Строительство радиохимического "завода Б", декабрь 1946 г

Доклад Хлопина на НТС ПГУ и "Синяя книга" давали основания развернуть на далеком Урале, на Базе-10 , строительство радиохимического завода . Оно началось в декабре 1946 года.

Проектную документацию за один месяц подготовил коллектив инженеров ГСПИ-11 под руководством Я.И. Зильбермана и И.К. Хованского .

"Научный отчет Радиевого института, известный всем радиохимикам как "Синяя книга" , изучался химиками, технологами, физиками, имеющими отношение к этому вопросу. На этом материале учились химики и технологи, которые раньше ничего не знали о радиохимии и даже о радиоактивных элементах. Этот отчет долгое время был настольной книгой", - отмечала Зинаида Васильевна Ершова , начальник лаборатории еще одного московского института с названием НИИ-9 . Этот институт, выделенный из Гиредмета (Государственного института редких металлов), был закрытым учреждением, в котором с середины 1940-х годов по заданию правительства также интенсивно занимались проблемами радиохимии. Сотрудники лаборатории 3. В. Ершовой вели исследования по выделению плутония из облученного урана и работали в опытном радиохимическом цехе , организованном при первом экспериментальном ядерном реакторе Ф-1 . Цех назывался установкой *5 и входил в состав НИИ-9. На установке проверялась разработанная в РИАНе технология выделения плутония из облученных в реакторе Ф-1 урановых блоков. С конца 1946 года в нем началась экспериментальная отработка промышленных технологий для радиохимического завода, строительство которого уже шло полным ходом на площадке комбината * 817.

Схема создания реактора "А" воспроизводилась и для завода "Б": стройка разворачивалась по неотработанной до конца проектной документации, промышленные установки планировались на основании лишь лабораторных исследований. Многие особенности поведения вешеств-реагентов были еще неизвестны, а уже поступало оборудование для проведения процессов с их участием и люди начинали выполнять операции с неизвестным металлом, не имея точных представлений о его свойствах. Сотрудники РИАНа, создавшие технологию извлечения плутония из урановых блоков, имели дело с количествами этого неведомого вещества, которые измерялись сначала, в 1945 году, тысячными долями микрограмма, затем, в конце 1947 года, - микрограммами и только в 1948-м - миллиграммами. За все первое полугодие 1948 года в лабораторию 3.В. Ершовой поступило 3,6 миллиграмма этого металла ( плутония ). И тем не менее очень много информации, нужной для создания проекта завода "Б", было получено напряженным трудом сотрудников РИАНа и НИИ-9.

Стали доступны общие сведения о технологии наработки плутония и его качествах. Оказалось, что в помещениях, где выполнялись операции с плутонием, меняется характер обычных химических реакций. Эти изменения вызывались высокой ионизацией воздуха (а она была следствием радиоактивности плутония). При этом не наблюдалось ни одного отклонения от нормы, которое облегчало бы работу с неизвестным металлом. Так выяснилось, что коррозия конструкционных материалов и оборудования в присутствии плутония ускоряется; в водных растворах образуются взрывоопасные перекиси; органические вещества разрушаются и полимеризуются, то есть их привычные свойства, с учетом которых проектировались промышленные установки для завода "Б", существенно изменяются; энергия излучения нагревает растворы, что приводит к трудностям при поддержании нужного температурного режима. Было сделано еще много подобных открытий, в большинстве своем осложняющих дело.

Выяснилось, что работы с плутонием чрезвычайно опасны для здоровья людей, занятых в его производстве, а также могут привести к радиационному заражению местности. Эти данные были подтверждены и в упоминавшейся уже книге Г.Д. Смита . На основании всей имевшейся информации В. Г. Хлопин сформулировал рекомендации по строительству завода "Б": огромные размеры предприятия должны сочетаться с его удаленностью от густонаселенных районов. Многочисленные цеха имели внушительные размеры, хранилища радиоактивных отходов, накапливаемых за год, занимали объемы до пятнадцати тысяч кубических метров, а количество веществ, необходимых для переработки одной тонны урановых блоков, измерялось десятками тонн (при этом вода для охлаждения расходовалась тысячами тонн). И все это затрачивалось на получение не более чем ста граммов плутония - именно таково было его содержание в тонне облученных блоков урана, которые доставлялись на завод "Б" с реактора "А".

Необходимо отметить, что опасных высокорадиоактивных продуктов деления урана содержалось в этих блоках больше, примерно 115 граммов. Ясно, что предприятие, занятое работами с такими веществами, должно было быть совершенно особенным, отличным от обычных химических заводов. Но опыта, нужного для его проектирования, не было, и временной прессинг не позволял ждать, пока специалисты этот опыт наработают. Строительство объекта "Б" на комбинате велось по документации, в значительной части типовой для химических предприятий общего профиля. Многие недочеты пришлось устранять уже в процессе реального производства, во время строительных и монтажных работ.

Стройка, определенная в самых общих чертах, началась в конце 1946 года . Картину, открывавшуюся глазам вновь прибывших, запечатлел в своих воспоминаниях ветеран "Маяка" Я.П.Докучаев :

"В августе 1947 года я прибыл на Базу-10. Был уже вечер. Горят костры - это военные отряды днем и ночью ведут строительные работы. Площадь нашего комбината была равна примерно 300 кв. км, а периметр составлял около 60 км. Немного о труде строителей- заключенных . Сначала выбирается строительная площадка для застройки нескольких зданий. Затем эта площадка оборудуется высокой стеной колючей проволоки; по периферии сооружается несколько наблюдательных вышек для солдат-охранников. После такой тщательной подготовки внутрь строительной площадки ежедневно под охраной хорошо вооруженных военных и дрессированных собак вводят отряд зэков для работы... На всей огромной территории вырубался лес. Сооружались промышленные здания до 50 м вверх и на столько же метров вниз, под землю (в зависимости от назначения)".

В начале 1948 года пришлось обратить особое внимание на усовершенствование вентиляционной системы - все производственные помещения завода должны были хорошо проветриваться. Кроме того, газообразные отходы производства также обладали высокой радиоактивностью и выброс их в окружающую среду представлял серьезную проблему. После длительных обсуждений на НТС ПГУ было решено возвести на заводе "Б" трубу высотой не менее 130 метров (окончательный вариант - 151 метр, самая высокая на Урале) с подачей в нее дополнительных потоков воздуха - для разбавления вредных газов.

Гигантским сооружением должно было стать также хранилище высокоактивных отходов, или комплекс "С" . Его мощные железобетонные стены перекрывались плитами более чем двухметровой толщины. Верхняя защитная плита каждой емкости, где должны были храниться радиоактивные отходы, была армирована 40-миллиметровыми стальными стержнями. Вес такой плиты равнялся 160 тоннам.

Строители завода о комплексе "С" отзывались так: "Массивность могильника действовала на наши чувства, наверное, как пирамида египетских фараонов", - пишет в своих воспоминаниях Л.П. Сохина .

К сожалению, решить проблему полного обезвреживания радиоактивных растворов, в огромном количестве образующихся после выделения плутония, оказалось в то время невозможно. Эту задачу также длительно обсуждали на НТС ПГУ, но пришли к выводу, что сброс таких растворов в открытые гидросистемы неизбежен. Это решение на долгие годы определило судьбу нескольких уральских водоемов - рек Течи , Исети , озера Карачай , где экологическая обстановка значительно ухудшилась уже в 1948 году. Но других методик утилизации радиоактивных отходов тогда не знали. Однако в других областях радиохимии знания накапливались быстро. Все результаты опытных работ на установке * 5 , исследования сотрудников РИАНа и НИИ-9, наработки других коллективов, привлеченных постановлениями правительства к работам по этой тематике ( ИФХ , ГЕОХИ , ИОНХ , Лаборатория * 2 АН СССР и другие учреждения), позволили к лету 1948 года передать на Базу-10 модифицированную технологию для объекта "Б". Это было последнее уточнение проектной документации радиохимического завода комбината * 817.

Монтаж оборудования, так же как и на реакторе "А", осуществлялся в недостроенном здании. Жесткие сроки сдачи сложнейшего объекта зачастую не давали возможности разобраться в спецификациях приборов и механизмов, заранее определить места их размещения, оценить пригодность к использованию.

М.Е. Сопельняк , первый главный механик завода "Б" , вспоминает:

"Приехал я по направлению на Базу-10 . Меня, еще не назначенного официально на должность главного механика объекта "Б", привезли на монтажную площадку. Здесь возвышались горы покрытого снегом оборудования, приготовленного для монтажа. Мне, естественно, захотелось его посмотреть и потрогать собственными руками, но в ответ услышал категорическое "нельзя!". Вернувшись домой, понял, какая ответственность ляжет на меня после утверждения в должности. Когда этот день наступил, я уже как хозяин, с молоточком в руке и кусочком мела в кармане пошел на монтажную площадку. Мне хотелось послушать, как поет металл, - ведь он действительно поет, и по звукам этой мелодии можно определить его состояние. Иду, постукиваю молоточком, слушаю. И вдруг - хриплый тон то в одном, то в другом узле, в третьем, в четвертом... Каждое такое место я обводил кружочком. Мел кончился, а осмотр еще надо было продолжать.

Все внутри закипело злостью. За каждой моей пометкой скрывался брак, хотя внешний вид оборудования был аккуратным. Такой агрегат работать не будет. Вечером на совещании состоялся крупный разговор. Заместитель главы того министерства, которое поставляло нам технологическое оборудование, не стесняясь в выражениях, метал громы и молнии:

- Еще не знает основ производства, а уже бракует работу крупнейших предприятий страны, изготовивших это сложнейшее оборудование к сроку, указанному правительством! А теперь все пойдет насмарку? Не надо к его предложениям относиться так наивно! Еще неизвестно, что за ними кроется! Монтажники высказались тоже нелицеприятно, они большим коллективом сидели без дела. Я в ответ на все эти доводы говорил:

"Нет! Это оборудование монтировать нельзя".

Тут взорвался и Ефим Павлович :

- Все готово к монтажу, а ты упрямишься! Все "за", а ты один против! Что тебе еще нужно? И в мой адрес полетели весьма крепкие эпитеты". М. Е. Сопельняк выдержал все атаки высокого начальства и потребовал назначить комиссию, которая детально разобралась бы в состоянии привезенного оборудования, а также предложил создать испытательный стенд для тщательной проверки узлов всех аппаратов.

Распоряжением Б. Г. Музрукова такая комиссия была назначена. Она выявила серьезные дефекты оборудования, несовместимые с возможностью монтажа и эксплуатации. Сопельняку с группой технологов вменялось в обязанность тщательно проверять все прибывающее на завод оборудование.

Был создан испытательный стенд, на котором по технологии, предложенной Институтом физической химии АН СССР , новое оборудование подвергалось окислению (так же, как на будущем производстве) и затем проводились его испытания. Слухи об этом неприятном происшествии дошли до Берии, и он прислал на комбинат М.Г. Первухина , который приехал вместе с Б.Л. Ванниковым . После знакомства с состоянием дел они приняли решение: направить на комбинат * 817 рабочие бригады с заводов - поставщиков оборудования. В их задачу входила вся возможная работа по устранению обнаруженных недостатков. В итоге заместитель министра машиностроения и приборостроения СССР И.А. Ануфриев , тот самый, который обвинял Сопельняка во вредительстве, надев рабочий комбинезон, сам участвовал в ремонте бракованных агрегатов.

В конце августа 1948 года начались обкатка оборудования и обучение персонала навыкам дистанционного (из-за высоких уровней радиоактивности веществ-реагентов) управления технологическим процессом. Отработка технологии и стажировка персонала проводились ранее в НИИ-9 , на уже упоминавшейся установке * 5 . Операции, которые осуществлялись на этой установке, без преувеличения, в пробирках, переводились в условия реального производства с трудом. Ведь емкости аппаратов на заводе измерялись сотнями и тысячами литров, число трубопроводов, запорных устройств, всякого рода приборов исчислялось сотнями. Длина коммуникаций завода равнялась нескольким километрам. Ясно, что здесь практически все процессы шли по-иному, нежели на скромной по масштабам установке * 5 в Москве.

В книге Г. Д. Смита "Атомная энергия в военных целях" есть такие строки: "В нормальное мирное время ни один ученый или инженер, находящийся в здравом рассудке, не принял бы столь резкого увеличения масштабов без предварительных проверок лабораторных данных на ряде опытных установок, на реальных производственных растворах. Только необходимость получить в кратчайшие сроки чрезвычайно важные результаты могла служить оправданием этому..."

Если спешили американцы, подгоняемые предположением о возможно имеющемся у фашистской Германии атомном оружии , то что было делать советским специалистам, работавшим под прессом совершенно реальной угрозы?

Трудности освоения технологий усугублялись требованиями режима секретности .

Первоначально на центральном щите управления заводом "Б" начертили подробную схему размещения всех аппаратов с обозначением номера каждого из них. Генерал И.М. Ткаченко , заместитель директора комбината по безопасности, приказал эти номера смыть, и сотрудники должны были держать в памяти большой объем еще неосвоенной информации, что часто приводило к ошибкам. Оперативный персонал испытывал огромное психологическое напряжение. Правда, у специалистов завода, как правило, молодых девушек, были хорошие помощники. Пусковой бригадой ученых, созданной в августе 1948 года специально в преддверии ввода объекта "Б" в строй, руководил член-корреспондент АН СССР Б.А. Никитин . Его заместителями на заводе стали директор ГЕОХИ, член-корреспондент АН СССР А.П. Виноградов и доктор химических наук, один из создателей "Синей книги", профессор РИАН А.П. Ратнер . В круг обязанностей бригады входили наблюдение за монтажом оборудования, проверка всей аппаратуры, контрольно-измерительных приборов, необходимых реагентов, составление технологических инструкций для всех отделений, организация опытных и исследовательских работ, решение многочисленных текущих вопросов научного и технического плана, ежедневно возникавших в начале эксплуатации завода. Во время пусконаладочных работ научное руководство, начальник завода "Б" П.И. Точеный , главный инженер завода "Б" Б.В. Громов буквально сутками не выходили из цехов и кабинетов. Оперативный персонал, завершив смену, не покидал рабочих мест, чтобы убедиться, что производственная эстафета передана без ошибок и процесс идет нормально.

Ветеран "Маяка" И.В. Готлиб , проработавший на комбинате пятьдесят один год, пишет:

"Я до сих пор вспоминаю, как умел руководить персоналом Борис Глебович Музруков. Он не имел привычки повышать голос на работников, но если кому-либо что-либо поручал, то обязательно требовал исполнения. Все это знали, и дважды повторять не требовалось. Стиль его работы, как мне кажется, был в то время самым эффективным. Он дважды в неделю приезжал на завод, брал с собой начальников отделов, кто был ему нужен. А в первые месяцы пуска и освоения производства приезжал каждый день. Проводил оперативки с руководством, решал все насущные вопросы. Но если нужно было поручить персоналу какое-либо серьезное или срочное дело, вызывал непосредственного исполнителя и лично давал ему поручение. При этом спрашивал, какая помощь нужна. Он учитывал моральное воздействие на человека - конечно, когда задание дает директор предприятия, возникает особое чувство ответственности. И это давало эффект, большинство работающих ощущали гордость за оказанное доверие и старались сделать все как можно лучше. Вспоминается такой случай. В конечном отделении завода часто выходило из строя оборудование (из-за высокой коррозионности технологии).

Главный инженер Б.В. Громов и научный руководитель А.П. Ратнер предложили новую технологию, менее коррозионную. Но для ее внедрения и проверки нужно было многое переделать в одной из так называемых "ниток" отделения, то есть на одном из технологических "конвейеров". Борис Глебович сразу увидел преимущества предлагаемой технологии, вызвал меня и поручил срочно спроектировать опытную нитку. При этом спросил, какая нужна помощь. Я сказал, что мне нужны в помощь конструкторы, эта просьба была удовлетворена. Мы за короткий срок - у нас был в распоряжении один вечер - выполнили проект. Впоследствии, после успешного испытания опытной нитки, переделали все отделение. Борис Глебович также чутко относился к нуждам работников. В первые годы после пуска завода мы обедали в маленькой столовой за проходной. Численность работающих росла, а столовая оставалась все той же. Создавались большие очереди, столов не хватало. Руководство завода почему-то с этим смирилось. В один из приездов на завод Б. Г. Музруков посетил столовую, увидел это безобразие, вызвал директоров завода и столовой и дал им срок три недели на расширение помещения и улучшение обслуживания. Оказал он помощь рабочей силой и материалами. Все было выполнено в срок".

Во всех действиях специалистов ощущалось глубокое понимание ситуации: завод "Б" становился не чисто производственным, а опытно-промышленным предприятием, своего рода лабораторией (как и реактор "А"), где предстояло отработать технологию, проверить оборудование, выявить недостатки проекта и понять способы их устранения.

В стране предстояло построить еще не один радиохимический завод, и работу на них надо было начинать уже в других, значительно лучших условиях. Но главной задачей для завода "Б" оставалось получение плутония.

Первая загрузка облученных урановых блоков в аппарат-растворитель была осуществлена 22 декабря 1948 года. Радиохимический завод вошел в строй. С начала стройки предприятия не прошло и двух лет.

В. Б. Постников вспоминает эти дни:

"В декабре 1948 года собралась комиссия на приемку здания 101 в целом. Однако часть членов комиссии отказалась подписать акт, так как органы охраны не имели проходной, а в ограждении были разрывы. Царевский был вынужден собрать коллектив и приказал, чтобы за ночь проходная и ограждение были выполнены. Все, что мешает - под бульдозер. Утром Царевский вновь пригласил комиссию и представил ей ограждение, проходную и помещение для отдыха охраны. Так, когда нужно, могли работать строители. Акт был подписан".

С первых дней работы завода "Б" сложности, возникшие из-за отсутствия опыта при проектировании и эксплуатации таких уникальных сооружений, проявились во всем объеме. Теперь можно только поражаться мужеству и самоотверженности людей, сутки за сутками проводивших на этом производстве, радиационно не менее, а, возможно, более опасном, чем реактор "А". Наиболее существенными недочетами огромного предприятия, каким являлся завод "Б", были многоэтажность здания и схема подачи растворов из нижних этажей наверх сжатым воздухом, который "загонял" раствор иногда не туда, куда требовалось. В этом случае радиоактивные жидкости часто протекали через многоэтажные перекрытия, попадали в вытяжную вентиляцию, то есть оказывались всюду. Значит, практически все помещения становились радиационно опасными.

Но радиация первое время подстерегала работников завода на всех участках производства и при их нормальном функционировании. Из воспоминаний ветерана ПО "Маяк" Л. П. Сохиной можно узнать о трудностях работы на одном из этих участков, в отделении * 6.

После очистки урана и плутония от продуктов деления следующей ответственной операцией является их разделение. Метод его весьма сложен. При этом одно из веществ образуется в виде кристаллического осадка, в котором содержится много плутония. Его необходимо было извлечь, для чего применялось фильтрование. Начальником отделения * 6, того, где проводилось разделение, была назначена молодая девушка Катя Краснопольская ( Е. И. Сапрыкина ). Ей только что исполнилось двадцать четыре года. Она вспоминала много лет спустя, что узел фильтрования осадка оказался самым трудным и опасным для здоровья работающих участком. Фильтрование зависело от качества осадка, которое, в свою очередь, зависело от содержания в растворе железа и хрома. Оксиды этих металлов, как ил, обволакивали кристаллы, ухудшая фильтрацию. Были случаи, когда осадок совсем не фильтровался, тогда работникам отделения шесть приходилось идти в помещение, где были установлены фильтры, и небольшой лопаткой, а то и просто куском трубы вручную поднимать осадок на фильтре. Это делалось для ускорения процесса. Как ни быстро делали аппаратчики эту работу, все равно переоблучались. Если дозу облучения "схватить" было очень просто, то плутоний, напротив, первое время не удавалось "поймать" ни в растворах, ни в осадках. Причиной его потерь стала большая площадь поверхности технологических аппаратов, трубопроводов и других устройств, через которые проходили растворы, содержащие этот металл. Он собирался на стенках емкостей, и обнаружить его местонахождение было очень трудно. Были и другие неприятности.

Е.А. Сапрыкина вспоминала:

"Первую операцию по осаждению натрийуранилтриацетата мы проводили на необлученном уране в присутствии А.П. Ратнера , Б.В. Громова , Я.И. Зильбермана . Всех интересовали крупность кристаллов осадка и процесс его фильтрации через специальную ткань. Операция проводилась строго по регламенту. После окончания процесса все пошли посмотреть на качество осадка. Однако осадка на фильтре не было. Громов даже усомнился, в тот ли каньон я привела "науку". Оказалось, что скорость подачи воздуха для перемешивания была так велика, что произошли флотация всего уранового осадка и выброс его с пеной в вентиляционный короб, который проходил по крыше здания 101. Пришлось в декабре 1948 года вскрывать короб и выскребать из него осадок урана".

Л. П. Сохина рассказывает в своих воспоминаниях о начале работы отделения конечной стадии извлечения плутония (оно получило на заводе "Б" номер 8):

"Первые операции, проведенные в отделении *8, дали весьма неприятные результаты - плутония в конечном продукте почти не оказалось. Вместо ожидаемых десятков граммов нашли только миллиграммы. Не был обнаружен плутоний в нужном количестве и в промежуточных растворах.

Работа на заводе проводилась под пристальным наблюдением службы Берии . Сталин постоянно интересовался результатами работы у И. В. Курчатова.

На заводе возникла весьма и весьма нервная обстановка: все забегали, начали делать повторные анализы, проводить совещания. Можно было себе представить разочарование персонала и ученых, когда при всей тщательности и сложности строительства завода, монтажа оборудования, проведения технологии в конечном растворе плутония не оказалось . Он, плутоний, как бы ускользал, исчезал, а ведь его получение было главной целью работы всех специалистов завода. Переволновались ученые здорово, потом успокоились, стали искать "пропажу". Оказалось, что практически весь плутоний отложился на поверхности оборудования - на нихроме, и особенно много на палладиевом сплаве, который основательно разрушился".

Далее, как пишет Л. П. Сохина, научные руководители отделений завода, возглавляемые Б. А. Никитиным, стальными щетками соскребали осадок, содержащий плутоний, с внутренних стенок аппаратов. Были разрезаны коммуникации отделения *8, там тоже нашли значительное количество осадков, содержащих плутоний, но как его выделить из них, не знали. Коммуникации захоронили без предварительной отмывки, а новые сделали из драгоценных металлов . Однако и это не помогло. Агрессивность рабочих сред внутри аппаратов вызывала коррозию стенок емкостей, разъедание вентилей, то и дело появлялись протечки радиоактивных растворов. В ремонте оборудования героически участвовали все инженеры, механики, прибористы, все сотрудники аналитической лаборатории.

К технологическим трудностям добавлялась неразбериха, обусловленная требованиями секретности . Именно такой казус произошел при пуске отделения * 2 - там, где растворялись урановые блоки, поступившие с реактора "А". Вспоминает Л.П. Сохина :

"Перед началом операции растворения нужно было загрузить катализатор - нитрат ртути. Главный инженер завода Б.В. Громов подошел к аппарату с баночкой и собственноручно загрузил реактив. Время идет, а растворение не начинается. Процесс растворения начала 3.А. Зверькова , затем уже в другой смене продолжила А.И. Неретина . Общая растерянность, тревога.

Потом уже выяснилось, что в волнении перепутали баночки с реактивами: вместо нитрата ртути загрузили нитрат лантана. Банки не имели этикеток, так как режимная служба считала, что название реактива может привести к рассекречиванию технологии". Я.П. Докучаев дополняет картину:

"Дело шло нелегко. Иногда объявлялись авральные работы на всем объекте "Б". У ведущих сотрудников день был не нормирован. Забывали о нормальном сне и отдыхе. Работали интенсивно. Пример показывали руководители уран-плутониевой проблемы: И. В. Курчатов, Б. Л. Ванников, Е. П. Славский, Б. Г. Музруков, Б. А. Никитин, А. П. Виноградов, А.А. Бочвар. Работа была напряженной, но без паники. В основном все шло нормально. Были и неудачи: промышленная технология дорабатывалась буквально на ходу".

Ссылки: