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.