История разделения изотопов урана. Часть 5.

     В январе 1946г., было решено провести конкурс по фильтрам.  Стали  готовить условия конкурса: размер премий, порядок тестирования и технические требования к фильтрам. Предложение принять участие в этом секретном конкурсе получили 15 организаций. Об итогах конкурса, подведенных к ноябрю 1946г., можно судить по обзорному «Отчету Курчатова на имя Сталина». Они показали,  технического чуда не случилось - готовых нанофильтров ни у кого не нашлось.
            Главным положительным результатом смотра можно считать отказ от клепки на заводах боеприпасов сит  и автоматических приспособлений для этого. Сита из фольги, разработанные Лабораторией №2 АН СССР  и получаемые механическим прокалыванием фольги на специальных автоматах, характеризовались здесь уже как вынужденное решение на то время, когда не было иных доступных методов. Это открыло путь давно запоздалому освоению подобающей нанотехнологии. По размеру пор требования к фильтрам ужесточились, но не принципиально – с 5 до 1 мкм. Потрачено столько времени и такой результат! Неужели для этого надо было проводить, как сейчас говорят, «шоу»? Все можно было решать и в рабочем порядке, ведь знали же, кому направлять приглашения по секретной почте.
            Если  покопаться в рассекреченных материалах, то можно увидеть, что на самом деле так оно и было. Вот, например выборка мест из распоряжения Совмина, касающихся плоских металлокерамических никелевых фильтров  (Рябев).

Распоряжение СМ СССР № 9878-рс

об изготовлении специальных никелевых фильтров 
            г. Москва, Кремль                                                          

15 августа 1946г. 

                                                                                           Сов. секретно 
                                                                                             (Особая папка) 

  1.Обязать Министерство цветной металлургии (т. Ломако) и Московский комбинат твердых сплавов (т. Андрюшина) изготовить и поставить в месячный срок Первому главному управлению при Совете Министров СССР по техническим условиям Лаборатории № 2 Академии наук СССР (т. Кикоина) опытные партии специальных никелевых фильтров в количестве 20 м2, изготовленные разными методами.
...................................
3, Обязать Министерство химической промышленности (т. Первухина)  поставить в 12-дневный срок комбинату твердых сплавов Министерства  цветной металлургии щавеливокислый никель в количестве 150 кг.
4, Обязать Министерство цветной металлургии (т. Ломако) в 5-дневный срок поставить:
    а) Министерству химической промышленности для изготовления щавеливокислого никеля электролитический никель марки Н-1 в количестве  500 кг;

.................................
11,Обязать Лаборатории № 2 Академии наук СССР (т. Кикоина) в 10-дневный срок выдать комбинату твердых сплавов Министерства  цветной металлургии и заводу № 710 Министерства вооружения чертежи установки для проверки фильтров на проницаемость.
12, Обязать Министерства вооружения (т. Устинова) и Министерство цветной металлургии (т. Ломако) в 10-дневный срок разработать и согласовать с  Лабораторией № 2 Академии наук СССР (т. Кикоиным) технические условия на изготовление специальных фильтров.
............................
14, В частичное изменение Постановления Совета Министров СССР от 9 апреля 1946г. № 793-315сс разрешить Министерству вооружения ограничить изготовление станков-автоматов для производства фильтров в количестве 175 шт. 
            Обязать Министерства вооружения (т. Устинова) и завод № 710 (т. Кошкина) изготовить и поставить в августе-сентябре 1946г. Первому главному управлению при Совета Министров СССР фильтры в количестве 100 м2 по техническим условиям Лаборатории № 2 АН СССР (т. Кикоина).  

             Зам. Председателя Совета Министров Союза ССР  Л. Берия 
  ==============================================================
            Впоследствии плоские фильтры были  установлены на диффузионных машинах первого завода Д-1. Их прессовали в виде пластины, котирую прокаливали при температуре, около 1000°С, в атмосфере водорода. В приведенной копии Распоряжения Совмина мы не стали демонстрировать предписания различным организациям и ведомствам типа  ОГИЗ, НИИПолиграф, Свердловской полиграфической фабрике, Министерству судостроительной промышленности и пр.  в   n -дневные сроки поставить, обеспечить, командировать и т.д. и т.п., а Уральскому индустриальному институту Министерства высшего образования  изготовить фотогальваническим  методом  и поставить к 25 сентября 1946г. такую же партию фильтров в количестве 20 м2. Судя по всему, этому институту доверили попытаться воспроизвести английскую технологию, добытую в свое время агентурой.
            В «Отчете Курчатова Сталину» сведений о премиях по итогам конкурса нет. Программа производства оружейного урана явно стала растягиваться по времени. Менее чем за год до первоначально намеченного пуска производства (сентябрь 1947г.) в Лаборатории №2 АН СССР, которая постепенно превратилась в головной отраслевой институт ПГУ при Совмине, только приступали к испытанию опытных образцов диффузионных машин. Первая очередь Д-1 комбината №813, была рассчитана на суммарный выпуск 140 граммов 92-93 %-ного урана-235 в сутки на  2-х идентичных по мощности  каскадах из 3100 ступеней разделения. Изготовление оборудование закреплялось по каскадам раздельно за Горьковским и Ленинградским заводами. Под производство отводился недостроенный авиационный завод  №261 в поселке Верх-Нейвинск-2, что в 60 км от Свердловска. Он и превратился в Свердловск-44. 

Ссылки на использованные материалы приведены в конце этой части на  отдельном модуле.

                              Игорь Васильевич Петрянов-Соколов
                                                    (1907-1996)                                 
                                          ===================

             В 1945г. молодому профессору Петрянову (вторая  фамилия в общении обычно не фигурировала), как и Арцимовичу, Кикоину, и др. «атомным» академикам, для поездок в Германию была выдана форма полковника. Его командировки, однако, не шли по линии Берия-Курчатов («русский алсос»), очевидно, он ездил по заданию Наркомата химической промышленности. Его лаборатория в Карповском институте (ФХИ им. Л.Я. Карпова) должна была подключиться к новой проблеме - тяжелой воде. Во время войны лабораторию откомандировали в город Березняки для создания производства противогазного фильтрующего полотна – боевой фильтр, БФ. Задание было успешно выполнено и с 1942г. войсковые противогазы Л-2 стали снаряжаться этими фильтрами (подробнее). Однако после получения по репарации немецких ОВ выяснилось, что БФ плохо защищает от фосфорорганических соединений. Поскольку противогазы перестали снаряжать БФ, возникли их неликвиды. Производство фильтров было также организовано на заводе №12 в городе Электросталь. Полотно, полученное с таким  трудом в военное время, завод уже готов был ликвидировать. Производство считалось строго секретным, материал новый, уникальный – закрытое Авторское свидетельство на способ его получение было оформлено Н.А. Фуксом (карповский однофамилец  Клауса Фукса) и Петряновым перед войной. Так что других потребителей у материала  и не могло быть. По предложению Петрянова, путем прессования полотна в несколько слоев стали получать «картон», он нашел применение в качестве перегородок для электролизеров на спецпроизводствах. Прессованный фильтр был подан также на закрытый конкурс.
            Прессованные микроволокна похожи на металлокерамический никелевый фильтр. Если размер зерен и волокон одинаков, то и зазоры между ними, т.е. размер пор в фильтрах будут соизмеримы. Действительно, как показали испытания, выполненные в Лаборатории №2,  прессованные микроволоконные фильтры по эффективности разделения не уступали металлокерамическим. Однако, стойкость  
перхлорвиниловых микроволокон к воздействию гексафторида урана  оказалась недостаточной. Обработка фтором или хлором  их стойкость не увеличивала (подробнее). По кокурсу микроволоконные фильтры, получившие потом другое  обозначение ФП – фильтры  Петрянова,  не прошли но вскоре стали широко применятся в атомном проекте для анализа  и  защиты от радиоактивных  аэрозолей [подробнее) Потом они стали доступны широким массам в виде респираторов «Лепесток» и шумопоглощающих тампонов «Беруши».

 Фото: 

1) Манфред фон Арденне (1907 -1997)

2) Петр Адольф Тиссен (1899 -1990 )
====================
        Среди участников конкурса значились также институты «А» и «Г», только что организованные в окрестностях Сухуми для немецких специалистов, привлеченных к участию в атомном проекте СССР. Институтские коды совпадали с начальными буквам фамилий их директоров: «А» - М. фон Арденне («немецкий эдиссон»), и «Г» - Густав Герц, о котором мы уже писали во второй части (см. НЕМНОГО О ДИФФУЗИИ ЧЕРЕЗ ПОРИСТЫЕ ПЕРЕГОРОДКИ). Для других немецких институтов «В» и «Г» этот принцип не соблюдался. Как и в Манхэттенском проекте у нас был свой «русский алсос» - вывоз «мозгов» с оккупированных территорий. В отличие от американцев мы, по бедности, их вывозили вместе с «железом». Этим Берия в начале 1945г. поручил заняться Курчатову и своему заму А.П. Завенягину. Всего в атомном проекте по контрактам работало порядка 300 немцев, не считая небольшой группы специалистов, занятых созданием производства тяжелой воды. Их привезли принудительно по другой программе «Осоавиахим». Немного было отобрано из лагерей военнопленных. Были и спецпереселенцы, которые вместе со стройбатавцами и заключенными работали на стройках проекта. По контрактам работа немецких специалистов хорошо оплачивалась, её и дальше курировал Завенягин
             Можно считать, что фон Арденне, его зам по институту «А» Тиссен и Герц приехали в СССР по своей инициативе, у каждого были свои мотивы. К фашистам у Герца имелись понятные претензии. Ранее уже говорили, что из-за примеси еврейской крови, ему пришлось уйти из Высшего Берлинского технического училища. Он устроился завлабом в концерне «Сименс», отстал от большой науки. Тиссен, наоборот, состоял в  НСД, иначе не быть бы ему директором Института физической химии кайзера Вильгельма. Он опасался попасть к американцам - поди, вспомнят партийные заслуги. С коммунистами, полагал он, договориться будет легче. Барон Арденне к фашистам относился с недоверием – бандиты, неучи, жгут книги. Работал себе в удовольствие в собственном институте в пригороде Берлина. Они, и примкнувший к ним М. Фольмер, еще в 1944г. подготовили свой меморандум об условиях сотрудничества с русскими. Так что когда Кикоин в полковничьей форме с группой особистов приехал к фон Арденне, на воротах его поместного замка красовался плакат, написанный по-русски «Добро пожаловать!». 
.         Любопытно, до этого в Германии было перепробовано до семи различных способов разделения изотопов урана, но никто не заинтересовался газодиффузионным методом, запатентованным  Герцем для разделения газовых смесей еще в начале 1920-ых годов, когда он работал на ламповом заводе в Нидерландах.

Переоборудование сухумских санаториев под институты в 1946г. еще продолжалось, к исследованиям там только приступали, и говорить о немецких фильтрах еще рано.

 

     Немецкие специалисты невольно оказали помощь американской разведке. По объемам урановой руды, которая стала вывозиться из Восточной Германии и Чехословакии, разведка могла оценить лишь масштаб работ по ядерному оружию в СССР, но не их результативность. Наш режим секретности,  дорогостоящий и обременительный, для американской агентуры был практически непроницаемым. Перехват же писем, приходящих в Восточную Германию, и анализ адресов оказался более плодотворным. Так, по письму Герца сыну от 18.03.1946г. в Берлине и в пригороде Грюнау были раскрыты агенты–посредники: лейтенант «Петроченко», полковники "Елян" и "Сиденко". По переписке стало ясно, что производством урана занимаются у нас в городе Электросталь, а наукой – на Черноморском побережье. В 1947г. четыре специалиста-атомщика, с которыми велись переговоры о работе в СССР, очутились потом на Западе. После этого случая специалистам из Восточной Германии впредь ничего не сообщалось об их завербованных соотечественниках. Только в 1949г. первый русский невозвращенец попал в ЦРУ, в материалах он фигурировал под кличкой "Гонг". Невозвращенец  в 1947г. работал научным сотрудником как раз по секретной проблеме фильтров в Институте общей и неорганической химии (ИОНХ) АН СССР у проф. Д А. Петрова. Из его показаний стало известно, что за создание фильтра была объявлена премия в 100 000 руб. и что Кикоин - это и есть тот самый полковник «К.К.», который в Берлине в 1945г. завербовал Герца на работу в СССР. От Гонга также были получены общие сведения о ПГУ, о лабораториях №2 и №3, руководимой Алихановым [см. Lowenhaupt , сайт ЦРУ]. 
         Удостовериться в правильности показаний Гонга аналитикам ЦРУ помогла статья Д.А. Петрова, Л.М. Кефели и С.Л. Лельчук  в журнале «Доклады АН СССР» за 1947г., том 57, №6, стр. 579. Хотя статья называлась «Исследование структуры медного скелетного катализатора», было ясно, чем занимались авторы.  
         Работа имела фундаментальную направленность. Скелетные катализаторы применяются с 1924г. Наиболее распространенным стал «никель Ренея». Изначально это Ni-AL-сплав, при выщелачивании из него алюминия образуется пористый никель – активный катализатор гидрирования.  Петров с сотрудниками, работая с монокристаллом интерметаллида CuAl2, показал, что при выщелачивании AL из меди образуется не аморфная губка, а поликристаллический конгломерат подобно никелю в катализаторах Реннея. Величина микрокристалликов меди составила  10 – 100 мкм с зазором между ними порядка 1 мкм. Результаты статьи в «ДАН’е», бесспорно, интересны для практики, но в паре с информацией от Гонга они приобрели дополнительный смысл.  
       Из всех пятнадцати фильтров, выставленных на конкурс, только этот и никелевая металлокерамика отвечали техническим требованиям Лаборатории №2. Латунь – это Cu-Zn-сплав c различными добавками, цинк труднее, чем алюминий, но можно вытравить и получить тонкопористый материал. Завод № 710, на котором, по-видимому, делали патроны и к ним гильзы из латуни, обязали собрать опытную установку по травлению латунной фольги кипящей соляной кислотой. В дело, однако, такие фильтры не пошли.

         Цифра «5» в аватарке к этой части нашего компаса обрамлена травленной латунной фольгой.

          После закрытия проекта «Тьюб аллойс» середине 1943г. Пайерлс и Фукс попали в Колумбийский университет (Нью-Йорк), где Фуксу пришлось в деталях ознакомиться с производством U-235, создаваемым на заводе К-25  в Ок-Ридже. Строительство громадного здания шло полным ходом, а фильтры нужного качества никак не получались. Университет предложил две технологии трубчатых никелевых фильтров, получаемых электрохимическим методом (Norris-Adler или N-A фильтры) и прессованием  порошка (металлокерамика). Над ними билось порядка 700 специалистов, относящихся к курируемому Г. Юри Колумбийскому университету, и еще несколько сот служащих фирмы «Келлекс», от которой в кодовое название завода и перешла литера «К». Кризис становился все очевиднее. Руководитель «Келлекса», придумал для этих фильтров обидное сравнение с  мужской крайней плотью и предлагал желающим раздавить трубку о край стола, что, наверно, совсем не трудно было сделать. Наконец, глава корпорации «Хоудаилл Хэрш», которая подрядилась производить фильтры и уже начала строить завод в Декейтере, не выдержал. Позвонив генералу Л. Гровсу прямо на Рождество 1943г., завил, что он не в состоянии реализовать технологию Норрис-Адлер и обеспечить выпуск продукции. Все ожидали крупного разноса. Однако, в январе 1944г. Гровс собрал совещание в Декейтере и обнародовал свое рискованное решение - приостановить оснащение завода К-25, так как он уже вкладывает деньги в очередной запасной вариант. Первым была установка Y-12, «неработающая» по магнитно-динамическому методу (на то время). Для ее создания из-за дефицита меди в военное время Гровсу на  обмотки электромагнитов пришлось взять в займы из казначейства несколько тысяч тонн  серебра. Теперь он начал строительство третьей установки S-50 по жидкофазному термодиффузионному методу разделения. Метод малоэффективный, но наиболее простой в аппаратурном оформлении. 
         Обо всех трудностях строительства  К-25 Фукс имел полное представление и наверняка информировал об этом НКВД. Реализуемая здесь схема и сами фильтры существенно отличались от английского варианта, но американцы готовы были обсуждать с прикомандированными коллегами любые замечания и предложения. Выход из положения был найден  сотрудником «Келлекс» К. Джонсоном в виде гибрида двух способов, т.е.  сочетание прессования никеля с электрохимической обработкой. Предложение было реализовано позже, после возобновления работ на К-25. Фукса уже перевели в Лос-Аламоскую группу, разрабатывающую новый имплозионный принцип атомного взрыва «вовнутрь». О деталях с фильтрами он мог и не знать и, соответственно, не проинформировать НКВД, но оставались же и другие информаторы. Не исключено, что среди них как раз и оказался Ж.А. Коваль. Он имел доступ на все объекты в Ок-Ридже и  располагал даже   персональным «джипом». [подробнее]
         Для американцев не было худа без добра. Во время  затишья в строительстве им удалось создать на фирме «Аллис-Чалмерс» специальные компрессоры с особым уплотнения вала, а сотрудники «Крайслера» сумели разработать технологию никелирования «Х-100», это покрытие было непроницаемо для UF6. Весь персонал успели приучить к работе на «медицинском» уровне, т.е. чиста  деталей была такой же, как у хирургического инструмента. К газодиффузионному методу вернулись, когда уже была страховка – заработали заводы Y-12 и S-50.
            Гексафторуран в систему К-25 был пущен в конце января 1945г., а продукт на выходе из каскада появился только через месяц. На снаряжения первой бомбы «Малыш» пошло 46 кг урана в пересчете на 80% U-235, оружейный уран был получен на калютронах Y-12, а газодиффузионный U-235 мог давать лишь сырье для них. Трудность разработки Y-12 отличалась от К-25 тем, что здесь   надо было сразу сооружать гигантский агрегат - масс-спектрограф размером с многоэтажный дом. Даже располагая лучшим в мире научно-техническим потенциалом и приступая к строительству небольшой поначалу установки Y-12, руководство проекта еще на успех не рассчитывало. Для газодиффузионного завода К-25 надо было разработать совсем небольшую по таким меркам машину, а потом ее растиражировать в нескольких вариантах. Хотя из них требуется собрать громадный каскад, эта задача воспринималась более простой.
            В 1945г. наработка урана-235 в Ок-Ридже отвечала приведенной выше схеме (в скобках содержание U-235).Опыт Манхэттенского проекта у нас постарались учесть. Электромагнитный метод стали усиленно развивать. Руководителем направления был назначен Л.А. Арцимович; к работе также подключили фон Арденне.

                                    Лесли Ричард Гровс 
                                           (1896 – 1970)   
                                    ==================
          На сайте ведущего «Эхо Москвы» Евгения Киселева с популярным названием «НАШЕ ВСЕ» под портретом бригадного генерала Гровса следует статья о Жорже (Георгии) Абрамовиче Ковале (1913-2006), который (цитируем):
                 «почти всю жизнь проработал в МХТИ (Менделеевском институте), где никто из его коллег даже не догадывался, что в молодости тот десять лет прослужил в стратегической военной разведке. Информация о нем была рассекречена лишь в 2007 году, когда президент Путин на встрече с руководством ГРУ объявил о посмертном награждении Жоржа Коваля званием Героя России. Коваль - единственный известный на сегодняшний день профессиональный разведчик-нелегал, заброшенный в США из СССР, который сумел проникнуть на секретные атомные объекты и передавать информацию в Москву. Остальные источники сведений об американской атомной бомбе, были либо завербованными агентами, либо добровольными помощниками СССР из числа иностранных ученых (как Клаус Фукс) ...» 
     Картинка с Капицей нашлась, а фотографии нового Героя РФ, надо думать, - нет , а все что у них было - генерал Гровс. Прием мэтров нам очень понравился. Теперь, если у нас будут возникать трудности с фото, мы будем просто помещать портрет Гровса. Так мы поступили  и с этим разделом.             
         Первая серия наших атомных бомб вплоть до водородных «слойки» и «трубы» шла под кодовым названием «ракетный двигатель специальный» - РДС. Это официальная версия. В народе обращались две неформальный «ракетный двигатель Сталина» и «Россия делает сама». Первая советская бомба РДС-1 получилась интернациональной – русско-англо-немецкой. Сделали ее по американским чертежам, добытым немцем Фуксом, из немецкого же урана, да к тому же еще и немцев нанимали. Манхэттенский проект мы старались воспроизвести поточнее, казалось, в этом был залог успеха. Поэтому спустя два года от старта у нас, как и в Манхэттенском проекте, началась полоса кризиса –  проблема фильтров, насосов и урановых блоков. Наш кризис отличался от американского тем, что вызвал громадные материальные издержки, а в Челябинске-40 к тому же привел к облучению почти всего персонала, занятого на котле и в производстве плутония (подробнее Плутониевый пневмосклероз глазами химика).
            Как и в Манхэттенском проекте, обстановка, естественно, обострилась. После очередного вызова к Ванникову на «ковер»  нервы не выдержали у Кикоина. Мемуары часто противоречивы. Вот, например, что включил Холловэй в характеристику наших руководителей: «Ванников, Завенягин и Первухин были весьма компетентными людьми. Ванников, по словам Харитона, был превосходным руководителем и прекрасным инженером, человеком очень остроумным и доброжелательным».
У В.С. Губарева о начальнике Первого главного управления, написано другое. На совещании Ванников, «отличавшийся резкостью и бесцеремонностью, обрушился на научного руководителя И.К. Кикоина со всеми возможными обвинениями. По мнению присутствующих, именно он виновен в задержке пуска предприятия».
Кикоин тут же написал  ему рапорт. Выдержка:
 «Итак… выяснилось следующее:
1. И.К. Кикоин лишён доверия руководителя проблемами атомной энергии.
2. Умственные способности И.К. Кикоина весьма ограничены и вклад этих способностей в порученное ему дело недостаточен
3. И.К. Кикоин совершает подлости.
При таких обстоятельствах само собой напрашивается единственно возможный организационный вывод, который по Вашему представлению несомненно будет сделан — об отстранении указанного И.К. Кикоина от ответственного поста, который он занимает и который он дальше, очевидно, занимать не должен…»
Конфликт стал разрастаться. Кикоин, по совету Курчатова, обратился к Берии. Шеф все уладил и взял Кикоина под защиту. 
            «Неизвестно, принимал ли он  (Берия) учёного, советовался ли с Курчатовым или кем-то другим — в архивах таких свидетельств нет, но атмосфера вокруг Кикоина резко изменилась: никто теперь не смел разговаривать с ним грубо, резко и оскорбительно. Никто, кроме Берии» .            

            Нрав у шефа Манхэттенского проекта генерала Гровса тоже был крутым, но так же как маршал Берия мог ладить с Курчатовы,  и он  умел обо всем договариваться с научным руководителем проекта Робертом Оппенгеймером .

 
«При полном или частичном использовании материалов ссылка на "Эхо Москвы" обязательна»!
Cсылаемся: http://www.echo.msk.ru/doc/655.html