Александр Виноградов, 1961 г. / Михаил Озерский / РИА Новости
В прекрасный сентябрьский день Игорь Курчатов стоял у окна и наблюдал за хрупкой осенней природой.
— Одна война завершилась, но теперь нас ожидает другая. Без четкой линии фронта и с не менее серьезным противником. Ты ведь понимаешь, Александр Павлович, о чем я, — повернул он свою внушительную фигуру к собеседнику, оценивая его взглядом.
— Понимаю, Игорь Васильевич. Американцы не просто так сбросили бомбы на Японию.
— Именно так. Они продемонстрировали всему миру, и, прежде всего, нам, свой атомный меч. Теперь у нас тоже должен быть такой же. И в этом без твоей науки не обойтись. Уран должен быть очищен, без примесей.
— Методы существуют, — ответил собеседник. — Необходимо масштабирование. Учитывая сроки, это задача на грани возможного.
— За гранью возможного — это теперь наша обычная работа, — мрачно усмехнулся будущий «отец» советской атомной бомбы. Он остановился напротив Александра Виноградова, и его лицо стало серьезным. — Времени в обрез, необходимо действовать немедленно.
Вскоре Лаборатория геохимических проблем, которую возглавлял Виноградов, получила от Спецкомитета первое задание по атомному проекту.
Александр Виноградов, 1968 г. Фото: РИА Новости/ Юрий Абрамочкин
Ближайший сотрудник Вернадского
После бомбардировок американцами Хиросимы и Нагасаки советская ядерная программа из разведывательно-теоретической превратилась в задачу государственной важности. Она требовала быстрого практического результата.
Чтобы его достичь (проще говоря, сконструировать атомную бомбу и успешно провести её испытания), необходимо было построить новые заводы и установки, освоить невиданное количество технологий и получить вещество, которое почти не встречается в природе — изотоп плутоний-239. По сути, нужно было создать с нуля новую отрасль промышленности.
Однако ядерный заряд не взорвется, а ядерный реактор не будет функционировать, если уран не будет очищен от примесей (таких как бор, кадмий и др.), поскольку они затрудняют и замедляют ядерную реакцию, поглощая нейтроны. Решить эту первоочередную техническую задачу предстояло ученому, который родился 130 лет назад, — геохимику Александру Виноградову.
Реактивный двигатель Сталина. Как СССР догнал и перегнал «атомную» Америку Подробнее
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.
Ключевое знакомство в его жизни произошло 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 пообщались, и Виноградов стал его учеником, а затем и ближайшим сотрудником.
Молодого ученого с юных лет интересовало, 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. Позже он выдвинет гипотезу о роли ванадия как катализатора в процессе нефтеобразования. И разовьёт биогеохимический метод поиска полезных ископаемых.
Помимо биогеохимии, Александра Виноградова в те годы интересует изучение изотопов — разновидностей атомов одного и того же элемента. У них разное количество нейтронов, и одни изотопы могут быть стабильными, в то время как другие — радиоактивными. Тогда же он знакомится с Игорем Курчатовым, но до конца Великой Отечественной войны их встречи остаются случайными.
Уран-патриотизм. Как Курчатов просил Берию стать куратором атомного проекта Подробнее
Тончайший анализ
Еще в 1940 году Виноградова включают в Комиссию по проблеме урана, куда также входят Курчатов, Харитон, Капица, тот же Вернадский и многие другие. Тогда же ученый предлагает наиболее эффективный способ разделения изотопов урана и призывает исследовать 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 общее представление 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
Необходимо было научиться определять примеси в чистейшем металлическом уране, разработать соответствующие методы и подготовить специалистов. Как раз после разговора с Курчатовым из различных институтов в секретную Лабораторию № 2 стали съезжаться химики и физики, будущие создатели начинки для атомной бомбы. Методы тонкого химического анализа микропримесей в металлах, в том числе в уране, в то время отсутствовали. Их пришлось разрабатывать в процессе освоения 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 выполнил 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 недостаточно, а масштаб строительства будущего химического производства был огромен. Виноградов разрабатывал новые методы анализа, где требовались реактивы исключительной чистоты, и обучал химиков, лаборантов и инженеров работать с ничтожно малыми количествами вещества.
Все было выполнено в срок. «В августе 1949 года был произведён взрыв первой атомной бомбы. Мы все поняли, что наша, как и работа других участников, была полностью оправдана», — будет вспоминать ученый спустя годы.
Бомба номер раз. Как СССР стал ядерной державой Подробнее
От недр Земли до просторов космоса
В 1950-е годы Виноградов продолжает участвовать в атомном проекте (предстоит ещё создать термоядерную бомбу, а также развить «мирный атом»), но его научные интересы охватывают гораздо более широкий спектр — от недр Земли до глубин океанов и космических пространств. Он закладывает в СССР новую научную школу по геохимии и обеспечивает «золотой век» этой науки в нашей стране.
А когда советские ученые направят усилия на исследование Луны и планет с помощью автоматических станций, Александр Павлович возглавит эти работы и участвует 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 также изучена атмосфера Венеры, к которой слетало несколько советских станций.