Курчатов - Асташенков Петр Тимофеевич (хорошие книги бесплатные полностью TXT) 📗
Скоро на территории института стало расти серое кирпичное здание. А под землей возникали таинственные ходы сообщений.
Уран проверяли в условиях, все более близких к его реальному назначению в реакторе. С самого начала ученые во главе с Игорем Васильевичем четко определили, что уран и графит не надо перемешивать. Было предложено применить решетку, состоящую из замедлителя с периодически вкрапленными в него кусками (блоками) урана.
Почему было принято такое решение? Дело в том, что в однородной смеси больше вероятности резонансного захвата нейтронов ураном-238 без деления. В случае же решетки нейтроны, проходя большой путь в графите, замедляются ниже резонансной области энергии и вероятность захвата без деления их в уране-238 существенно уменьшается. Ученые установили это еще до постройки самого реактора.
Чтобы проверить получаемый уран в условиях, наиболее близких к реальным, делали в графитовых кирпичах отверстия для блоков урана и из этих кирпичей с блоками складывали призмы. Под руководством И. В. Курчатова группа
И. С. Панасюка меняла сотни вариантов решеток, собирала призмы с поглотителем нейтронов. И каждый раз измерялись нейтронные потоки, делались расчеты. И после многодневной утомительнейшей работы Панасюк убедился, что чистота урана... недостаточна! Надо же было случиться такому! Казалось, уже все отлажено. Ученые забили тревогу.
Виднейшие химики во главе с академиком А. П. Виноградовым определили характер вредных примесей — редкие земли. Работники урановых предприятий сделали все от них зависящее, чтобы дать более чистый продукт. И дали!
Четыре сферы
Истекали последние подготовительные месяцы. По инициативе Игоря Васильевича было решено сложить весь полученный для реактора графит и померить его сечение захвата нейтронов, так сказать, в полностью собранном виде. А вдруг оно превысит контрольную цифру, горевшую, как огонек, в памяти у всех? Не «подставит ли графит ножку» на последней финишной прямой?
Сложили графит в огромный куб — по виду готовый реактор, только без урана внутри. Каким оно будет, суммарное эффективное сечение захвата нейтронов графита? Игорь Васильевич был тут же — хотел сам подвести итог многочисленным измерениям по партиям (всего было проведено 100 измерений порциями по 5 тонн каждая). Мерили на этот раз несколько дней и ночей. Настала минута подсчета. Игорь Васильевич орудует логарифмической линейкой. И все видят, как он поднимает руку и говорит:
— Есть!
Понятно без слов. Сечение в норме. Выражаясь точнее, оно составляет 3,7*10^-27 см^2, то есть очень близко к тому ориентиру, которого держался коллектив. Весь графит, полученный с предприятий страны, был годен для реактора.
Годен! Это слово звучало как музыка для Игоря Васильевича. Половина дела сделана. Скоро обещали доставить последние порции урана. Здание для котла готово, можно будет начинать кладку. Дела пока шли, как он любил выражаться, на большой палец!
...Предполагалось, что построенный реактор будет существовать недолго — его разберут и отправят на объект для промышленного производства плутония. Чтобы не делать особых затрат на защиту, решено было углубить его в землю. Для этого под зданием реактора был подготовлен бетонированный котлован шириной, длиной и высотой в 10 метров. Там и развернулась непосредственная подготовка к постройке реактора. Курчатов предложил строить последовательно модели реактора. Были возведены Сфера-1, Сфера-2, Сфера-3, Сфера-4. Когда была готова первая, внутри нее измеряли плотность нейтронов, возникающих в результате самопроизвольного деления ядер урана. На специально приготовленном графике Игорь Васильевич нанес первую точку будущей кривой предсказания, при какой загрузке ураном и графитом реакция «пойдет».
— А теперь разрушать? — спросил Кузьмич. Ему было явно жалко сферу, построенную общими усилиями.
— Разрушать, чтобы созидать новую, Кузьмич, — ответил Курчатов и первым снял верхний кирпич графита.
Вторая сфера содержала уже примерно втрое больше графита и урана. Это было весьма солидное сооружение. И хотя никто из сотрудников практически не объединял в единую систему такое количество урана, они спокойно возводили сферу без каких-либо устройств для остановки реакции. Так велика была уверенность в точности теоретического расчета.
Доложили о готовности второй сферы Игорю Васильевичу. Стандартный источник, борная камера, золотые индикаторы — все было готово для контрольных измерений. Игорь Васильевич присутствовал при тщательнейших испытаниях этой сферы и опять своей рукой нанес точку на будущем графике. Чтобы нанести эту маленькую точку, потребовался многодневный труд.
Третья сфера строилась снова без стоп-стержней. Так назвали здесь стержни, способные сказать «стоп!» ядерной реакции. В ней еще прибавилось графита и урана. Третья точка на графике сместилась ниже. Из трех точек уже угадывался ход кривой, кажется, можно было экстраполировать... Но Игорь Васильевич решает: делаем еще одну сферу, последнюю. На этот раз надо применить стоп-стержни. Безопасность прежде всего!
И вот новое сферическое сооружение в огромном котловане под зданием реактора готово. Количество графита и урана возросло более чем вдвое.
Последняя точка легла на график, Пунктир, проведенный рукой Игоря Васильевича, уперся в горизонтальную ось. Отрезок этой оси от нуля до точки встречи с пунктиром показал, при какой загрузке данного урана при данном замедлителе возможен критический режим. Кроме этого главного, определяющего итога, метод моделей дал навык в сборке, позволил рассортировать урановые блоки. Уран получше решено было размещать поближе к центру, уран похуже — у периферии. Все этапы предварительной подготовки к сборке самого реактора фотографировались. Это была инициатива Игоря Васильевича:
— Для истории надо, для истории, — говорил он.
Но на предложения сфотографироваться для истории самому отвечал:
— Некогда, некогда сейчас, как-нибудь потом... Это «потом» так и не наступило...
А забот все прибывало. На первом плане у него, как всегда, люди. Курчатов не устает предупреждать:
— Думайте о приборах контроля. Не будет техники безопасности, будете больными на всю жизнь...
Панасюк с Б. Г. Дубовским изучили все, что применялось в целях защиты в рентгенологии. Оказалось, не годятся те приборы. Ведь в излучении реактора будут не только гамма-кванты, но и нейтроны. Пришлось конструировать самим первый в стране дозиметр. Он потом был выпущен промышленностью под маркой ДИГД (дозиметр интегрирующий).
Хорошую службу сослужил он, как и другие приборы. Меры предосторожности были приняты своевременно. Ни одного аварийного облучения не допустили.
Симфония пуска
Наступил торжественный момент сборки реактора.
— Начнем с кладки отражателя, — этими простыми словами начался исторический эксперимент.
Отражатель нейтронов выкладывали из того же графита. Он не должен был выпускать нейтроны наружу, его задача — направлять их обратно в «пекло» реакции. Толщина отражателя 0,8 метра. Собрали этот первый слой на полу.
— Приступаем к активной зоне, — опять простые слова, впервые прозвучавшие не только в нашей стране, но и во всей Европе.
В активной зоне, если все будет хорошо, скоро пойдет управляемая реакция.
На улице лютует декабрьская стужа, а здесь тепло, даже жарко. Люди, увлеченные работой, не замечают времени. Почти неотлучно здесь Игорь Васильевич.
Задолго до начала кладки Игорь Васильевич и его сотрудники экспериментально убедились, что при делении ядер не все нейтроны вылетают мгновенно, часть их запаздывает. Еще в 1940 году Курчатов говорил об этом на совещании по ядру. Теперь запаздывающие нейтроны были взяты за основу управления реакцией. Уже лежали подготовленные для опускания в активную зону регулирующие и стоп-стержни из кадмия, заключенного в алюминиевые трубки. При кладке активной зоны для этих стержней оставили вертикальные, а для проведения измерений и будущих исследований — горизонтальные каналы.
