Prace nad budową bomby atomowej w Związku Radzieckim
W rozdziale tym przedstawiona zostanie ogólna historia badań radzieckich nad
rozszczepieniem aż do roku 1949, kiedy to ZSRR przeprowadziło pierwszy test
jądrowy.
Przy tworzeniu tego punktu autor mojego źródła [24] korzystał z książki pt. "Stalin i bomba"
Davida Holloway'a, która ukazała się w 1996 roku nakładem wydawnictwa Prószyński
i S-ka.
Od września 1939 do listopada 1949[24]
Październik 1939 - Zeldowicz i Chariton publikują dwa artykuły w radzieckim
czasopiśmie fizycznym ŻETF; w jednym rozważali możliwość zajścia rozszczepienia
przez prędkie neutrony w U-238; w drugim możliwość rozszczepienia przez powolne
neutrony w naturalnym uranie.
Grudzień 1939 - Ioffe w raporcie dla Akademii Nauk twierdzi, że jest mało prawdopodobne,
aby reakcja łańcuchowa przyniosła realne korzyści.
7 marca 1940 - Zeldowicz i Chariton publikują kolejny artykuł w ŻETF w którym
podejmują temat masy krytycznej.
26 czerwca 1940 - Akademia Nauk tworzy zespół w skład którego weszli Wiernadski,
Chłopin, Fersmann, a którego celem było stworzenie planu rozwoju technologii
atomowej.
12 lipca 1940 - Wiernadski i Chłopin wysyłają list do Nikołaja Bułganina, wicepremiera
i przewodniczącego Rady Przemysłu Chemicznego i Metalurgicznego, w którym zwracają
uwagę na znaczenie rozszczepienia jądrowego. Postulują, aby władze zapewniły,
iż ZSRR nie pozostanie w tyle za innymi krajami w dziedzinie rozwoju technologii
jądrowych.
30 lipca 1940 - zorganizowana zostaje Komisja do spraw Uranu, podległa prezydium
Akademii Nauk. Jej przewodniczącym został Chłopin, a zastępcami Wiernadski i
Ioffe. Spośród fizyków w skład komisji weszli (z wyjątkiem Ioffego): Kurczatow,
Chariton, Wawiłow, Kapica i Mandelsztam. Zadaniem Komisji była organizacja prac
nad metodami rozdzielenia izotopów, prowadzenie i koordynacja badań nad rozszczepieniem
oraz stworzenie ogólnych wytycznych kierunków dalszego rozwoju prac. Fersman
został szefem grupy, która za zadanie miała zbadanie złóż uranu w Azji Środkowej.
29 sierpnia 1940 - Kurczatow, Chariton, Florow i Rusinow przedkładają Akademii
Nauk własny plan badań zatytułowany: "O wykorzystaniu energii rozszczepienia
uranu w reakcji łańcuchowej". Mowa jest w nim m.in. o badaniu rozszczepienia
w U-238 i jego produktów, mierzeniu przekroju czynnego deuteru, węgla i innych
pierwiastków itp. Brak wzmianki o wykorzystaniu nowej technologii w celach militarnych.
15 października 1940 - Akademia Nauk przyjmuje własny, opracowany przez Chłopina
i Lejpunskiego, program badań.
30 listopada 1940 - Fersman i Chłopin omawiają efekty prac kierowanej przez
nich ekspedycji do Azji Środkowej. Sytuacja jest bardzo ciężka - pojawiły się
poważne problemy przy ocenie zaplecza surowcowego, a istniejące złoża wymagają
dużych nakładów na eksploatację. Komisja ds. Uranu zatwierdza propozycję przeznaczenia
rezerwowych funduszy na zapewnienie dostaw uranu oraz podejmuje decyzje o zakupie
2 ton tego surowca.
W tym czasie, zajmujący się problemami technicznymi reakcji łańcuchowej, Chariton
i Zeldowicz oceniają masę krytyczną U-235 na 10 kg.
2 grudnia 1940 - w związku z pogłębiającymi się podziałami Ioffe rezygnuje z
udziału w Komisji ds. Uranu.
Styczeń 1941 - Laboratorium Biogeochemiczne podjęło się zadania przygotowania
sześciofluorku uranu.
17 maja 1941 - posiedzenie Komisji do spraw Uranu. Omawiano m.in. obliczenia
dotyczące reakcji łańcuchowej, metody rozdziałów izotopów itp. Pogłębia się
spór o priorytety: jedni stawiają na teorię jądrową inni na poszukiwania uranu.
22 czerwca 1941 - Niemcy atakują Związek Radziecki.
Pierwsze tygodnie walk były niczym innym jak olbrzymią porażką Armii Czerwonej
- została ona zepchnięta daleko w głąb państwa, była w zasadzie bezbronna. Atak
zaskoczył Związek Radziecki i pomimo faktu, iż Stalin zdawał sobie sprawę ze
zbliżającego się uderzenia, ukazał nieprzygotowanie ZSRR do prowadzenia wojny.
Skutki ataku dotknęły również instytuty naukowe, w tym te pracujące nad energią
atomową. Część personelu została powołana (lub zgłosiła się na ochotnika) do
wojska, większość placówek badawczych było ewakuowanych w głąb Rosji, a zdecydowaną
większość prac przeznaczono na potrzeby wojskowe. Dlatego w krótkim czasie jedynie
w Instytucie Radowym (w którym znajdował się jedyny w Rosji cyklotron - budowa
drugiego w instytucie Ioffego została przerwana z powodu wojny), przeniesionym
do Kazania, trwały (bardzo) okrojone badania nad fizyką jądrową (a konkretnie
- nad separacją izotopów).
10 lipca 1941 - powołana zostaje Rada Naukowo-Techniczna pod przewodnictwem
Kaftanowa, w której skład weszli m.in. Ioffe, Kapica i Siemionow. Jej celem
była organizacja w instytutach badawczych prac na rzecz wojska.
Kwiecień 1942 - Florow wysyła do Stalina list nawołujący do rozpoczęcia badań
nad fizyką jądrową mogącą doprowadzić do budowy bomby. Florow już od dłuższego
czasu działał na rzecz wznowienia prac - do tej pory nic jednak nie zdziałał.
List ten był dla niego w zasadzie ostatnią możliwością zwrócenia uwagi władz
na problem atomistyki.
22 października 1942 - Kurczatow i Alichanow przybywają do Moskwy w związku
z objęciem prac nad wznowionymi badaniami jądrowymi. Po rozmowie z obydwoma
naukowcami zdecydowano powierzyć kierownictwo badań Kurczatowowi.
Styczeń 1943 - rząd radziecki wysyła do Zarządu Lend-Lease zamówienie na100
kg tlenku i azotanu uranu oraz na10 kg metalicznego uranu. To i jeszcze jedno
zamówienie, mówiące o 220 kg tlenku uranu i tyleż samo azotanu uranu, zostało
zrealizowane (amerykanie bardziej niepokoiła możliwość zwrócenia uwagi na Projekt
Manhattan niż wizja rozwoju prac radzieckich).
Luty 1943
* Państwowy Komitet Obrony przyjął specjalną uchwałę o organizacji badań w dziedzinie
energii atomowej.
* Mołotow udostępnia Kurczatowowi informacje wywiadu dotyczące prac nad rozszczepieniem
w Wielkiej Brytanii.
10 marca 1943 - Państwowy Komitet Obrony zatwierdza nominację Kurczatowa na
kierownika naukowego programu atomowego.
12 kwietnia 1943 - Akademia Nauk powołuje do życia Laboratorium nr 2.
Wrzesień 1943 - Kurczatow zostaje, wbrew sprzeciwowi niektórych fizyków, wybrany
do Akademii Nauk.
Listopad 1943 - Karl Fuchs, wraz z ekspedycją brytyjską, przybywa do Stanów
Zjednoczonych i zostaje włączony do prac nad Projektem Manhattan.
25 kwietnia 1944 - Laboratorium nr 2 przenosi się do nowo oddanego budynku w
Pokrowskroje-Strieszniewo. W tym czasie w ośrodku tym pracują 74 osoby, w tym
25 naukowców.
25 września 1944 - w Laboratorium 2 uruchomiony został cyklotron.
Marzec 1945 - emigracyjny rząd czechosłowacki i prezydent Benes podpisują w
Moskwie tajne porozumienie, na podstawie którego ZSRR miał prawo do eksploatacji
i wywozu czechosłowackiego uranu.
Maj 1945 - specjalna radziecka komisja, zorganizowana przez gen. płk Zawieniagina,
udaje się do okupowanych Niemiec w celu oceny zaawansowania tamtejszego programu
atomowego.
Czerwiec 1945
* Beria powierza Nikolausowi Riehlowi zadanie wytwarzania metalicznego uranu.
Na miejsce budowy zakładu produkcji wybrany zostaje Elektrostal; rozpoczyna
się budowa zakładu.
* Karl Fuchs przekazuje Związkowi Radzieckiemu projekt amerykańskiej bomby plutonowej.
Współpraca z Fuchsem stanowiła oczywiście ogromną pomoc dla radzieckich badaczy
- ukazała właściwe drogi poszukiwania rozwiązań. Należy jednak zrozumieć sytuację
w ZSRR w tamtym czasie - program atomowy w państwie zniszczonym wojną był wspomagany
wyłącznie ze względu na strach przed dominacją Stanów Zjednoczonych, bomba atomowa
była również oczywiście wspaniałym narzędziem urzeczywistniającym idee "czerwonej
rewolucji". Dlatego ewentualna wpadka podczas pierwszej radzieckiej próby
atomowej była nie do pomyślenia. Naukowcy zdawali sobie sprawę, co by to dla
nich oznaczało - musieli zatem do informacji uzyskanych z wywiadu podchodzić
szczególnie ostrożnie. Dlatego koniecznym stało się powtarzanie wszystkich amerykańskich
doświadczeń, badanie poprawności każdego założenia. Jest zatem fałszywe twierdzenie,
iż Fuchs umożliwił ZSRR budowę bomby, że był jej podstawą i gdyby nie on Rosjanie
nie byliby wstanie zbudować bomby. To nieprawda - Związek Radziecki dysponował
świetnymi fachowcami (również niemieckimi), uczonymi niczym nie ustępującymi
amerykańskim kolegom.
Sierpień 1945 - rozwiązano problem produkcji grafitu o dostatecznej czystości
- stanowiło to poważny przełom w planowanych pracach konstrukcyjnych nad pierwszym
reaktorem doświadczalnych zaprojektowanym przez Kurczatowa.
8 sierpnia 1945 - na spotkaniu o godzinie 17:00 Mołotow informuje ambasadora
japońskiego w Moskwie, iż od dnia następnego Związek Radziecki jest w stanie
wojny z Japonią. Wkrótce potem, tj. 9 sierpnia o godz. 00:10 (8 sierpnia o 18:10
czasu moskiewskiego) Armia Czerwona zaatakowała siły japońskie w Mandżurii.
20 sierpnia 1945 - powołany zostaje Specjalny Komitet do spraw Bomby Atomowej;
jego przewodniczącym został Beria, natomiast członkami m.in.: Malenkow, Pierwuchin,
Kurczatow i Kapica.
Wrzesień 1945
* do Azji Środkowej udaje się komisja pod przewodnictwem Antropowa mająca za
zadanie zbadanie znajdujących się tam złóż uranu oraz zorganizowanie jego wydobycia.
W tym czasie sytuacja z tym surowcem w Związku Radzieckim była tragiczna - nikt
nie wiedział skąd wziąć uran - pojawiały się bardzo różne oceny szans jego odnalezienia
oraz miejsc w których powinno się przeprowadzić badania geologiczne.
* grupa Chłopina zajęła się opracowaniem procesu oddzielania plutonu.
* Kikoin, Sobolew i Smorodynski rozpoczynają prace nad procesem dyfuzji gazowej,
Aleksandrow bada termodyfuzję natomiast Arcymowicz, Gołowin i Szczopkin zajmują
się separacją elektromagnetyczną.
Grudzień 1945 - Chariton zaprasza Cukiermana (specjalistę z zakresu materiałów
wybuchowych) wraz z jego laboratorium do współpracy przy budowie bomby.
Początek 1946 - wybrano miejsca pod budowę zakładu dyfuzji gazowej - 50 km na
północ od Swierdłowska (nazwa kodowa - Swierdłowsk-44), oraz zakładu separacji
elektromagnetycznej - w miejscowości Siewiernaja Tura (nazwa kodowa - Swierdłowsk-45).
Dyrektorem naukowym pierwszego ośrodka został Kikoin, drugiego zaś Arcymowicz.
Styczeń 1946
* zakład produkcji uranu jest częściowo gotowy - w stosunku do zaplanowanego
harmonogramu ma jednak duże opóźnienie. Pojawiły się poważne problemy z oczyszczaniem
surowca.
* zakłady Elektrostal zaczęły dostarczać uran dla projektu budowy reaktora F1
w postaci cylindrycznych prętów, zgodnych ze specyfikacjami podanymi przez Kurczatowa.
* Kurczatow prosi Dolleżala, dyrektora Instytutu Budowy Maszyn Przemysłu Chemicznego,
o pomoc w budowie reaktora przemysłowego.
25 stycznia 1946 - Stalin wzywa do siebie Kurczatowa. Jest to pierwsze udokumentowane
spotkanie kierownika programu jądrowego z "Wodzem". Stalin szczególnie
podkreślał, jak ważne jest aby program atomowy ruszył zdecydowanie do przodu.
Kwiecień 1946 - Chariton i Ziernow wybierają miasto Sarow na lokację KB-11 (Biura
Projektowego 11), w którym miano prowadzić prace projektowe i wdrożeniowe. Od
tego momentu obszar ten znany był jako Arzamas-16 (niektórzy określali go jako
"Los Arzamas" :-). Do ośrodka tego sprowadzono elitę radzieckich fizyków
jądrowych.
Czerwiec 1946 - w Laboratorium 2 ukończono prace nad budynkiem dla przyszłego,
eksperymentalnego reaktora F1.
Lipiec 1946 - Rada Naukowo-Techniczna zatwierdza projekt Dolleżala dotyczący
budowy reaktora przemysłowego. Rozpoczęto wykopy pod fundamenty przyszłego kombinatu
w Czelabińsku-40, w skład którego miał wchodzić reaktor produkcyjny (instalacja
A), zakład separacji plutonu (instalacja B) oraz zakład chemiczno-metalurgiczny
(instalacja W). Kierownikiem budowy został mianowany gen. mjr Rappoport.
15 listopad 1946 - grupa Kurczatowa rozpoczyna prace nad budową pilotażowego
reaktora.
25 grudnia 1946 - o godz. 14 ukończono budowę reaktora. Cztery godziny później
rozpoczęła się samo podtrzymująca reakcja łańcuchowa, której przebiegiem kierował
Kurczatow. Początkowo moc sięgała 100 watów (maksymalna moc uzyskana z tego
reaktora wynosiła 3800 W).
Grudzień 1947 - budynek reaktora w Czelabińsku-40 jest gotowy.
18 grudnia 1947 - w zakładzie NII-9 otrzymano pierwszą radziecką próbkę plutonu.
Marzec 1948 - rozpoczyna się montaż reaktora w Czelabińsku-40. Początek czerwca
1948 - rozpoczyna się ładowanie prętów uranowych do reaktora A.
7 czerwca 1948 - reaktor A osiąga stan krytyczny.
8 czerwca 1948 - reaktor A osiąga moc 10 kW.
22 czerwca 1948 - reaktor A osiąga przewidzianą w projekcie moc 100 MW. W późniejszej
eksploatacji pojawiło się kilka problemów z pracą reaktora, jednak zostały one
rozwiązane.
Lipiec 1948 - do Arzamasu-16 przybywa generał Duchow, który zajął się konstrukcją
i wykonaniem podstawowych części składowych bomby.
Grudzień 1948 - ukończono prace nad budową instalacji B (zakład separacji plutonu)
w Czelabińsku-40.
Początek 1949 - ponieważ instalacja W (zakład chemiczno-metalurgiczny, w którym
oczyszczać miano związki plutonu otrzymane w instalacji B) nie była jeszcze
ukończona zorganizowano tymczasowy Warsztat nr 9.
27 lutego 1949 - do Warsztatu 9 dociera pierwsza partia roztworu azotanu plutonu.
Kwiecień 1949 - reaktor na ciężką wodę, zbudowany przez zespół Alichanowa w
Laboratorium 3, osiągnął stan krytyczny. Stanowił on prototyp dla późniejszych
konstrukcji tego typu.
Połowa kwietnia 1949 - w Warsztacie nr 9 wyprodukowano czysty dwutlenek uranu,
z którego następnie w zakładach metalurgicznych otrzymano metaliczny pluton.
Planowano, że do czerwca wyprodukowana zostanie ilość materiału wystarczająca
dla jednej bomby.
Maj 1949 - Kurczatow przybywa na poligon w pobliżu Semipałatyńska-21; podlegały
mu wszystkie jednostki uczestniczące w próbie, również jednostki wojskowe dowodzone
przez gen. Bolatko. Przygotowanie poligonu było zadaniem Pierwuchina.
Czerwiec 1949 - pod kierunkiem Boczwara wyprodukowano w Czelabińsku-40 półkule
metalicznego plutonu. Dla zwiększenia bezpieczeństwa zostały one pokryte warstwą
niklu. Następnie przewieziono je do Arzamasu-16.
Na tym etapie można już było przeprowadzić próbną eksplozję jądrową bomby plutonowej.
Kurczatow zorganizował spotkanie, na którym zebrał wykonawców podstawowych części
składowych bomby i każdemu z nich zadał pytanie, czy jest gotowy do przeprowadzenia
testu. Gdy wszyscy potwierdzili, stwierdził, że poinformuje władze o postępie
prac i planowanej próbie. W tym samym czasie naukowcy zostali wezwani do Moskwy,
aby osobiście zameldować Stalinowi o przygotowaniach do próby. W spotkaniu z
uczonymi Stalina interesowała szczególnie kwestia możliwości budowy dwóch bomb
z posiadanego plutonu. Poza tym nie wnikał w szczegóły techniczne i w pełni
zadowalał się odpowiedziami naukowców.
Test miano przeprowadzić w Kazachstanie, a konkretniej 70 km na południe od
Semipałatyńska-21 (późniejszy Kurczatow).
29 sierpnia 1949
* 02:00 - ukończono montaż, bomba została wytoczona przez wrota na platformę
windy a stamtąd na wieżę testową.
* 06:00 - Kurczatow wydał rozkaz detonacji. Po trzydziestu minutach odliczania
bomba eksplodowała. Siła wybuchu wynosiła 20 kt.
29 października 1949 - Rada Ministrów podjęła tajną uchwałę, na podstawie której
przyznano tytuły honorowe i nagrody osobom, które w wyraźny sposób przyczyniły
się do rozwoju prac nad budową bomby atomowej. Bohaterami Związku Radzieckiego
zostało sześciu fizyków: Kurczatow, Chariton, Szczołkin, Zeldowicz, Florow i
Sadowski.