Плутониевая зона - [37]

Победное завершение первой реакторной кампании воодушевило всех руководителей атомного проекта, оптимистично настраивало на успешное завершение задания Сталина по созданию атомного оружия. Всем, в том числе и научным руководителям и консультантам, казалось теперь, что уж с химическим разделением урана и плутония на заводе «Б» особых проблем и непредвиденных аварий, как на «Аннушке», не будет.

Химия считалась классической наукой, методика которой была вполне освоена еще в 19 веке. Однако на практике именно радиохимический завод «Б» по выделению плутония принес наибольшее число аварийных ситуаций и человеческих жертв. Главная сложность процесса заключалась в его многоцельности и противоречивости требований. В облученном уране плутония содержится едва ли сотая доля процента от общей массы. В тонне урана — около ста грамм плутония. Поэтому с самого начала было ясно, что при общих гигантских масштабах производства и использовании крупногабаритного оборудования в конечном итоге надо получить какие-то крупицы, не потеряв по возможности ни грамма драгоценного плутония. Но и это еще не все. Помимо плутония, в уране содержатся осколки деления ядер урана-235. Эти ядра делятся на произвольные неравные куски, совершенно асимметрично. Поэтому урановый блочок после многомесячного облучения в реакторе нейтронным потоком «нашпигован» десятками осколков разной химической природы. Едва ли не всеми химическими элементами периодической системы. И все они с точки зрения требуемой чистоты конечного продукта являются паразитными примесями. Наличие сотых или даже тысячных долей процента некоторых из них может привести к снижению качества плутония настолько, что он окажется непригодным для взрывной цепной реакции в бомбе. Эти осколочные примеси называют радионуклидами. Они подлежат безоговорочному удалению.

Задача усугубляется тем, что все эти радионуклиды, перенасыщенные нейтронами, являются искусственными и крайне неустойчивыми изотопами природных химических элементов. Каждый из них, испуская невидимые радиоактивные лучи, является источником смертоносной опасности.

Поэтому-то урановый блочок, выгруженный из реактора, представляет собой средоточие ада. Ни один природный радиоактивный элемент даже радий, не может идти ни в какое сравнение с ним по уровню активности.

Это трудно вообразить. Не поддается обычному человеческому осмысливанию. Небольшой цилиндрик длиной около десяти сантиметров и диаметром с толстую свечку за одну минуту может убить все живое, биологически активное, что случайно окажется рядом с ним. За эту минуту может произойти изменение структуры всех клеток человеческого тела. Это означает неминуемую смерть. Кратковременное прикосновение к такому невзрачному блочку означает вынужденную ампутацию сожженного органа, руки или ноги.

Поэтому перед запуском в радиохимическое производство выгруженные блочки необходимо — по человеческой логике — хранить в течение одного-двух лет под защитным слоем воды для спада этой чудовищной сверхактивности до более или менее безопасного уровня. Но кто же позволит? Откуда взять этот год в атомном забеге на первенство мира? Месяц! Хватит и месяца…

Освобождение облученного урана от радионуклидов на первой стадии радиохимического процесса приобретает, таким образом, характер не только конечного результата, но и обеспечения хоть какой-то безопасности для эксплуатационного персонала на последующих стадиях процесса. Только после освобождения от радионуклидов можно переходить к конечной стадии — выделению плутония.

В отчете об изготовлении и испытании американской атомной бомбы Г. Смит записал о радиохимическом производстве:

«…Все технологические операции необходимо производить на значительном расстоянии от густонаселенных районов и строить специальные, достаточно большие хранилища для радиоактивных отходов…

Громадная активность радиации от продуктов деления, сравнимая с радиоактивностью многих килограммов радия, требовала применения дистанционных методов во всех химических операциях…».

Проектную разработку технологического процесса на объекте «Б» в плутониевой зоне поручили в начале 1946 года ленинградскому Радиевому институту (РИАНу) во главе с академиком Хлопиным.

В выполнении секретного задания Спецкомитета приняли участие несколько отделов института, руководимых профессорами Ратнером, Гринбергом и Никитиным.

Через полгода разработанная технология была изложена в одном рукописном экземпляре, переплетенном толстым синим дерматином («Синей книге»), и одобрена на заседании Научно-технического совета ПГУ.

Вскоре доклад был размножен и под грифом «для служебного пользования» рекомендован как теоретическое пособие для подготовки эксплуатационного персонала объекта «Б».

Суть радиохимического процесса заключалась в том, что плутоний, как и многие другие химические элементы, проявляет в соединениях разную валентность. Он может быть трехвалентным (восстановленное состояние) и шестивалентным (окисленное состояние). В зависимости от этого изменяются растворимость плутония в некоторых средах и ряд других свойств.

Все химические операции практически можно производить только с растворами. В связи с этим начало технологической цепочки было предопределено: облученные урановые блочки подлежали растворению в концентрированной азотной кислоте.