Летописцы.
Из википедии. Про Арденне.
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%90%D1%80%D0%B4%D0%B5%D0%BD%D0%BD%D0%B5,_%D0%9C%D0%B0%D0%BD%D1%84%D1%80%D0%B5%D0%B4_%D1%84%D0%BE%D0%BD
Правка 07:51, 19 августа 2015 г.:
"
Был кавалером Рыцарского Креста с дубовыми листьями и имел звание штандартенфюрера СС. Фон Арденне был любимым физиком фюрера.
<...>
Советскому союзу достался весь научный состав лаборатории Фон Арденне, вся аппаратура и работающая урановая центрифуга института ...
<...>
На базе санатория «Синоп» под Сухуми НКВД организует для фон Арденне лаборатории для исследования проблем обогащения и разделения изотопов урана для советского атомного проекта.
<...>
Фон Арденне никого не боялся, по праздникам разгуливал по лагерю в полной форме с наградами.
"
В последней (пока последней) версии статьи об Арденне его лишили звания штандартенфюрера СС и отобрали Рыцарский крест, а также запретили расхаживать по лагерю (?) "в полной фоме".
Однако "обогащение и разделение изотопов урана" осталось (что, несомненно, говорит о высокой квалификации писателей).
Но это ладно.
Меня больше интересует фразочка о вывезенной в СССР работающей центрифуге института.
Поскольку авторы статьи не дают ссылки на источники подобного знания, я предполагаю, что их рассуждения были незатейливыми, типа:
Центрифугой в СССР занимался Штеенбек, который был сотрудником института "А" (директор Арденне). Отсюда, значит, все и следует.
А что было на самом деле?
Письмо Арденне Сталину:
"Магнитный разобщитель изотопов" присутствует.
А где немецкая центрифуга? Что-то не видно ...
Она, видимо, была настолько секретной, что ни в одном советском документе не упоминается.
Например, вот одно из первых заданий для группы Арденне:
Протокол № 3 заседания Специального комитета при Совнаркоме СССР, 8 сентября 1945 г.
"Магнитный способ разделения изотопов урана" есть, а центрифуги почему-то опять нет.
Почему? Не привезли из Берлина "работающую центрифугу"? Или, может, она у Макса Штеенбека, который находится в познанском лагере?
В октябре 1945 года Штеенбека освободили, подлечили, отправили в Москву. В ноябре он в первый раз съездил в Сухуми.
Ну теперь-то уж, "конечно", центрифуга должна появиться.
И действительно, - есть такое. Но какое-то не такое:
Записка А.П. Завенягина Л.П. Берия об использовании немецких специалистов, 10 апреля 1946 г.
"
В Советский Союз до настоящего времени приглашены три группы немецких специалистов:
группа Риля (металлурги, химики, инженеры, мастера) в составе 12 человек;
группа Арденне (физики, химики, инженеры, мастера) в количестве 56 человек, в том числе 21 научный работник;
группа Герца (физики, химики, инженеры) в количестве 20 человек, в том числе 12 научных работников.
За истекшие полгода перечисленные иностранные специалисты выполняли следующие работы.
<...>
Институт «А» (группа Арденне)
Арденне
Закончил:
1. Исследования ионного разделителя изотопов с пересекающимися электрическим и магнитным полем.
2. Расчет и проектирование электрического ионного разделителя изотопов с использованием разности времени пробега.
3. Расчет и проектирование ионного разделителя изотопов с магнитом циклотрона.
4. Расчеты конструирования прецизионного масс-спектрометра для определения относительного количества изотопов урана.
5. Проект нового русского универсального микроскопа с линзой из постоянного магнита и прозрачным экраном, устройством для электронографии с изготовлением упрощенным способом.
Намечает на второй квартал:
1. Разработку нового электромагнитного разделителя изотопов и опытной установки с циклотронным магнитом.
2. Экспериментальное исследование нового дугового источника ионов.
3. Введение в производство универсального электронного микроскопа и работы над новым объективом с улучшенной круговой симметрией.
Райбеданц
<...>
Бернгард
<...>
Штойдель
<...>
Теоретическая работа группы Тиссена
<...>
Стенбек закончил:
1. Теоретические исследования ряда методов разделения изотопов. Подробно разработал возможность разделения изотопов путем взаимной диффузии газов одного через другой. Закончил исследование метода разделения изотопов путем конденсации из пересыщенного пара.
2. Разработана и сконструирована опытная аппаратура для проверки теории путем разделения изотопов хлора конденсацией. Проведены вспомогательные опыты.
3. Теория каскадирования и регулировки каскадов, разделяющих изотопы.
4. Расчет и конструирование центрифуги плотности - прибор для быстрого определения степени обогащения изотопов.
5. Продолжает работу: а) по вычислению процесса разделения при конденсации газа на капельки растворителя с учетом одновременного их испарения; б) точные вычисления затрат при разделении изотопов урана конденсацией из пересыщенных паров шестифтористого урана; в) изготовление центрифуги плотности и проведение опытов по ее градуировке; г) изготовление аппарата для опытного разделения изотопов хлора.
Запланировал на второй квартал:
а) вычисление разделения изотопов путем термодиффузии при использовании падения температуры в вольтовой дуге в парах ртути;
б) проведение разделения изотопов хлора посредством диффузии через различные газы с сильно различающимися молекулярными весами. Сравнение с теорией. Измерение степени обогащения центрифугой плотности. При удовлетворительных результатах будут проведены опыты с ураном;
в) разделение изотопов ртути путем термодиффузии в вольтовой дуге в парах ртути высокого давления. При положительных результатах будут проведены опыты над парами урана или четырехфтористым ураном;
г) опыты над разделением изотопов ртути и использование различной подвижности при газовом разряде заряженных благородных газов. При положительных результатах будут проведены опыты с четырехфтористым ураном.
"
-
"Атомный проект СССР", т.2, кн.2, с.479
Как видим, центрифуга действительно есть. Но не для обогащения урана, а "для быстрого определения степени обогащения изотопов".
Вот что об этом писал сам Макс Штеенбек:
"
Разделяющая дюза и центрифуга-плотномер.
<...>
Начну с уже упоминавшегося совещания по поводу разделяющей дюзы. Моя основная идея была крайне простой: внутри какого-то объема, наполненного газообразным соединением урана, нужно создать туман, многочисленные капельки которого впитают в себя часть этого вещества. В этом случае молекулы легкого изотопа попадут в капельки несколько, быстрее, чем тяжелого, и, таким образом, должно произойти, обогащение легкого изотопа. Дальнейшее разделение капелек и пара представляет собой технически - например, в паровых турбинах - давно решенную проблему. Можно, в частности, круто изменить направление движения струи пара, и тогда капельки будут выброшены из него.
Соответствующий жидкий растворитель впрыскивается через распыляющую дюзу в длинную трубу, а навстречу течет газ, содержащий соединения урана. Капельки летят вдоль газового потока, при этом в них растворяется часть газа, а там, где труба делает изгиб, они вылетают из газа наружу. Можно существенно повысить степень разделения, если из капелек будет испаряться часть растворителя. В этом случае молекулы, содержащие уран, смогут попасть в капельки, лишь преодолев воздействие испаряющихся молекул растворителя, а сделать это легче молекулам легкого изотопа. Существенный недостаток этого, в общем-то простого, метода разделения состоит в том, что обе фракции урана представляют собой смесь растворителя и ураносодержащего соединения, которую нужно в свою очередь разделять на исходные составные части. И хотя это не трудно, но усложняет строительство каскада и увеличивает расход знергии. Поэтому другой способ получения тумана казался мне лучше. Соединение урана испаряется при температуре свыше 100° С и большом давлении, и через дюзу направляется в другой объем, где поддерживается температура менее 100° С и более низкое давление.
За счет такого перепада за дюзой создается очень быстрый поток пара. Увеличение скорости происходит за счет тепловой энергии, поэтому температура пара в потоке ниже, чем в первоначальном объеме. Если при этом температура падает в достаточной степени, то часть пара конденсируется в маленькие капельки, что напоминает струю из носика кипящего чайника. Эти капельки урансодержащего пара тоже должны быть обогащены легким изотопом, и затем, их можно отделить обычным способом.
Удастся ли осуществить этот способ во всей его простоте, я не знал, потому что мне не были известны термодинамические характеристики соединения урана, а из химических формул нельзя было заключить, будет ли температура струи пара дастаточно низкой для конденсации. За счет добавки аргона можно было бы достичь нужного охлаждения, но только с помощью энергоемких компрессоров.
<...>
Основная трудность заключалась, таким образом, не в процессе собственно разделения, который был достаточно прост, а в подготовке выделенной фракции для следующего рабочего цикла. Как часто его нужно будет повторять, зависело от того, сколь малые различия в изотопном составе можно будет надежно анализировать. Вначале я надеялся, что уже первое обогащение даст достаточно большое различие в удельном весе. Но ведь даже в самом благоприятном случае кристаллы хлористого аммония легкой фракции будут обладать плотностью, которая всего на одну сотую процента меньше плотности кристаллов тяжелой фракции. Чтобы достаточно уверенно измерять такую разницу, аналитические приборы должны обладать чувствительностью приблизительно один к миллиону, то есть как одно зернышко к пятидесятикилограммовому мешку с зерном.
Уже давно существует простой метод, позволяющий очень точно сравнивать удельный вес двух твердых тел: несколько тяжелых жидкостей, в которых исследуемые вещества не растворяются, соединяют в таких пропорциях, пока не получат смесь, где одно из исследуемых веществ тонет, а другое нет.
Чтобы получить нужную плотность жидкости, приходится делать много проб. Чаще довольствуются тем, что более легкий кусочек, правда, медленнее, чем его более тяжелый партнер, в конце концов тоже тонет. Приблизительность такого сравнения очевидна.
Если же перелить эту жидкость с находящимися в ней исследуемыми частичками в центрифугу - плоскую круглую банку, плотно закрывающуюся стеклянной крышкой,- и начать быстрое вращение банки вокруг вертикальной оси, то частички перекочуют со дна к краям центрифуги. При этом наблюдается новый эффект. Жидкость по краям центрифуги вследствие центробежной силы находится под большим давлением, нежели у оси вращения, а потому имеет большую плотность. Такое воздействие проявляется в жидкостях гораздо сильнее, чем в твердых частицах. Поэтому оба тела будут перемещаться к краям центрифуги до тех пор, пока плотность окружающей их жидкости не будет точно соответствовать их собственной плотности. Тут они и остановятся, причем более тяжелая частичка несколько дальше от центра, чем легкая. Если наблюдать через щель, то можно хорошо измерить их положение и расстояние между ними.
Разница в плотности 1:1000000 различима при помощи центрифуги, делающей примерно 25 оборотов в секунду. Этот простой прибор я назвал для измерения плотности "центрифугой-плотномером".
Один образец был вскоре изготовлен. Он получился не совсем удачным из-за несовершенства наших мастерских: центрифуга вращалась не так ровно, как требовалось. Но затем, после доводки, все встало на место. Несмотря на это, нас ожидало большое разочарование.
<...>
Таким образом, идея разделяюащих дюз, с которой связывалось столько надежд, после почти двух лет работы, несмотря на правильность принципа, для реализации умерла.
Строгая система советского планирования исключала продолжение таких работ, но она была настолько гибка, что позволила вместо этого с той же тщательностью исследовать другую возможность, которая вначале показалась второстепенной.
Так из центрифуги-плотномера возникла газовая центрифуга.
<...>
В последнем квартале 1947 года наметились крупные изменения в моих рабочих планах, хотя сама тема оставалась прежней. Я уже говорил, что в мою задачу входило уточнение новых представлений об использовании довольно необычной по конструкции газовой центрифуги и их экспериментальная проверка. Эти идеи, родившиеся в опытах с центрифугой-плотномером, мне следовало и в дальнейшем отрабатывать в Сухуми.
"
и т.д.
-
М.Штеенбек, "Путь к прозрению".
Итак.
Никакая действующая немецкая центрифуга в СССР не попала. Этой темой в Германии занимались Гартек и Гроот. Лаборатория и опытный завод находились в зоне оккупации союзников.
Прародителем же "газовой центрифуги Штеенбека" была "центрифуга плотности" - проект, возникший практически на пустом месте.
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%90%D1%80%D0%B4%D0%B5%D0%BD%D0%BD%D0%B5,_%D0%9C%D0%B0%D0%BD%D1%84%D1%80%D0%B5%D0%B4_%D1%84%D0%BE%D0%BD
Правка 07:51, 19 августа 2015 г.:
"
Был кавалером Рыцарского Креста с дубовыми листьями и имел звание штандартенфюрера СС. Фон Арденне был любимым физиком фюрера.
<...>
Советскому союзу достался весь научный состав лаборатории Фон Арденне, вся аппаратура и работающая урановая центрифуга института ...
<...>
На базе санатория «Синоп» под Сухуми НКВД организует для фон Арденне лаборатории для исследования проблем обогащения и разделения изотопов урана для советского атомного проекта.
<...>
Фон Арденне никого не боялся, по праздникам разгуливал по лагерю в полной форме с наградами.
"
В последней (пока последней) версии статьи об Арденне его лишили звания штандартенфюрера СС и отобрали Рыцарский крест, а также запретили расхаживать по лагерю (?) "в полной фоме".
Однако "обогащение и разделение изотопов урана" осталось (что, несомненно, говорит о высокой квалификации писателей).
Но это ладно.
Меня больше интересует фразочка о вывезенной в СССР работающей центрифуге института.
Поскольку авторы статьи не дают ссылки на источники подобного знания, я предполагаю, что их рассуждения были незатейливыми, типа:
Центрифугой в СССР занимался Штеенбек, который был сотрудником института "А" (директор Арденне). Отсюда, значит, все и следует.
А что было на самом деле?
Письмо Арденне Сталину:
"Магнитный разобщитель изотопов" присутствует.
А где немецкая центрифуга? Что-то не видно ...
Она, видимо, была настолько секретной, что ни в одном советском документе не упоминается.
Например, вот одно из первых заданий для группы Арденне:
Протокол № 3 заседания Специального комитета при Совнаркоме СССР, 8 сентября 1945 г.
"Магнитный способ разделения изотопов урана" есть, а центрифуги почему-то опять нет.
Почему? Не привезли из Берлина "работающую центрифугу"? Или, может, она у Макса Штеенбека, который находится в познанском лагере?
В октябре 1945 года Штеенбека освободили, подлечили, отправили в Москву. В ноябре он в первый раз съездил в Сухуми.
Ну теперь-то уж, "конечно", центрифуга должна появиться.
И действительно, - есть такое. Но какое-то не такое:
Записка А.П. Завенягина Л.П. Берия об использовании немецких специалистов, 10 апреля 1946 г.
"
В Советский Союз до настоящего времени приглашены три группы немецких специалистов:
группа Риля (металлурги, химики, инженеры, мастера) в составе 12 человек;
группа Арденне (физики, химики, инженеры, мастера) в количестве 56 человек, в том числе 21 научный работник;
группа Герца (физики, химики, инженеры) в количестве 20 человек, в том числе 12 научных работников.
За истекшие полгода перечисленные иностранные специалисты выполняли следующие работы.
<...>
Институт «А» (группа Арденне)
Арденне
Закончил:
1. Исследования ионного разделителя изотопов с пересекающимися электрическим и магнитным полем.
2. Расчет и проектирование электрического ионного разделителя изотопов с использованием разности времени пробега.
3. Расчет и проектирование ионного разделителя изотопов с магнитом циклотрона.
4. Расчеты конструирования прецизионного масс-спектрометра для определения относительного количества изотопов урана.
5. Проект нового русского универсального микроскопа с линзой из постоянного магнита и прозрачным экраном, устройством для электронографии с изготовлением упрощенным способом.
Намечает на второй квартал:
1. Разработку нового электромагнитного разделителя изотопов и опытной установки с циклотронным магнитом.
2. Экспериментальное исследование нового дугового источника ионов.
3. Введение в производство универсального электронного микроскопа и работы над новым объективом с улучшенной круговой симметрией.
Райбеданц
<...>
Бернгард
<...>
Штойдель
<...>
Теоретическая работа группы Тиссена
<...>
Стенбек закончил:
1. Теоретические исследования ряда методов разделения изотопов. Подробно разработал возможность разделения изотопов путем взаимной диффузии газов одного через другой. Закончил исследование метода разделения изотопов путем конденсации из пересыщенного пара.
2. Разработана и сконструирована опытная аппаратура для проверки теории путем разделения изотопов хлора конденсацией. Проведены вспомогательные опыты.
3. Теория каскадирования и регулировки каскадов, разделяющих изотопы.
4. Расчет и конструирование центрифуги плотности - прибор для быстрого определения степени обогащения изотопов.
5. Продолжает работу: а) по вычислению процесса разделения при конденсации газа на капельки растворителя с учетом одновременного их испарения; б) точные вычисления затрат при разделении изотопов урана конденсацией из пересыщенных паров шестифтористого урана; в) изготовление центрифуги плотности и проведение опытов по ее градуировке; г) изготовление аппарата для опытного разделения изотопов хлора.
Запланировал на второй квартал:
а) вычисление разделения изотопов путем термодиффузии при использовании падения температуры в вольтовой дуге в парах ртути;
б) проведение разделения изотопов хлора посредством диффузии через различные газы с сильно различающимися молекулярными весами. Сравнение с теорией. Измерение степени обогащения центрифугой плотности. При удовлетворительных результатах будут проведены опыты с ураном;
в) разделение изотопов ртути путем термодиффузии в вольтовой дуге в парах ртути высокого давления. При положительных результатах будут проведены опыты над парами урана или четырехфтористым ураном;
г) опыты над разделением изотопов ртути и использование различной подвижности при газовом разряде заряженных благородных газов. При положительных результатах будут проведены опыты с четырехфтористым ураном.
"
-
"Атомный проект СССР", т.2, кн.2, с.479
Как видим, центрифуга действительно есть. Но не для обогащения урана, а "для быстрого определения степени обогащения изотопов".
Вот что об этом писал сам Макс Штеенбек:
"
Разделяющая дюза и центрифуга-плотномер.
<...>
Начну с уже упоминавшегося совещания по поводу разделяющей дюзы. Моя основная идея была крайне простой: внутри какого-то объема, наполненного газообразным соединением урана, нужно создать туман, многочисленные капельки которого впитают в себя часть этого вещества. В этом случае молекулы легкого изотопа попадут в капельки несколько, быстрее, чем тяжелого, и, таким образом, должно произойти, обогащение легкого изотопа. Дальнейшее разделение капелек и пара представляет собой технически - например, в паровых турбинах - давно решенную проблему. Можно, в частности, круто изменить направление движения струи пара, и тогда капельки будут выброшены из него.
Соответствующий жидкий растворитель впрыскивается через распыляющую дюзу в длинную трубу, а навстречу течет газ, содержащий соединения урана. Капельки летят вдоль газового потока, при этом в них растворяется часть газа, а там, где труба делает изгиб, они вылетают из газа наружу. Можно существенно повысить степень разделения, если из капелек будет испаряться часть растворителя. В этом случае молекулы, содержащие уран, смогут попасть в капельки, лишь преодолев воздействие испаряющихся молекул растворителя, а сделать это легче молекулам легкого изотопа. Существенный недостаток этого, в общем-то простого, метода разделения состоит в том, что обе фракции урана представляют собой смесь растворителя и ураносодержащего соединения, которую нужно в свою очередь разделять на исходные составные части. И хотя это не трудно, но усложняет строительство каскада и увеличивает расход знергии. Поэтому другой способ получения тумана казался мне лучше. Соединение урана испаряется при температуре свыше 100° С и большом давлении, и через дюзу направляется в другой объем, где поддерживается температура менее 100° С и более низкое давление.
За счет такого перепада за дюзой создается очень быстрый поток пара. Увеличение скорости происходит за счет тепловой энергии, поэтому температура пара в потоке ниже, чем в первоначальном объеме. Если при этом температура падает в достаточной степени, то часть пара конденсируется в маленькие капельки, что напоминает струю из носика кипящего чайника. Эти капельки урансодержащего пара тоже должны быть обогащены легким изотопом, и затем, их можно отделить обычным способом.
Удастся ли осуществить этот способ во всей его простоте, я не знал, потому что мне не были известны термодинамические характеристики соединения урана, а из химических формул нельзя было заключить, будет ли температура струи пара дастаточно низкой для конденсации. За счет добавки аргона можно было бы достичь нужного охлаждения, но только с помощью энергоемких компрессоров.
<...>
Основная трудность заключалась, таким образом, не в процессе собственно разделения, который был достаточно прост, а в подготовке выделенной фракции для следующего рабочего цикла. Как часто его нужно будет повторять, зависело от того, сколь малые различия в изотопном составе можно будет надежно анализировать. Вначале я надеялся, что уже первое обогащение даст достаточно большое различие в удельном весе. Но ведь даже в самом благоприятном случае кристаллы хлористого аммония легкой фракции будут обладать плотностью, которая всего на одну сотую процента меньше плотности кристаллов тяжелой фракции. Чтобы достаточно уверенно измерять такую разницу, аналитические приборы должны обладать чувствительностью приблизительно один к миллиону, то есть как одно зернышко к пятидесятикилограммовому мешку с зерном.
Уже давно существует простой метод, позволяющий очень точно сравнивать удельный вес двух твердых тел: несколько тяжелых жидкостей, в которых исследуемые вещества не растворяются, соединяют в таких пропорциях, пока не получат смесь, где одно из исследуемых веществ тонет, а другое нет.
Чтобы получить нужную плотность жидкости, приходится делать много проб. Чаще довольствуются тем, что более легкий кусочек, правда, медленнее, чем его более тяжелый партнер, в конце концов тоже тонет. Приблизительность такого сравнения очевидна.
Если же перелить эту жидкость с находящимися в ней исследуемыми частичками в центрифугу - плоскую круглую банку, плотно закрывающуюся стеклянной крышкой,- и начать быстрое вращение банки вокруг вертикальной оси, то частички перекочуют со дна к краям центрифуги. При этом наблюдается новый эффект. Жидкость по краям центрифуги вследствие центробежной силы находится под большим давлением, нежели у оси вращения, а потому имеет большую плотность. Такое воздействие проявляется в жидкостях гораздо сильнее, чем в твердых частицах. Поэтому оба тела будут перемещаться к краям центрифуги до тех пор, пока плотность окружающей их жидкости не будет точно соответствовать их собственной плотности. Тут они и остановятся, причем более тяжелая частичка несколько дальше от центра, чем легкая. Если наблюдать через щель, то можно хорошо измерить их положение и расстояние между ними.
Разница в плотности 1:1000000 различима при помощи центрифуги, делающей примерно 25 оборотов в секунду. Этот простой прибор я назвал для измерения плотности "центрифугой-плотномером".
Один образец был вскоре изготовлен. Он получился не совсем удачным из-за несовершенства наших мастерских: центрифуга вращалась не так ровно, как требовалось. Но затем, после доводки, все встало на место. Несмотря на это, нас ожидало большое разочарование.
<...>
Таким образом, идея разделяюащих дюз, с которой связывалось столько надежд, после почти двух лет работы, несмотря на правильность принципа, для реализации умерла.
Строгая система советского планирования исключала продолжение таких работ, но она была настолько гибка, что позволила вместо этого с той же тщательностью исследовать другую возможность, которая вначале показалась второстепенной.
Так из центрифуги-плотномера возникла газовая центрифуга.
<...>
В последнем квартале 1947 года наметились крупные изменения в моих рабочих планах, хотя сама тема оставалась прежней. Я уже говорил, что в мою задачу входило уточнение новых представлений об использовании довольно необычной по конструкции газовой центрифуги и их экспериментальная проверка. Эти идеи, родившиеся в опытах с центрифугой-плотномером, мне следовало и в дальнейшем отрабатывать в Сухуми.
"
и т.д.
-
М.Штеенбек, "Путь к прозрению".
Итак.
Никакая действующая немецкая центрифуга в СССР не попала. Этой темой в Германии занимались Гартек и Гроот. Лаборатория и опытный завод находились в зоне оккупации союзников.
Прародителем же "газовой центрифуги Штеенбека" была "центрифуга плотности" - проект, возникший практически на пустом месте.