Владимир Губарев - А-бомба. От Сталина до Путина

Так это или иначе, но описание процесса газовой диффузии встречается в документах Атомного проекта лишь один раз. Впрочем, академик Кикоин в своем выступлении перед школьниками (я был на этой встрече) довольно подробно рассказывал об этом методе, и я получил еще одно подтверждение тому, что именно он был автором этих строк в отчете:

«Сущность этого метода состоит, вкратце, в следующем.

Если газообразная смесь двух изотопов проходит (диффундирует) через пористую перегородку (фильтр) , то более легкий изотоп диффундирует быстрее более тяжелого. В результате относительная концентрация более легкого изотопа за фильтром становится большей, чем в исходной смеси изотопов, другими словами, смесь обогащается легким изотопом.

Необходимо тут же заметить, что такое обогащение действительно получится, если только часть исходной смеси проходит через фильтр, а другая пропускается мимо фильтра. Ибо если заставить данное количество смеси целиком пройти через фильтр, то, разумеется, никакого обогащения не получится.

Таким образом, для разделения изотопов урана методом газовой диффузии обязательно нужно иметь газообразное соединение урана.

Единственным пока известным соединением урана, легко получающимся в газообразном виде, является шестифтористый уран, который и является исходным сырьем для разделения изотопов урана.

Максимальная степень обогащения, которая может быть достигнута при неоднократном процессе диффузии шестифтористого урана через подходящий фильтр, очень мала и составляет величину порядка 0,4 %.

Концентрация легкого изотопа урана (U-235) в природном уране составляет лишь 0,72 %.

Поэтому ясно, что для получения почти чистого урана – U-235 (точнее, урана с 92–93 % легкого изотопа ) необходимо процесс обогащения при помощи диффузии повторить несколько тысяч раз.

Наилучшим образом такое многократное обогащение можно осуществить путем последовательного соединения отдельных циклов обогащения или ступеней обогащения.

Таким образом мы приходим к необходимости в многоступенчатом диффузионном каскаде, состоящем из большого числа отдельных разделительных ступеней, включенных последовательно.

Наиболее удобная схема соединения этих ступеней такова, что половина газа, поступающего в каждую ступень, диффундирует через фильтр, обогащается и направляется в следующую ступень для дальнейшего обогащения, а другая половина (обедненная) направляется в предыдущую ступень для повторного обогащения.

Вычисления показали, что при выбранной нами схеме соединения потребуется около трех тысяч ступеней для получения урана с 92 %- ным содержанием легкого изотопа.

Такова сущность и принципиальная схема разделения изотопов урана».

Группа Кикоина совсем недавно перебралась в Москву. Теперь они работали в Лаборатории № 2. И. В. Курчатову было необходимо постоянно быть в курсе всей «атомной проблемы», и ему – да и всем другим! – было неясно, какой именно путь приведет к успеху. Бомба на плутонии или на уране-235? Ясно, что нужно создавать и ту и другую. Впрочем, кто мог тогда быть уверенным в успехе?!

Работа над диффузионным методом разделения изотопов началась в Уральском филиале Академии наук СССР. Возглавляли ее член-корреспондент АН СССР И. К. Кикоин и профессор И. Н. Вознесенский. Очень тесно с ними работал академик Соболев. Именно эта группа не только рассчитала будущие разделительные установки, но и составила план основных экспериментальных и проектных работ, необходимых для строительства разделительного завода.

Из документов Атомного проекта СССР:

«В апреле 1946 года вышло решение правительства о проектировании и строительстве разделительного завода, которым была определена производительность завода, его месторасположение и основные характеристики его.

По этому решению разделительный диффузионный завод рассчитан на производство 140 граммов урана, содержащего 92–93 % U-235.

Площадка для строительства завода выбрана на Урале в г. Верхне-Нейвинское…»