Невероятная доля. Без геохимика Виноградова не взорвалась бы атомная бомба

Погожим сентябрьским днём Игорь Курчатов стоял у окна и глядел на хрупкий осенний мир.

— Одна война закончилась, но теперь нам предстоит другая. Без линии фронта и с не менее опасным противником. Ты ведь понимаешь, Александр Павлович, о чём я, — повернул он свою былинную фигуру к собеседнику, обводя его испытующим взглядом.

— Понимаю, Игорь Васильевич. Американцы же не просто так сбросили бомбы на Японию.

— Именно. Они показали всему миру и нам в первую очередь свой атомный меч. Теперь такой же должен быть и у нас. И здесь без твоей науки — никуда. Уран должен быть чистым, без примесей.

— Методы есть, — отвечал собеседник. — Требуется масштабирование. С учётом сроков — задача на грани возможного.

— За гранью возможного — это теперь наша обычная работа, — хмуро усмехнулся будущий «отец» советской атомной бомбы. Он остановился напротив Александра Виноградова, и его лицо стало серьёзным. — Времени в обрез, действовать надо немедленно.

Вскоре Лаборатория геохимических проблем, которую возглавлял Виноградов, получила от Спецкомитета первое поручение по атомному проекту.

Александр Виноградов, 1968 г. Фото: РИА Новости/ Юрий Абрамочкин

Ближайший сотрудник Вернадского

После бомбардировок американцами городов Хиросима и Нагасаки советская ядерная программа из разведывательно-теоретической превратилась в задачу государственной важности. Она требовала очень быстрого практического результата.

Чтобы его достичь (проще говоря, сконструировать атомную бомбу и успешно испытать её), требовалось построить новые заводы и установки, освоить небывалые технологии и получить вещество, которое практически не встречается в природе — изотоп плутоний-239. По сути — создать с нуля новую отрасль промышленности.

Но ядерный заряд не взорвётся, а ядерный реактор не будет работать, если уран не очистить от примесей (таких как бор, кадмий и др.), ведь они затрудняют и тормозят ядерную реакцию, поглощая нейтроны. И решить эту первостепенную техническую задачу предстояло учёному, который родился 130 лет назад, — геохимику Александру Виноградову.

Он появился на свет 21 августа 1895 года в Ярославской губернии, в крестьянской семье. Поступил в Военно-медицинскую академию Петрограда и, будучи студентом, добровольцем воевал против белогвардейцев.

Важнейшее знакомство в его жизни состоялось в начале 1920-х, когда недавний участник гражданской войны попал на лекцию Владимира Вернадского, выдающегося естествоиспытателя и мыслителя, основоположника современных наук о Земле. После лекции они поговорили, и Виноградов стал его учеником, а затем и ближайшим сотрудником.

Молодого учёного с юности интересует, из чего состоят растения и животные, почему они растут, какова скрытая механика жизни. По поручению Вернадского он проводит первые в мире исследования химического элементного состава организмов. Изучает содержание в них (а также в воде и почве) йода, ванадия, марганца, фтора, меди. Отправляется в экспедицию по Баренцеву и Белому морям на деревянном судне «Персей». И делает первые открытия: доказывает, что морские организмы накапливают ванадий, извлекая его из придонного ила. Впоследствии он выдвинет гипотезу о роли ванадия как катализатора при нефтеобразовании. И разовьёт биогеохимический метод поиска полезных ископаемых.

Помимо биогеохимии, Александра Виноградова в те годы интересует изучение изотопов — разновидностей атомов одного и того же элемента. В их ядрах разное количество нейтронов, и одни изотопы могут быть стабильными, а другие — радиоактивными. Тогда же он знакомится с Игорем Курчатовым, но до конца Великой Отечественной войны их встречи носят случайный характер.

Тончайший анализ

Ещё в 1940 году Виноградова включают в Комиссию по проблеме урана, куда также входят Курчатов, Харитон, Капица, тот же Вернадский и многие другие. Тогда же учёный предлагает наиболее эффективный способ разделения изотопов урана и призывает искать месторождения этого металла в стране. «Академию наук надо заставить вести широким фронтом исследовательские работы по использованию атомной энергии урана», — говорит он в одном из докладов.

Сразу после войны об этом призыве вспомнят на самом верху: Виноградова и возглавляемую им Лабораторию геохимических проблем привлекут к созданию атомной бомбы. «Я встретился с Курчатовым, — напишет он потом. — Получил общие представления о задачах, которые стояли перед новой промышленностью. Он просил выехать немедленно на объект. В Лабораторию стали поступать на анализ уран, конструкционные материалы, тяжёлая вода для определения содержания дейтерия и другие материалы».

Александр Павлович Виноградов и научный сотрудник лаборатории В. Гриненко (слева) у масс-спектрометра. 1961 г. Фото: РИА Новости/ Михаил Озерский

Нужно было научиться определять примеси в чистейшем металлическом уране, разработать такие методы и подготовить специалистов. Как раз после разговора с Курчатовым из разных институтов в секретную Лабораторию № 2 стали съезжаться химики и физики, будущие создатели начинки для атомной бомбы. Методов тонкого химического анализа микропримесей в металлах, в том числе в уране, в то время не существовало. Их приходилось разрабатывать вместе с освоением технологии производства.

А ведь речь шла о непостижимо малых, невероятных долях вещества! Как писал Курчатов с коллегами в отчёте на имя Сталина, «присутствие наиболее вредных примесей, затрудняющих или останавливающих процесс атомного распада в уране, допускается в количествах не более миллионных долей процента».

И эту филигранную работу проделал Александр Виноградов. В течение 10 лет он жил между Москвой и Уралом, по полгода не выезжая с производственных площадок Челябинска-40, где создавался плутониевый заряд для первой советской атомной бомбы. Химиков было мало, а масштаб строительства будущего химического производства огромен. Виноградов разрабатывал новые методы анализа, где требовались реактивы исключительной чистоты, и обучал химиков, лаборантов и инженеров работать с ничтожно малыми количествами вещества.

Всё было сделано в срок. «В августе 1949 года был произведён взрыв первой атомной бомбы. Мы все поняли, что наша, как и других участников, напряжённая, тяжёлая работа была полностью оправдана», — будет вспоминать учёный спустя годы.

От недр Земли до просторов космоса

В 1950-е Виноградов продолжает работать в атомном проекте (предстоит ещё создать термоядерную бомбу, а также развить «мирный атом»), но круг его научных интересов простирается куда шире — в недра Земли, глубины океанов и космические дали. Он закладывает в СССР новую научную школу по геохимии и обеспечивает «золотой век» этой науки в нашей стране.

А когда советские учёные нацелятся на исследование Луны и планет с помощью автоматических станций, Александр Павлович возглавит эти работы и будет участвовать в проработке каждой детали. В 1970 году «Луна-16» стала первым аппаратом, доставившим внеземное вещество на Землю, и его отправили на анализ в Институт геохимии и аналитической химии, который возглавлял Виноградов. Под его руководством были исследованы образцы лунного грунта и определён его состав. А& f3 nbsp;также изучена атмосфера Венеры, к которой слетало несколько советских станций.