1.12. До испытания РДС-1: «Россия делает сама»

В приложении к докладу Ю.Б. Харитона и П.М. Зернова от 8 июня 1949 г. уже содержались «Порядок испытаний РДС-1» и «Программа тренировочных опытов на полигоне». Эти документы тщательно разрабатывались в КБ-11 с начала 1949 г.

В сентябре 1949 г. К.И. Щёлкин составил отчет об испытании РДС-1, названный им «Краткое описание работ КБ-11, выполненных при подготовке и проведении опыта на полигоне № 2». В отчете говорилось: «Подготовка опыта проводилась в два цикла в связи со сложностью работы и крайней ее ответственностью. Первый цикл был выполнен в КБ-11 в мае – июле 1949 г.».

Уже к январю 1949 г. весь комплекс конструкторских вопросов по РДС-1 был отработан (о чем неопровержимо свидетельствуют архивные материалы), и в этом же месяце специалисты КБ-11 составили программу тренировочных опытов, включавшую полный цикл подготовки к полигонному испытанию и план его проведения. В КБ-11 в специальном помещении были воспроизведены в натуральную величину сборочные стенды, подъемная клеть башни, подъездные пути и другие сооружения так, как они были расположены на полигоне. На этом макете необходимо было с точностью до малейшего движения, до мельчайшей детали опробовать и выучить окончательный порядок монтажа РДС-1.

11 апреля 1949 г. приказом начальника КБ-11 П.М. Зернова создается специальная группа по обеспечению подготовительных работ к предстоящим испытаниям (К.И. Щёлкин, В.И. Алферов, Н.Л. Духов, В.К. Боболев, А.К. Бессарабенко, А.Я. Мальский, И.А. Назаревский). Эта группа была обязана:

• подготовить общую программу работ на полигоне;

• составить инструкции и графики, касавшиеся конкретных операций;

• провести тренировочные опыты в КБ-11, а затем такие же на полигоне;

• организовать оперативный контроль за ходом подготовки к испытаниям в КБ-11.

На основании предложений, выработанных в КБ-11, с мая по начало июля 1949 г. были отобраны все необходимые кадры, разработана технология выполнения испытания, назначены руководители всех этапов работы и проведены четыре тренировочных опыта на испытательных площадках КБ-11. В процессе этих подготовительных работ были тщательно отработаны все операции и составлены самые подробные документы – инструкции, графики, технологические карты – по проведению любого этапа подготовки опыта, будь то сборка изделия или аппаратуры, подключение автоматики или проведение репетиций опыта. Эти работы включали огромное число тщательно продуманных операций. Вся последовательность исполнения сохранилась до боевого, или основного, опыта – так называли испытание его участники. Лишь работу в течение последних 4 ч до взрыва нельзя было воспроизвести в КБ-11, потому что она относилась к подготовке подрыва ядерного заряда. Там, в семипалатинской (казахстанской) степи с июня 1949 г. уже работало множество людей, в том числе группа сотрудников КБ-11 под руководством П.П. Соколовского, Ю.А Ворошилова и Н.И. Нецветова. Основной отряд специалистов из КБ-11 прибыл в конце июля. Пошел второй цикл подготовки к испытанию РДС-1 – полигонный.

Строительные работы требовали много внимания и сил от руководства «объекта». Но задача создать бомбу – основная цель для КБ-11 – ни на минуту не терялась в хозяйственных хлопотах. Уже 1 июня 1946 г. Ю.Б. Харитон вместе с П.М. Зерновым подписали тактико-техническое задание, в котором излагались основы двух вариантов первой советской атомной бомбы.

РДС-1 – это бомба, содержащая заряд из плутония, для подрыва которого предполагалось сферическое обжатие. Его схема была передана нашим разведчикам Клаусом Фуксом. Атомный заряд бомбы РДС-1 представлял собой многослойную конструкцию, в которой перевод активного вещества – плутония в надкритическое состояние осуществлялся за счет его сжатия посредством сферической детонационной волны во взрывчатом веществе.

РДС-2 – так называемый пушечный вариант с двумя частями заряда из урана-235, которые должны были сближаться в пушечном стволе до получения критической массы.

Первой атомной бомбе дали обозначение РДС-1. Расшифровывалось оно по-разному: «Россия делает сама», «Родина дарит Сталину» и т. д. Но в официальном постановлении Совета министров СССР от 21 июня 1946 г. РДС был назван реактивным двигателем «С».

Принципиальная схема первой советской атомной бомбы, являвшейся аналогом американской атомной бомбы «Fat Man», изображена на рис. 1.1.

Рис. 1.1. Схема первой советской атомной бомбы:

1 – нейтронный инициатор; 2 – делящийся материал – плутоний; 3 – металлический уран-238; 4 – алюминий; 5 – взрывчатое вещество и фокусирующая система; 6 – дюралюминиевый корпус

Ниже приведены некоторые характеристики американской атомной бомбы, которые содержались в письме, направленном Л.П. Берии 18 октября 1945 г. наркомом Госбезопасности В.Н. Меркуловым. По агентурным материалам НКГБ СССР, американская атомная бомба представляла собой снаряд грушевидной формы с максимальным диаметром 127 см, длиной (со стабилизатором) 325 см и массой около 4500 кг. Нейтронный инициатор выполнен в виде полониево-бериллиевой системы с радиусом 10 мм. Общая активность полония составляет 50 Ки. Делящимся материалом бомбы является плутоний, помещенный внутри полого шара из металлического урана с внешним диаметром 230 мм. Наружная граница урана покрыта слоем бора. Металлический уран находится внутри алюминиевой оболочки, имеющей вид полого шара с наружным диаметром 460 мм.

Самая распространенная расшифровка знаменитого сокращения РДС – «Россия делает сама» – была придумана Кириллом Ивановичем Щёлкиным, заместителем Ю.Б. Харитона по научной работе, одним из самых активных, творческих сотрудников КБ-11. И надо сказать, эти слова очень точно выражают суть работ над первой бомбой. Ее действительно делали вся страна, весь народ.

По-другому в Советском Союзе тех лет и невозможно было осилить этот чрезвычайно дорогой и трудоемкий проект. Каждый советский человек отдавал все силы и средства в создание ядерного щита Родины, призванного защитить мир не только в СССР, но и во всем мире. И первым звеном этого щита стала РДС-1.

21 июня 1946-го принято закрытое правительственное постановление о развертывании работ в КБ-11. При этом часть этих работ поручалась многим предприятиям и организациям других министерств и ведомств страны. Так подбирались нужные кадры, определялись организации-смежники и специализация их работы, налаживались на много лет вперед прочные производственные и научные связи.

Приоритетным был признан вариант заряда имплозивного типа. Но в его схеме отсутствовали данные о размерах плутониевого заряда, которые являлись очень существенными. Конкретной конструкции заряда соответствует вполне определенная масса плутония. Она определялась только теоретическими расчетами, опиравшимися на физические параметры, которые могли быть получены на сложных физических установках, а также с учетом физико-механических характеристик плутония и газодинамических параметров заряда из взрывчатого вещества.

К осени 1946 г. исходные размеры элементов заряда были определены. В тот период в СССР еще не было самого плутония, не было данных об энергетике имплозивного взрыва, о нормах и параметрах, предъявляемых к системе электрического задействования взрыва химического взрывчатого вещества, отсутствовали и многие другие сведения, для получения которых требовалось создание специальных лабораторий, новой физической аппаратуры, новых методик. Все эти сложнейшие задачи могли решить только большие коллективы специалистов высокой квалификации. А между тем в 1946 г. в КБ-11, например, работали только 15 научных сотрудников и 19 инженеров и техников – опытные и проверенные (в идеологическом отношении) специалисты, переведенные с передовых предприятий оборонной промышленности страны.

В Москве конструкторская разработка заряда имплозивного типа началась (под руководством Ю.Б. Харитона) с создания модели в масштабе 1/5 натуры. Первую прорисовку делал конструктор НИИ-6 H.A. Терлецкий в специально отведенной комнате, куда имели доступ только Ю.Б. Харитон и главный инженер института М.Н. Адаскин. Вскоре с ним стали работать М.Я. Васильев и П.А. Есин. Устное техническое задание, выданное Н.А. Терлецкому в конце 1945 г., формулировалось так: «Разместить на сфере (шаре) 32 точки, равноудаленные друг от друга, а затем разбить шар на сферические многоугольники с центрами в 32 точках. Принимая многоугольники за основания усеченных пирамид, рассчитать углы наклона граней пирамид». Точность расчета задавалась очень высокой, поэтому Терлецкому пришлось много потрудиться, пользуясь обычным арифмометром. К работам подключились еще четыре конструктора, которые и создали модель заряда. Другая группа конструкторов в 1946 г. разрабатывала специальные быстродействующие капсюли-детонаторы и систему электрического задействования капсюлей.

Осенью 1946 г. шла газодинамическая отработка заряда из химического ВВ и определялись условия его подрыва. М.Я. Васильев и А.Д. Захаренков осуществляли подготовку к газодинамическим исследованиям в рамках заданной модели, в частности выполнили отработку элементов фокусирующей системы. Рентгенографическую аппаратуру для исследований быстропротекающих процессов при взрывах разрабатывал В.А. Цукерман. Созданием нейтронного запала (НЗ) для натурного заряда занялись А.Я. Апин и М.В. Дмитриев.

Производственные вопросы, возникавшие при изготовлении моделей, на базе завода № 550 решали В.В. Касютыч, Б.М. Глазков, И.М. Иванов, И.П. Колесов, А.И. Новицкий. Они же подготавливали производственную базу КБ-11 к выполнению дальнейших работ.

По разработанной документации летом 1946 г. были получены две модели заряда. Взрывные опыты с ними проводились на Софринском полигоне (НИИ-6) под Москвой. По воспоминаниям Н.А. Терлецкого, первая модель была установлена в поле на деревянной подставке, а участники опыта с пультом подрыва укрылись за углом кирпичного здания. После взрыва все кинулись на поле и были сильно удивлены увиденным: при довольно большом заряде на поле не оказалось никакой воронки, только примятая к земле трава, наклоненная в радиальном направлении от центра взрыва, да сильно деформированный алюминиевый шар, находившийся в центре модели. А от подставки не осталось и следа. Необычность картины обескуражила испытателей, и они решили вторую модель положить на землю, сделав неглубокую лунку. На этот раз в результате взрыва получилась глубокая воронка.

После этих опытов, сделав нужные выводы, разработчики приступили к подготовке документации на экспериментальные блоки заряда натурных размеров. Здесь им пришлось столкнуться со сложными технологическими проблемами из-за крупных размеров деталей из ВВ и очень жестких требований Харитона, предъявляемых к точности и качеству всех элементов конструкции. Параметры точности и надежности Харитон задавал устно. Эти задания конструкторы стремились выполнять неукоснительно.

Практически до завершения работ по РДС-1 за все теоретические результаты отвечал специально созданный сектор Института химической физики АН СССР. К выполнению разного рода теоретических задач привлекались также ведущие физики страны из других институтов. В целях проведения огромного количества расчетов к работам подключались специализированные математические подразделения Академии наук. До 1948 г. все математические работы по ядерной тематике выполнялись за пределами КБ-11. Ими занимались следующие подразделения АН СССР: отдел прикладной математики Математического института им. Стеклова под руководством академика М.В. Келдыша, группа из Ленинградского оптико-механического института АН СССР, которую возглавлял доктор физико-математических наук Л.В. Канторович, сотрудники Института физических проблем под руководством академика Л.Д. Ландау. В 1948 г. в КБ-11 была организована первая математическая группа, ею руководил М.А. Агрест. Необходимые расчеты выполнялись на клавишных механических и электромеханических настольных машинах типа «Арифмометр» и «Мерседес».

НИИ-6 Министерства сельхозмашиностроения курировал вопросы исследования взрывчатки, в том числе создания специальных электродетонаторов и рентгенографии взрывных процессов. НИИ-504 того же министерства поручили разработку автоматических взрывателей для РДС-1 и РДС-2, а также необходимых высоковольтных установок и радиосхем. Сложные конструкторские работы (в основном по РДС-2) должны были выполняться в КБ Кировского завода в Челябинске и в ГСКБ-47. Лаборатория № 2 АН СССР (будущий Институт Курчатова, Москва) решала вопросы, связанные с определением критических масс и методами изучения развития ядерного взрыва. Здесь же 25 декабря 1946 г. свершилось знаменательное событие: был осуществлен пуск первого в Европе и Азии уранграфитового ядерного реактора Ф-1. Результаты этого важнейшего достижения самым непосредственным образом ускорили промышленное получение плутония на Комбинате № 817 («Челябинск-40», ныне г. Озерск).