запустить цепную реакцию в сборке с природным ураном. Запустить процесс цепной реакции можно путём увеличения числа нейтронов – это достигается удалением из зоны реактора стержней из поглощающих нейтроны материалов. А эффективно управлять реактором можно только путём регулировки потока «запаздывающих нейтронов», процесс нарастания которых идёт существенно медленнее, чем у быстрых нейтронов. Запаздывающие нейтроны вылетали из продуктов деления с запаздыванием от 0,1 до 55 секунд (преимущественно в интервале 0,2–10 с) и из-за относительно небольшой скорости нарастания их количества, можно было успевать управлять процессом размножения. Запаздывающие нейтроны испускаются не при делении ядер уранового топлива, а при делении «метастабильных» продуктов его ядерного распада, – т. е. продуктов с малыми периодами полураспада. Поэтому нейтроны и запаздывают. Из-за большого среднего времени жизни запаздывающего нейтрона более 0,1 с, скорость нарастания цепной реакции от запаздывающих нейтронов достаточно мала, и её можно регулировать. На практике для регулировки реакторов применяют устройства, обеспечивающие коэффициент размножения запаздывающих нейтронов (в отношении к их числу) за среднее время одного деления не более 0,003.
Процесс управления является достаточно сложным и требует строгого соблюдения мер безопасности с целью предотвращения цепной реакции на быстрых нейтронах из-за того, что количество запаздывающих нейтронов невелико относительно общего числа нейтронов (порядка 1–2 %). Скорости нейтронов и, как следствие, их пробег вероятность поглощения атомами урана, зависят от их энергии, – они изменяются в достаточно широких пределах от 5 до десятков тысяч км в с. Конечно, при таких скоростях межатомные расстояния нейтроны преодолевают очень быстро, но, всё же, с разным временем и с разной длиной пробега внутри вещества. От длины пробега нейтрона до поглощения или «взаимодействия» с топливом или отражателем (до отражения или до ядерной реакции с участием этого нейтрона) зависит «сечение» реакции – вероятность деления нейтроном атомов вещества в конкретном топливе и с конкретным отражателем.
Часть проблем возникла из-за новизны техники, недопонимания физических процессов в реакторах, а часть проблем оказалась следствием ещё низкой культуры производства и низкой квалификации персонала. Ещё недостаточно были разработаны конструкции и процессы, обеспечивающие безопасность реакторов и защиту персонала, – многие такие конструкции вначале просто отсутствовали. Например, отсутствовали специальные машины для перегрузки топливных блоков, а операции производились с помощью мостовых кранов (причём не сразу догадались защитить кабины крановщиков от проникающей радиации и извлекать сборки не открытыми, а сразу извлекать их в трубы, ослабляющие действие радиации). Все эти трудные проблемы не удалось решить сразу, но постепенно их решили.
Организаторы создания атомной промышленности, ядерного и термоядерного оружия СССР, ведущие учёные-атомщики, математики и химики
Ванников Борис Львович. 1897–1962. Начальник 1-го главного управления при СНК. В годы войны – нарком боеприпасов (1942–1945)
Завенягин Авраамий Павлович. 01.04.1901–31.02.1956. Начальник 1-го главного управления при СМ СССР, министр среднего машиностроения (1955–1956)
Малышев Вячеслав Александрович. 03.12.1902–20.02.1967. Министр среднего машиностроения (1963–1966). В годы войны – нарком танковой промышленности
Келдыш Мстислав Всеволодович. 28.01.1911-24.06.1978. Академик-математик
Зверев Александр Дмитриевич. 01.09.1911-15.04.1986. Начальник 4-го главного управления МСМ
Первухин М. Г. 1904–1978. Первый зам. Первого главного управления (1947-1949)
Абрам Федорович Иоффе. 29.10.1880–14.10.60. Академик-физик
Тамм Игорь Сергеевич. 26.07.1895-12.04.1971. Академик-физик
Хлопин Виталий Григорьевич. 26.01.1890-10.07.1950. Академик-химик
Гинзбург Виталий Лазаревич. 21.12.1916-08.11.2009. Академик-физик
Франк-Каменецкий Давид Альбертович. 03.08.1910-02.06.1970
Кикоин Исаак Константинович. 13.03.1908-28.12.1984. Академик-физик
Ландау Лев Давидович. 09.01.1908-01.04.1968. Академик-физик
Леонтович Михаил Александрович. 22.02.1903-30.03.1981. Академик-физик
Негин Евгений Аркадьевич. 03.02.1921-03.02.1998. Академик-физик
Садовский Михаил Александрович. 24.11.1904-12.11.1994. Академик-физик
Семёнов Николай Николаевич. 03.04.1896-25.12.1986. Академик (физическая химия)
Алиханов Абрам Исаакович. 20.01.04-1908.12.1970. Академик-физик
Халатников Исаак Маркович. Р. 17.11.1919. Академик-физик
Флёров Георгий Николаевич. 17.02.1913-19.11.1990. Академик-физик
Лейпунский Александр Ильич. 24.11.1903-14.08.1972. Академик-физик
Брохович Борис Васильевич. 22.04.1916-15.06.2004. Академик, директор комбината «Маяк» в 1971–1989 гг.
Бочвар Андрей Анатольевич. 26.07.1902–18.09.84. Академик-металловед
Зельдович Яков Борисович. 08.03.1914-02.12.1987. Академик-физик
Ершова Зинаида Васильевна. 23.10.1904-25.04.1995. Профессор, выдающийся учёный-радиохимик
Соболев Сергей Львович. 23.09.1008-03.01.1989. Академик-математик
Померанчук Исаак Яковлевич. 07.05.1913–14.12.1966. Академик-физик
Щёлкин Кирилл Иванович. 04.05.1911-08.11.1968. Член-корр. АН СССР
Константинов Борис Павлович. 23.06.1910-09.07.1969. Академик-физик
Бабаев Юрий Николаевич. 21.05.1928-06.10.1986. Член-корр. АН СССР
Во главе атомного проекта поставили самых опытных и успешных управленцев Великой Отечественной войны. Начальником 1 главного управления при СНК назначили Ванникова Бориса Львовича. В годы войны Сталин 20.07.1941 г. вытащил его из тюрьмы (по аресту от 07.06.41 г. за «излишнюю самостоятельность» в споре со Ждановым и Сталиным) и поставил на пост сначала заместителя наркома Дмитрия Устинова, а потом, – с 16.02.1942 – и наркома боеприпасов. После тюрьмы ему было дано 3 дня на отдых в гостинице, – за это время он успел обзвонить и собрать всех директоров сотен оборонных заводов. Этот человек в тяжелейший период войны сумел наладить работу предприятий по производству боеприпасов и их сплошной нарастающий поток на фронт. Без этого потока армия не смогла бы сопротивляться, и страна бы погибла, – в военное время производство боеприпасов пришлось увеличить в сотни раз по сравнению с мирным временем. И это в условиях, когда 303 завода по производству боеприпасов остановились и находились в условиях эвакуации или были захвачены врагом, и почти все заводы по производству порохов оказались в зоне оккупации или боевых действий. А огромное количество боеприпасов было потеряно в первые месяцы войны на оккупированных немцами территориях. Ванников начинал свои совещания с директорами предприятий, вынимая из сейфа и кладя на стол свой пистолет. После чего говорил: «А теперь,
