Справка И.В. Курчатова и И.К. Кикоина «о состоянии и результатах научно-исследовательских работ»
август 1945 г.
Сов. секретно (Особая папка)
О состоянии работ по использованию внутриатомной энергии. Ход и результаты научно-исследовательских работ
Работы по использованию внутриатомной энергии урана начались в СССР в 1943 году, когда для этой цели была организована в Академии наук СССР Лаборатория № 2 под руководством академика Курчатова И.В.
Так как лаборатория не имела помещения, оборудования, кадров и урана, ее работа сводилась к анализу полученных нами секретных материалов о работах иностранных ученых над проблемой урана, к расчетам по проверке этих данных и к проведению отдельных экспериментов.
Во второй половине 1944 г. и в начале 1945 г. Лаборатории № 2 по решению ГОКО оказана помощь в обеспечении помещением, оборудованием, материалами и кадрами специалистов, что дало ей возможность приступить к проведению собственных исследовательских работ.
Одновременно к разработке отдельных вопросов проблемы урана был привлечен по программе Лаборатории № 2 ряд институтов, конструкторских и проектных организаций СССР (Радиевый, Физический и Энергетический институты АН СССР, Всесоюзный институт минерального сырья, Государственный институт редких металлов, Гос. НИИ-42 НКХП и др.).
Из четырех известных за границей способов получения атомных взрывчатых веществ (урана-235 и плутония-239), а именно: способом «котел уран — графит», способом «котел уран — тяжелая вода», способом диффузионным, способом магнитным, руководящие работники Лаборатории № 2 (академики Курчатов, Соболев, члены-корреспонденты Академии наук Кикоин, Вознесенский) считают, что по трем первым из указанных способов Лаборатория № 2 в настоящее время имеет уже достаточные данные для проектирования и сооружения установок.
Разработка четвертого (магнитного) способа ведется, но пути его осуществления еще не найдены.
Практически по отдельным способам сделано следующее.
По способу «котел уран — графит» (руководитель работ академик Курчатов И.В.)
1. Разработан метод промышленного получения ультрачистого графита, необходимого для сооружения котла. На Московском электродном заводе НКЦМ выпущены первые образцы такого графита в количестве 20 тонн (метод разрабатывали академик Курчатов, научный сотрудник Лаборатории № 2 Правдюк, инженеры Московского электродного завода Банников и Зайцев).
2. Разработана теория расположения урана в котле и выполнены тепловые расчеты (проф. Зельдович Я.Б., проф. Померанчук И.Я., проф. Гуревич И.И., проф. Франк и Файнберг Е.Л.).
3. Разработан способ отделения плутония от урана и других веществ (ст. научный сотрудник Лаборатории № 2 Курчатов Б.В.).
4. Начата работа по проекту котла производительностью 100 граммов плутония в сутки (академик Курчатов И.В. и инженер Меркин В.И.).
По способу «котел уран — тяжелая вода»
(руководители работ академик Курчатов И.В. и проф. Корнфельд)
1. Ведется разработка технического проекта котла «уран — тяжелая вода» производительностью 50 граммов плутония в сутки.
2. Разработана технологическая схема цеха получения тяжелой воды по электролитическому методу (проф. Корнфельд М.О., инженер НКХП Якименко Л.М.). На Чирчикском химкомбинате построен и вводится в работу цех по производству 800-1 ООО килограммов тяжелой воды в год.
По диффузионному способу (руководители работ Кикоин И.К. и Вознесенский И.Н.)
1. Закончены предварительные расчеты, связанные с устройством диффузионной разделительной установки (Кикоин И.К., Соболев С.Л. и Вознесенский И.Н.).
2. Сконструирован и изготовляется опытный компрессор для завода (инженер Воинов Л.М.). Разработан механический метод производства металлических сеток, и в Лаборатории № 2 заканчивается постройкой специальная машина для этого (Кикоин И.К., Поляков И.Н.).
3. Получен шестифтористый уран, являющийся сырьем для завода, и разработан способ промышленного получения его (инженеры Колотухин и Алексеев - НИИ-42 НКХП).
4. Ведется проектирование всей разделительной установки. Технический проект одной секции ее производительностью 75 граммов урана-235 в сутки будет закончен в IV квартале 1945 года (Кикоин И.К., Соболев С.Л., Вознесенский И.Н.).
По конструированию бомбы (руководитель профессор Харитон Ю.Б.)
Пока проводятся теоретические и экспериментальные исследования процессов, возникающих в атомных бомбах, разрабатываются требования к конструкции.
II. Ресурсы урана в СССР и за границей
До 1944 года разведки на уран фактически не велись.
В настоящее время разведанные запасы урана в СССР по всем категориям (кроме предполагаемых) составляют 300 тонн и заключаются в двух месторождениях: Табошарском (Таджикская ССР) — 262 тонны и Майли-Суйском (Киргизская ССР) — 32 тонны.
Кроме того, известны еще несколько более мелких месторождений в Средней Азии (Адрасман, Уйгур-Сай, Нарын, Караул-Базар, Тюя-Муюн, Акчатау) и в Восточной Сибири (Алданское и Заганское) с запасами по 5-20 тонн каждое (по категории предполагаемых запасов).
По заключению геологов, месторождения Табошары, Адрасман, Майли-Су, Уйгур-Сай и Алданское имеют перспективы существенного увеличения запасов урановых руд.
Серьезным недостатком наших урановых месторождений является низкое содержание урана в руде (0,08-0,2%), что ограничивает извлечение урана из руды.
Ввиду этого из 300 тонн разведанных запасов пока представляется возможным получить всего 100-120 тонн урана.
В последнее время геологоразведкой уран обнаружен в сланцах Эстонской ССР и Ленинградской области (содержание 0,016-0,04%).
Ввиду бедности руд добыча урана требует крупных капитальных вложений в горные и перерабатывающие предприятия.
Разведка урановых месторождений ведется по всей территории СССР: в Средней Азии, на Кавказе, в Прибалтике и северных районах — на Ухте, в Норильске и на Колыме. На поисках урана работает свыше 60 геологических партий.
Добыча и переработка урана в СССР
В 1944 году в СССР предприятиями Наркомцветмета было добыто 1519 тонн урановой руды и получено всего 2 тонны солей урана.
В 1945 году эти предприятия переданы в НКВД СССР и на них намечено добыть 5 ООО тонн руды и 7 тонн урана в химических соединениях. В 1946 году мощность предприятий будет доведена до 125 тысяч тонн руды и до 50 тонн урана.
Для этой цели НКВД СССР расширяет в Таджикской ССР Табошарский, Адрасманский рудники, в Киргизской ССР расширяет Уйгур-Сайский рудник и для переработки урановых руд в металл ведет подготовительные работы к строительству на перечисленных рудниках, в Ленинабаде и в Москве заводов. Технология получения металлического урана и урановых соединений разработана, за исключением особо чистого урана, необходимого для котла «уран — графит».
Урановые месторождения в Болгарии и Чехословакии
В Болгарии известно Готенское месторождение с запасами в 50 тонн урана, при содержании его в руде 0,2-0,3 %.
Готенское месторождение обследовано группой специалистов НКВД СССР, установивших его ценность, хорошую обогатимость руды, названные выше запасы и возможность прироста запасов.
Сейчас подготовлен проект соглашения с Болгарским правительством на разработку этого месторождения и для его заключения в Болгарию выехали работники НКИД и НКВД.
Чехословакия имеет известное урановое месторождение в Иоахимстали.
Ранее здесь добывались серебро и кобальт, а затем радий.
Запасы урана, по литературным данным, составляют около 1 ООО тонн со средним содержанием 0,85%.
Для ознакомления с месторождением и выяснения целесообразности участия СССР в его разработке НКВД СССР командирует группу наших специалистов.
Трофейные ресурсы
В июле с.г. НКВД выявлено и вывезено из Германии 3,5 тонны металлического урана и 300 тонн его соединений, из которых можем получить 150-200 тонн металлического урана.
Этот уран немцами был вывезен из Бельгии.
Розыски уранового сырья в Германии продолжаются.
Ресурсы урана в САСШ и Зш/адной Европе (по литературным данным)
Америка и Западная Европа имеют в своем распоряжении богатые месторождения урана с высоким содержанием последнего в руде.
Соединенные Штаты имеют запасы около 3 ООО тонн урана в месторождениях штатов Юта и Колорадо с содержанием металла в руде около 3 %.
Англия имеет запасы около 6 ООО тонн урана на севере Канады («Большое Медвежье озеро») с содержанием в руде 3-5 % металла. Известны месторождения урана и в Австралии.
Бельгия: в Бельгийском Конго имеется около 3 ООО тонн урана с содержанием его в руде около 2,5 %.
Франция имеет уран на Мадагаскаре с запасами металла около 50 тонн.
Португалия имеет запасы около 300 тонн урана с содержанием его в руде 0,25-0,50 %.
В предыдущие годы при добыче радия в Америке и Западной Европе было добыто около 300 тонн урана. Судя по запасам, вывезенным немцами, в Бельгии значительная часть этого урана, как побочного продукта при извлечении радия, могла сохраниться и теперь может быть использована
280 000 тонн тяжелой воды специального оборудования в том числе компрессоров магнитов электролизеров
1 500 штук весом 25 ООО тонн 900 штук весом 230 000 тонн 300 штук весом 24 ООО тонн мощность электростанций 1 400 тыс. киловатт
При увеличении количества бомб соответственно увеличивается и потребность в оборудовании, материалах и энергии.
IV. Работы по использованию урана в США, Англии и Германии
О работах в США и Англии над использованием урана известно следующее.
Организация исследовательских работ
В 1939 году в США и Англии были начаты в больших масштабах научно-исследовательские работы по получению урана-235 и плутония-239 и конструкторские работы по созданию атомной бомбы.
К работам было привлечено большое число виднейших физиков и техников, а также лаборатории свыше 20 университетов США, Канады и Англии.
Для исследовательских работ в США построены опытные котлы «уран — графит» и «уран — тяжелая вода» и затрачены большие денежные и материальные средства.
Исследовательские работы и строительство новых промышленных предприятий велись в специально выстроенных изолированных городках (называемых лагерями).
В результате этих работ в США разработаны методы получения изотопа урана-235 и плутония-239, построены для этого промышленные атомно-энергетические установки и сконструированы атомные бомбы (одна конструкция с применением урана-235, другая — с применением плутония-239).
Способы промышленного получения в США урана-235
По имеющимся данным, для получения урана-235 в Америке построены и пущены следующие установки по получению этого изотопа общей мощностью не меньше 200 граммов в сутки: в штате Теннесси — диффузионный завод, там же — завод магнитного разделения изотопов.
Сведения, полученные нами о диффузионном заводе, не дают необходимого представления о конструктивных деталях компрессоров, а по магнитному методу эти данные слабо освещают и теорию метода.
Способы промышленного получения в США плутония-239
Производство плутония-239 в США ведется в Ханфорде (штат Вашингтон), где установлен котел «уран — графит», состоящий из 1 ООО тонн специального графита2 и 100-120 тонн урана в виде стержней, охлаждаемых проточной водой. Этот котел выделяет в сутки 100 граммов плутония.
Есть также данные, что в Канаде строится и должен войти в строй в 1946 году котел «уран — тяжелая вода». Он должен содержать 20 тонн тяжелой воды и 10-15 тонн урана и ежедневно выделять 15 граммов плутония.
Судя по этим данным, имеющиеся в настоящее время в США и Канаде предприятия по получению атомного взрывчатого вещества выпускают его ежесуточно около 300-400 граммов, что дает возможность изготовить, по крайней мере, одну бомбу в месяц.
Сведениями о планах дальнейшего строительства в США урановой промышленности мы не располагаем.
О состоянии работ по использованию внутриатомной энергии в Германии
Работы по урановой проблеме в Германии проводились под научным руководством профессора Гейзенберга и организационным руководством специального уполномоченного Геринга проф. Герлаха и доктора Дибнера.
Своего уранового сырья немцы не имели, а для научных работ использовали химические соединения урана, вывезенные из Бельгии (около 1 ООО тонн), и тяжелую воду из Норвегии.
Германские ученые, ввиду недостатка уранового сырья, основное внимание уделяли сооружению котла «уран — тяжелая вода», но работы эти не вышли за пределы лабораторных изысканий, хотя немцы были близки к решению задачи конструирования этого типа атомного сооружения.
В июле с.г. нами вывезено из Германии оборудование, архивы, техническая документация и библиотеки четырех физических институтов и одного химико-металлургического института, занимавшихся проблемой урана.
В СССР приехал, изъявив желание у нас работать, ряд крупных научных работников: физик-изобретатель профессор Арденне с группой своих работников; известный немецкий физик, лауреат Нобелевской премии, профессор Герц с группой сотрудников, среди которых крупнейший физикохимик профессор Фольмер; профессор Рилъ — физик, крупный специалист по переработке урана, с группой инженеров-химиков; профессор Доппелъ — близкий сотрудник проф. Гейзенберга, одного из основных руководителей работ по котлу с тяжелой водой.
Все эти специалисты будут использованы для работ по проблеме урана.
Курчатов
Кикоин