三 战后发展核武器的全民总动员(第4/17页)

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物理实验堆Ф-1

在库尔恰托夫的直接领导下,第二实验室开展了对核反应堆的研究。И.И.古列维奇、泽利多维奇、И.Я.波梅兰丘克和科学院物理研究所的Е.Л.法因贝格、И.М.弗兰克等人进行了核反应堆的自持链式裂变反应的理论计算,库尔恰托夫、弗廖罗夫、В.А.达维坚科和И.С.帕纳修克等则进行了裂变反应过程中中子的增殖实验研究。1945年末,第二实验室开始了核反应物理实验堆Ф-1的施工建设。在新建的厂房里,地下挖了一个直径为10米、深度为7米的基坑,用混凝土浇灌而成。包括反射层在内的实验堆活性区的直径为6米,均由10厘米×10厘米×60厘米的直角型高纯度石墨砖堆砌而成,外观为球型结构。活性区石墨块的间距为20厘米,层层叠加,每块石墨砖上都钻有一个圆孔,里面装着直径为32毫米和35毫米的高纯度金属铀块。1946年12月25日,库尔恰托夫亲自启动了苏联第一座物理实验堆,实验堆达到临界状态并产生链式反应。[60]

1946年12月28日,贝利亚、库尔恰托夫、万尼科夫和别尔乌辛共同起草了致斯大林的报告。报告中说:“1946年12月25日,在库尔恰托夫实验室建成并启动了铀—石墨物理实验锅炉。在铀—石墨锅炉运行的最初几天(12月25日、26日和27日),我们首次在苏联实现了半规模化链式核反应。同时,我们也实现了对锅炉的调整和对链式核反应的控制。铀—石墨物理实验锅炉共装载了34800公斤纯金属铀、12900公斤纯二氧化铀和420000公斤纯石墨。铀—石墨物理实验锅炉的启动为我们解决工业化生产及利用核能等重要问题创造了条件。”[61]1947年1月9日,物理实验堆Ф-1启动两周后,斯大林在克里姆林宫召见了专门委员会成员和参与苏联核计划的主要科研人员,并听取了他们的汇报。第二天,斯大林批准了苏联部长会议关于奖励库尔恰托夫等人的决定。[62]

苏联物理实验堆Ф-1的启动是苏联核计划史上的一个重大事件,是苏联在实施核计划过程中迈出的关键性一步,它不仅检验并证实了苏联核物理学家所掌握的可控链式裂变反应理论的正确性和可行性,为用于制造原子弹的核材料钚-239的制备和研究及规模化生产提供了可能和依据,而且还大大增强了苏联政府和领导人及全体研究人员对成功实施核计划的坚定信心。正如别尔乌辛在回忆录中所说的:“反应堆的成功启动表明我们选择的道路是完全正确的。这一点非常重要,因为参与核计划的专家对我们是否能取得成效还心存疑虑。反应堆的启动和运行不仅加快了各项工作的进展速度,而且也使各项工作的进展变得更加顺利。”[63]

817综合厂

被称为美国氢弹之父的泰勒曾说:“裂变材料的生产是制造原子弹过程中难度最大的环节。一旦攻克这一难关,原子弹在几个月之后便可以制造出来。”[64]苏联高度重视用于制造原子弹的裂变材料的生产。核计划刚刚开始实施,物理实验堆尚未启动,苏联便已着手筹建生产裂变材料钚-239的综合厂——817综合厂。

1946年4月9日,苏联部长会议作出第802-324cc/оп号《关于筹建817厂及817厂施工和投产期限》的决定。[65]817综合厂厂区位于苏联重工业中心车里雅宾斯克市西北80公里、克什特姆市以东15公里处,坐落在水域为17平方公里、水容量为8400万立方米的克孜勒塔什湖南岸。厂址是由曾任克什特姆地区最高苏维埃主席的扎维尼亚金在1945年末选定的。为保密起见,817综合厂曾先后被称为车里雅宾斯克-40、车里雅宾斯克-65等,是苏联最大的核军工企业,堪比美国的汉福德核军工企业,现为俄罗斯“灯塔”联合公司。817综合厂下设三个分厂,分别为A厂、Б厂和B厂。A厂即工业堆,主要进行在反应堆中辐照金属铀块的工作;Б厂即放射化学厂,它的主要任务是溶解在A厂辐照过的金属铀块,分离并制备钚浓缩溶液,然后交付B厂进入下一道工序;B厂即化工冶金厂,主要对分离出来的钚进行纯化和加工并生产供制造原子弹用的金属零部件。1946年4月24日,在第一管理总局科技委员会会议上通过了由第11国营联合设计所和第二实验室提出的817综合厂总体建设设计方案,确定了反应堆、循环水冷却系统、给水及化学净化处理设施、生活区等的布局规划。第二实验室负责工业堆的工程建设及科技指导,科学院镭研究所负责对放射化学厂的科技指导,第9研究所则负责对化工冶金厂的科技指导。