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.