Mały oddział radzieckich fizyków atomowych od początku wojny zwrócił uwagę na Amerykanów. Zauważyli, że czasopismo fachowe rodziny fizyków „Physical Review", w którym ukazywała się większość doniesień o badaniach nad uranem, w pewnym momencie nic nie publikowało o badaniach prowadzonych w USA. Oznaczało to, że fizyka cząstek uzyskała znaczenie militarne. Rzeczywiście, amerykańscy fizycy pod przywództwem Leo Szilardsa był on zaangażowany w rozwój reaktorów od 1941 r. wprowadzili zakaz swobodnej publikacji wyników badań, przede wszystkim ze względu na rozwój badań atomowych w hitlerowskich Niemczech.
Niemiecka inwazja na ZSRR doprowadziła w początkowej fazie do przerwania radzieckich projektów atomowych. Np. Kurczatow pracował wówczas nad metodą unieszkodliwienia niemieckich min morskich. Dopiero w 1942 r. ruszyły znów pełną parą prace wstępne, mające na celu zbudowanie bomby atomowej. W listopadzie 1942 r. 39-letni Kurczatow został oficjalnie mianowany kierownikiem tych badań. Pod jego kierownictwem znalazły się laboratoria we wschodniej części ZSRR: Kazaniu, Ufie i Ałma-Acie, jak również w Moskwie i Leningradzie. Nazwiska uczestniczących w tej fazie wstępnej są dziś dobrze znane. Obok Kurczątowa i Floriowa byli to Abram Issakowicz Alichanow (w późniejszym okresie zaangażowany również w projektowanie rakiet), Jaków Borysowicz Seldowicz i Issak K. Kikoin. Kurczatow ograniczył wielkość zespołu: najpierw musiało stać się jasne, w którym kierunku należało pójść, jakie przeprowadzić doświadczenia.
Rezultat: chciano skonstruować reaktor jądrowy, pracujący na bazie rozszczepienia jądra poprzez termiczne neutrony, a jednocześnie testowano metodą rozdzielania izotopy uranu. Zdaniem radzieckich fizyków w grę wchodziły dwie metody: metoda dyfuzyjna, przy której oddzielone substancje będą dyfundowały poprzez porowate ścianki rozdzielające; metoda oddzielania cieplnego. Po pierwszych obliczeniach uznano ją jednak za zbyt energochłonną.
Amerykański zespół atomowy w tym samym niemal czasie rozpatrywał też dwie koncepcje: dyfuzyjną i rozdzielania elektromagnetycznego. Rosjanie po pewnym okresie czasu być może dzięki doniesieniom wywiadu również zaczęli rozpatrywać koncepcję rozdzielenia elektromagnetycznego jako metodę zapasową. Ironią losu jest fakt, że w tym samym czasie Amerykanie odłożyli tę metodę i w pełni skoncentrowali się na metodzie dyfuzyjnej. Właściwe obliczenia dotyczące konstrukcji bomby wziął na siebie Kurczatow. Okoliczności, w jakich to nastąpiło były pełne przygód: po ukazaniu się wyników prac duńskiego fizyka Nielsa Bohra i nestora europejskich fizyków atomowych Johna W. Wheelera, Kurczatow wiedział, że U235 i nowy pierwiastek pluton muszą być odpowiednie dla reakcji łańcuchowej. Latem 1940 r. dwaj amerykańscy uczeni Daniel R. McMillan i Philip H.
Abelson opublikowali krótki artykuł o uzyskiwaniu plutonu. Podczas gdy Amerykanie rozwijali badania nad budową obu typów bomb (na Hiroszimę zrzucono bombę uranową, na Nagasaki plutonową), Rosjanie skoncentrowali się na budowie bomby plutonowej. Wiosną 1943 r. gotowe były wstępne założenia programu badawczego, a Kurczatow powiększył swój sztab. Oceniając według amerykańskich kryteriów grupa ta nadal była bardzo mała: było w niej ok. 20 fizyków oddelegowanych z armii lub zwolnionych z odbywania służby wojskowej. W eksperymentach brał też udział 1 mechanik. Latem 1944 r. czołowi naukowcy pracujący nad radzieckim programem atomowym opracowali streszczenie wyników swych doświadczeń oraz przedstawili je na specjalnym seminarium.
Na nim też Piotr Kapica poprowadził cykl wykładów na temat ogólnych problemów fizyki jądrowej zaś zachodnie służby wywiadowcze wysnuły stąd wniosek, że jest on szefem radzieckiego programu atomowego. W kolejnym cyklu wykładów Kurczatow zajął się wybranymi zagadnieniami rozszczepiania reakcji łańcuchowej. Rosjanom bardzo wcześnie udało się doprowadzić dwie masy uranu do masy krytycznej dla reakcji łańcuchowej. Na drugim piętrze „Labor 2” zostały w celu prowadzenia doświadczeń tak ustawione dwa karabiny, że ich kule po wystrzeleniu uderzały o siebie. Zachowanie się pocisków obserwowane* 7a pomocą ultraszybkich fotografii. Następnie Kurczatow otrzymał od komisarza ludowego uzbrojenia Borysa L. Wannikowa dwie armaty 76 mm, które wykorzystywał do takich samych doświadczeń. Funkcjonowanie tej niezwykłej instalacji opisał Gołowicz. Do 1945 r. radziecki projekt budowy “bomby atomowej nie był uznawany za ważny militarnie.
Istniała wprawdzie uchwała KC KPZR o konieczności prowadzenia badań nad uranem na jak najszerszą skalę, lecz nie oznaczało to wiele. Stalin, który systematycznie spotykał się z inżynierami uzbrojenia, aż do tej chwili przypuszczalnie nie przykładał większego znaczenia do tych badań. Badania naukowe z zakresu fizyki jądrowej miały podczas wojny drugorzędne znaczenie otwarcie do tego przyznali się Rosjanie dopiero w 1946 r. Według informacji wywiadowczych badania radzieckie były bardzo obiecujące i interesujące, lecz Kurczątow ze swoim 50-osobowym sztabem oraz dwoma laboratoriami nie mógł byc nawet przyrównywany do projektu „Manhattan”, w którym w szczytowej fazie prac udział brało 200 000 ludzi. Aby przyspieszyć projekt atomowy, został on zorganizowany na nowo. Podporządkowany został najważniejszej wówczas w ZSRR instytucji służbom tajnym NKWD.
Zadania NKWD znacznie odbiegały od klasycznych wzorców sił bezpieczeństwa, stąd też opieka nad programem budowy bomby uranowej nie przysporzyła jej większych kłopotów. Na szczeblu aparatu rządowego powołano specjalny urząd, mający za zadanie koordynację prac zaangażowanych ministerstw. Stworzył on coś w rodzaju „task force” techniczną radę. Kierownictwo tego urzędu objął minister uzbrojenia Wannikow, zaś Kurczą tow został jego zastępcą wraz z komisarzem ludowym przemysłu chemicznego M.G. Pierwuchinem. Członkami tej „rady bomby” byli obok generałów NKWD i zaopatrzenia wiodący fizycy. Niektórzy z nich nie byli nawet członkami partii np. Kurczatow wstąpił do KPZR dopiero w 1948 r.
Nowy komitet, a przede wszystkim Beria i jego zastępca Sawenjagin szybko rozbudował zespół realizatorów projektu i w niedługim czasie osiągnął on liczebność amerykańskiego projektu „Manhattan”: na nie zamieszkanych obszarach zbudowano fabryki i aby przyciągnąć pracowników naukowych otwarto dwa nowe instytuty naukowe i większą liczbę szkół zawodowych, przemysł został „przeczesany” w celu znalezienia właściwych ludzi. Riehl opowiada o nowym tempie prac: „wszystko zostało oddane do dyspozycji projektowi budowy bomby atomowej i to jeszcze przed wybuchem bomby w Hiroszimie. Najlepsi ludzie, materiały itp., które posiadał kraj zostały wdrożone do realizacji projektu, często kosztem innych dziedzin życia”.
Tempo pracy, szczególnie dla osób kierujących projektem, było nieludzkie. Riehl: „wszyscy oni byli podczas trwania wojny i po jej zakończeniu w nieustannym stresie. Prawie każdy był chory na serce”. Po zakończeniu wojny znacznie przyspieszono jeszcze prace, otworzono nowe instytuty, rozpoczęto budowę cyklotronu. Lecz nim nastąpił pierwszy wybuch bomby atomowej (16.07.45) i nim bomby spadły na Hiroszimę i Nagasaki (6 i 9.08.1945) z początkiem czerwca wywieziono do ZSRR najważniejszych naukowców niemieckich, przydatnych do realizacji programu. Za pomocą systematycznej penetracji NKWD wyszukiwało fizyków w Berlinie Friedrichshagen swą główną kwaterę założył generał Sawenjagin, by możliwie szybko odszukać niemieckich naukowców zaangażowanych w projekt budowy niemieckiej bomby atomowej. NKWD wydawało się być dobrze poinformowane: Riehl na przykład był właściwym człowiekiem dla projektu atomowego. Po skończeniu doktoratu w Instytucie Dahlema pracował nad substancjami radioaktywnymi i po odkryciu reakcji rozszczepienia skoncentrował się nad problemem uzyskiwania czystego uranu.
Pracował on podczas wojny na potrzeby niemieckiego programu atomowego i opracował metodę tzw. frakcyjnej krystalizacji i dzięki niej otrzymał wiele ton czystego uranu. Równie dobrze o osiągnięciach Riehla byli poinformowani Amerykanie. Na krótko przed zakończeniem wojny zakład w Oranienburgu, gdzie otrzymywano najczystsze tlenki uranu. został zrównany z ziemią przez nalot dywanowy. Riehl pisze w swych wspomnieniach: „towarzyszący mi Rosjanie wiedzieli, że te naloty nie szkodziły nam, lecz im”. W budowie radzieckiej bomby atomowej brały udział trzy grupy niemieckich techników i naukowców; grupa prof. Riehla, zajmująca się wytwarzaniem czystego uranu, grupa Gustawa Hertza, grupa Manfreda von Ardene (później wybitnego elektronika).
Do tego dochodzili pojedynczy naukowcy, jak fizykochemik Maks Volmer, fizyk R. Dopel i fizyko-chemik P.A. Thiessen. Większość tych naukowców i techników zostało przesiedlonych do ZSRR przymusowo. Niektórzy Niemcy szukali możliwości pracy z Rosjanami. Np. Volmer, po zniszczeniu Niemiec sądził, że już nigdy nie będzie miał możliwości pracy w zniszczonych Niemczech i szukał zatrudnienia w ZSRR. Rosjanie do badań pomocniczych i ubocznych chętnie zatrudniali cudzoziemców. Do prac o podstawowym znaczeniu, tj. budowy reaktora oraz konstrukcji właściwej bomby zatrudniano wyłącznie Rosjan. W 1945 r. Rosjanie w sferze projektu technologicznego budowy bomby byli w punkcie zerowym. Nikt dotychczas nie interesował się otrzymywaniem czystego uranu. Rudy uranu były wstępnie obrabiane w celu otrzymania radu.
Zawierające uran substancje wykorzystywane były np. do otrzymywania specjalnych emalii; Według Riehla w 1945 r. w ZSRR nie było żadnej produkcji uranu przeznaczonego do pracy w reaktorach. Dopiero niemieckim naukowcom udało się pod koniec 1945 r. stopić w piecu uran i odlać go w blok. Początkowo uzyskiwanie uranu nie Szło najlepiej, lecz na początku 1946 r. grupa Riehla uzyskała tony nadającego się do reaktorów tlenku uranu, wytwarzanego w formie kulistych kształtek natychmiast wykorzystywanych przez radzieckich uczonych do przeprowadzania różnych doświadczeń. W momencie wybuchu pierwszej amerykańskiej bomby atomowej w czerwcu 1945 r. Rosjanie byli bardzo opóźnieni: na początku tego roku uruchomili dopiero pierwszy cyklotron o średnicy 1,5 m, wykorzystywany do uzyskiwania plutonu metodą oddziaływania na uran szybkich protonów. Pod koniec wojny osiągnęli stadium wytwarzania protonów i eksperymentowali z oddzielaniem izotopów uranu. Wiadomość o pierwszej udanej próbie amerykańskiej zaskoczyła Rosjan. Na Zachodzie bardzo interesowano się reakcją Rosjan na amerykański sukces: prezydent Truman i premier Churchill poinformowali o nim Stalina podczas konferencji poczdamskiej.
Stalin nie okazał zdziwienia: pogratulował sukcesu i wyraził nadzieję, że Amerykanie zrobią z tej nowej broni właściwy użytek przeciwko Japończykom. Amerykanie byli rozczarowani: Truman twierdził, że Stalin chyba nie zrozumiał, o co naprawdę chodzi. Ale tu się mylił. Jak w swoich pamiętnikach pisze marszałek Zuków, po konferencji Stalin wezwał pilnie Kurczatowa i rozkazał mu przyspieszyć prace nad radzieckim programem atomowym. Dla Rosjan, prócz problemów fizycznych istniała jeszcze jedna trudność: wydajność radzieckiego przemysłu. Grafit o czystości niezbędnej dla zastosowań w reaktorze oraz metaliczny uran można było w USA wyprodukować bez jakichkolwiek problemów, ale w ZSRR nie. Gdy radzieccy fizycy otrzymali oba te składniki w wystarczającej ilości i jakości, fakt ten uznali za „drugie zwycięstwo”.
Brakowało wszystkiego: Borys G. Dubowski skonstruował samodzielnie licznik Geigera do pomiaru promieniowania X i gamma; niemiecki technik dr Schutze skonstruował spektrometr masowy dla ciężkich atomów, by można było precyzyjnie mierzyć proporcje izotopów we wzbogaconym uranie; ze względu na niewystarczającą ilość metalicznego uranu Rosjanie postanowili użyć go wyłącznie do budowy jądra reaktora, a na obrzeżu zastosowali tlenek uranu. Ta oszczędność została w późniejszym czasie przeniesiona na konstrukcję bomby: płaszcz korpusu składał się z uranu, który zawierał 1% izotopu rozkładu U235. r « Wiele niedostatków trzeba było pokonać na drodze do wyprodukowania pierwszej bomby: np. trzecia dostawa uranu do pierwszego reaktora nie była dostatecznie czysta, co okazało się dopiero po próbach. Ilość wydzielanych neutronów była po prostu znikoma. W zakładach powstawały różnorakie problemy: a to reaktor zbyt szybko się nagrzewał, co nie pozwalało na jego pracę pełną mocą, były też problemy z ochroną przed promieniowaniem. Przy pierwszym dużym reaktorze w trakcie pracy doszło do błyskawicznej korozji, a pod wpływem promieniowania nieoczekiwanie powiększała się objętość elementów wykonanych z grafitu i uranu.
Problemem rozstrzygającym dla sukcesu programu atomowego było skonstruowanie membrany do instalacji dyfuzji. W USA na rozwiązanie tego problemu potrzebowano prawie dwóch lat. Pierwsze doświadczenia radzieckie mające na celu skonstruowanie metalowej ścianki oddzielającej były bardzo proste. Maszyna sztancowała za pomocą cienkich igieł otwory w cienkiej blasze wykonanej z niklu. Oczywiście otwory te były 0 wiele za duże. Poza tym podczas rozdziału izotopów pracowano przy tak dużych ciśnieniach gazu uranowego, że dla 1 kg uranu nie wystarczyłaby cała światowa produkcja niklu. Niemieccy naukowcy opracowali więc inne rozwiązanie tego problemu: związek niklu (nikiel-dwumetylplioksyn) został wraz z żywicą naturalną lub olejem goździkowym zmieszany w pastę, z której wypiekano rury niklowe.
Kury te miały żądaną porowatość. Niemcy W zasadzę byli angażowani do rozwiązywania problemów ubocznych. Pewnego dnia powstał jednak problem regulacji przepływu gazu uranowego w „kaskadzie”, tj. w połączonych jedna za drugą większą liczbą membran służących do separacji izotopów. Budowa paru tysięcy regulatorów zajęłaby kilka lat. Niemiecki fizyk Heinz Barwich pokazał metodę prowadzenia procesu bez użycia regulatorów. W kręgach amerykańskich fachowców sądzono, że Rosjanie będą mieli duże problemy z korozją podczas budowy instalacji, gdyż sześciofluoryt uranu jest ekstremalnie reakcyjnym, wywołującym korozję gazem. Rzeczywiście, z pierwszą dużą instalacją zbudowaną na Syberii mieli oni bardzo duże kłopoty.
Nie mogli np. wytłumaczyć sobie dużych zaników masy uranu. Thiessen i Barwich wzięli udział w dalszych doświadczeniach, a tym samym otrzymali dostęp do najbardziej tajnej części programu kaskady do otrzymywania uranu. Odkryto, że gaz uranowy spowodował korozję wewnętrznych części wirników pomp instalacji 1 tam odnaleziono „zagubiony” uran. Przełom technologiczny w projekcie atomowym przyniósł rok 1946: zamieniono technologię otrzymywania uranu z metody tlenkowej na połączenie fluorowe (czterofluoryt uranu). W nocy z 24 na 25 grudnia 1946 r. pierwszy radziecki reaktor przeszedł w fazę nadkrytyczną rozpoczęła się reakcja łańcuchowa. Pierwsza amerykańska reakcja łańcuchowa została przeprowadzona 4 lata wcześniej 2.12.1942 r„ a zrealizował ją Enrico Fermi w Chicago. Jeśli weźmie się pod uwagę czas pomiędzy pierwszą reakcją a wybuchem bomby, to amerykański „Projekt Manhattan” i projekt radziecki trwały tyle samo: 32 miesiące. Część informacji o amerykańskich badaniach uzyskali Rosjanie z różnych publikacji: np. jesienią 1945 r. ukazała się książka H.D. Smitha „Atomie Energy for Military Purposes”, którą Riehl przetłumaczył na rosyjski w ciągu jednej nocy. W książce Smitha znajdowało się krótkie wyjaśnienie, że dla oczyszczenia uranu powinno się zastosować metodę eterową. Była ona Riehlowi dobrze znana z laboratorium: wodny roztwór azotanu uranu pokryty został warstwą eteru lub też z nim zmieszany.
Nie lubisz przepłacać za smsy? Skorzystaj z darmowa bramka sms
W większej części azotan łączył się z eterem, zaś prawie wszystkie zanieczyszczenia pozostawały w roztworze wodnym. Mimo niebezpieczeństwa zapłonu eteru Amerykanie wykorzystywali tę metodę.rową. Była ona Riehlowi dobrze znana z laboratorium: wodny roztwór azotanu uranu pokryty został warstwą eteru lub też z nim zmieszany. W większej części azotan łączył się z eterem, zaś prawie wszystkie zanieczyszczenia pozostawały w roztworze wodnym. Mimo niebezpieczeństwa zapłonu eteru Amerykanie wykorzystywali tę metodę. „Co potrafią Amerykanie, potrafimy i my” stwierdzili Rosjanie i skopiowali metodę. Ceramiczne beczki, rury, butelki itp. potrzebne do tej metody elementy w bardzo krótkim czasie dostarczyły Zakłady Ceramiki w Hermsdorf, Za pomocą amerykańskiej metody eterowej zaczęli Rosjanie otrzymywać ok. 1 tony czystego uranu na dobę.
Za pomocą tej niebezpiecznej metody otrzymywano w ZSRR uran jeszcze przez wiele lat, nim do tego celu nie zastosowano bezpiecznej substancji trójbutylofosfatu. Jeśli chodzi o transfer amerykańskich technologii atomowych (know-how) do radzieckiego programu atomowego za pomocą służb wywiadowczych nie ma dostępnych źródeł na ten temat. Niemieccy naukowcy zatrudnieni przy realizacji programu twierdzą, że spotykali się ze zmianami kierunku prac powodowanych napływem informacji szpiegowskich. Np, pierwsze próby separacji izotopów uranu chcieli Rosjanie prowadzić metodą term ody fuzji lub dyfuzji gazowej. Po wojnie zmieniono kierunek badań próbowano metody elektromagnetycznej tak jak Amerykanie a metoda ta była w USA wówczas ściśle tajna. Według zdania Niemców, pierwsze wpływy danych agenturalnych dotyczyły metody uzyskiwania czystego uranu. Zatrudnieni przy tym zagadnieniu otrzymali od NKWD polecenie, by sprawdzić czy czterofluoryt uranu otrzymany poprzez redukcję wapnem w zamkniętym pojemniku, posiadającym na dnie urządzenie do zbierania zredukowanego uranu, nie może być użyty do produkcji metalicznego uranu. Obok niego otrzymywano fluoryt wapnia.
Zanim odbierzesz telefon: sprawdź czyj to numer
Naukowcy zauważyli, że oficer przekazujący sugestie wiedział na ten temat więcej od nich i chciał naprowadzić ich na właściwą drogę. Powstało więc pytanie skąd pochodzą te informacje? Jako następny dowód osiągnięć radzieckiego wywiadu przytacza się problem czystości radzieckiego uranu. Z technicznego punktu widzenia nie istnieją stuprocentowo czyste substancje: każdy metal opuszczający piec zawiera jakieś zanieczyszczenia, choćby ich udział był znikomy. Współpracownicy projektu atomowego pewnego dnia otrzymali informację, że „ich” uran jest czystszy od amerykańskiego co wytłumaczyć można było tylko w ten sposób, że wywiad radziecki zdobył próbkę amerykańskiego uranu i w laboratoriach NKWD można było go porównać z rodzimym produktem. Jednak współpracownicy radzieckiego programu atomowego oceniają udział danych wywiadowczych w pracy nad budową bomby jako nieznaczny. Dla technicznych rozwiązań możliwe było korzystanie z amerykańskich lub własnych doświadczeń: albo albo. W 1947 r.
Rosjanie byli gotowi do produkcji plutonu w ilości wystarczającej do budowy bomby. Jesienią 1947 r. roboty budowlane były tak zaawansowane, że tysiące robotników, inżynierów, techników i naukowców mogło przystąpić do pracy. W połowie sierpnia 1949 r. byli u celu: rząd radziecki formalnie zezwolił Kurczatowowi na przeprowadzenie próbnej eksplozji. Scenerię testu w „Kraju Cytryn” taki był kryptonim poligonu opisała „Prawda” 28.11.1987 r. Był on podobny do amerykańskiego, przeprowadzonego cztery lata wcześniej w Alamorado. Wokół metalowej wieży zbudowano budynki, ustawiono czołgi i działa. Sprowadzono różne gatunki zwierząt, by móc sprawdzić wpływ wybuchu na organizmy żywe. Głowin pisał: „29.08.1949 r. o świcie pomyślnie przeprowadzono test przy udziale najwyższych władz partyjnych, rządowych i dowództwa Armii Radzieckiej”. Dwa miesiące później Kurczatow został kierownikiem programu budowy radzieckiej bomby wodorowej. Rosjanie zastosowali tu podobną do Amerykanów metodę: oparli się na własnym przemyśle, pracy zespołów mających już doświadczenie i zgranych ze sobą kolektywów fizyków i techników. # Jednak Amerykanie jeszcze raz wygrali ten wyścig: w listopadzie 1952 r. na Atolu Eniwetoh na Oceanie Spokojnym eksplodowali bombę wodorową. Z punktu widzenia radzieckiego chodziło nie o bombę, lecz o „przewoźną, trudną do manipulacji instalację, która nie może być wykorzystywana jako broń”. Oczywiście, natychmiast rodzi się pytanie, skąd mieli takie dokładne informacje lecz na nie mógłby odpowiedzieć jedynie radziecki wywiad. 12.08.1953 r., mniej niż rok po amerykańskiej próbie Rosjanie przetestowali pierwszą ich zdaniem bombę wodorową świata,
Komentarze