и В. Шпинель предусмотреть не могли, но идея их была верной, что и было закреплено спустя пять лет в патенте. Но в 1940 г. они не получили ответа. Упрямцы решили, что под лежачий камень вода не течет, и обратились напрямик к наркому обороны маршалу С. К. Тимошенко. Патентам наконец был дан ход. Они попали к директору Радиевого института В. Г. Хлопину. Хлопину патенты показались фантастичными, не имеющими реальной основы и мало применимыми в жизни: «Даже если бы и удалось реализовать цепную реакцию, то энергию, которая выделится, лучше использовать для приведения в действие двигателей, например, самолетов». И можно было бы уже сказать, что воистину нет пророка в своем Отечестве… Однако В. Г. Хлопин был ученым и знал, что над осуществлением управляемой цепной реакции работают в Германии и США, дело это научно перспективное и его надо форсировать. Но дальше была война. Виктор Маслов ушел на фронт и погиб, а Владимир Шпинель занимался срочной и важной научной работой в Алма-Ате. Фрицу Ланге пришлось без них в голодной военной Уфе практически создавать опытные образцы центрифуг, которые они безуспешно пытались запатентовать в 1940 г.

Начало советского атомного проекта

С началом Великой Отечественной войны нормальный научный процесс был прерван. Многие физики были призваны на фронт. Некоторые, как Курчатов, находились в научных командировках в войсках, решая срочные научно-технические проблемы. Невозможно было отложить защиту кораблей от немецких магнитных мин. Изобретенные в СССР локаторы были несовершенны и неудобны в практическом применении, и надо было срочно приспосабливать их конструкции для фронтовых нужд.

Урановая, атомная проблема возникла перед СССР весьма некстати. Положение страны в 1942 г. было аховое. Развернувшаяся на Волге Сталинградская битва достигла пика отчаяния – советские и немецкие войска выдохлись как борцы в затянувшейся схватке, и только контрнаступление советских войск наконец перевесило чашу весов войны в нашу пользу. И возле Москвы было не слаще – продолжалась затяжная, бесконечная Ржевская битва. Казалось, что в такой обстановке ничего уже сделать нельзя. И к колоссальному напрягу страны уже нечего добавить. Однако нашли чего добавлять. И немало. И для уранового проекта нашли силы и дали импульс к развитию.

Между внесением Молотовым Записки по возобновлению работ по использованию атомной энергии и выходом Распоряжения ГКО № 2352сс «Об организации работ по урану» от 28 сентября 1942 г. прошел… один день. Этим распоряжением определялось создание специальной лаборатории, получение урана-235 методами термодиффузии и центрифугирования, подо что, собственно, и выделялись следующие материально-технические средства: 30 тысяч рублей для закупки за границей химикатов и аппаратуры, 6 тонн сталей различных марок, цветные металлы, два токарных станка. Кроме того, в Казани выделялось помещение в 500 кв. м и жилая площадь на десять научных сотрудников (и это в Казани, забитой до предела эвакуированными!). Не густо, конечно, было отпущено, но на дворе стоял сентябрь 1942 г., и было не до жиру. Однако это был первый шаг к созданию атомного, уранового проекта.

Несмотря на трудности и войну, ученые продолжали научную работу. В Радиевом институте в 1942 г. открыли полный развал атомного ядра под действием многозарядных космических лучей. С января 1943 г. началась подготовка плана научной и практической работы по разработке советской атомной бомбы, а в феврале наконец распоряжение ГКО об организации работ по урану начинает свое благотворное действие. В марте этого года при Академии наук СССР была открыта лаборатория № 2. Начальником лаборатории был назначен И. В. Курчатов. В 1943 г. И. И. Гуревич и И. Я. Померанчук выполнили теоретические расчеты реактора. Одновременно происходила стройка самого опытного ядерного реактора. Накопив достаточно урановых блоков и графита, немедленно приступили к экспериментам. Как только появилась возможность забрать из Ленинграда спрятанное в ЛФТИ оборудование циклотрона, так его тут же переправили в Москву, и уже 25 сентября 1944 г. в этой лаборатории был запущен первый на территории Москвы циклотрон. В 1945-м на нем были получены первые микрограммы плутония. Бомбу из них, конечно, сделать было нельзя, а вот изучить свойства вещества вполне было возможно.

В 1944 г. операция «Энормоз» дала просто ошеломляющие результаты. Были получены около тысячи страниц описания атомной бомбы, а также образцы ураниума и бериллия. Поступившие материалы просматривал Курчатов. Можно сказать, он в тот момент был единственным человеком, который владел всей полнотой информации в области ядерной физики. Многое из того, что узнавал Игорь Васильевич из разведматериалов о работе Манхэттенского проекта, могли бы сделать и наши ученые, но шла война, и ресурсы страны были направлены на победу над врагом. Несмотря на предпринятые в 1942–1943 гг. усилия в работе над урановым проектом, их явно было недостаточно. Разведданные были очень кстати в условиях материального и технологического голода. Фактор времени тоже подстегивал. Информация, полученная по каналам разведки, экономила время и силы ученых и измученной войной страны.

Продвижение американцев в исследовательской и проектной работе по атомной бомбе подхлестывало наши работы в этой области в прямом смысле слова. 8 апреля 1944 г. появилось постановление ГКО за № 5582с, предписывающее Народному комиссариату химической промышленности и его народному комиссару М. Г. Первухину заняться проектированием цеха по производству тяжелой воды, а также завода для производства шестифтористого урана. А народный комиссар цветной металлургии П. Ф. Ломако по этому же постановлению должен был способствовать получению 500 кг металлического урана на опытной установке, а также в течение 1944 г. организовать поставку для лаборатории № 2 десятков тонн высококачественных графитовых блоков. Кроме того, Ломако должен был к 1 января 1945 г. построить цех по производству металлического урана! «Проверка» разведданных очень даже помогала в решении насущных теоретических и практических задач, двигала советский урановый проект вперед.

К весне 1945 г. у Игоря Васильевича Курчатова сложилась ясная, четкая концепция создания атомной бомбы. Он определил, что решение этой проблемы нужно разделить на четыре направления: создание уран-графитового или тяжеловодного котла (так было принято в то время называть ядерный реактор), проектирование и строительство диффузного завода для наработки урана-235, подготовка оборудования для получения тяжелой воды и непосредственное ее получение и, само собой, конструирование и производство атомной бомбы. Об этом он и доложил в апреле Сталину.

Близился конец войны. Советские войска выдвинулись на территорию Европы. Пора было думать об устройстве Европы и мира после войны, и, может быть, Сталин не сразу обратил внимание на докладную Курчатова. Однако некоторые шаги, ускоряющие урановую программу, в этот момент все-таки были сделаны.

Когда советские войска вошли на территорию Германии, Австрии, Чехословакии, сразу возникла идея поиска необходимого оборудования, материалов, архивов на территории этих стран. В апреле 1945 г. было решено создать специализированную группу разведки, состоящую из ученых, которые бы могли оценить, что сделали немецкие ученые для овладения секретом атомной бомбы.

2 мая на подмосковном аэродроме собралась группа военных для вылета в Берлин. В самолет сели какие-то странные полковники – форма им явно была лишней, сидела мешковато, фуражки им мешали, они их то и дело сдергивали с головы и совали под мышки. Летчики видели всякое и виду не подали – полковники были сплошь из НКВД, мало ли что… Тем более что делегацией руководил заместитель Л. П. Берии А. П. Завенягин.

В Берлине странная делегация поехала в первую очередь в Институт кайзера Вильгельма[2]. Еще по довоенным временам было известно, что именно в этом институте были сосредоточены лучшие силы немецких физиков, занимавшихся изучением атомного ядра. Затем группа посетила Берлинский университет и Берлинское техническое училище. Вряд ли простые энкавэдэшные полковники поехали бы по такому маршруту. Только физикам в только что захваченном Берлине могли понадобиться такие места. Курчатова среди них не было. Зато были Ю. Б. Харитон, И. К. Кикоин, Л. А. Арцимович, Г. Н. Флеров, Л. М. Неменов, являющиеся сегодня столпами советской и российской ядерной физики.

Группа убедилась, что немецкие физики отнюдь не обогнали своих советских коллег, а по многим параметрам исследований даже серьезно от них отстали. Однако лабораторное оборудование, аппаратура, реактивы, приборы были лучше, совершеннее, чем советские образцы. Понятно, что смотреть на это оборудование спокойно было невозможно, и по праву победителей, которым полагались трофеи, мы это оборудование вывезли с перспективой использовать в атомной программе. В мае-июне 1945-го с некоторыми немецкими учеными, еще остававшимися в Германии, были проведены переговоры об их совместной работе с советскими учеными на территории СССР. Немецкие ученые были вынуждены согласиться!

Так что к моменту разговора между Сталиным и Трумэном 24 июля 1945 г. Сталин хорошо знал и понимал, что такое «оружие большой мощности» и как его употребляют.

И что надо делать, чтобы получить подобное оружие «в первой стране социализма». К лету 1945 г. в СССР появились начатки научной базы, материалы и первые технологии по получению металлического урана, были проведены экспедиции по поиску урановых руд не только на территории Советского Союза. Велась даже подготовка переговоров о проведении экспедиции в освобожденной в сентябре 1944 г. Болгарии! А уж на территории оккупированной советскими войсками Германии наши специальные группы из военных и ученых прошерстили все, что было можно, и вывезли в Союз около 100 тонн урановых концентратов, научное и технологическое оборудование. В СССР даже был вывезен немецкий частный физический институт барона Манфреда фон Арденне!

Еще в декабре 1944 г. было образовано 9-е управление НКВД, которому были переданы из Наркомцветмета добыча и переработка урановых руд. В том же декабре в подмосковном Ногинске З. В. Ершова провела плавку и получила первый слиток металлического урана. Если американцы бились над проблемой получения металлического урана без малого два года (23 месяца), то мы справились за полгода!

15 мая 1945 г. было образовано «строительство-665», то есть начато строительство первого в стране Горно-химического комбината № 6 (в дальнейшем Ленинабадский горнометаллургический комбинат) для добычи и переработки урановых руд Средней Азии.

Тем не менее оказалось, что мы, несмотря на проделанную работу и успехи разведки, серьезно отстали. Трумэн радовался не зря – пальма первенства в обретении нового атомного чудо-оружия оказалась у США. Разговоры о мировом господстве закончились, американское правительство получило его от международной группы Манхэттенского проекта вместе с атомной бомбой.

Ну раз пальма первенства выросла не на нашей грядке, значит, надо было ее вырвать, то есть сделать свою атомную бомбу, лишить США монополии на ядерное оружие и, значит, пошатнуть их претензии на мировое господство. Догнать, а потом перегнать.

Специальный комитет и Первое главное управление

И гонка началась. 20 августа 1945 г. вышло постановление ГКО о создании Специального комитета, на который было возложено «руководство всеми работами по использованию внутриатомной энергии». Председателем комитета стал Лаврентий Павлович Берия. И неспроста. Еще в 1944 г. были планы передать работы по урану для их ускорения в НКВД, так как это ведомство обладало неограниченными властными и материальными возможностями. Да и секретность обеспечить с энкавэдэшниками было проще. Теперь наконец урановый проект был отдан под всесильную, всевластную длань НКВД для быстрейшего продвижения к цели.

Большинство членов Специального комитета были высокопоставленные советские чиновники. Оно и не мудрено. Для той работы, которой должны были заниматься члены Специального комитета, нужны были огромные ресурсы – деньги, техника, оборудование, люди, а их в послевоенном Советском Союзе либо не было, либо они были наперечет. Выбить, отнять эти ресурсы у нуждающихся в восстановлении предприятий и городов, перенаправить их для достижения страшной и нужной цели, и сделать это в глубокой тайне не всем было под силу. Нужны были те, кто имел на тот момент огромные полномочия и умение работать быстро и секретно. Людей таких подобрали. Сталинский режим в этом плане ошибался редко: куда денутся, сработают, жить-то хочется!

В когорту «избранных» конечно же отобрали людей неслучайных. Они уже были причастны к урановой проблеме, были так или иначе посвящены в суть вопроса еще в 1942–1943 гг. Г. М. Маленков был начальником Управления кадров ЦК ВКП(б) и секретарем ЦК; Н. А. Вознесенский являлся первым заместителем председателя СНК СССР и председателем Госплана; Б. Л. Ванников – нарком боеприпасов; А. П. Завенягин, комиссар госбезопасности 3-го ранга – начальник специального металлургического управления при НКВД; М. Г. Первухин – заместитель председателя СНК и нарком химической промышленности (еще в 1942 г. разбирался в докладах разведки по поводу ураново-тяжеловодных реакторов); В. А. Махнев – заместитель наркома боеприпасов, то есть зам Ванникова, секретарь этого специального комитета. В Специальный комитет вошли также ученые – начальник лаборатории № 2 АН СССР И. В. Курчатов и П. Л. Капица – академик, начальник Главного управления кислородной промышленности при СНК СССР (Глав кислород), директор Института физических проблем АН СССР.

При Специальном комитете был создан технический совет под председательством Б. Л. Ванникова. Здесь преобладали ученые: А. И. Алиханов, А. Ф. Иоффе, П. Л. Капица, И. К. Кикоин, Ю. Б. Харитон, В. Г. Хлопин. Все были физиками или химиками, занимающимися изучением атомного ядра или радиоактивными материалами. Для быстрейшей реализации идей ученых на практике в технический совет были введены Вознесенский, Завенягин, Махнев.

При техническом совете создали комиссии для решения научно-технических проблем. Комиссию по электромагнитному разделению урана возглавил академик А. Ф. Иоффе, другую комиссию по получению тяжелой воды академик П. Л. Капица. Главой комиссии по изучению плутония стал директор Радиевого института академик В. Г. Хлопин. Химико-аналитическими исследованиями занялась комиссия под руководством члена-корреспондента АН СССР А. П. Виноградова. Была также создана секция по охране труда под руководством профессора В. В. Парина, академика-секретаря Академии медицинских наук СССР (входил в комиссию до ареста в 1947 г.).

Через десять дней 30 августа при СНК было образовано Первое главное управление (ПГУ). Начальником был назначен Б. Л. Ванников. Ему подобрали пять заместителей. Уже знакомый нам организатор грандиозных строек Магнитки и Норильска А. П. Завенягин, металлург и геолог П. Я. Антропов, инженер-машиностроитель из Госплана Н. А. Борисов, химик А. Г. Касаткин и генерал НКВД П. Я. Мешик, ответственный за секретность проекта. Гидротехник и строитель Челябинского металлургического завода А. Н. Комаровский, Г. П. Корсаков и начальник Спецметуправления (9-го управления) генерал-майор НКВД С. Е. Егоров были назначены членами коллегии ПГУ.

Зачем Сталину и ЦК ВКП(б) понадобилось создавать сразу две структуры для осуществления уранового проекта? Да потому, что предназначение у них было совершенно разным. Специальная комиссия была организующим и координирующим действия ученых и производственников органом, но почти не имеющим властных полномочий, а Первое главное управление наделено было властью и приоритетами сверх всяких мер, но не обладало нужными научными знаниями и интуицией ученых, необходимых для претворения сложнейшего уранового проекта в жизнь.

Первое главное управление только номинально считалось работающим при СНК (с 15 марта 1946 г. – Совет министров СССР). Из ПГУ торчали уши НКВД, и дело было не только в главном кураторе уранового проекта Л. П. Берии. ПГУ было организацией чрезвычайного мобилизационного характера полувоенного типа. Командовали там главным образом генералы НКВД и инженерной службы. Отказываться работать, противоречить ПГУ было опасно для жизни. И этот фактор играл немаловажную роль в становлении самого ПГУ, уранового проекта и вообще атомной отрасли – все привлеченные к работе в урановом проекте работали без проволочек и задержек, столько, сколько нужно было Родине, и в любых условиях, ибо за ПГУ стоял НКВД (преобразован затем в МГБ в 1946 г.). Одна разница была для работающего в этой системе – где и как умирать: относительно свободным на работе в лабораториях и на заводах или по другую сторону проволоки в робе заключенного.

И вообще, ПГУ в стране не было! Его не существовало! Настолько секретна была эта организация. Знали о ней только те, кому было положено об этом знать, то есть только посвященные.

Во время Великой Отечественной войны умение хранить секреты в СССР развилось до чрезвычайности. Особенно промышленные и научные. Промышленное предприятие становилось центром зоны с особым режимом. В этой зоне вводился строжайший паспортный режим: не оставалось ни одного человека без прописки, чтобы переночевать в этой зоне, нужно было поставить в известность милицию, обо всех нарушениях паспортного режима и установленного порядка также нужно было незамедлительно доносить в органы, иначе жителям этой зоны грозила уголовная ответственность. Из таких зон отселялись все неблагонадежные с точки зрения советской власти: спецпереселенцы, бывшие кулаки, освобожденные иностранными войсками из лагерей бывшие военнопленные, осужденные по пресловутой 58-й статье.

Про режим на стройках и предприятиях ПГУ и говорить было нечего. Рабочим был определен маршрут до рабочего места, посещать другие цеха и помещения они не имели права, потеря пропуска строго каралась. Посещать все цеха и службы разрешалось только узкому кругу лиц из руководства. Рабочим и служащим атомных предприятий вплоть до 1954 г. после въезда на территорию специальных поселков ПГУ было запрещено покидать их территорию. Даже для поездки на похороны родственников.

ПГУ получило от ГКО карт-бланш на любую деятельность, связанную с изготовлением и испытаниями ядерного оружия. Оно могло начать любое строительство, заказывать любые материалы и в любом количестве, любое самое сложное и дорогостоящее оборудование без утвержденных проектов и смет. Финансирование происходило в любом размере по фактическим расходам. Про рабочую силу и говорить не приходилось, ГУЛАГ и Красная армия готовы были ее предоставить в любом количестве.

Первые шаги и первые успехи Специального комитета и Первого главного управления

Задачи перед Специальным комитетом и Первым главным управлением стояли неимоверные. Не только готовых для использования в производстве, но и разведанных запасов урана в стране было катастрофически мало. Не было оборудования для физических и химических лабораторий. Что уж говорить о промышленных установках. Если прежде оборудование проектировали по каким-то имеющимся образцам, то теперь надо было вычертить то, чего либо не было вообще, либо имелось только у потенциального противника, то бишь в Америке. Изготовление приборов для нарождающейся атомной отрасли отдавало в головах причастных к приборостроению зубной болью – в послевоенном СССР приборостроение было в плачевнейшем состоянии, мы едва смогли наладить в войну производство радиостанций и локаторов, а тут требуются приборы для замеров разнообразнейших физических параметров! Для научных исследований требовались новые материалы, часто – повышенной чистоты. Особой проблемой были кадры – если для строительства и добычи урана можно было воспользоваться бесплатной рабочей силой из ГУЛАГа, то ученых, инженеров, техников и квалифицированных рабочих в необходимых количествах взять было негде, надо было думать, где и как их готовить.

С 30 августа 1945 г. началась передача предприятий, научных и проектных организаций в ведение ПГУ и организация новых. Первым в этом ряду оказался машиностроительный завод № 12 из Наркомата боеприпасов в Ногинске. Тогда началось срочное переоборудование этого завода под промышленное получение металлического урана. Выполняли строительные работы на этом заводе три военно-строительных батальона. И уже к концу 1945 г. завод смог выпустить 137 кг металлического урана. Правда, получен он был из немецкого сырья. На 12-м заводе ПГУ, кроме того, монтировалось оборудование, вывезенное из Биттерфельде (Германия) для получения металлического кальция и щавелевой кислоты, необходимых для получения металлического урана. В 1946 г. его директором был назначен А. Н. Каллистов.