Cjelokupni potencijal sovjetske znanosti uložen je u proizvod RDS-6S.
Iz objavljenih arhivskih dokumenata poznato je da su u početnom periodu sovjetskog atomskog projekta razvijene dvije verzije hidrogenske bombe (VB): "cijev" (RDS-6T) i "puh" (RDS-6S). Imena su u određenoj mjeri odgovarala njihovom dizajnu.
Grupa Jakova Zeldovicha na Institutu za hemijsku fiziku (ICP), a zatim i naučnici Laboratorije broj 3 i Laboratorije V, izveli su proračune RDS-6T VB u obliku cilindra sa tankim stijenkama promjera 50 centimetara i dužine najmanje pet metara, napunjene tekućim deuterijumom u količini od 140 kilograma. Prema proračunima, eksplozija ove mase deuterija ekvivalentna je jednom do dva miliona tona TNT -a. Za pokretanje eksplozije koristi se atomska bomba tipa topa. Između punjenja urana-235 i deuterija nalazi se dodatni detonator napravljen od mješavine deuterija i tricija, koji reagira brže i na nižoj temperaturi od čistog deuterija. Cijeli sistem je termički izoliran kako bi spriječio isparavanje tekućeg deuterija tijekom transporta. Čak se i iz ovog opisa, koji je predstavio Yakov Zeldovich u bilješci "Vodonična deuterijumska bomba" u veljači 1950., može vidjeti da je implementacija RDS-6T WB s tekućim vodikom bila povezana s velikim tehničkim poteškoćama.
Prednost "puff" -a
Igor Tamm, Yakov Zeldovich i Andrei Sakharov istaknuli su u svom izvještaju "Model proizvoda RDS-6S" za 1953. godinu da se termonuklearna reakcija u deuteriju odvija brzinom potrebnom za eksploziju samo pri ekstremno visokim temperaturama, te da postoji praktična mogućnost održavanja oni još nisu dokazani.
U vezi s negativnim rezultatima višegodišnjih teorijskih proračuna, rad na RDS-6T WB obustavljen je odlukom rukovodstva SSM-a SSSR-a 1954. godine.
Rješenje za stvaranje VB u obliku naizmjeničnih slojeva fisijske tvari i termonuklearnih komponenti (otuda i "puff") predložio je Andrei Sakharov, zaposlenik teorijskog odjela Fizičkog instituta Akademije nauka (FIAN), na čelu sa Igorom Tammom. Dana 2. decembra 1948. godine, na sastanku Naučno -tehničkog vijeća (STC) Laboratorije 2, rasprava o izvještajima Zeldovicha i Tamma o rezultatima proučavanja upotrebe reakcije fuzije lakih jezgri za došlo je do stvaranja Svjetske banke različitih shema dizajna.
Protokol sastanka NTS-a pokazao je da Vijeće smatra da su rezultati obje grupe zanimljivi, ali posebno sistem u obliku kolone slojeva teške vode i A-9 (simbol prirodnog uranijuma), koji, prema prema preliminarnim proračunima, može eksplodirati promjerom stupa od oko 400 milimetara. Prednost ovog sistema je mogućnost korištenja teške vode umjesto deuterija, što eliminira potrebu za rukovanjem vodikom na niskim temperaturama.
Odluka Naučno -tehničkog vijeća Laboratorije br. 2 iz 1948. ukazala je na potrebu koncentriranja rada Tammove grupe na prijedlog Saharova i provođenja eksperimenata u FIAN -u u timu Ilya Franka za proučavanje umnožavanja neutrona u teškoj vodi - uranijumu sistem, oslobađajući tim naučnika od drugih poslova.
Igor Kurchatov i Yuliy Khariton izvijestili su o rezultatima ovog razmatranja šefa Prve glavne uprave (PSU) pri Vijeću ministara (CM) SSSR -a, Borisa Vannikova, prilažući nacrt rezolucije Vijeća ministara SSSR -a, pripremljeno na osnovu odluke NTS -a.
Rasprava na naučnom seminaru Laboratorije br. 2 o izvještajima Zeldovicha i Tamma poslužila je kao osnova za široki razvoj teorijskog i eksperimentalnog rada na stvaranju prve domaće hidrogenske bombe.
Raj za teoretičare
VB RDS-6S u službenim dokumentima nazivan je proizvodom, samo ponekad koristeći svoj pravi naziv. RDS-6S je raspoređen na sljedeći način: u središte sistema naizmjeničnih slojeva prirodnog urana i laganog materijala koji se sastoji od mješavine deuterida i litij-6 tritida, postavljen je naboj urana-235. Površina "naduvavanja" sastoji se od eksploziva (eksploziva) koji pokreće eksploziju nuklearnog naboja (uranij-235), što uzrokuje snažan protok energije u obliku neutrona, kvanti i drugih čestica. To dovodi do ionizacijskog zagrijavanja (kompresije) do zvjezdanih temperatura tankog sloja termonuklearnog goriva i sloja urana. U ovom slučaju, potonji se pretvara u plazmu s odgovarajućim povećanjem pritiska, koji komprimira susjedni sloj lagane tvari. Zbog kombiniranog učinka eksplozije nuklearnog naboja i ioniziranog sloja urana, stvaraju se uvjeti za termonuklearnu reakciju, uslijed čega se povećava brzina fisije urana termonuklearnim neutronima. Značajka ovog procesa je da se odvija u ekstremnim uvjetima: s velikom gustoćom oslobađanja energije u malom volumenu materije na visokoj temperaturi, sve se to razvija u mikrosekundama, što na kraju dovodi do eksplozivnog učinka. Računarsko proučavanje fizike složenih procesa u Svjetskoj banci manifestacija je veće inteligencije naučnika, raj za teoretičare, kako je to jednom rekao Andrej Saharov.
Prva vodikova bomba na svijetu RDS-6S.
Test punjenja sproveden je 12. avgusta
1953. na poligonu Semipalatinsk.
Snaga punjenja - do 400 kT
Fotografija: Vadim Savitsky
Tako je prvi uzorak domaćeg WB RDS-6S, pored eksploziva, sadržavao i sljedeće nuklearne materijale: uran-235, prirodni uran, litij-6 deuterid i tritid. To je omogućilo da se osigura provedba sljedećih procesa: nuklearna eksplozija centralnog naboja, zagrijavanje kao posljedica ovih sfernih slojeva s deuteridom i litij-6 tritidom, termonuklearna reakcija s oslobađanjem energije i stvaranjem brze neutrona, fisija jezgra urana-238 brzim neutronima uz oslobađanje energije, interakcija litija 6 s neutronima kako bi se dobila dodatna količina tricija i time poboljšala primarna termonuklearna reakcija.
U vodikovoj bombi, gotovo se istovremeno odvijaju brojne nuklearne reakcije, hidrodinamički fenomeni i toplinski procesi visokog intenziteta. Sasvim je očito da je, zbog nedostatka metoda za njihovu analizu i pouzdanih informacija o konstantama interakcije čestica, proračun eksplozije Svjetske banke predstavljao značajne teorijske poteškoće. Ipak, sovjetski naučnici i inženjeri uspjeli su stvoriti prvu domaću Svjetsku banku, koja je najsloženiji tehnički uređaj na svijetu.
Principi organizacije rada
Aktivnosti na stvaranju prve hidrogenske bombe u Sovjetskom Savezu imale su niz posebnosti. Prije svega, svi sudionici u ovom poslu, bez obzira na službeni položaj, imali su visok nivo odgovornosti, shvaćajući izniman vojno-politički značaj prisutnosti superbombe kao jednog od efikasnih sredstava zaštite zemlje od vanjskih prijetnji.
Naravno, državna centralizacija i koordinacija aktivnosti svih preduzeća i organizacija, kao i maksimalno moguće finansiranje rada, uključujući izdašne materijalne poticaje za postignute rezultate, odigrali su ogromnu ulogu u postizanju uspjeha. I sve to uz strogu kontrolu izvršenja. Veliki potencijal predratne sovjetske nauke, posebno nuklearne fizike, te prisustvo velikog broja visokokvalificiranih naučnika i inženjera također su bili od velikog značaja.
Dostignuća nuklearne fizike stalno su korištena za rješavanje hitnih problema odbrane zemlje. Općenito, bez rezultata temeljnih istraživanja, stvaranje takvog visokotehnološkog proizvoda kao što je RDS-6S WB i kasniji poboljšani modeli WB bili bi nemogući. Poznato je da je direktor Lenjingradskog instituta za fiziku i tehnologiju (LPTI), akademik Abram Ioffe, u predratnim godinama, bio ukoren zbog istraživanja nuklearne fizike jer nije dao praktično rješenje. No, upravo su prijeratna temeljna istraživanja omogućila Sovjetskom Savezu nabavku naprednog naoružanja.
Istaknuti naučnici zemlje različitih specijalnosti učestvovali su u stvaranju prve domaće Svjetske banke, među kojima treba, prije svega, imenovati takve poznate fizičare kao što su 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 i drugi.
Temeljna značajka rada na RDS-6 bilo je sudjelovanje u njima velikog broja visokokvalificiranih sovjetskih matematičara, poput Nikolaja Bogoljubova, Ivana Vinogradova, Leonida Kantoroviča, Mstislava Keldysha, Andreja Kolmogorova, Ivana Petrovskog i mnogih, mnogih drugih. Cijela boja sovjetske znanosti bila je uključena u stvaranje prve domaće Svjetske banke. Aktivno sudjelovanje velikog broja znanstvenih, dizajnerskih i inženjerskih i proizvodnih timova u zemlji s iskusnim osobljem omogućilo je rješavanje najsloženijih naučno intenzivnih zadataka. Pojava Svjetske banke bila bi nemoguća bez proizvodnje litija -6, deuterija, tricija i njihovih spojeva u industrijskim razmjerima - glavnih komponenti termonuklearnog oružja, metoda odvajanja tricija od ozračenog litija itd.
Nove ideje, projekti instalacija, planovi istraživačko-razvojnog rada, izvještaji direktora instituta o obavljenom poslu razmatrani su na seminarima i naučnim vijećima Laboratorije br. 2, NTS PGU i NTS u KB-11, itd. Sve vladine odluke sastavljeni su na osnovu preporuka NTS PSU-a i NTS-a u KB-11 nakon odobrenja od strane rukovodstva PSU-a i Posebnog odbora. Praksa stalne kolegijalne rasprave o novim prijedlozima na sastancima STC -a dovela je do uklanjanja velikog jaza između ideja i njihove implementacije.
Sovjetski atomski projekt odlikovao se širokim programom različitih temeljnih istraživanja s izgradnjom eksperimentalnih nuklearnih reaktora i instalacija, akceleratora nabijenih čestica itd., Čiji su se rezultati odmah upotrijebili u obavljanju posebnih zadataka. U isto vrijeme, ogromna su sredstva utrošena na temeljna istraživanja.
Lično odgovoran
Rješavanje državnih zadataka o stvaranju nuklearno-vodikovog oružja postalo je u velikoj mjeri moguće zahvaljujući hitnim mjerama sovjetske vlade da se organizira učinkovita struktura za centraliziranu kontrolu atomskog projekta. Dana 20. augusta 1945. osnovan je Posebni komitet (SK, na čelu s Lavrentiyom Beriom) pri Državnom komitetu za odbranu i Prvoj glavnoj upravi (PSU, na čelu s bivšim narodnim komesarom za streljivo Borisom Vannikovim) pri Vijeću narodnih komesara SSSR -a.. Kao rezultat toga, proveden je sljedeći ciklus upravljanja Atomskim projektom: industrijska preduzeća, instituti, dizajnerske organizacije - Naučno -tehničko vijeće (STC) PGU - PGU - Posebni komitet - Vijeće ministara SSSR -a. Posebni odbor i PGU stalno su pratili rad na stvaranju Svjetske banke RDS-6S. Nakon obavijesnog pisma Vannikova i Kurchatova o temeljnoj mogućnosti stvaranja superbombe, Posebni komitet i PGU više su puta razmatrali stanje u razvoju Svjetske banke i po potrebi pripremali rezolucije i naredbe Vijeća ministara. Tokom 1950.-1953. Izdano je 26 rezolucija i naredbi Vijeća ministara SSSR-a o naučnim, proizvodnim i organizacijskim pitanjima razvoja Svjetske banke RDS-6S. Toliki broj vladinih odluka u drugim oblastima atomskog projekta nije donesen. Većina njih odnosi se na rad KB-11 kao glavne izvršne organizacije, gdje se s vremenom formirao redoslijed rada utvrđen rezolucijama Vijeća ministara SSSR-a i naredbama rukovodstva KB-11. Dana 8. februara 1949. godine, načelnik KB-11, Pavel Zernov, potpisao je naredbu o radu u KB-11 na RDS-6, u kojoj je u stavu 1 predviđeno da se organizuje grupa „pod direktnim nadzorom glavnog projektanta Yu. B. Khariton za daljnji razvoj pitanja o stvaranju RDS-6 u sljedećem sastavu: Yu. B. Khariton (vođa), 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.
Godinu dana kasnije, vlada je imenovala naučnog nadzornika i njegovog zamjenika odgovornog za određena područja rada. Status naučnog nadzornika, koji je uveden u Sovjetskom atomskom projektu, bio je vrlo visok, o čemu svjedoče, na primjer, aktivnosti Igora Kurchatova. U klauzuli 2 Rezolucije Vijeća ministara SSSR-a br. 827-303ss / op "O radu na stvaranju RDS-6" od 26. februara 1950. navodi se: Khariton, prvi zamjenik naučnog nadzornika za stvaranje RDS-6S i RDS-6T, doktor fizičko-matematičkih nauka KISchelkina, zamjenik supervizora za proizvode RDS-6S, dopisni član Akademije nauka SSSR-a IE Tamm, zamjenik nadzornika za teorijski dio dopisnog člana RDS-6T Akademije nauka SSSR -a Ya. B. Zel'dovich, zamjenik naučnog nadzornika za istraživanje nuklearnih procesa MG Meshcheryakov, kandidat za fiziku i matematiku, i GN Flerov, kandidat za fiziku i matematiku.
Takođe, uredbom je odobren lični sastav kalkulatora, u stavu 4. koji čitamo sljedeće: „Organizirati u KB-11 za razvoj teorije proizvoda RDS-6S računsko-teorijsku grupu pod vodstvom Dopisni član Akademije nauka SSSR -a I. Ye. Tamm, u sastavu: AD Sakharov - kandidat fizičko -matematičkih nauka, SZBelenky - doktor fizičko -matematičkih nauka, Yu. A. Romanov - istraživač, NNBogolyubov - akademik Ukrajinska akademija nauka, I. Ya. Pomeranchuk - doktor fizičko -matematičkih nauka, V. N. Klimov - istraživač -asistent, D. V. Shirkov - istraživač -asistent."
Prema planu 1949-1950
Tako su u radu na RDS-6, osim KB-11, učestvovali i vodeći naučni stručnjaci s instituta Akademije nauka SSSR-a. Kao rezultat toga, pod naučnim nadzorom KB-11 o računalnim i eksperimentalnim istraživanjima u prilog projektu VB RDS-6S, postojale su sljedeće organizacije: Fizički institut (FIAN), Institut za fizičke probleme (IPP), Institut za Hemijska fizika (ICP), Laboratorija br. 1, Laboratorija br. 2, Laboratorija "B", Matematički institut Akademije nauka SSSR -a sa ogrankom u Lenjingradu, Institut za geofiziku Akademije nauka SSSR -a. NII-8, NII-9, LPTI, GSPI-11, GSPI-12, VIAM, NIIgrafit, kao i proizvodna preduzeća: Kombinat br. 817, Pogon br. 12, Pogon br. 418, pogon br. 752, Verkhne- Metalurško postrojenje Salda, Novosibirsko postrojenje za hemijske koncentrate.
Administrativno i naučno vodstvo sovjetskog atomskog projekta energično je započelo s organizacijom rada na stvaranju prvog domaćeg WB RDS-6. Prvi reprezentativni sastanak o RDS-6 održan je 9. juna 1949. pod vodstvom Vannikova i Kurchatova u KB-11 (Arzamas-16). Uz vodeće naučnike Atomskog projekta, pozvan je i Saharov. Učesnici sastanka razvili su "Plan istraživačkog rada na RDS-6 za 1949.-1950." (u rukopisnom obliku, pripremio, sudeći po rukopisu, Saharov), koji predviđa sljedeća područja istraživanja: nuklearne reakcije lakih jezgri u RDS-6; mogućnost pokretanja RDS-6 pomoću atomske bombe i konvencionalnog eksploziva; korištenje eksplozije atomske bombe za dobijanje informacija o stvaranju EO -a; gasna dinamika procesa. Uz teoretski rad, utvrđeni su i izvođači i vrijeme razvoja industrijskih tehnologija za proizvodnju tricija, litija-6, litij-deuterida, uranij-deuterida, neophodnih za stvaranje RDS-6.
Model vodikove bombe RDS-6S uspješno je testiran na poligonu Semipalatinsk 12. avgusta 1953. godine.
Kapacitet prvog sovjetskog AB RDS-1, koji je bio kopija američkog AB-a, bio je 20 hiljada tona ekvivalenta TNT-a. Ukupni TNT ekvivalent AB RDS-2 originalnog sovjetskog dizajna bio je 38.300 tona. Snaga prvog WB RDS-6S premašila je TNT ekvivalent AB RDS-2 za gotovo 10 puta, što je nesumnjivo bilo veliko postignuće sovjetskih proizvođača nuklearnog oružja. Nakon toga, principi dizajna WB RDS-6S ozbiljno su poboljšani, što je omogućilo stvaranje snažnijeg oružja.