24
С ЧЕГО НАЧАЛИСЬ ИССЛЕДОВАНИЯ И ЧЕМ ОНИ ЗАКОНЧИЛИСЬ
В середине апреля 1947 года на объекте появился Кирилл Иванович Щёлкин. В первый же день у меня с ним состоялась длительная беседа о задачах и предполагаемых путях их решения, о проблемах, стоящих перед нашим отделом. Стало ясно, что раньше июля-августа отдел пополнения не получит, и до тех пор я буду его единственным сотрудником.
А пока нужно было немедленно начинать и ускоренно вести исследования в других лабораториях, направленные на разработки и рекомендации, без которых невозможно создавать элементы атомной бомбы или хотя бы ее действующего макета, невозможно теоретически оценить оптимальные размеры элементов заряда ВВ и их энергетические характеристики.
Нужно было провести большие исследования с целью разработки мощных, надежных, безопасных в обращении и технологичных в изготовлении взрывчатых веществ, а также элементов сферического заряда. Необходимо было подробнейшим образом изучить ударную сжимаемость конструктивных металлов, а для этого требовалось прежде всего научиться измерять давления за фронтом детонационных волн и за фронтом ударных волн в металлах в диапазоне от 0 до 2–5 млн. атм. Эти работы призваны были провести лаборатории А.Ф.Беляева, М.Я.Васильева, Л.В.Альтшулера, В.А.Цукермана. Их требовалось оснастить в первую очередь так, чтобы они заработали на полную мощность.
Как выяснилось из разговора, на все исследования нам отводилось времени максимум два года. Я тогда себе представить не мог, много это или мало, но Кирилл Иванович сообщил, что мы уже отстаем от тех сроков, которые утвердило правительство. А состояние в апреле было таково, что, по сути дела, ни одна лаборатория, если не считать группу А.Д.Захаренкова, еще не начала свою работу. Да и руководителей лабораторий, кроме М.Я.Васильева, еще не было на месте.
Что касается отдела натурных испытаний, в котором я пока являлся единственным сотрудником, то ему предстояло комплектование оборудованием, с помощью которого в дальнейшем будут изготавливаться детали модельного заряда, отрабатываться методики определения сферичности детонационных и ударных волн, сначала на моделях, затем на натуре, методики регистрации скоростей сходящихся детонационных и ударных волн.
Значит, кроме технологического оборудования, следовало обзаводиться соответствующей регистрирующей аппаратурой, которой в наличии еще не было. И приобрести ее было негде. Нужно было либо самим ее разработать и изготовить, либо найти смежника, который смог бы это сделать по нашим техническим требованиям.
Что касается осциллографической аппаратуры, то, к моей радости, она уже была заказана (по-видимому, по инициативе К.И.Щёлкина) и разрабатывалась в институте Химической физики АН СССР, куда мне предстояло не один раз съездить.
Поскольку намечалось проведение измерений скоростей сходящихся детонационных и ударных волн, то нужно было продумать и спроектировать экспериментальные блоки. Так как в то время для таких работ специальных конструкторов не было, то мне предстояло заняться этим самому.
Для отработки методики измерений необходимо было провести множество мелких взрывных экспериментов. В то время для этого нужно было делать своими руками и заряды, и металлические узлы; специальный завод еще только строился. Значит, требовалось оборудовать лабораторию соответствующим станочным парком и инструментом.
Кроме того, отделу вскоре предстояло заняться определением высоты взрыва атомной бомбы, обеспечивающей максимальную площадь поражения наземных сооружений ударной волной. Результаты этих исследований нужны были не только для военного применения, но и для воздушных испытаний на полигоне. Решение задачи предполагалось найти с помощью модельных экспериментов, в ходе которых будут проводиться взрывы зарядов ВВ весом 10–20 кг, и требовалось разработать программу их проведения.
Для приобретения практических навыков по обработке взрывчатых веществ, составлению смесей, изготовлению из них деталей, по проведению взрывных работ с регистрацией параметров взрыва, меня на 3–4 месяца включили в группу А.Д.Захаренкова, с которым я к тому времени познакомился довольно близко,
Мне нравились в нем деловитость, прекрасное знание взрывчатых веществ и взрывного дела, уравновешенность, простота в общении, умение располагать к себе людей. У меня было большое желание поработать вместе с Александром Дмитриевичем, поэтому совет Кирилла Ивановича пришелся мне по душе. Да и Захаренков был рад получить на время лишние рабочие руки.
Таким образом, судьба на всю жизнь прочно связала меня и с этим человеком — товарищем, руководителем, надежным помощником и советчиком в сложных ситуациях, которые возникали на долгом пути бесчисленное множество раз.
Большая часть моего времени, свободного от различных снабженческих забот, с апреля по июль была посвящена работам, проводимым группой Захаренкова.
Первый же серьезный разговор с Кириллом Ивановичем не только определил направление моей деятельности, но и оказался, пожалуй, последним на последующие полгода. В дальнейшем встречи проходили накоротке: как идут дела, какая нужна помощь, ну и новые указания, связанные с подготовкой к дальнейшей работе.
Согласно принятому структурному построению института (деления на сектора в то время еще не было), вопросами разработки взрывчатых веществ, изучением их характеристик, разработкой технологии изготовления деталей из них должна была заниматься лаборатория А.Ф.Беляева. Но к апрелю 1947 года ни один из назначенных в нее сотрудников еще не прибыл на место, да и помещения лаборатории находились пока в стадии строительства.
Вопросами ВВ и деталей из них начала заниматься лаборатория М.Я.Васильева, оснащенная всем необходимым оборудованием и личным составом. В этом коллективе уже трудились: инженеры С.П.Егоров, Н.И.Нецветов, техники В.И.Кирсанов, А.С.Баранов, лаборанты В.Г.Пронин, М.А.Горяева, Г.М.Люберцева.
* * *
Принципиальная схема атомной бомбы, примерные размеры ее элементов были к тому времени уже вчерне определены, и конструкторы вели более подробную проработку всех ее узлов и деталей. Основной, совершенно новой для всех составной частью был сферический заряд, инициируемый одновременно в 32 точках по наружной поверхности. Верхний слой сферического заряда состоял из "фокусирующих элементов", преобразующих 32 расходящиеся детонационные волны в одну сферически сходящуюся. Сферический заряд состоял также из 32 элементов. Внутрь сферического заряда ВВ вставлялся алюминиевый шар с плутониевым зарядом в центре.
Работа фокусирующего элемента основана на разнице скоростей детонации его составных частей. Устройство элемента обеспечивает одинаковое время прохождения детонации от точки инициирования до любой точки его внутренней поверхности, несмотря на разные пути. Чем больше разница скоростей детонации частей элемента, тем он получается компактнее.
В качестве ВВ одной из частей фокусирующего элемента выбрали сплав тротила с гексогеном в соотношении 1:1, называемый ТГ 50/50, скорость детонации которого составляет примерно 7650 м/с.
В качестве ВВ другой части выбрали смесь бариевой селитры, тротила и нафталина. Следует подробнее объяснить такой выбор.
Из известных ВВ самой малой скоростью детонации обладает бариевая селитра, однако при том ее количестве, которое идет на линзу, детонация затухает. Для придания устойчивости детонации к селитре подмешивают тротил, но чтобы из-за этого скорость детонации не возросла, в смесь добавляют также нафталин. Скорость детонации такой смеси составляет примерно 5200 м/с.
Первая задача в создании фокусирующих элементов заключалась в том, чтобы подобрать оптимальное соотношение в смеси тротила, бариевой селитры и нафталина, обеспечивая при этом и устойчивость детонации, и минимальную ее скорость.
Вторая задача — выбрать технологию изготовления деталей из этой смеси для проведения опытов, затем, в зависимости от стабильности плотности получаемых деталей и стабильности скорости детонации, рекомендовать технологию производства.
Третья задача — рассчитать и по экспериментальным данным скорректировать устройство фокусирующего элемента, обеспечивающее одновременность выхода детонационной волны на всю поверхность дна элемента.
Четвертая задача — обеспечить синхронную работу всех элементов в совокупности для получения сферически симметричной детонационной волны по всей поверхности заряда ВВ.
В задачу исследования баротоловой смеси, входящей в состав фокусирующих элементов, при различных соотношениях ее компонентов, входило определение оптимальной технологии изготовления деталей и оптимального соотношения компонентов, обеспечивающее устойчивую детонацию. Для определения величины скорости детонации изготавливались цилиндры диаметром 30–40 мм и высотой 100–120 мм. Часть из них изготавливалась непосредственно в лаборатории, часть в НИИ-6 (Москва), куда баротоловая смесь доставлялась самолетом.
