Первый уран

В пер­вые годы созда­ния оте­че­ствен­ной атом­ной промыш­лен­но­сти 2 орга­ни­за­ции — Госу­дар­ствен­ный инсти­тут ред­ких метал­лов (Гиред­мет) и Инсти­тут спе­ци­аль­ных метал­лов (НИИ-9, ВНИ­ИНМ им. ака­демика А. А. Боч­вара) стали пио­не­рами в раз­ра­ботке тех­но­логи­че­ских процес­сов полу­че­ния метал­ли­че­ского урана, кото­рые реа­ли­зо­вы­ва­лись на заводе № 12 в г. Элек­тро­стали.

В 1943 году Гиред­мету было пору­чено воз­об­но­вить дея­тель­ность ура­ново-ради­е­вой лабо­ра­то­рии с вклю­че­нием ее иссле­до­ва­ний в план пер­во­оче­ред­ных работ. В задачу вхо­дило: усо­вершен­ство­ва­ние тех­но­логии полу­че­ния урана из руд, полу­че­ние тет­рафто­рида урана, полу­че­ние метал­ли­че­ского урана.

Раз­ра­бот­чи­ками пер­вой опыт­ной тех­но­логии полу­че­ния метал­ли­че­ского урана, кроме науч­ного руко­во­ди­теля — заме­сти­теля дирек­тора Гиред­мета по науч­ной работе Н. П. Сажина, были З. В. Ершова, Г. Е. Кап­лан, проф. Г. М. Комов­ский, проф. Ю. А. Чер­ни­ков и др.

Объем ура­но­вых работ Гиред­мета стреми­тельно уве­ли­чи­вался и по иници­а­тиве З. В. Ершо­вой, изложен­ной в ее доклад­ной записке А. П. Заве­нягину, было при­нято реше­ние о созда­нии Инсти­тута спе­ци­аль­ных метал­лов и назна­че­нии В. Б. Шев­ченко его дирек­то­ром.

В 1945 году в Инспецмет была пере­дана тема­тика Гиред­мета по рабо­там с ура­ном. Основ­ной про­блемой, постав­лен­ной перед инсти­ту­том в пер­вые годы, была ура­но­вая: изу­че­ние место­рож­де­ний урана, раз­ра­ботка мето­дов обогаще­ния ура­но­вых руд, тех­но­логии пере­ра­ботки раз­лич­ных ура­но­вых руд и извле­че­ние урана в виде окиси-закиси, раз­ра­ботка метал­лурги­че­ского процесса полу­че­ния метал­ли­че­ского урана вос­ста­нов­ле­нием его из тет­рафто­рида, а также ана­ли­ти­че­ское обес­пе­че­ние этих процес­сов.

Для реше­ния этих задач пра­ви­тельствен­ным поста­нов­ле­нием в НИИ-9 были при­вле­чены ака­демики И. И. Чер­няев, А. А. Боч­вар, про­фес­соры А. Н. Вольский, А. С. Займов­ский и другие высо­ко­ква­лифици­ро­ван­ные спе­ци­а­ли­сты.

Реше­нием пра­ви­тельства СССР для выпол­не­ния работ по полу­че­нию и иссле­до­ва­нию урана и плу­то­ния в НИИ-9 был создан спе­ци­аль­ный отдел — отдел «В», кото­рый в 1946 году возгла­вил уче­ный–метал­ло­вед с миро­вым име­нем А. А. Боч­вар. А. А. Боч­вар являлся науч­ным руко­во­ди­те­лем ура­но­вой про­блемы в целом с момента ее воз­ник­но­ве­ния и оста­вался им до конца своей жизни.

Руко­вод­ство отдель­ными направ­ле­ни­ями и этапами иссле­до­ва­ний в раз­ные годы осуществ­ляли член-кор­ре­спон­дент АН СССР А. С. Займов­ский, член-кор­ре­спон­дент АН СССР С. Т. Коно­бе­ев­ский, ака­демик АН РФ Ф. Г. Решет­ни­ков, док­тора наук В. К. Орлов, В. В. Титова, Н. Т. Чебо­та­рев, Я. Д. Пахомов, И. В. Шата­лов, А. Д. Нику­лин, М. И. Фадеев, С. И. Бирю­ков, Ю. А. Метел­кин, кан­ди­даты наук В. А. Федор­ченко, Э. Н. Шинга­рев, М. В. Волгин, В. В. Агапов, А. М. Чеку­шин.

Для полу­че­ния метал­ли­че­ского урана на Заводе № 12 (г. Элек­тро­сталь) нача­лось созда­ние опыт­ного про­из­вод­ства, работы по кото­рому про­во­ди­лись под науч­ным руко­вод­ством сотруд­ни­ков Гиред­мета и НИИ-9. Для про­ек­ти­ро­ва­ния про­из­вод­ства урана на заводе № 12 ПГУ была выде­лена спе­ци­аль­ная бригада Гипро­ред­мета, руко­во­димая М. Д. Берщиц­ким. Для кон­сультации была направ­лена группа немец­ких спе­ци­а­ли­стов и уче­ных во главе с док­то­ром Н. Рилем.

В тече­ние сен­тября-октября 1945 года было про­ве­дено про­ек­ти­ро­ва­ние опыт­ного про­из­вод­ства, в основу кото­рого была при­нята тех­но­логия вос­ста­нов­ле­ния окис­лов урана кальцием с полу­че­нием метал­ли­че­ского урана в виде порошка (порош­ко­вый метод).

Опыт­ный завод, пред­на­зна­чен­ный для осво­е­ния тех­но­логии про­из­вод­ства ура­но­вых бло­ков из тех­ни­че­ских солей урана, по пер­во­на­чаль­ному про­екту должен был иметь три пре­дела:

• полу­че­ние чистых окис­лов урана из солей;
• полу­че­ние порош­ко­об­раз­ного урана;
• полу­че­ние ура­но­вых бло­ков.

Опыт­ное про­из­вод­ство на всех пере­де­лах было укомплек­то­вано, в основ­ном, обо­ру­до­ва­нием, выве­зен­ным из Герма­нии.

В каче­стве исход­ного сырья для рафи­ни­ро­воч­ных пла­вок исполь­зо­вался тро­фей­ный чер­но­вой порош­ко­об­раз­ный уран. В конце октября 1945 года были полу­чены пер­вые образцы бло­ков урана. В ноябре 1945 года был вве­ден в экс­плу­а­тацию цех рафи­ни­ро­ва­ния чер­но­вого урана в атмо­сфере аргона или в ваку­уме с после­дующей меха­ни­че­ской обра­бот­кой бло­ков. Цех был обо­ру­до­ван арго­но­выми и ваку­ум­ными печами сопро­тив­ле­ния для рафи­ни­ро­ва­ния чер­но­вого урана и токар­ными стан­ками для меха­ни­че­ской обра­ботки бло­ков.

В декабре 1945 года на опыт­ном заводе вве­ден в экс­плу­а­тацию цех полу­че­ния порош­ко­об­раз­ного чер­но­вого урана. В каче­стве сырья исполь­зо­ва­лась тро­фей­ная, сильно загряз­нен­ная закись-окись урана. С января 1946 года цех начал выпус­кать порош­ко­об­раз­ный чер­но­вой уран для рафи­ни­ро­ва­ния и отливки в блоки.

В это же время на опыт­ном заводе пущен цех хими­че­ской очистки концен­трата с полу­че­нием закиси-окиси урана. В каче­стве сырья были исполь­зо­ваны тро­фей­ные концен­траты (аммо­ний­ная соль и загряз­нен­ная закись-окись урана).

В фев­рале 1946 года была полу­чена пер­вая пар­тия чистой закись-окиси урана.

Наряду с ура­но­вой тех­но­логией про­из­вод­ства велась работа по осво­е­нию мето­дик ана­лиза сырья, полуфаб­ри­ка­тов и гото­вого урана. Необ­хо­димо было осво­ить методы опре­де­ле­ния в ана­ли­зи­ру­емых про­дук­тах тысяч­ных долей процента при­ме­сей. Мето­дики раз­ра­ба­ты­ва­лись ГЕОХИ АН СССР под руко­вод­ством ака­демика А. П. Виногра­дова и ИОНХ АН СССР под руко­вод­ством ака­демика А. Н. Тана­на­ева.

Сотруд­ники НИИ-9 под руко­вод­ством про­фес­сора А. Н. Вольского посто­янно совершен­ство­вали тех­но­логию полу­че­ния метал­ли­че­ского урана. В 1946 году была внед­рена тех­но­логия кальций-терми­че­ского вос­ста­нов­ле­ния урана из тет­рафто­рида урана.

Так был закон­чен пер­вый этап полу­че­ния оте­че­ствен­ного урана, заклю­чающийся в орга­ни­за­ции опыт­ного про­из­вод­ства метал­ли­че­ского урана в виде заго­то­вок диамет­ром 35 мм и дли­ной 150 мм с исполь­зо­ва­нием немец­ких ура­но­вых порош­ков, концен­тра­тов урана и метал­ли­че­ского кальция.

Однако создан­ное опыт­ное про­из­вод­ство не могло обес­пе­чить все суще­ство­вавшие в 1946-1947 гг. потреб­но­сти стро­ящихся объек­тов в ура­но­вых изде­лиях. Только для стро­ящегося в ЛИПАНе физи­че­ского реак­тора и пер­вой загрузки промыш­лен­ного уран-гра­фи­то­вого реак­тора, кото­рый стро­ился в Челяб­ниске-40, тре­бо­ва­лось 200 т ура­но­вых изде­лий.

Так к концу 1946 года выри­со­ва­лись задачи раз­ра­ботки промыш­лен­ного про­из­вод­ства метал­ли­че­ского урана-235. Предпо­лага­лось, что сырье для этого будет раз­ли­чаться как по хими­че­скому составу, так и по содер­жа­нию при­ме­сей.

Весь комплекс новых задач по полу­че­нию метал­ли­че­ского урана-235 на Заводе № 12 стал назы­ваться Вто­рым про­из­вод­ством.