Kogu nõukogude teaduse potentsiaal investeeriti RDS-6S tootesse.
Avaldatud arhiividokumentidest on teada, et Nõukogude aatomiprojekti algperioodil töötati välja vesinikupommi (VB) kaks versiooni: "toru" (RDS-6T) ja "puff" (RDS-6S). Nimed vastasid teatud määral nende kujundusele.
Yakov Zeldovitši rühm Keemilise Füüsika Instituudis (ICP) ja seejärel labori nr 3 ja labori V teadlased tegid RDS-6T VB arvutused õhukese seinaga silindri läbimõõduga 50 sentimeetrit ja pikkus vähemalt viis meetrit, täidetud vedela deuteeriumiga koguses 140 kilogrammi. Arvutuste kohaselt võrdub selle deuteeriumimassi plahvatus ühe kuni kahe miljoni tonni TNT -ga. Plahvatuse algatamiseks kasutatakse suurtükitüüpi aatomipommi. Uraani-235 laengu ja deuteeriumi vahel on deuteeriumi ja triitiumi segust valmistatud täiendav detonaator, mis reageerib kiiremini ja madalamal temperatuuril kui puhas deuteerium. Kogu süsteem on soojusisolatsiooniga, et vältida vedela deuteeriumi aurustumist transpordi ajal. Isegi sellest kirjeldusest, mille Yakov Zeldovitš esitas 1950. aasta veebruaris märkuses "Vesinikdeuteeriumipomm", on näha, et RDS-6T WB rakendamine vedela vesinikuga osutus suurte tehniliste raskustega.
"Puff" eelis
Igor Tamm, Yakov Zeldovich ja Andrei Sahharov juhtisid oma aruandes "RDS-6S toote mudel" 1953. aasta kohta tähelepanu sellele, et deuteeriumi termotuumareaktsioon kulgeb plahvatuseks vajaliku kiirusega ainult äärmiselt kõrgetel temperatuuridel ja praktiline võimalus säilitada neid pole veel tõestatud.
Seoses paljude aastate teoreetiliste arvutuste negatiivsete tulemustega lõpetati töö RDS-6T WB-ga NSVL MSM juhtkonna otsusega 1954. aastal.
Lahenduse VB loomiseks lõhustuva aine ja termotuumakomponentide vahelduvate kihtide kujul (seega "pahviks") pakkus välja Teaduste Akadeemia füüsikainstituudi (FIAN) teoreetilise osakonna töötaja Andrei Sahharov, eesotsas Igor Tamm. 2. detsembril 1948 arutati laboratooriumi nr 2 teadus- ja tehnikanõukogu (STC) koosolekul Zeldovitši ja Tamme aruannete arutamist kergete tuumade sulandumisreaktsiooni kasutamise uurimise tulemuste kohta. toimus mitmesuguste kujundusskeemide WB loomine.
NTS-i koosoleku protokoll näitas, et nõukogu peab huvitavaks mõlema rühma tulemusi, eriti aga süsteemi raskeveekihtide kolonni ja A-9 (loodusliku uraani sümbol) kujul, mis vastavalt esialgsete arvutuste põhjal võib plahvatada kolonni läbimõõduga umbes 400 millimeetrit. Selle süsteemi eeliseks on võime kasutada deuteeriumi asemel rasket vett, mis välistab vajaduse tegeleda vesinikuga madalatel temperatuuridel.
1948. aasta laboratooriumi teadusliku ja tehnilise nõukogu otsus osutas vajadusele koondada Tamme rühma töö Sahharovi ettepanekule ja teha Ilya Franki meeskonnas FIANis katseid, et uurida neutronite paljunemist raskes vees - uraanis. süsteem, vabastades teadlaste meeskonna muust tööst.
Igor Kurchatov ja Yuliy Khariton teatasid selle kaalutluse tulemustest NSV Liidu Ministrite Nõukogu (CM) esimese peadirektoraadi juhile Boris Vannikovile, lisades NSV Liidu Ministrite Nõukogu resolutsiooni eelnõu, koostatud NTS -i otsuse alusel.
Zeldovitši ja Tamme aruannete labori nr 2 teadusseminaril toimunud arutelu oli aluseks esimese kodumaise vesinikupommi loomise teoreetilise ja eksperimentaalse töö laialdasele arendamisele.
Teoreetikute paradiis
Ametlikes dokumentides nimetati VB RDS-6S tooteks, ainult mõnikord kasutati selle tõelist nime. RDS-6S on paigutatud järgmiselt: loodusliku uraani ja kerge materjali, mis koosneb deuteriidi ja liitium-6-tritiidi segust, vahelduvate kihtide süsteemi keskele asetatakse uraan-235 laeng. "Puhvi" pind koosneb lõhkeainest (lõhkeaine), mis käivitab tuuma (uraan-235) laengu plahvatuse, mis põhjustab võimsa energiavoo neutronite, kvantide ja muude osakeste kujul. See toob kaasa õhukese termotuumakütuse ja uraanikihi ioniseeriva kuumutamise (kokkusurumise) tähe temperatuurini. Sel juhul muutub viimane plasmaks koos vastava rõhutõusuga, mis surub kokku kerge aine külgneva kihi. Tuumalaengu ja ioniseeritud uraanikihi plahvatuse koosmõjul luuakse tingimused termotuumareaktsiooniks, mille tagajärjel suureneb uraani lõhustumise kiirus termotuuma neutronite poolt. Selle protsessi eripära on see, et see toimub äärmuslikes tingimustes: suure energiatihedusega väikeses ainekoguses kõrgel temperatuuril areneb see kõik mikrosekundite jooksul, mis viib lõpuks plahvatusohtliku efektini. Maailmapangas toimuvate keerukate protsesside füüsika arvutuslik uurimine on teadlaste kõrgema intelligentsuse ilming, teoreetikute paradiis, nagu Andrei Saharov kunagi ütles.
Maailma esimene vesinikupomm RDS-6S.
Laadimiskatse viidi läbi 12. augustil
1953 Semipalatinski katsepolügoonil.
Laadimisvõimsus - kuni 400 kT
Foto: Vadim Savitsky
Nii sisaldas kodumaise WB RDS-6S esimene proov lisaks lõhkeainetele ka järgmisi tuumamaterjale: uraan-235, looduslik uraan, liitium-6-deuteriid ja tritiid. See võimaldas tagada järgmiste protsesside rakendamise: kesklaengu tuumaplahvatus, selle kerakujuliste kihtide kuumutamine deuteriid- ja liitium-6-tritiidiga, termotuumareaktsioon energia vabanemisega ja kiire moodustumine neutroneid, uraani-238 tuumade lõhustumist kiirete neutronite poolt energia vabanemisega, liitium 6 interaktsiooni neutronitega, et saada täiendav kogus triitiumi ja seeläbi tõhustada esmast termotuumareaktsiooni.
Vesinikupommis toimuvad peaaegu samaaegselt arvukad tuumareaktsioonid, hüdrodünaamilised nähtused ja suure intensiivsusega termilised protsessid. On üsna ilmne, et nende analüüsimeetodite ja osakeste interaktsioonikonstantide kohta usaldusväärse teabe puudumise tõttu esitas WB plahvatuse arvutamine olulisi teoreetilisi raskusi. Sellest hoolimata õnnestus Nõukogude teadlastel ja inseneridel luua esimene kodumaine WB, mis on maailma kõige keerulisem tehniline seade.
Töökorralduse põhimõtted
Nõukogude Liidu esimese vesinikupommi loomise tegevusel oli mitmeid eripärasid. Esiteks oli kõigil selles töös osalejatel, olenemata nende ametlikust positsioonist, suur vastutus, mõistes superpommi kui ühe tõhusa riigi kaitsmise võimalust välisohtude eest, erakordset sõjalis-poliitilist tähtsust.
Muidugi mängis edu saavutamisel tohutut rolli kõigi ettevõtete ja organisatsioonide tegevuse riiklik tsentraliseerimine ja tegevuse koordineerimine, samuti töö maksimaalne võimalik rahastamine, sealhulgas helded materiaalsed stiimulid saavutatud tulemuste eest. Ja seda kõike range kontrolli täitmise üle. Samuti oli väga oluline sõjaeelse nõukogude teaduse, eriti tuumafüüsika, suur potentsiaal ning suure hulga kõrgelt kvalifitseeritud teadlaste ja inseneride kohalolek.
Tuumafüüsika saavutusi kasutati pidevalt riigi kaitse kiireloomuliste probleemide lahendamiseks. Üldiselt oleks ilma põhiuuringute tulemusteta võimatu luua sellist kõrgtehnoloogilist toodet nagu RDS-6S WB ja sellele järgnevad täiustatud WB mudelid. On teada, et Leningradi füüsika- ja tehnoloogiainstituudi (LPTI) direktor, akadeemik Abram Ioffe sai sõjaeelsetel aastatel noomituse tuumafüüsika alase uurimistöö eest, kuna see ei anna praktilist lahendust. Kuid just sõjaeelne fundamentaaluuring võimaldas Nõukogude Liidul hankida täiustatud relvi.
Esimese kodumaise Maailmapanga loomisel osalesid erinevate erialade riigi silmapaistvad teadlased, kelle hulgas tuleks nimetada kõigepealt selliseid kuulsaid füüsikuid nagu Igor Kurchatov, Julius Khariton, Yakov Zeldovich, Kirill Shchelkin, Igor Tamm, Andrei Saharov, Vitali Ginzburg, Lev Landau, Jevgeni Zababahhin, Juri Romanov, Georgi Flerov, Ilja Frank, Aleksander Šalnikov jt.
RDS-6-ga seotud töö põhijooneks oli osalemine paljudes kõrgelt kvalifitseeritud nõukogude matemaatikates, nagu Nikolai Bogoljubov, Ivan Vinogradov, Leonid Kantorovitš, Mstislav Keldõš, Andrei Kolmogorov, Ivan Petrovski ja paljud, paljud teised. Kogu Nõukogude teaduse värv oli seotud esimese kodumaise WB loomisega. Suure hulga riigi teadus-, disaini- ja inseneri- ning tootmismeeskondade aktiivne osavõtt kogenud personaliga võimaldas lahendada kõige keerukamaid teadusmahukaid ülesandeid. WB tekkimine oleks olnud võimatu ilma liitium -6, deuteeriumi, triitiumi ja nende ühendite tootmiseta tööstuslikus mastaabis - termotuumarelvade põhikomponendid, triitiumi eraldamine kiiritatud liitiumist jne.
Uusi ideid, paigaldusprojekte, uurimis- ja arendustööde plaane, instituutide direktorite aruandeid tehtud töö kohta arutati seminaridel ja teadusnõukogudes nr 2, NTS PGU ja NTS KB-11 jne. Kõik valitsuse otsused koostati NTS PSU ja NTS soovituste põhjal KB-11 pärast PSU juhtkonna ja erikomitee heakskiitu. STC koosolekutel toimunud uute ettepanekute pideva kollegiaalse arutamise praktika kõrvaldas suure lõhe ideede ja nende elluviimise vahel.
Nõukogude aatomiprojekti eristas ulatuslik erinevate fundamentaaluuringute programm eksperimentaalsete tuumareaktorite ja -rajatiste, laetud osakeste kiirendite jms ehitamisega, mille tulemusi kasutati kohe konkreetsete ülesannete täitmisel. Samal ajal kulutati fundamentaaluuringuteks tohutult raha.
Isiklikult vastutav
Riigi ülesannete lahendamine tuuma-vesinikrelvade loomisel sai suurel määral võimalikuks tänu Nõukogude valitsuse kiireloomulistele meetmetele korraldada tõhus struktuur aatomiprojekti tsentraliseeritud juhtimiseks. 20. augustil 1945 loodi NSV Liidu Rahvakomissaride Nõukogu juurde erikomitee (SK, eesotsas Lavrentiy Beriaga) riigikaitsekomitee ja esimese peadirektoraadi (PSU, mida juhib endine laskemoona rahvakomissar Boris Vannikov) all.. Selle tulemusel viidi ellu järgmine aatomiprojekti juhtimistsükkel: tööstusettevõtted, instituudid, disainiorganisatsioonid - Teaduslik ja tehniline nõukogu (STC) PGU - PGU - erikomitee - NSV Liidu Ministrite Nõukogu. Erikomitee ja PGU jälgisid pidevalt tööd WB RDS-6S loomise kallal. Pärast Vannikovi ja Kurtšatovi infokirja superpommi loomise põhimõttelise võimaluse kohta kaalusid erikomitee ja PGU korduvalt WB arengute seisu ning koostasid vajadusel ministrite nõukogu resolutsioone ja korraldusi. Aastatel 1950-1953 anti WB RDS-6S väljatöötamise teaduslike, tootmis- ja korraldusküsimuste kohta välja 26 NSV Liidu Ministrite Nõukogu resolutsiooni ja korraldust. Nii palju valitsuse otsuseid teistes aatomiprojekti valdkondades ei ole välja antud. Enamik neist on seotud KB-11 kui peamise täidesaatva organisatsiooni tööga, kus aja jooksul moodustati tööjärjestus, mis määrati kindlaks NSVL Ministrite Nõukogu otsuste ja KB-11 juhtkonna korraldustega.8. veebruaril 1949 allkirjastas KB-11 juht Pavel Zernov korralduse töö kohta KB-11-s RDS-6-ga, mille lõikes 1 oli ette nähtud grupi korraldamine „peadisaineri otsese järelevalve all Yu. B. Khariton RDS-6 loomise küsimuste edasiarendamiseks järgmises koosseisus: Yu. B. Khariton (juht), 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.
Aasta hiljem määras valitsus teadusliku juhendaja ja tema asetäitja, kes vastutab konkreetsete töövaldkondade eest. Nõukogude aatomiprojektis tutvustatud teadusliku juhendaja staatus oli väga kõrge, mida tõendab näiteks Igor Kurtšatovi tegevus. NSV Liidu Ministrite Nõukogu 26. veebruari 1950. aasta resolutsiooni nr 827-303ss / op "Töö kohta RDS-6 loomise töö kohta" punktis 2 on öeldud: Khariton, Euroopa Liidu teadusliku juhendaja esimene asetäitja RDS-6S ja RDS-6T loomine, füüsika- ja matemaatikateaduste doktor KISchelkina, RDS-6S toodete juhendaja asetäitja, NSVL Teaduste Akadeemia korrespondentliige IE Tamm, RDS-6T korrespondentliikme teoreetilise osa juhendaja asetäitja NSVL Teaduste Akadeemia Ya Ya B. Zel'dovich, tuumaprotsesside uurimise teaduslike juhendajate asetäitja MG Meshcheryakov, füüsika- ja matemaatikakandidaat ning GN Flerov, füüsika- ja matemaatikakandidaat.
Samuti kiitis määrus heaks kalkulaatorite isikliku koosseisu, mille lõikest 4 loeme järgmist: „Korraldada KB-11-s toote RDS-6S teooria arendamiseks arvutus- ja teoreetiline rühm. NSVL Teaduste Akadeemia korrespondentliige I. Ye. Tamm, koosseisus: AD Sahharov - füüsika- ja matemaatikateaduste kandidaat, SZBelenky - füüsika- ja matemaatikateaduste doktor, Yu. A. Romanov - teadur, NNBogolyubov - akadeemik Ukraina Teaduste Akadeemia, I. Ya. Pomeranchuk - füüsika- ja matemaatikateaduste doktor, V. N. Klimov - teadusassistent, D. V. Shirkov - teadusassistent."
Plaani kohaselt 1949-1950
Nii osalesid lisaks KB-11-le RDS-6 töös NSVL Teaduste Akadeemia instituutide juhtivad teadusspetsialistid. Selle tulemusena olid projekti VB RDS-6S toetuseks arvutuslikke ja eksperimentaalseid uuringuid käsitleva KB-11 teadusliku järelevalve all järgmised rakendusorganisatsioonid: Füüsika Instituut (FIAN), Füüsiliste Probleemide Instituut (IPP), Instituut Keemiline füüsika (ICP), labor nr 1, labor nr 2, labor "B", NSVL Teaduste Akadeemia matemaatiline instituut koos Leningradi haruga, NSVL Teaduste Akadeemia geofüüsika instituut. NII-8, NII-9, LPTI, GSPI-11, GSPI-12, VIAM, NIIgrafit, samuti tootmisettevõtted: kombain nr 817, tehas nr 12, tehas nr 418, tehas nr 752, Verkhne- Salda metallurgiatehas, Novosibirski keemilise kontsentraadi tehas.
Nõukogude aatomiprojekti haldus- ja teadusjuhtkond asus jõuliselt korraldama esimese kodumaise WB RDS-6 loomist. Esimene esinduskohtumine RDS-6 teemal toimus 9. juunil 1949 Vannikovi ja Kurtšatovi juhtimisel KB-11 (Arzamas-16). Lisaks aatomiprojekti juhtivatele teadlastele kutsuti Sahharov. Koosolekul osalejad töötasid välja "RDS-6 uurimistöö kava aastateks 1949-1950". (käsitsi kirjutatud kujul, käekirja järgi otsustades koostas Sahharov), mis näeb ette järgmised uurimisvaldkonnad: kergete tuumade tuumareaktsioonid RDS-6-s; võimalus käivitada RDS-6, kasutades aatompommi ja tavalisi lõhkeaineid; aatomipommi plahvatuse kasutamine teabe saamiseks EO loomise kohta; protsessi gaaside dünaamika. Koos teoreetilise tööga määrati kindlaks ka esinejad ja tööstuslike tehnoloogiate väljatöötamise ajastus triitiumi, liitium-6, liitiumdeuteriidi, uraaniduteriidi tootmiseks, mis on vajalikud RDS-6 loomiseks.
RDS-6S vesinikupommi mudelit katsetati edukalt Semipalatinski katseplatsil 12. augustil 1953. aastal.
Esimese Nõukogude AB RDS-1, mis oli Ameerika AB koopia, maht oli 20 tuhat tonni TNT ekvivalenti. Nõukogude algse disainiga AB RDS-2 TNT ekvivalent oli kokku 38 300 tonni. Esimese WB RDS-6S võimsus ületas peaaegu 10 korda AB RDS-2 TNT ekvivalenti, mis oli kahtlemata Nõukogude tuumarelvaarendajate suur saavutus. Seejärel parandati tõsiselt WB RDS-6S disainipõhimõtteid, mis võimaldas luua võimsama relva.
