При переработке первых партий концентрата использовались обыкновенные стеклянные стаканы, а через пару недель после начала работ подвезли золотые и платиновые.
Этот — первый — период работы цеха № 9 академик Черняев называл «стаканным периодом». Всего через стаканы — стеклянные, золотые, платиновые — была пропущена 101 партия концентрата плутония — все, что выработал завод «Б» из первой загруженной в реактор партии урановых блочков. С некоторым запасом этого должно было хватить для изготовления двух сердечников первой бомбы. Из-за чрезвычайно жестких требований КБ-11 к содержанию примесей в цехе старались соблюдать стерильную чистоту. Вокруг цеха проводилось постоянное орошение грунта водой, чтобы предотвратить попадание в цех уличной пыли. В комнаты, где проводился последний этап очистки, входили как в реанимационное отделение: меняли обувь, халаты. Любой грязи очень боялись, поскольку это могло повлиять на качество выходного продукта цеха — диоксида (двуокиси) плутония. Не боялись только почему-то пыли самого плутония, которая, попадая в легкие, отравляла организм: работали без марлевых повязок.
Никаких санпропускников и вообще дозиметрического контроля в цехе не было.
Из воспоминаний ветерана плутониевого комбината Л.П.Сохиной, 1996 г.:
«В истории отечественной атомной промышленности вряд ли где были более вредные условия труда, чем в химико-металлургическом цехе… Загрязненность воздуха альфа-активностью в рабочей зоне составила десятки и сотни тысяч доз…
Несмотря на большие трудности в работе и вредность, работать в то время было очень интересно. У нас, работников завода, было развито чувство собственного достоинства, мы гордились, что работаем с видными учеными нашей страны, работаем на химическом комбинате, от работы которого зависит обороноспособность Родины. Все мы на себе прочувствовали ужасы войны. К сожалению, многие первопроходцы, начавшие свою деятельность в 1948–1953 годах, ушли из жизни молодыми. Уходили они из жизни достойно, с чувством выполненного долга».
Несмотря на жуткие условия работы, к началу апреля 1949 года весь поступивший концентрат плутония был переработан в диоксид плутония. Но увы!
К моменту передачи двуокиси плутония в цех № 4 для восстановительной плавки проектное литейное оборудование ещё не было готово. Его где-то ещё изготавливали, а плавить-то надо было сегодня. К этому моменту в барак № 4 съехалось все московское руководство во главе с Ванниковым и Завенягиным. Между ними быстрым шагом ходили, а иногда и бегали, Музруков и Славский. Стараясь никому не мешать, как тени, скользили по цеху главные заинтересованные лица: Курчатов и приехавшие из Арзамаса-16 Харитон, Флёров, Зельдович.
Все вместе, большие руководители и знатные ученые, искали выход из создавшегося положения. Помогли рабочие цеха. Они в качестве плавильной печи приспособили случайно (на всякий случай!) привезенную вместе с другим оборудованием из НИИ-9 высоковакуумную установку. Она предназначалась вовсе не для вакуумной плавки плутония, а для напыления металлических покрытий на керамические изделия. Это нисколько не смущало умельцев. В ней находилась главная необходимая деталь — хороший вакуумный насос. Все остальное умельцы сообразили и доделали своими руками. Небольшие плавильные тигли изготовили тут же на месте. Правда, тренировочная плавка показала, что самодельный тигель треснул в донной части. Исследовать причину трещин времени не было. Но у рабочих был достойный ответ на претензии ученых. Они наготовили десятки аналогичных тиглей и предложили отбраковать их и выбрать самые хорошие экземпляры, которые не трескались при плавке.
14 апреля под наблюдением Займовского потомственный рабочий Олег Александрович Глушцов провел первую плавку плутония в самодельной чудо-печи. Сама установка была размещена в помещении лаборатории гамма-дефектоскопии, а отливку из литейной формы извлекли в соседней комнате, прямо на рабочем столе, покрытом фильтровальной бумагой. Первый образец металлического плутония оказался весом 8,7 граммов. Внешне он выглядел кособоким уродцем с многочисленными раковинами и шлаковыми включениями. Но он же был первым! Начальники любовались им, цокали, передавая из рук в руки.
Через полчаса в соседней комнате на обычном токарном станке из этой первой заготовки пожилой рабочий в очках, бывший стахановец, вырезал образец нужного размера и формы для нейтронно- физических исследований. Через несколько часов в образце появились трещины. Это нисколько не смутило Харитона, поскольку с растрескиванием хрупкой альфа-фазы плутония столкнулись ещё на установке У- 5.
Сейчас главное было не это, не внешний вид, а нейтронный фон образца. Только он дал бы возможность определить чистоту и качество плутония, а вернее — процентное содержание в нем паразитного изотопа с атомным весом 240. Этот изотоп имеет период спонтанного деления намного меньше, чем плутоний-239, а следовательно, и повышенный нейтронный фон. Спонтанные, фоновые нейтроны — главная помеха мощному взрыву. Они могут снизить эффективность ядерного взрыва до нуля. Поэтому Харитон строго лимитировал в своих требованиях процентное содержание плутония-240: не более 1 %!
В настоящее время считается, что даже при пятипроцентном содержании изотопа 240 плутоний является оружейным, то есть годным для применения во взрывных устройствах. А при 2–3 % — плутоний считается сверхчистым.
Харитон и Курчатов перестраховывались. Тогда они сами многого ещё не знали…
Процент содержания изотопа 240 в первом полученном образце не зависел ни от химиков, ни от металлургов. Он определялся только временем выдержки и облучения урановых блочков в работающем котле. От момента загрузки до момента выгрузки. Какое оптимальное время перегрузочного цикла — три месяца или полгода? Тогда никто из советских ученых не рискнул бы назвать этот срок. Это и был тот главный вопрос, который Терлецкий должен был задать Бору во время разведывательной миссии в Копенгагене. Бор ответил принципиально неверно: «Что-то около недели».
Сейчас, после измерения нейтронного фона первого образца, Харитон и Курчатов ждали ответа на этот вопрос.
Замеры производил в нейтронно-физической лаборатории, в другом крыле барака, Георгий Флёров. Какой он получил результат, можно только догадываться. Известно только, что после проведенных измерений все ученые-физики: Курчатов, Харитон, Флёров и Зельдович — крепко пожали друг другу руки. Полученный плутоний по своим ядерным характеристикам для нормального взрыва годился!
Проблемой следующей недели был выбор материала легирования для получения и фиксирования дельта-фазы плутония, самой пластичной и мягкой.
Опыты проводились в той же самодельной печи, которая действовала безотказно. После исследования нескольких сплавов с разными добавками остановились на таком химическом элементе, как галлий.
В этой же печи в течение месяца был переплавлен и легирован по крупицам (8-10 г) весь объем двуокиси плутония, полученный после переработки всего полученного азотнокислого концентрата плутония в химическом цехе № 9.
Теперь предстояла задача из сотен небольших цилиндриков получить две большие плутониевые заготовки для изготовления из них бомбовых сердечников.
Обстановка в цехе благодаря возбуждению присутствующих высоких начальников накалилась до предела.
Из воспоминаний Н.И.Иванова, зам. начальника цеха № 4:
«Как правило, они не вмешивались в ход работы на рабочих местах непосредственно, но их присутствие ощущалось в той поразительной быстроте, с которой устранялись все возникавшие заторы в работе. Атмосфера в цехе в те дни была насыщена эмоциями, и в тех случаях, когда напряжение достигало предела, высшие руководители сами включались в работу».
Наступил момент большого Риска. Пока шли мелкие плавки, ошибка или отдельная авария, связанная с порчей ядерного материала, не представлялась бедой. Сейчас же предстояла операция объединения деталей. Авария на этом этапе могла закончиться настоящей катастрофой. Проектное литейное оборудование для этой конечной операции должно было подойти только осенью. Ожидать два-три месяца?
