Целият потенциал на съветската наука беше инвестиран в продукта RDS-6S.
От публикуваните архивни документи е известно, че в началния период на Съветския атомен проект са разработени две версии на водородната бомба (VB): „тръбата“(RDS-6T) и „издухването“(RDS-6S). Имената до известна степен съответстват на техния дизайн.
Групата на Яков Зелдович в Института по химична физика (ICP), а след това учените от лаборатория No 3 и лаборатория V, извършиха изчисления на RDS-6T VB под формата на цилиндър с тънки стени с диаметър 50 сантиметра и дължина най -малко пет метра, напълнена с течен деутерий в количество от 140 килограма. Според изчисленията експлозията на тази маса деутерий е еквивалентна на един до два милиона тона тротил. Атомна бомба тип оръдие се използва за иницииране на експлозия. Между заряда на уран-235 и деутерий има допълнителен детонатор, направен от смес от деутерий и тритий, който реагира по-бързо и при по-ниска температура от чистия деутерий. Цялата система е топлоизолирана, за да се предотврати изпаряването на течен деутерий по време на транспортиране. Дори от това описание, представено от Яков Зелдович в бележката „Водородна деутериева бомба“през февруари 1950 г., се вижда, че внедряването на RDS-6T WB с течен водород се оказва свързано с големи технически трудности.
Предимството на "бутер"
Игор Тамм, Яков Зелдович и Андрей Сахаров посочват в доклада си „Модел на продукта RDS-6S“за 1953 г., че термоядрената реакция в деутерий протича със скоростта, необходима за експлозия само при изключително високи температури, и практическата възможност за поддържане те все още не са доказани.
Във връзка с отрицателните резултати от многогодишните теоретични изчисления, работата по RDS-6T WB е прекратена с решение на ръководството на МСМ на СССР през 1954 г.
Решението за създаване на VB под формата на редуващи се слоеве от делящо се вещество и термоядрени компоненти (оттук и „вдъхновението“) е предложено от Андрей Сахаров, служител на теоретичния отдел на Института по физика на Академията на науките (FIAN), начело с Игор Тамм. На 2 декември 1948 г. на заседание на Научно -техническия съвет (НТС) на Лаборатория 2 се обсъждат докладите на Зелдович и Тамм за резултатите от изследването на използването на реакцията на сливане на леки ядра за се състоя създаването на СБ на различни дизайнерски схеми.
Протоколът от заседанието на NTS посочва, че съветът счита резултатите от двете групи за интересни, но най-вече системата под формата на колона от слоеве тежка вода и A-9 (символ на естествен уран), който според за предварителни изчисления, може да се взриви с диаметър на колона около 400 милиметра. Предимството на тази система е възможността да се използва тежка вода вместо деутерий, което елиминира необходимостта от работа с водород при ниски температури.
Решението на Научно -техническия съвет на Лаборатория No 2 от 1948 г. показва необходимостта да се концентрира работата на групата на Там на предложението на Сахаров и да се проведат експерименти във FIAN в екипа на Иля Франк за изследване на умножаването на неутрони в тежката вода - уран система, освобождавайки екипа от учени от друга работа.
Игор Курчатов и Юлий Харитон съобщиха резултатите от това обсъждане на ръководителя на Първо главно управление (ПГУ) към Министерския съвет (СМ) на СССР Борис Ванников, като приложиха проект на резолюция на Съвета на министрите на СССР, изготвен въз основа на решението на NTS.
Дискусията на научния семинар на Лаборатория No 2 на докладите на Зелдович и Тамм послужи като основа за широкото развитие на теоретични и експериментални работи по създаването на първата домашна водородна бомба.
Рай за теоретиците
VB RDS-6S в официалните документи се нарича продукт, само понякога се използва истинското му име. RDS-6S е подреден, както следва: в центъра на системата от редуващи се слоеве от естествен уран и лек материал, състоящ се от смес от деутерид и тритид литий-6, се поставя заряд от уран-235. Повърхността на „всмукването“се състои от експлозив (експлозив), който инициира експлозия на ядрен (уран-235) заряд, който предизвиква мощен поток от енергия под формата на неутрони, кванти и други частици. Това води до йонизационно нагряване (компресия) до звездни температури на тънък слой термоядрено гориво и слой от уран. В този случай последната се превръща в плазма със съответно повишаване на налягането, което компресира съседния слой на лекото вещество. Поради комбинирания ефект от експлозията на ядрен заряд и йонизиран слой от уран се създават условия за термоядрена реакция, в резултат на което скоростта на делене на уран от термоядрени неутрони се увеличава. Характерна особеност на този процес е, че той протича при екстремни условия: с голяма плътност на отделяне на енергия в малък обем материя при висока температура, всичко това се развива в рамките на микросекунди, което в крайна сметка води до експлозивен ефект. Изчислителното изследване на физиката на сложните процеси, протичащи в Световната банка, е проява на висшата интелигентност на учените, рай за теоретиците, както веднъж каза Андрей Сахаров.
Първата в света водородна бомба RDS-6S.
Тестът за зареждане, проведен на 12 август
1953 г. на полигона в Семипалатинск.
Мощност на зареждане - до 400 kT
Снимка: Вадим Савицки
По този начин първата проба от домашната WB RDS-6S съдържа, освен експлозиви, следните ядрени материали: уран-235, естествен уран, литий-6 деутерид и тритид. Това направи възможно да се осигури изпълнението на следните процеси: ядрена експлозия на централен заряд, нагряване в резултат на тези сферични слоеве с деутерид и тритид литий-6, термоядрена реакция с освобождаване на енергия и образуване на бързо неутрони, деленето на ядра на уран-238 от бързи неутрони с освобождаване на енергия, взаимодействието на литий 6 с неутрони за получаване на допълнително количество тритий и по този начин засилване на първичната термоядрена реакция.
Във водородна бомба почти едновременно протичат множество ядрени реакции, хидродинамични явления и топлинни процеси с висока интензивност. Съвсем очевидно е, че поради липсата на методи за техния анализ и надеждна информация за константите на взаимодействие на частиците, изчисляването на експлозията на СБ представлява значителни теоретични трудности. Въпреки това съветските учени и инженери успяха да създадат първата местна СБ, която е най -сложното техническо устройство в света.
Принципи на организация на работата
Дейността по създаването на първата водородна бомба в Съветския съюз имаше редица особености. На първо място, всички участници в тази работа, независимо от официалното им положение, имаха високо ниво на отговорност, разбирайки изключителното военно-политическо значение на наличието на супербомба като едно от ефективните средства за защита на страната от външни заплахи.
Разбира се, държавната централизация и координация на дейностите на всички предприятия и организации, както и максимално възможното финансиране на работата, включително щедри материални стимули за постигнатите резултати, изиграха огромна роля за постигането на успех. И всичко това със строг контрол върху изпълнението. Големият потенциал на предвоенната съветска наука, особено ядрената физика, и наличието на голям брой висококвалифицирани учени и инженери също бяха от голямо значение.
Постиженията на ядрената физика постоянно се използват за решаване на неотложни проблеми на отбраната на страната. Като цяло, без резултатите от фундаментални изследвания, създаването на такъв високотехнологичен продукт като RDS-6S WB и последващите подобрени модели на WB би било невъзможно. Известно е, че директорът на Ленинградския физико-технологичен институт (ЛПТИ), академик Абрам Йофе, в предвоенните години е бил упрекван за изследвания в областта на ядрената физика, тъй като не дава практическо решение. Но именно предвоенните фундаментални изследвания позволиха на Съветския съюз да получи модерни оръжия.
Изтъкнати учени от страната с различни специалности участваха в създаването на първата вътрешна Световна банка, сред които трябва да се посочат преди всичко такива известни физици като Игор Курчатов, Юлий Харитон, Яков Зелдович, Кирил Щелкин, Игор Тамм, Андрей Сахаров, Виталий Гинзбург, Лев Ландау, Евгений Забабахин, Юрий Романов, Георги Флеров, Иля Франк, Александър Шалников и др.
Основна характеристика на работата по RDS-6 беше участието в тях на голям брой висококвалифицирани съветски математици, като Николай Боголюбов, Иван Виноградов, Леонид Канторович, Мстислав Келдиш, Андрей Колмогоров, Иван Петровски и много, много други. Целият цвят на съветската наука участва в създаването на първата вътрешна СБ. Активното участие на голям брой научни, дизайнерски и инженерно-производствени екипи на страната с опитен персонал направи възможно решаването на най-сложните наукоемки задачи. Появата на СБ би била невъзможна без производството на литий -6, деутерий, тритий и техните съединения в промишлен мащаб - основните компоненти на термоядрените оръжия, методите за отделяне на тритий от облъчен литий и др.
Нови идеи, проекти на инсталации, планове за научноизследователска и развойна дейност, доклади на директори на институти за извършената работа бяха обсъдени на семинари и научни съвети на Лаборатория № 2, НТС ПГУ и НТС в КБ-11 и др. Всички решения на правителството бяха изготвени въз основа на препоръки на NTS PSU и NTS в KB-11 след одобрение от ръководството на PSU и Специалния комитет. Практиката на постоянно колегиално обсъждане на нови предложения на заседанията на НТР доведе до премахване на голяма разлика между идеите и тяхното изпълнение.
Съветският атомен проект се отличава с широка програма от различни фундаментални изследвания с изграждането на експериментални ядрени реактори и инсталации, ускорители на заредени частици и др., Чиито резултати веднага се използват при изпълнение на конкретни задачи. В същото време огромни средства бяха изразходвани за фундаментални изследвания.
Лично отговорни
Решаването на държавните задачи по създаването на ядрено-водородно оръжие стана възможно до голяма степен благодарение на спешните мерки на съветското правителство за организиране на ефективна структура за централизиран контрол на атомния проект. На 20 август 1945 г. е създаден Специалният комитет (СК, ръководен от Лаврентий Берия) при Държавния комитет по отбрана и Първо главно управление (ПСУ, ръководен от бившия народен комисар по боеприпасите Борис Ванников) при Съвета на народните комисари на СССР. В резултат на това се реализира следният цикъл на управление на атомния проект: промишлени предприятия, институти, проектантски организации - Научно -технически съвет (НТС) ПГУ - ПГУ - Специален комитет - Съвет на министрите на СССР. Работата по създаването на WB RDS-6S беше постоянно наблюдавана от Специалния комитет и PGU. След информационното писмо от Ванников и Курчатов за фундаменталната възможност за създаване на супербомба, Специалният комитет и ПГУ многократно разглеждаха състоянието на развитието на Световната банка и при необходимост подготвяха резолюции и разпореждания на Министерския съвет. През 1950-1953 г. са издадени 26 постановления и заповеди на Министерския съвет на СССР по научни, производствени и организационни въпроси на развитието на СВ RDS-6S. Толкова голям брой правителствени решения в други области на атомния проект не са издадени. Повечето от тях се отнасят до работата на KB-11 като основната изпълнителна организация, където с течение на времето се формира редът на работа, определен с резолюции и заповеди на ръководството на KB-11 на Министерския съвет на СССР. На 8 февруари 1949 г. началникът на КБ-11 Павел Зернов подписва заповед за работа в КБ-11 по РДС-6, в параграф 1 от която се предвижда организиране на група „под прякото ръководство на главния конструктор Ю. Б. Харитон за по-нататъшно развитие на въпросите за създаването на RDS-6 в следния състав: Ю. Б. Харитон (ръководител), К. И. Щелкин, Я. Б. Зелдович, Н. Л. Духов, В. И. Алферов, А. С. Козирев, EI N. Flerov, L. V. Altshuler, V. A. Tsukerman, V. A. Davidenko, D. A. Frank-Kamenetsky, A. I. Abramov.
Година по -късно правителството назначи научен ръководител и негов заместник, отговарящи за конкретни области на работа. Статутът на научния ръководител, въведен в съветския атомен проект, беше много висок, както се вижда например от дейността на Игор Курчатов. В точка 2 от Резолюцията на Министерския съвет на СССР No 827-303ss / op „За работата по създаването на RDS-6“от 26 февруари 1950 г. е посочено: Харитон, първи заместник научен ръководител на създаване на RDS-6S и RDS-6T, доктор на физико-математическите науки KISchelkina, заместник-ръководител по продуктите RDS-6S, член-кореспондент на Академията на науките на СССР IE Tamm, заместник-ръководител по теоретична част на член-кореспондент RDS-6T на Академията на науките на СССР Я. Б. Зелдович, заместник -научен ръководител по изследване на ядрените процеси М. Г. Мещеряков, кандидат на физико -математическите науки, и Г. Н. Флеров, кандидат на физико -математическите науки.
Също така с постановлението се утвърждава личният състав на калкулаторите, в параграф 4 от който четем следното: „Да се организира в KB-11 за развитието на теорията на продукта RDS-6S изчислителна и теоретична група под ръководството на Член -кореспондент на Академията на науките на СССР И. Й. Тамм в състав: А. Д. Сахаров - кандидат на физико -математическите науки, С. З. Беленки - доктор на физико -математическите науки, Ю. А. Романов - изследовател, Н. Н. Боголюбов - академик на Украинската академия на науките, И. Я. Померанчук - доктор на физико -математическите науки, В. Н. Климов - научен сътрудник, Д. В. Ширков - научен сътрудник."
По план 1949-1950г
Така в допълнение към KB-11 в работата по RDS-6 участваха водещи научни специалисти от институтите на Академията на науките на СССР. В резултат на това под научното ръководство на KB-11 за изчислителни и експериментални изследвания в подкрепа на проекта VB RDS-6S съществуват следните изпълнителни организации: Физически институт (FIAN), Институт по физически проблеми (IPP), Институт по Химична физика (ICP), Лаборатория No 1, Лаборатория No 2, Лаборатория „В“, Математически институт на Академията на науките на СССР с ленинградския клон, Институт по геофизика на Академията на науките на СССР. NII-8, NII-9, LPTI, GSPI-11, GSPI-12, VIAM, NIIgrafit, както и производствени предприятия: Комбайн No 817, Завод No 12, Завод No 418, завод No 752, Верхне- Металургичен завод Salda, Новосибирски завод за химически концентрати.
Административното и научно ръководство на Съветския атомен проект енергично се зае с организирането на работа по създаването на първия вътрешен WDS RDS-6. Първата представителна среща по RDS-6 се състоя на 9 юни 1949 г. под ръководството на Ванников и Курчатов в КБ-11 (Арзамас-16). В допълнение към водещите учени от атомния проект, Сахаров беше поканен. Участниците в срещата разработиха „План за научноизследователска работа по RDS-6 за 1949-1950 г.“. (в ръкописен вид, изготвен, съдейки по почерка, от Сахаров), предвиждащ следните области на изследване: ядрени реакции на леки ядра в RDS-6; възможността за стартиране на RDS-6 с помощта на атомна бомба и конвенционални експлозиви; използването на експлозията на атомна бомба за получаване на информация относно създаването на ЕО; газова динамика на процеса. Наред с теоретичната работа бяха определени и изпълнителите и сроковете на развитие на индустриалните технологии за производство на тритий, литий-6, литиев деутерид, уранов деутерид, необходими за създаването на RDS-6.
Моделът на водородна бомба RDS-6S е успешно тестван на полигона в Семипалатинск на 12 август 1953 г.
Капацитетът на първия съветски AB RDS-1, който беше копие на американския AB, беше 20 хиляди тона еквивалент на тротил. Общият еквивалент на TNT на AB RDS-2 от оригиналния съветски дизайн е 38 300 тона. Мощността на първия WB RDS-6S надхвърля почти 10 пъти тротиловия еквивалент на AB RDS-2, което несъмнено е голямо постижение на съветските разработчици на ядрени оръжия. Впоследствие принципите на проектиране на WB RDS-6S бяха сериозно подобрени, което направи възможно създаването на по-мощно оръжие.
