Письмо И.В. Курчатова Л.П. Берия о строительстве мощного циклотрона
Сов. секретно
Товарищу Берия Л.П.
1. Нынешний уровень знаний об атомном ядре и космических лучах позволяет предполагать, что при помощи частиц, ускоренных до энергии 250 миллионов вольт и выше, можно перейти к открытиям новых физических явлений (открытию новых элементов, новых способов получать атомную энергию из более дешевых источников, чем уран).
2. Для получения частиц такой энергии необходимо, как устанавливают расчеты, иметь мощный циклотрон с диаметром полюсов не менее 3,5 метров.
Целесообразно, однако, построить циклотрон с диаметром полюсов 4,5-5 метров, чтобы получить энергию частиц, большую, чем это может дать самый мощный циклотрон (Лоуренса).
Ниже приводятся сравнительные технические показатели для циклотронов с диаметром полюсов: 1 500, 3 500, 4 500, 5 000 мм и циклотрона Лоуренса.
Примечание. В расчете положено, что магнитная индукция в зазоре между полюсами составляет 14 000 гауссов.
3. Циклотронная установка должна состоять из следующих основных частей:
- электромагнита циклотрона,
- разгонной вакуумной камеры,
- мотор-генератора для питания обмоток электромагнита с комплектующим оборудованием и аппаратурой,
- высокочастотной импульсной установки для генерирования поля высокой частоты между дуантами разгонной камеры,
- вакуумной установки для создания высокого вакуума внутри разгонной камеры.
Технические данные основных частей циклотрона с диаметром полюсов 5 000 мм следующие:
Разгонная вакуумная камера диаметром 5 000 мм, по предварительным соображениям, должна иметь толщину крышек около 250-300 мм, вес около 150 тонн, допуская создание внутри нее вакуума порядка 10-5 мм ртутного столба.
Мотор-генератор для питания обмоток электромагнита комплектуется из следующего оборудования:
генератора постоянного тока мощностью около 700 кВт, мотора для вращения генератора, возбудителя и подвозбудителя, пусковой и регулирующей аппаратуры,
системы стабилизации магнитного поля электромагнита по току его обмотки с точностью регулирования до 0,05 %.
Высокочастотная установка характеризуется следующими ориентировочными параметрами: импульсная мощность ок. 2000 кВт, длина волны ок. 14 м.
Проектирование такой установки представляет собой самостоятельную сложную проблему, требующую большой расчетной и экспериментальной работы.
Вакуумная установка состоит из вакуум-насосов с коммуникациями и аппаратурой регулирования и измерения вакуума.
4. Для обеспечения проектирования, изготовления и монтажа большого циклотрона необходимо:
а) осуществление строительства гидрокорпуса завода «Электросила» в г. Ленинграде и монтажа уникального металлодавящего и металлорежущего оборудования;
б) разборка и перевозка на площадку завода «Электросила» металлоконструкций и кранов цеха мощных трансформаторов завода АЕГ в Берлине, переданного в соответствии с Постановлением ГОКО заводу «Электросила», с целью использования при постройке гидрокорпуса;
в) перевозка на завод «Электросила» крупного металлорежущего оборудования, демонтированного на заводе «Сименс», задержанного отгрузкой из Берлина в связи с отсутствием специальных транспортных средств (пониженных большегрузных транспортеров);
г) обеспечение завода «Электросила» листовым прокатом с толщиной листа 20 мм в количестве 7 500 т, поковками из стали СТ-3 и «Армко» с суммарным весом около 1200 тонн и сортовым прокатом в количестве около 1 500 тонн;
д) осуществление строительства здания для циклотронной установки площадью около 4 500 м2 при высоте около 25 м, с подкрановыми путями и краном грузоподъемностью 150 тонн.
5. Ориентировочная стоимость проектирования и изготовления циклотронной установки, а также вышеуказанного строительства составляет около 150 млн. рублей.
Проектирование циклотрона и изготовление его отдельных частей требует широкого развития научно-исследовательских и экспериментальных работ и в том числе моделирования электромагнита, разгонной камеры, высокочастотной установки и пр.
6. Учитывая вышеуказанное, а также производственную сложность и отсутствие опыта в изготовлении установок такого масштаба, длительность проектирования и изготовления циклотрона определена в два года.
Целесообразно ряд точных узлов и деталей циклотрона заказать в Чехословакии и Германии.
И. Курчатов