Задолго до урановой эпопеи, в 1936-м, группа Бимс-а в Виргинском университете разделила (обогатила) изотопы хлора. И они же осознали, что чахлое обогащение сводится на нет перемешиванием из-за конвекции в газе. Утверждается, что эта же группа в 1939 сделала работающую центрифугу современной геометрии с вертикальным цилиндрическим ротором. С началом Манхэттенского проекта в США центрифугой занялись очень и очень всерьез, не кто иной как нобелевский лауреат Поль Дирак внес большой вклад в теорию, в частности, закон, что обогащение идет как 4-ая степень линейной скорости ротора.
В СССР тоже не спали. Харитон на Харьковской сессии АН СССР по атомному ядру (ноябрь 1939) высказал идею, а Ф.Ланге, В.А. Маслов и В.С. Шпинель из Харьковского Физтеха (УФТИ) на заявку "Способ приготовления урановой смеси, обогащенной ураном с массовым числом 235. Многокамерная центрифуга" от 17.10.1940 г. получили авторское свидетельство # 6359с. Чуть позже Ланге и Маслов подают еще одну заявку на изобретение - "Термоциркуляционная центрифуга" (1 января 1941 г.).
В сентябре 1941 г. УФТИ эвакуировали в Уфу, и Распоряжение Государственного комитета обороны # 2352 сс от 28 сентября 1942 г. "Об организации работ по урану" дало конкретное поручение Ланге: ". Академии наук УССР (академик Богомолец) организовать под руководством профессора Ланге разработку проекта лабораторной установки для выделения урана-235 методом центрифугирования и к 20 октября 1942 года сдать технический проект казанскому заводу "Серп и молот" Наркомата тяжелого машиностроения. Народному комиссариату тяжелого машиностроения (т. Казаков) изготовить на казанском заводе подъемно-транспортного машиностроения "Серп и молот" для Академии наук СССР к 1 января 1943 года лабораторную установку центрифуги по проекту проф. Ланге, разрабатываемому в Академии наук УССР".
В лаборатории электрических явлений Уральского физико-технического института в 1943 г. начались эксперименты с ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ центрифугой Фрица Ланге. В своих воспоминаниях Д.Симоненко, работавший вместе с Ланге, пишет: "Центрифуга в сборе представляла собой довольно громоздкое сооружение, общий вес деталей которого составлял немногим меньше тонны". В результате проведенных экспериментов была разработана оригинальная установка - самокаскадирующаяся противоточная колонка для разделения газовых смесей и изотопов. Конструктивное решение колонки было предложено Ланге и Симоненко. В записке Курчатова заместителю Председателя СНК СССР М.Г. Первухину "О задержках в изготовлении центрифуги и в обеспечении Лаборатории # 2 от 13 апреля 1943 г." отмечается: "Одним из наиболее важных этапов работы Лаборатории # 2 является испытание центрифуги, изготовляемой по проекту проф. Ланге на моторном заводе # 26 в г. Уфе… Выполнение центрифуги на моторном заводе # 26, однако, недопустимо задержалось… Для того, чтобы избежать дальнейших задержек, прошу Вашего распоряжения об ускорении изготовления центрифуги на заводе # 26". С 26 по 29 апреля было произведено 4 испытания аппарата на числе оборотов 12 000 в минуту. Испытания показали неудовлетворительную работу ШАРИКОВЫХ подшипников, сейчас производятся некоторые изменения в этой части прибора, и 3 мая с.г. намечено в 5-й раз произвести испытания".
Горизонтальный ротор и шариковые подшипники были тупиком. Но найти тупик не менее важно, чем проторить правильную тропку. Американцы в Манхэттенском проекте сделали вертикальный ротор. Но от шарикоподшипника не ушли. И положили на центрифугу то-о-о-о-о-олстый болт.
В связи с законом 4-й степени скорости надо вспомнить Де Лаваля, имя которого известно всем теплотехникам. Доведенный до отчаяния частым разрушением газовых турбин, в 1889 (!) году он изобрел самобалансировкy или самоцентровку, с которой хорошо знаком каждый владелец стиральной машины. Без этого никакая чистота механической обработки ротора не помогла бы. Расхожая байка гласит, что если по ротору ядерной центрифуги мазнуть пальцем, то после разгона возникший разбаланс её разорвет.
Одна из глубоких причин: никто в Манхеттенском проекте, равно как и в фашистской Германии, не вспомнил (!!!) о магнитных подшипниках, которые были реализованы Эвершедом ещё в 1900-м. А в Советcком Союзе вспомнили, и Мимохожий в этой связи поминал Капицу. Пустячок: на вращение одного советского ротора потребна мощность мотoров в НЕСКОЛЬКО ВАТТ (!!!), всего лишь в ТЫЩУ раз меньше, чем в Манхэттенском проекте. Ротор --- стакан ---, стоит на игле, нагрузка на которую вдобавок магнитной подвеской сильно снимается. Никаких ремней: стакан есть ротор электромотора и висит над плоским статором --- фактически это линейный электромотор. Грубо говоря, ротор ничего механически не касается, кроме как слегка стоит на игле. И крутится спокойно со скоростью поверхности в ДВА Маха и выше.А у Ланге он лежал своим весом на подшипниках... Далее, можно заставить с пользой поработать и конвекцию, чтобы она выносила наверх более легкий уран-235. Десятки на улице не валяются, не говоря о сотнях, а тут выигрыш в потребляемой мощности в тыщу раз! Прочие разные хитрости включают борьбу с резонансами в стакане: загуди он -- разнесет! И материал, и сильфоны и много чего. Все учившие сопромуть и физику оболочек знают, что собственные частоты стакана должны быть сильно выше частоты вращения. Материаловедение ротора центрифуги --- отдельная песня.
Для читателей с техническим образованием очень хорош обзор физики центрифуг, с очень частичным описанием советского прорыва ---- ДЫК МЫ НИЧЕГО И НЕ ПУБЛИКОВАЛИ! --- , принципа самоблансировки Де Лаваля и отличия между подкритическими и сверхкритическими центрифугами в общедоступном журнале Rev. Mod. Phys. 56, 67 - 97 (1984), автор Stanley Whitley. В обзоре обсуждены все достижения науки к 1962 году. После этого ВСЕ по ядерным центрифугам было засекречено.
Ключевая дата 1962 не случайна. На Западе героем центрифуг считается австрияк Гернот Циппе. Как один из трофейных инженеров, он работал механиком в группе Макса Штеенбека в Сухумском Физтехе (НИИ-5). Они там тоже сварганили каракатицу, которая крутилась, но ничего не разделяла. Циркуляцию газа в роторе и переход из одной центрифуги в другую пытались осуществить через конденсацию (нагрев-охлаждение). Очередной тупик. В 51 году эту группу "прикрыли", а троих немцев перевели в КБ к Синёву --- это имя еще появится. Там Циппе и подглядел кое что. Когда после 1956-го их отпустили взад, Циппе попал на конференцию по обогащению урана в Германии. И поразился, что о центрифугах все молчат. Он заговорил о советском успехе, и все грамотеи, знавшие, что амеры тему закрыли как бесперспективную, подняли его на смех. Циппе не будь дурак запатентовал спешно советскую центрифугу. Наши об этом воровстве знали, но молчали чтобы не раскрываться и не спугнуть амеров раньше времени. Он стучался еще несколько лет, но его посылали на@. Тогда он поехал в США и сумел получить грант на работу над прототипом. В второсортном Виргинском университете --- в места получше его не пустили. И когда в 61-м прототип заработал, амеры схватились за голову. А Циппе начал выдавать себя за автора советской центрифуги. По возвращению в Европу именно благодаря Циппе раскрутились работы по евроцентрифуге --- ноне это известная компания URENCO. К середине 60-х американцы настолько погрязли в диффузионном разделении изотопов, что на центрифугу переходить не стали. У нас сегодня в ходу центрифуги до 8-го поколения и на подходе 9-е поколение. Каждое следующее поколение наших центрифуг на 30-50 % эффективнее предыдущего.
После развала союза прям все записались в диссиденты... Пионерская организация не предусматривала добровольный выход, и еще живы те, кто это помнит. 