И для науки и для промышленности эта область была новой, и, как при цепной реакции, каждый вопрос вызывал серию новых.
В Комитете стандартов нам часто приходилось заниматься сложными вопросами производства и особенно контроля качества выпускаемой продукции. Стандарт в нашей стране – это тонкий инструмент для подъёма уровня промышленного производства.
Но там, как бы это ни было трудно, все было значительно проще. Речь шла о чем-то уже известном. Был опыт десятилетий, были кадры специалистов, была техника. Здесь же все надо было создавать заново. Создавать новые производства, разрабатывать новые технологические процессы, новые конструкции приборов, действующих на новых принципах. Вот тут-то мне и пригодится опыт работы в Комитете стандартов. И я стал обдумывать, кого из работников институтов и промышленности можно было привлечь для решения поставленных Курчатовым задач. Перечень проблем, поставленных Курчатовым, стал приобретать конкретные формы плана первоочередных работ.
Пипетка для комариного носа
Когда атомные исследования получили значительное развитие и в работу вовлекли десятки институтов и тысячи людей в Москве и в других городах, на циклотроне Радиевого института в Ленинграде было получено небольшое количество плутония. Коллектив учёных института работал над технологией выделения этого плутония, и мы готовились к тому, чтобы начать исследования его свойств. Игорь Васильевич пригласил меня к себе и сказал, что скоро сможет дать небольшое количество плутония, это будет шарик диаметром в полмиллиметра – металлурги такой шарик из металла называют «корольком». Курчатов сказал, что надо будет поставить работу по изучению свойств плутония.
Как известно, в природе плутония нет – при образовании планеты он был, но весь распался. Никто из нас не знал о плутонии почти ничего. Было неизвестно, как он выглядит, при какой температуре плавится, хрупок он или пластичен, ни физических, ни химических свойств мы не знали. О свойствах плутония мы судили, только пользуясь таблицей Менделеева: зная, в какой группе плутоний находится, могли предполагать, какими он должен обладать свойствами.
Курчатов не преминул добавить:
– На первых порах мы не сможем дать вам, металлургам, даже десятка граммов. Придётся обходиться только теми крупицами, что получим на циклотроне. Вот когда котлы начнут действовать, тогда дадим килограммы. Готовьтесь к постановке исследований новыми методами.
Надо привлечь кого-то, кто имеет опыт работы с малыми количествами вещества. Мне кажется, лучше всего пригласить тех, кто работал с платиной, – у них есть такой опыт. Я бы рекомендовал вызвать Черняева и посоветоваться. Может, поговорите с ним?
Академик Илья Ильич Черняев, крупнейший наш специалист в области платиновой группы металлов, ныне покойный, был тогда директором Института общей и неорганической химии Академии наук СССР. Когда Черняев пришёл к нам, я сказал ему, что следует подготовиться к постановке исследовательских работ по плутонию. Прежде всего нам необходимо знать все его физические свойства: температуру плавления, временное сопротивление, поперечное сжатие, ударную вязкость и все другие характеристики, обычно определяемые для всех металлов и сплавов. По мере того как я говорил, лицо Черняева мрачнело. Он мне ничего не ответил и попросил перенести разговор на завтра.
– Хорошо, Илья Ильич, встретимся завтра. Какое время вас устроит?
– Давайте в десять часов.
На следующий день в десять часов утра Черняев пришёл ко мне и вынул из портфеля коробочку. В ней на кусочке чёрного бархата были закреплены четыре шарика меди разного диаметра: в 1 миллиметр, в 0,8, в 0,6 и в 0,5 миллиметра. Черняев сердито посмотрел на меня и с раздражением произнёс:
– Прежде чем давать задание, надо хоть немного соображать. Вот шарик в один миллиметр, а вот – в полмиллиметра. И вы хотите, чтобы я на этом количестве металла и температуру плавления определил, и механические свойства, и микроструктуру исследовал, и все аллотропические формы… Я думал раньше, что самая маленькая вещь на свете – комариный нос, а вы хотите получить от меня пипетку, чтобы мистоль комару в ноздри пускать?!
Мы не заметили, что рядом стоит Курчатов. Игорь Васильевич, смеясь, хлопнул Черняева по плечу:
– Правильно, Илья Ильич, вы прекрасно поняли задачу! Вот именно – нам такая пипетка и нужна. А раз вы задачу понимаете, я уверен, что вы её решите. У Черняева раздражение мгновенно прошло, он засмеялся и сказал:
– Раз надо, так надо.
Я тоже засмеялся. Курчатов спросил:
– А вы чего смеётесь?
– Анекдот вспомнил.
– Какой?
– Один человек попал на ипподром и заметил, что у него шнурок у ботинка развязался, он нагнулся, чтобы завязать, и вдруг кто-то ему на спину накинул седло.
– Ну и что? – спросил Курчатов.
– Побежал. Что же делать, надо, так надо, первое место не занял, но на второе вышел.
Все рассмеялись, а Черняев повторил:
– Раз надо, так надо. Может, и первое место займём.
С этого дня началась организация работ по изучению свойств плутония.
Критическая масса
Ну вот, наконец, мы вступили в решающую стадию работ. Начал действовать завод по разделению изотопов урана – с завода поступили первые баллоны урана-235, лёгкого изотопа, необходимого для производства ядерного оружия. Уран поступил с завода в форме газа – шестифтористого урана, и его необходимо было вначале превратить из газообразного состояния в одно из твёрдых соединений, а затем в металл.
Возникли новые вопросы. С каким максимальным количеством урана можно вести работу, не опасаясь того, что начнётся цепная реакция и работающие будут облучены? Тогда мы ещё не знали точной критической массы для различных соединений урана, при которой начинается цепная реакция. Когда мы в последний раз перед этим говорили с А.П. Завенягиным, он сказал:
– Кому-то из нас надо ехать на завод – мы металлурги. Или тебе, или мне.
Я ответил:
– Поеду я, так как я отвечаю за научно-исследовательские работы, мне сам бог велел ехать.
Перед отъездом я зашёл к Курчатову и спросил его, какова величина критической массы плутония в различных соединениях и в различных растворах. Он мне назвал величину для основного соединения, с которым мы должны были работать, и я выехал. На заводе эту операцию переработки мне надо было проводить вместе с одним инженером, Николаем Васильевичем, Мы должны были выпустить газообразное соединение урана – шестифтористый уран из баллона в большую фарфоровую чашу с кислотой и осадить его в форме твёрдого вещества. В осадке мог начаться процесс ядерного деления. Не обязательно взрывного характера, но распад ядер мог происходить с большим выделением нейтронов, и мощный нейтронный поток нас бы облучил. Николай Васильевич спросил меня:
– Какова критическая масса для этого соединения? Я назвал. Тогда он внёс предложение:
– Знаете что, давайте эту работу проведём вон в том домике – там никого нет.
«Почему он так обеспокоен?» – подумал я и спросил:
– Что, взрыва боитесь?
Николай Васильевич спокойно взглянул на меня и ответил:
– Нет, не боюсь, я просто вспомнил один случай… Во время войны я жил в небольшом домике. Однажды утром, проснувшись, я пошёл на кухню и начал бриться. Только намылился и побрил одну щеку, как объявили воздушную тревогу. Я все оставил в кухне на столике и пошёл в убежище, а когда вернулся – домика не было. Он лежал в развалинах, но каким-то чудом кухонный столик с моим бритвенным прибором сохранился. Я подумал: «Если я человек, то добреюсь. А если животное – не смогу». И я добрился и даже не порезался… А теперь давайте займёмся ураном.
Получив баллон с шестифтористым ураном, мы приступили к священнодействию, уединившись в этом отдельно стоящем небольшом домике. Закрепили на весах баллон с газом, конец шланга опустили в чашу с раствором, поставленную на весы, и начали выпускать газ. Во время проведения этих манипуляций меня неотступно преследовала мысль: а что же будет, когда мы перейдём от опытов к промышленному производству? Потребуется создать много параллельных линий, большое количество мелкой аппаратуры… А нельзя ли все-таки пустить в переработку большую порцию? Если бы можно было сразу запустить в производство большое количество шестифтористого урана, потребное количество аппаратуры резко сократилось. И я спросил: