Доклад И.В. Курчатова И.В. Сталину о ходе работ по использованию внутриатомной энергии


12 февраля 1946 г.

Сов. секретно

Товарищу Сталину И.В.

Доклад

В соответствии с Вашими указаниями о необходимости придать работам по использованию внутриатомной энергии больший размах и наиболее целесообразное направление в дальнейшем привлечении к этим работам ученых докладываю следующие свои соображения.

Как Вам уже известно, работы по урану нами ведутся по следующим направлениям:

1. Получение плутония при помощи уран-графитового котла (акад. Курчатов).

2. Получение плутония при помощи котла «уран — тяжелая вода» (акад. Алиханов, проф. Корнфельд).

3. Получение плутония при помощи котла «обогащенный уран + вода» (ст. научный сотрудник Флеров).

4. Получение урана-235 при помощи диффузионного метода (чл.-кор. Кикоин, Вознесенский, акад. Соболев).

5. Получение урана-235 при помощи магнитного метода (проф. Арцимович).

6. Получение урана-235 при помощи ионного метода (акад. Иоффе).

7. Получение урана-235 при помощи термодиффузионного метода (чл.-кор. Александров).

8. Получение урана-235 при помощи молекулярных методов (акад. Иоффе, акад. Хлопин, проф. Ланге, немецкие специалисты д-р Штенбек, проф. Герц).

9. Конструирование атомной бомбы (проф. Ю.Б. Харитон).

1. Научно-исследовательские и экспериментальные работы во всех этих направлениях следует интенсивно развивать и далее2 с целью изыскания возможных новых способов получения и использования атомной энергии. Практические же работы по получению атомных взрывчатых веществ должны быть сосредоточены на уран-графитовом котле и диффузионном заводе и в первую очередь — на уран-графитовом котле.

Это направление должно быть особо выделено как главное направление работ.

Особое положение уран-графитового котла объясняется не тем, что этот метод является наилучшим (по затратам материалов, сырья и другим показателям). Он является единственным направлением, состояние научно-технической разработки которого позволяет в наиболее короткий срок получить плутоний-239 в количествах, необходимых как для осуществления нескольких атомных бомб, так и для ускорения в дальнейшем хода работ по использованию внутриатомной энергии.

После получения нескольких десятков килограммов плутония-239 можно будет в 1948 году осуществить котлы со смесью плутония, обычного урана и простой воды для производства плутония, а также перейти к практическому использованию не только урана, но и тория для получения урана-233 с помощью котлов из смеси плутония, тория и простой воды.

В том случае, если работы по уран-графитовому котлу будут проводиться максимально напряженными темпами и будут правильно и четко сорганизованы усилия нескольких десятков тысяч людей, многих научных учреждений, конструкторских бюро и заводов, срок ввода в действие уран-графитового котла производительностью 100 граммов плутония в сутки может быть определен первым полугодием 1947 года.

К этому же времени необходимо полностью закончить разработку конструкции атомной бомбы и изготовление всей контрольной аппаратуры для ее испытания. Конструирование бомбы представляет чрезвычайно сложную задачу из-за новизны принципа этой конструкции3. Потребуется осуществить много опытных взрывов тротила (в количествах 5 тонн и более) и разработать методы наблюдения процессов, происходящих при мощных взрывах, для того чтобы получить необходимые для конструирования бомбы исходные данные.

В работе должны будут принять участие квалифицированные физики, химики и математики, а также специалисты по боеприпасам, радиотехнике, механике и металлургии.

Намечено и необходимо создать специальное конструкторское бюро по атомной бомбе в удаленной (по соображениям секретности) на 200—300 км от Москвы и других крупных городов местности.

В минимально возможные сроки необходимо создать при этом бюро хорошо оборудованные лаборатории, механические мастерские и опытный полигон.

Мероприятия по созданию конструкторского бюро по атомной бомбе разрабатываются Специальным комитетом и в ближайшее время будут представлены Вам на утверждение4.

2. Вторым, после уран-графитового котла, по важности направлением является диффузионный метод получения урана-235.

Научная разработка этого метода находится в таком состоянии, что позволяет рассчитывать, что во втором полугодии 1947 года при условии весьма напряженной работы машиностроительной промышленности по изготовлению оборудования для диффузионного завода он будет построен и введен в действие (мощность 100 граммов урана-235 в сутки).

Сейчас еще не совсем ясно, будет ли целесообразно применять уран-235 для атомных бомб. Согласно добытым нашей разведкой последним данным (американским) о взрыве атомных бомб в Нагасаки и Хиросиме, бомба из урана-235 оказалась в 10 раз менее эффективной, нежели из плутония-239. Уран-235, однако, не хуже плутония при применении в котлах с простой водой для получения плутония из обычного урана и для получения урана-233 из тория.

3. В заключение необходимо остановиться на котле «уран + тяжелая вода».

Научно-техническая разработка этого метода значительно продвинулась

вперед. Мы имеем кроме того много ценных трофейных отчетов из Германии, где основным направлением работ по использованию внутриатомной энергии был котел «уран + тяжелая вода».

Этот котел проще по конструкции и требует в 10 раз меньше металлического урана, чем графитовый котел. Но осуществить постройку котла «уран + тяжелая вода» можно лишь при наличии нужных количеств (15-20 тонн) тяжелой воды.

Я считаю, что необходимо расширить производство тяжелой воды опробованным в заводских условиях методом электролиза. Но еще более необходимо развивать работу по получению больших количеств тяжелой воды другими способами и в частности построить в сжатый срок первые установки по получению тяжелой воды методом дистилляции и методом изотопного обмена.

Возможным сроком сооружения и ввода в действие котла «уран + тяжелая вода» является 1948 год.

4. Таким образом, практические работы по урану должны быть сконцентрированы в 1946 году вокруг трех основных направлений:


а) сооружение уран-графитового котла и конструирование атомной бомбы;

б) сооружение диффузионного завода;

в) получение тяжелой воды.

Такая целеустремленность работ одобрена Научно-техническим советом и Специальным комитетом.

II. О направлении работ по урану в 1947 и последующих годах

1946 год является переломным годом в ходе работ у нас по урану. От теоретических расчетов и разработки проектов мы перешли к практическому строительству атомных установок. Представляется необходимым в связи с этим определить ход и направление практических работ по урану на ближайшие годы. Эту задачу нельзя сейчас решить вполне твердо, так как хотя мы и абсолютно уверены в работе уран-графитового котла и диффузионного завода, у нас еще нет опыта эксплуатации этих сооружений; помимо этого, научные изыскания по магнитному, ионному, термодиффузионному и молекулярным методам могут дать в 1946 году важные результаты, которые повлияют на ход работ.

Мной разработаны два варианта программы развития практических работ по урану на 1947 и последующие годы, представленные на схемах в приложении5.

По первому варианту предусматривается:

1. Построить ко 2-му полугодию 1947 года второй диффузионный завод (мощностью, равной 1/3 мощности 1-го завода) для небольшого (до 10-12%) обогащения урана и использования обогащенного урана, выдаваемого этим заводом, для сооружения второго уран-графитового котла.

2. Построить к 1 января 1948 года второй уран-графитовый котел производительностью 100 граммов плутония в сутки (потребуется 500 тонн графита и 50 тонн обогащенного урана).

3. Построить к 1 января 1948 года котел «обогащенный уран + обычный уран + простая вода» (потребуется 20 кг урана-235, 5 тонн простого урана и 1-2 тонны воды).

Этот котел нужен для того, чтобы перерабатывать уран-235, получаемый с 1-го диффузионного завода, в плутоний, что безусловно выгодно.

4. Производство атомных бомб по первому варианту распределяется по годам так: в 1947 г. — 2, в 1948 г. — 16, в 1949 г. — 18, в 1950 г. — 18. Всего — 54.

5. Потребность в уране для осуществления первого варианта составит: в 1947 г. — 210 тонн

в 1948 г. — 320 тонн, в т.ч. 110 тонн свежей добычи

в 1949 г. — 420 тонн, в т.ч. 100 тонн свежей добычи

в 1950 г. — 520 тонн, в т.ч. 100 тонн свежей добычи

По второму варианту предусматривается построить (дополнительно к сооружениям, предусмотренным по первому варианту):

1. Семь котлов «плутоний + обычный уран + простая вода» в сроки:

первый котел — 1.08.1948 г.

второй и третий — 1.10.1948 г.

четвертый и пятый — 1.01.1949 г.

шестой и седьмой — 1.03.1949 г.

2. Один котел «плутоний + торий + простая вода» — к 1 июня 1949 года.

3. Производство атомных бомб по второму варианту распределяется по годам так: в 1947 г. — 1, в 1948 г. — 15, в 1949 г. — 21, в 1950 г. — 24. Всего — 61.

4. Потребность в уране для осуществления второго варианта составит: в 1947 г. — 210 тонн

в 1948 г. — 340 тонн, в т.ч. 130 тонн свежей добычи

в 1949 г. — 450 тонн, в т.ч. 110 тонн свежей добычи

в 1950 г. — 600 тонн, в т.ч. 150 тонн свежей добычи

Второй вариант плана мало отличается от первого по производству атомных бомб, но сильно отличается по количеству производимой энергии (по первому — 350 000 кВт, по второму — 1 000 000 киловатт).

Изложенные варианты не являются единственными, но преимущество их (особенно первого варианта), по моему мнению, состоит в том, что они при современном состоянии научно-технической разработки6 проблемы урана дают большую гарантию, чем другие варианты.

Осуществление предлагаемой программы требует доведения добычи урана в 1947 г. и последующих годах минимально до 100—150 тонн в год (сейчас она составляет 10—15 тонн).

Несмотря на довольно широкий размах, который придан Специальным комитетом геолого-поисковым работам на уран, богатых месторождений у нас пока не найдено. Расширение же добычи урана из разведанных бедных месторождений связано с большими затратами.

Несмотря на это, я считаю необходимым расширить добычу урана из разведанных месторождений.

Я обращаюсь к Вам с просьбой рассмотреть этот вопрос и, если Вы найдете мое предложение правильным, поручить Специальному комитету разработать и представить на Ваше утверждение мероприятия по расширению добычи урана из разведанных месторождений до 100—150 тонн в год в 1947 г. с дальнейшим увеличением добычи в последующие годы.

III. Дальнейшее привлечение ученых

К исследованиям в области получения атомной энергии Специальным комитетом в настоящее время уже привлечено до 20 различных научно-исследовательских институтов Академии наук и наркоматов.

1. К непосредственному участию в работах дополнительно привлекаются следующие ученые и группы ученых:

академик Н.Н. Семенов и руководимый им Институт химической физики Академии наук привлекается к работе по изучению выделения энергии в ура- не-235 и плутонии-239 в связи с конструированием атомной бомбы;

академик И.И. Гребенщиков — к разработке сетчатых перегородок для диффузионного завода;

академик М.В. Кирпичев — к разработке в Энергетическом институте Академии наук вопросов теплопередачи в атомных котлах;

член-корр|еспондент| И.Е. Тамм — для расчетов по атомным бомбам и котлам; группа ученых Центрального котлотурбинного института во главе с профессорами Шубенко-Шубиным, Гурвичем, Жуковским и Белецким — к разработке теплотехнических и конструктивных вопросов атомных котлов;

группа физиков Горьковского физико-технического института во главе с профессорами Андроновым и Греховой — к экспериментальной работе по диффузионным машинам, изготовленным на заводе № 92, и к делу подготовки кадров для диффузионного завода.

2. Вопрос о дальнейшем привлечении ученых к работе над атомной энергией можно, однако, поставить значительно шире.

Нет сомнения в том, что атомная энергия и радиоактивные вещества, которые будут получаться в атомных установках, найдут в недалеком будущем разнообразные применения в технике, химии, биологии и медицине.

Возникнут, вероятно, возможности преобразования внутриатомной энергии не только в тепловую, но и в другие формы энергии (электрическую и химическую), будут разработаны конструкции двигателей, использующие энергию урана.

Своевременно уже сейчас начать работу в перечисленных направлениях.

Лаборатория № 2 и все остальные связанные с ней научные организации полностью заняты практическим решением проблемы создания атомной бомбы и урановых котлов.

Необходимо в связи с этим поручить Академии наук СССР в качестве задачи первостепенного значения организовать работу над применением атомной энергии и радиоактивных веществ в технике, химии, биологии и медицине, привлечь к этой работе ученых и институты, еще не занимающиеся атомной энергией.

К таким ученым относятся академики Несмеянов, Папалекси, Фок, Тере- нин, Орбели, Парнас, Введенский, чл.-кор. Келдыш.

В Академии наук эту работу могла бы возглавить следующая группа уче- ных-академиков: Вавилов, Семенов, Несмеянов, Введенский, Орбели.

Было бы крайне полезно, если бы в Московском, Ленинградском университетах под руководством Академии наук велась работа по атомному ядру и воспитывались кадры молодых физиков, столь необходимые для успешного движения вперед всей работы.

Предлагаемая организация работ помогла бы привлечь еще более широкие круги ученых. Вместе с тем основные работы остались бы в рамках строгой секретности и сохранили свою целеустремленность.

IV. О развитии научно-технической базы

Нам необходимо развивать исследования по общетеоретическим вопросам атомного ядра, чтобы не потерять перспективу наиболее правильного развития работ по использованию внутриатомной энергии.

За 50 лет работ по атомной энергии возможность ее практического использования впервые дал уран. Однако нет сомнения в том, что по мере развития и углубления наших знаний о материи и в частности о строении атомного ядра будут, помимо урана, найдены другие практические источники внутриатомной энергии.

Наша научно-техническая база изучения атомного ядра укрепилась за последние годы, но все же сильно отстает от США. Рассмотрев этот вопрос на Специальном комитете, мы приняли решение о необходимости постройки мощного циклотрона с весом электромагнита в 6 ООО тонн (наибольший циклотрон в США имеет магнит в 4 200 тонн), который бы дал возможность перейти к открытию новых физических явлений и обогнать в этих открытиях американцев и англичан.

Строительство такого циклотрона требует затраты около 150 миллионов рублей и 2~3 лет напряженной работы по изготовлению его.

Решено также построить бетатрон — прибор для ускорения электронов. В Америке за последние 2-3 года построено несколько подобных приборов.

Мероприятия по обеспечению строительства циклотрона и бетатрона будут в ближайшее время представлены Специальным комитетом на Ваше утверждение8.

С точки зрения дальнейшего углубления знаний о строении материи и атомного ядра, необходимо также укрепить материально-техническую базу работ по космическим лучам. Предложения о развитии этих исследований разрабатываются академиками Вавиловым и Алихановым.

V. Соображения по материально-техническому обеспечению работ

Нашей науке, промышленности и строительным организациям предстоит в 1946 г. и последующих годах осуществить миллиардные вложения в атомную промышленность, провести огромную работу с колоссальными затратами материально-технических ресурсов и решить много новых, сложных и трудных задач по строительству уран-графитового котла, диффузионного завода, созданию базы уранового сырья и производству тяжелой воды. Я уверен, что мы успешно справимся с этим делом при существующей организации руководства работой (Специальный комитет, связанные с ним Научно-технический совет, Инженерно-технический совет, 1-е Главное управление).

Однако, по моему мнению, необходимо еще более расширить полномочия Специального комитета и укрепить 1-е Главное управление, чтобы оно стало мощной хозяйственной организацией. 1-е Главное управление должно иметь собственную сильную строительную организацию, все нужные материально- технические ресурсы, что позволило бы ему вести исполнение практических работ без задержек.

Было бы необходимо предоставить исследовательским и практическим работам по урану преимущество перед всеми другими работами в отношении материально-технического обеспечения и очередности исполнения их на промышленных предприятиях и в научно-исследовательских организациях.

Прошу Вашего специального указания об этом Госплану и народным комиссарам.

Прошу Вас также обязать народных комиссаров беспрепятственно переводить в Лабораторию № 2 и смежные с ней организации и предприятия всех тех научных и инженерно-технических работников, которые необходимы для успешного развития дела.

Целесообразно было бы разрешить Специальному комитету иметь в своем распоряжении постоянный резерв материально-технических ресурсов для своевременного обеспечения ими работ исследовательских, конструкторских и строительных организаций.

Из-за новизны дела при разработке отдельных вопросов часто возникает необходимость в применении тех или иных материалов, приборов и оборудования, которые не могут быть предусмотрены и запланированы заранее и обычно поступают с большой задержкой.

Было бы очень важно, если бы по уполномочию Специального комитета Лаборатории № 2 и смежным с ней организациям и предприятиям было разрешено производить отбор со складов любых организаций материалов и оборудования на сумму до 20 ООО рублей и сдавать заказы на любые заводы на немедленное изготовление оборудования на сумму до 30 000 рублей.

Необходимо обязать Наркомвнешторг:

а) произвести в срочном порядке закупку в США, Англии и других странах всех необходимых приборов и оборудования, которые не изготовляются у нас и не могут быть скоро получены из Германии;

б) организовать регулярную и своевременную доставку необходимого числа заграничных физических, химических и технических новых журналов и книг.

Прошу Вас рассмотреть изложенные в докладе соображения.

И. Курчатов

Москва

12 февраля 1946 года.

Написано в одном экземпляре.

АТОМНЫЙ ПРОЕКТ СССР: Документы и материалы: В 3 т. /Под общ. ред. Л.Д. Рябова. Т. II. Атомная бомба. 1945-1954. Книга 2 / М-во РФ по атом. энергии; Отв. сост. Г.А. Гончаров. - Саров: РФЯЦ-ВНИИЭФ, 2000.

карта сайта | История США |