– Уже начали. Производство плутония будет огромным комбинатом, и как этот комбинат будет выглядеть, примерно понятно. Вот мы и начали строить, а подробности, которые получит на исследовательском реакторе Курчатов, учтем, когда начнем монтаж собственно промышленного реактора. Надеюсь, что мы его введем в строй не позже 1948 года.
– Хорошо бы. Ладно. Но ты говорил о возможности выделения изотопа урана-235 из урана. Как идут дела в этом направлении?
– Есть, в принципе, несколько способов, однако часть из них пригодна, скорее, для лабораторных исследований, а для промышленности подходят два – диффузионный и центрифужный.
– В чем их смысл? Как он разделяют 238-й и 235-й ураны? – поинтересовался Сталин.
– Эти изотопы – это один и тот же химический элемент, поэтому никакими химическими способами разделить их невозможно. Приходится крутиться.
Уран сначала переводят в газообразную форму – соединяют со фтором в шестифтористый уран – гексафторид урана, а это газ. Так делают американцы, да мы, собственно, так бы перевели уран в газообразную форму и без них. После обработки урана фтором получается газ, в котором молекулы урана-238 чуть-чуть тяжелее, нежели молекулы урана-235.
Разница на обычный взгляд ничтожна – молекула гексафторида урана-238 весит 352 атомные единицы, а молекула гексафторида урана-235 – 349 атомных единиц. Если считать, что молекула 235-го весит килограмм, то молекула 238-го будет весить килограмм и еще 8 грамм. Эту разницу – эти 8 грамм в килограмме, в обычной жизни ни на каких весах не определишь. Вот, скажем, тоже не простое дело – разделить молоко на обрат и сливки. Так здесь, если объем сливок весит килограмм, то такой же объем обрата весит килограмм и 120 грамм, т. е. разница заметная, почти 12 %, а при разделении изотопов урана – всего 0,8 %. Вот за такую соломинку – за эти 0,8 %, – приходится цепляться.
В диффузионном способе используют то, что в газе все молекулы хаотично двигаются, и тем быстрее, чем легче молекула. Соответственно, молекулы гексафторида урана-235 движутся чуть-чуть быстрее, чем урана-238. И если на пути такого газа поставить перегородку с очень маленькими отверстиями – диафрагму, то через нее пройдет несколько больше более быстрых молекул гексафторида урана-235.
– На сколько больше?
– Без слез, как говорится, не выговоришь – на 0,2 %. – Берия беспомощно развел руками. – То есть, если взять исходный газ и прогнать его через одну диффузионную машину – через одну диафрагму, то в нем содержание изотопа урана-235 поднимется с 0,711 % всего до 0,712 %. Поэтому, полученный после первого обогащения газ запускают в следующую диффузионную машину, потом в очередную, и так далее, и так далее. После прохождения, скажем, через 14 машин, содержание увеличится с 0,711 % до 0,730 %.
– А какое же содержание 235-го урана нам надо иметь в этом газе?
– Не менее 90 %.
– Так сколько же нам этих машин надо?! – обеспокоился Сталин.
– Мы их еще не имеем, поэтому сказать трудно, но, полагаем, до 10 тысяч в одной колонне друг за другом, причем разных типов. Ужасное будет производство по своей сложности, ведь неисправность одной машины из этих тысяч будет приводить к остановке всех! Да добавьте к этому то, что гексафторид урана чрезвычайно агрессивен и неустойчив, поэтому, как эти машины создать, пока непонятно. Непонятно и как создать мембраны с этими мельчайшими отверстиями.