Det er kjent fra de publiserte arkivdokumentene at i den første perioden av det sovjetiske atomprosjektet ble det utviklet to versjoner av hydrogenbomben (VB): "røret" (RDS-6T) og "puffen" (RDS-6S). Navnene samsvarte til en viss grad med deres design.
Yakov Zeldovichs gruppe ved Institute of Chemical Physics (ICP), og deretter forskerne fra Laboratory No. 3 og Laboratory V, utførte beregninger av RDS-6T VB i form av en tynnvegget sylinder med en diameter på 50 centimeter og en lengde på minst fem meter, fylt med flytende deuterium i en mengde på 140 kilo. Ifølge beregninger tilsvarer eksplosjonen av denne massen av deuterium en til to millioner tonn TNT. En atombombe av kanontype brukes til å starte en eksplosjon. Mellom ladningen av uran-235 og deuterium er en ekstra detonator laget av en blanding av deuterium og tritium, som reagerer raskere og ved en lavere temperatur enn rent deuterium. Hele systemet er termisk isolert for å forhindre at flytende deuterium fordamper under transport. Selv fra denne beskrivelsen, presentert av Yakov Zeldovich i notatet "Hydrogen deuterium bomb" i februar 1950, kan det sees at implementeringen av RDS-6T WB med flytende hydrogen viste seg å være forbundet med store tekniske vanskeligheter.
Fordelen med "puff"
Igor Tamm, Yakov Zeldovich og Andrei Sakharov påpekte i rapporten "Modell av RDS-6S-produktet" for 1953 at den termonukleære reaksjonen i deuterium fortsetter med den hastigheten som kreves for en eksplosjon bare ved ekstremt høye temperaturer, og den praktiske muligheten for å opprettholde de er ennå ikke bevist.
I forbindelse med de negative resultatene av mange års teoretiske beregninger, ble arbeidet med RDS-6T WB avsluttet ved beslutningen fra ledelsen i USSR MSM i 1954.
Løsningen for å lage en VB i form av vekslende lag med fissilt materiale og termonukleære komponenter (derav "puffen") ble foreslått av Andrei Sakharov, ansatt ved den teoretiske avdelingen ved Physics Institute of the Academy of Sciences (FIAN), ledet av Igor Tamm. Den 2. desember 1948, på et møte i Det vitenskapelige og tekniske råd (STC) i laboratorium nr. 2, en diskusjon om rapportene fra Zeldovich og Tamm om resultatene av å studere bruken av reaksjonen av fusjon av lette kjerner for opprettelsen av WB av forskjellige designordninger fant sted.
Protokollen for NTS-møtet indikerte at rådet anser resultatene fra begge gruppene som interessante, men spesielt systemet i form av en kolonne med lag med tungt vann og A-9 (et symbol på naturlig uran), som ifølge til foreløpige beregninger, kan detonere med en kolonnediameter på omtrent 400 millimeter. Fordelen med dette systemet er muligheten til å bruke tungt vann i stedet for deuterium, noe som eliminerer behovet for å håndtere hydrogen ved lave temperaturer.
Beslutningen fra Scientific and Technical Council of Laboratory No. 2 fra 1948 indikerte behovet for å konsentrere arbeidet til Tamms gruppe om Sakharovs forslag og å utføre eksperimenter på FIAN i Ilya Franks team for å studere multiplikasjonen av nøytroner i tungtvannet - uran system, og frigjorde teamet av forskere fra annet arbeid.
Igor Kurchatov og Yuliy Khariton rapporterte resultatene av denne vurderingen til sjefen for First Main Directorate (PSU) under Ministerrådet (CM) i Sovjetunionen, Boris Vannikov, vedlagt et utkast til resolusjon fra Ministerrådet for USSR, utarbeidet på grunnlag av beslutningen fra NTS.
Diskusjonen på det vitenskapelige seminaret i laboratorium nr. 2 i rapportene fra Zeldovich og Tamm tjente som grunnlag for den utbredte utviklingen av teoretisk og eksperimentelt arbeid med opprettelsen av den første innenlandske hydrogenbomben.
Et paradis for teoretikere
VB RDS-6S i offisielle dokumenter ble kalt et produkt, bare noen ganger ved å bruke det sanne navnet. RDS-6S er arrangert som følger: i midten av systemet med alternerende lag med naturlig uran og et lett materiale som består av en blanding av deuterid og litium-6 tritid, plasseres en ladning av uran-235. Overflaten på "puffen" består av et eksplosiv (eksplosiv) for å starte en eksplosjon av en kjernefysisk (uran-235) ladning, som forårsaker en kraftig strøm av energi i form av nøytroner, kvanta og andre partikler. Dette fører til ioniseringsoppvarming (kompresjon) til stjernetemperaturer i et tynt lag termonukleært brensel og et lag med uran. I dette tilfellet blir sistnevnte til plasma med en tilsvarende trykkøkning, som komprimerer det tilstøtende laget av lysstoffet. På grunn av den kombinerte effekten av eksplosjonen av en kjernefysisk ladning og et ionisert lag med uran, skapes det betingelser for en termonukleær reaksjon, som resulterer i at fisjonen av uran av termonukleære nøytroner øker. Et trekk ved denne prosessen er at den foregår under ekstreme forhold: med en høy tetthet av energifrigjøring i et lite volum av materie ved en høy temperatur, utvikler alt dette seg i mikrosekunder, noe som til slutt fører til en eksplosiv effekt. Beregningsstudiet av fysikken til komplekse prosesser som forekommer i Verdensbanken er en manifestasjon av forskernes høyere intelligens, et paradis for teoretikere, som Andrei Sakharov en gang sa.
Verdens første hydrogenbombe RDS-6S.
Ladetest utført 12. august
1953 på Semipalatinsk teststed.
Ladestyrke - opptil 400 kT
Foto: Vadim Savitsky
Dermed inneholdt den første prøven av den innenlandske WB RDS-6S, i tillegg til sprengstoff, følgende kjernefysiske materialer: uran-235, naturlig uran, litium-6 deuterid og tritid. Dette gjorde det mulig å sikre implementering av følgende prosesser: en atomeksplosjon av en sentral ladning, oppvarming som følge av disse sfæriske lagene med deuterid og litium-6 tritid, en termonukleær reaksjon med frigjøring av energi og dannelse av raske nøytroner, fisjon av uran-238 kjerner av raske nøytroner med frigjøring av energi, samspillet mellom litium 6 og nøytroner for å oppnå en ekstra mengde tritium og dermed forbedre den primære termonukleære reaksjonen.
I en hydrogenbombe skjer mange atomreaksjoner, hydrodynamiske fenomener og høyintensive termiske prosesser nesten samtidig. Det er ganske åpenbart at på grunn av mangel på metoder for analyse og pålitelig informasjon om partikkelinteraksjonskonstantene, ga beregningen av eksplosjonen av WB betydelige teoretiske vanskeligheter. Likevel klarte sovjetiske forskere og ingeniører å lage den første innenlandske WB, som er den mest komplekse tekniske enheten i verden.
Prinsipper for arbeidsorganisasjon
Aktiviteten ved opprettelsen av den første hydrogenbomben i Sovjetunionen hadde en rekke særegenheter. Først og fremst hadde alle deltakerne i dette arbeidet, uavhengig av deres offisielle posisjon, et høyt ansvar, og forsto den eksepsjonelle militærpolitiske betydningen av tilstedeværelsen av en superbombe som et av de effektive midlene for å beskytte landet mot ytre trusler.
Selvfølgelig spilte statlig sentralisering og koordinering av aktivitetene til alle virksomheter og organisasjoner, samt maksimal mulig finansiering av arbeid, inkludert sjenerøse materielle insentiver for oppnådde resultater, en stor rolle for å oppnå suksess. Og alt dette med streng kontroll over henrettelsen. Det høye potensialet i sovjetisk vitenskap før krigen, spesielt kjernefysikk, og tilstedeværelsen av et stort antall høyt kvalifiserte forskere og ingeniører var også av stor betydning.
Kjernefysikkens prestasjoner ble hele tiden brukt til å løse presserende problemer i landets forsvar. Generelt, uten resultatene av grunnleggende forskning, ville det være umulig å lage et så høyteknologisk produkt som RDS-6S WB og de påfølgende forbedrede WB-modellene. Det er kjent at direktøren for Leningrad Physics and Technology Institute (LPTI), akademiker Abram Ioffe, i førkrigsårene, ble irettesatt for forskning innen kjernefysikk for ikke å gi en praktisk løsning. Men det var nettopp grunnforskningen før krigen som tillot Sovjetunionen å skaffe seg avanserte våpen.
Fremragende forskere i landet med forskjellige spesialiteter deltok i etableringen av den første innenlandske verdensbanken, blant annet bør man først nevne slike kjente fysikere som Igor Kurchatov, Julius Khariton, Yakov Zeldovich, Kirill Shchelkin, Igor Tamm, Andrei Sakharov, Vitaly Ginzburg, Lev Landau, Evgeny Zababakhin, Yuri Romanov, Georgy Flerov, Ilya Frank, Alexander Shalnikov og andre.
Et grunnleggende trekk ved arbeidet med RDS-6 var deltakelsen i dem av et stort antall høyt kvalifiserte sovjetiske matematikere, som Nikolai Bogolyubov, Ivan Vinogradov, Leonid Kantorovich, Mstislav Keldysh, Andrei Kolmogorov, Ivan Petrovsky og mange, mange andre. Hele fargen på sovjetisk vitenskap var involvert i etableringen av den første innenlandske WB. Den aktive deltakelsen av et stort antall vitenskapelige, design- og ingeniør- og produksjonsteam i landet med erfarent personell gjorde det mulig å løse de mest komplekse vitenskapskrevende oppgavene. Fremveksten av WB ville vært umulig uten produksjon av litium -6, deuterium, tritium og deres forbindelser i industriell skala - hovedkomponentene i termonukleære våpen, metoder for å skille tritium fra bestrålet litium, etc.
Nye ideer, installasjonsprosjekter, planer for forsknings- og utviklingsarbeid, rapporter fra direktører for institutter om arbeidet som ble utført ble diskutert på seminarer og vitenskapelige råd i Laboratory 2, NTS PGU og NTS på KB-11, etc. Alle regjeringsbeslutninger ble utarbeidet på grunnlag av anbefalinger fra NTS PSU og NTS på KB-11 etter godkjenning av ledelsen i PSU og spesialkomiteen. Praksisen med konstant kollegial diskusjon av nye forslag på møtene i STC førte til at et stort gap mellom ideer og implementering ble eliminert.
Det sovjetiske atomprosjektet ble preget av et bredt program for forskjellige grunnforskninger med konstruksjon av eksperimentelle atomreaktorer og installasjoner, ladede partikkelakseleratorer, etc., hvis resultater umiddelbart ble brukt til å utføre spesifikke oppgaver. Samtidig ble enorme midler brukt på grunnforskning.
Personlig ansvarlig
Løsningen av statlige oppgaver om opprettelse av atom-hydrogenvåpen ble i stor grad mulig takket være de haste tiltakene fra den sovjetiske regjeringen for å organisere en effektiv struktur for sentralisert kontroll av Atomic Project. August 1945 ble spesialkomiteen (SK, ledet av Lavrentiy Beria) opprettet under State Defense Committee og First Main Directorate (PSU, ledet av den tidligere folkekommissæren for ammunisjon Boris Vannikov) under USSR Council of People's Commissars. Som et resultat ble følgende administrasjonssyklus for Atomic Project implementert: industrielle virksomheter, institutter, designorganisasjoner - Vitenskapelig og teknisk råd (STC) PGU - PGU - Spesiell komité - Ministerråd i Sovjetunionen. Arbeidet med opprettelsen av WB RDS-6S ble kontinuerlig overvåket av spesialkomiteen og PGU. Etter informasjonsbrevet fra Vannikov og Kurchatov om den grunnleggende muligheten for å lage en superbomb, vurderte spesialkomiteen og PGU gjentatte ganger tilstanden til WB -utviklingen og om nødvendig utarbeidet resolusjoner og pålegg fra Ministerrådet. I løpet av 1950-1953 ble det gitt 26 resolusjoner og pålegg fra Ministerrådet i Sovjetunionen om vitenskapelige, produksjonsmessige og organisatoriske spørsmål om utviklingen av WB RDS-6S. Et så stort antall regjeringsbeslutninger på andre områder av Atomic Project har ikke blitt gitt. De fleste av dem relaterer seg til arbeidet til KB-11 som den viktigste utførende organisasjonen, hvor arbeidsrekkefølgen over tid ble dannet, bestemt av USSRs ministerråds resolusjoner og pålegg fra KB-11-ledelsen.8. februar 1949 signerte sjefen for KB-11, Pavel Zernov, en ordre om arbeid i KB-11 på RDS-6, hvorav det var planlagt å organisere en gruppe under direkte tilsyn av sjefsdesigner Yu. B. Khariton for videre utvikling av spørsmål om opprettelse av RDS-6 i følgende sammensetning: Yu. B. Khariton (leder), KISchelkin, Ya. B. Zel'dovich, NLDukhov, VI Alferov, AS Kozyrev, EI N. Flerov, L. V. Altshuler, V. A. Tsukerman, V. A. Davidenko, D. A. Frank-Kamenetsky, A. I. Abramov.
Et år senere utnevnte regjeringen en vitenskapelig veileder og hans stedfortreder for spesifikke arbeidsområder. Statusen til den vitenskapelige veilederen, som ble introdusert i det sovjetiske atomprosjektet, var veldig høy, noe som for eksempel fremgår av aktivitetene til Igor Kurchatov. I klausul 2 i resolusjonen fra Ministerrådet i USSR nr. 827-303ss / op "Om arbeidet med opprettelsen av RDS-6" datert 26. februar 1950 heter det: Khariton, første nestleder for vitenskapelig veileder for opprettelse av RDS-6S og RDS-6T, doktor i fysiske og matematiske vitenskaper KISchelkina, nestleder for RDS-6S-produkter, tilsvarende medlem av USSR Academy of Sciences IE Tamm, nestleder for teoretisk del av RDS-6T-korresponderende medlem ved USSR Academy of Sciences Ya. B. Zel'dovich, nestleder for vitenskapelige veiledere for forskning på kjernefysiske prosesser MG Meshcheryakov, kandidat for fysikk og matematikk, og GN Flerov, kandidat for fysikk og matematikk.
Dekretet godkjente også den personlige sammensetningen av kalkulatorene, i avsnitt 4, hvorav vi leser følgende: “Å organisere i KB-11 for utvikling av teorien om RDS-6S-produktet en beregning og teoretisk gruppe under ledelse av Tilsvarende medlem av USSR Academy of Sciences I. Ye. Tamm, bestående av: AD Sakharov - Kandidat for fysiske og matematiske vitenskaper, SZBelenky - doktor i fysiske og matematiske vitenskaper, Yu. A. Romanov - forsker, NNBogolyubov - akademiker i det ukrainske vitenskapsakademiet, I. Ya. Pomeranchuk - doktor i fysiske og matematiske vitenskaper, V. N. Klimov - forskningsassistent, D. V. Shirkov - forskningsassistent."
I henhold til planen 1949-1950
I tillegg til KB-11 deltok således ledende vitenskapelige spesialister fra instituttene ved USSR Academy of Sciences i arbeidet med RDS-6. Som et resultat, under vitenskapelig tilsyn av KB-11 om beregnings- og eksperimentell forskning til støtte for VB RDS-6S-prosjektet, var det følgende utførende organisasjoner: Physical Institute (FIAN), Institute for Physical Problems (IPP), Institute of Physical Problems Chemical Physics (ICP), Laboratory No. 1, Laboratory No. 2, Laboratory "B", Mathematical Institute of the USSR Academy of Sciences with the Leningrad branch, Institute of Geophysics of the USSR Academy of Sciences. NII-8, NII-9, LPTI, GSPI-11, GSPI-12, VIAM, NIIgrafit, samt produksjonsbedrifter: Kombinere nr. 817, anlegg nr. 12, anlegg nr. 418, anlegg nr. 752, Verkhne- Salda metallurgisk anlegg, Novosibirsk kjemisk konsentratanlegg.
Den administrative og vitenskapelige ledelsen for det sovjetiske atomprosjektet gikk kraftig i gang med å organisere arbeidet med opprettelsen av den første innenlandske WB RDS-6. Det første representantmøtet om RDS-6 fant sted 9. juni 1949 under ledelse av Vannikov og Kurchatov på KB-11 (Arzamas-16). I tillegg til de ledende forskerne i Atomic Project, ble Sakharov invitert. Deltakerne på møtet utviklet "Plan for forskningsarbeid om RDS-6 for 1949-1950." (i håndskrevet form, utarbeidet, etter håndskriften å dømme, av Sakharov), som gir følgende forskningsområder: kjernefysiske reaksjoner av lette kjerner i RDS-6; muligheten for å starte RDS-6 ved hjelp av en atombombe og konvensjonelle sprengstoff; bruk av eksplosjonen av en atombombe for å skaffe informasjon om opprettelsen av en EO; gassdynamikk i prosessen. Sammen med teoretisk arbeid ble utøverne og tidspunktet for utviklingen av industrielle teknologier for produksjon av tritium, litium-6, litiumdeuterid, urandeuterid, nødvendig for opprettelsen av RDS-6, også bestemt.
RDS-6S-hydrogenbombemodellen ble vellykket testet på Semipalatinsk-teststedet 12. august 1953.
Kapasiteten til den første sovjetiske AB RDS-1, som var en kopi av American AB, var 20 tusen tonn TNT-ekvivalent. Den totale TNT-ekvivalenten til AB RDS-2 for den opprinnelige sovjetiske designen var 38 300 tonn. Kraften til den første WB RDS-6S overskred TNT-ekvivalenten til AB RDS-2 med nesten 10 ganger, noe som utvilsomt var en stor prestasjon for sovjetiske atomvåpenutviklere. Deretter ble designprinsippene til WB RDS-6S alvorlig forbedret, dette gjorde det mulig å lage et kraftigere våpen.
