Iz objavljenih arhivskih dokumentov je znano, da so v začetnem obdobju sovjetskega atomskega projekta razvili dve različici vodikove bombe (VB): "cev" (RDS-6T) in "puh" (RDS-6S). Imena so v določeni meri ustrezala njihovi zasnovi.
Skupina Jakova Zeldovicha na Inštitutu za kemijsko fiziko (ICP) in nato znanstveniki laboratorija št. 3 in laboratorija V so izvedli izračune RDS-6T VB v obliki tankostenskega valja s premerom 50 centimetrov. in dolžine najmanj pet metrov, napolnjene s tekočim devterijem v količini 140 kilogramov. Po izračunih je eksplozija te mase devterija enaka enemu do dvema milijonoma ton TNT. Za sprožitev eksplozije se uporablja atomska bomba tipa topov. Med nabojem urana-235 in devterija je dodatni detonator iz mešanice devterija in tricija, ki reagira hitreje in pri nižji temperaturi kot čisti devterij. Celoten sistem je toplotno izoliran, da prepreči izhlapevanje tekočega devterija med transportom. Tudi iz tega opisa, ki ga je predstavil Yakov Zeldovich v opombi "Vodikova devterijska bomba" februarja 1950, je razvidno, da se je izvajanje RDS-6T WB s tekočim vodikom izkazalo za velike tehnične težave.
Prednost "puff"
Igor Tamm, Yakov Zeldovich in Andrei Sakharov so v svojem poročilu "Model izdelka RDS-6S" za leto 1953 poudarili, da se termonuklearna reakcija v devteriju nadaljuje s hitrostjo, ki je potrebna za eksplozijo le pri izredno visokih temperaturah, in da obstaja praktična možnost vzdrževanja še niso dokazani.
V povezavi z negativnimi rezultati dolgoletnih teoretičnih izračunov je bilo delo na RDS-6T WB prekinjeno z odločitvijo vodstva MSM ZSSR leta 1954.
Rešitev za ustvarjanje VB v obliki izmeničnih plasti cepljivih snovi in termonuklearnih komponent (od tod "puh") je predlagal Andrej Saharov, uslužbenec teoretičnega oddelka Fizikalnega inštituta Akademije znanosti (FIAN), vodi Igor Tamm. 2. decembra 1948 je na seji Znanstveno -tehničnega sveta (STC) Laboratorija 2 potekala razprava o poročilih Zeldovicha in Tamma o rezultatih preučevanja uporabe reakcije fuzije lahkih jeder za prišlo je do oblikovanja WB različnih načrtovalskih shem.
Protokol seje NTS je pokazal, da svet meni, da so rezultati obeh skupin zanimivi, predvsem pa sistem v obliki stebra slojev težke vode in A-9 (simbol naravnega urana), ki po mnenju po predhodnih izračunih lahko detonira s premerom stebra približno 400 milimetrov. Prednost tega sistema je možnost uporabe težke vode namesto devterija, kar odpravlja potrebo po ravnanju z vodikom pri nizkih temperaturah.
Odločitev Znanstveno -tehničnega sveta Laboratorija št. 2 iz leta 1948 je pokazala potrebo po koncentraciji dela Tammove skupine na predlog Saharova in izvedbi poskusov na FIAN -u v skupini Ilya Frank za preučevanje množenja nevtronov v težki vodi - uran sistem, ki ekipo znanstvenikov osvobaja drugega dela.
Igor Kurchatov in Yuliy Khariton sta o rezultatih te obravnave poročala vodji prvega glavnega direktorata (PSU) pri Svetu ministrov (CM) ZSSR Borisu Vannikovu in priložila osnutek resolucije Sveta ministrov ZSSR, pripravljeno na podlagi odločbe NTS.
Razprava na znanstvenem seminarju Laboratorija št. 2 o poročilih Zeldovicha in Tamma je bila podlaga za obsežen razvoj teoretičnega in eksperimentalnega dela o ustvarjanju prve domače vodikove bombe.
Raj za teoretike
VB RDS-6S se je v uradnih dokumentih imenoval izdelek, le včasih je bilo uporabljeno njegovo pravo ime. RDS-6S je razporejen tako: v središče sistema izmeničnih plasti naravnega urana in lahkega materiala, sestavljenega iz mešanice deuterida in litij-6 tritida, je nameščen naboj urana-235. Površina "puha" je sestavljena iz eksploziva (eksploziva), ki sproži eksplozijo jedrskega naboja (uran-235), ki povzroči močan pretok energije v obliki nevtronov, kvantov in drugih delcev. To vodi do ionizacijskega segrevanja (stiskanja) do zvezdnih temperatur tanke plasti termonuklearnega goriva in plasti urana. Ta se v tem primeru z ustreznim povišanjem tlaka spremeni v plazmo, ki stisne sosednjo plast lahke snovi. Zaradi združenega učinka eksplozije jedrskega naboja in ionizirane plasti urana se ustvarijo pogoji za termonuklearno reakcijo, zaradi katere se poveča hitrost cepitve urana s termonuklearnimi nevtroni. Značilnost tega procesa je, da poteka v ekstremnih pogojih: z visoko gostoto sproščanja energije v majhnem volumnu snovi pri visoki temperaturi se vse to razvije v mikrosekundah, kar na koncu privede do eksplozivnega učinka. Računalniška študija fizike kompleksnih procesov, ki se pojavljajo v Svetovni banki, je manifestacija višje inteligence znanstvenikov, raj za teoretike, kot je nekoč rekel Andrej Saharov.
Prva vodikova bomba na svetu RDS-6S.
Preizkus polnjenja je bil izveden 12. avgusta
1953 na poligonu Semipalatinsk.
Polnilna moč - do 400 kT
Foto: Vadim Savitsky
Tako je prvi vzorec domačega WB RDS-6S poleg eksplozivov vseboval tudi naslednje jedrske materiale: uran-235, naravni uran, litijev-6 deuterid in tritid. Tako je bilo mogoče zagotoviti izvajanje naslednjih procesov: jedrska eksplozija osrednjega naboja, segrevanje zaradi te sferične plasti z deuteridom in litijevim-6 tritidom, termonuklearna reakcija s sproščanjem energije in nastanek hitre nevtronov, cepitev jedra urana-238 s hitrimi nevtroni s sproščanjem energije, medsebojno delovanje litija 6 z nevtroni za pridobitev dodatne količine tricija in s tem okrepitev primarne termonuklearne reakcije.
V vodikovi bombi se skoraj istočasno pojavljajo številne jedrske reakcije, hidrodinamični pojavi in visoko intenzivni toplotni procesi. Povsem očitno je, da je zaradi pomanjkanja metod za njihovo analizo in zanesljivih informacij o konstantah interakcije delcev izračun eksplozije WB predstavljal velike teoretične težave. Kljub temu je sovjetskim znanstvenikom in inženirjem uspelo ustvariti prvo domačo WB, ki je najbolj zapletena tehnična naprava na svetu.
Načela organizacije dela
Dejavnost pri ustvarjanju prve vodikove bombe v Sovjetski zvezi je imela številne posebnosti. Najprej so imeli vsi udeleženci tega dela, ne glede na uradni položaj, visoko odgovornost, ki so razumeli izjemen vojaško-politični pomen prisotnosti superbombe kot enega od učinkovitih sredstev za zaščito države pred zunanjimi grožnjami.
Seveda sta imela pri doseganju uspeha veliko vlogo državna centralizacija in usklajevanje dejavnosti vseh podjetij in organizacij ter največje možno financiranje dela, vključno z izdatnimi materialnimi spodbudami za dosežene rezultate. In vse to s strogim nadzorom nad izvajanjem. Velik pomen sta imela tudi predvojni sovjetski znanosti, zlasti jedrski fiziki, ter prisotnost velikega števila visoko usposobljenih znanstvenikov in inženirjev.
Dosežki jedrske fizike so se nenehno uporabljali za reševanje nujnih problemov obrambe države. Na splošno bi bilo brez rezultatov temeljnih raziskav nemogoče ustvariti tako visokotehnološki izdelek, kot je RDS-6S WB, in poznejše izboljšane modele WB. Znano je, da je bil direktor Leningradskega fizikalno-tehnološkega inštituta (LPTI), akademik Abram Ioffe, v predvojnih letih deležen ukora zaradi raziskav v jedrski fiziki, ker niso dali praktične rešitve. Toda prav predvojne temeljne raziskave so Sovjetski zvezi omogočile pridobivanje naprednega orožja.
Pri nastanku prve domače Svetovne banke so sodelovali izjemni znanstveniki iz različnih držav, med katerimi bi morali najprej poimenovati tako znane fizike, kot so 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 in drugi.
Temeljna značilnost dela na RDS-6 je bila udeležba v njih velikega števila visoko usposobljenih sovjetskih matematikov, kot so Nikolaj Bogoljubov, Ivan Vinogradov, Leonid Kantorovič, Mstislav Keldyš, Andrej Kolmogorov, Ivan Petrovski in mnogi, mnogi drugi. Celotna barva sovjetske znanosti je bila vključena v nastanek prve domače WB. Dejavna udeležba velikega števila znanstvenih, oblikovalskih in inženirskih in proizvodnih skupin v državi z izkušenim osebjem je omogočila reševanje najzahtevnejših znanstveno intenzivnih nalog. Pojav WB bi bil nemogoč brez proizvodnje litija -6, devterija, tricija in njihovih spojin v industrijskem obsegu - glavnih sestavin termonuklearnega orožja, metod ločevanja tritija od obsevanega litija itd.
Nove ideje, projekti instalacij, načrti raziskovalno-razvojnega dela, poročila direktorjev inštitutov o opravljenem delu so bili obravnavani na seminarjih in znanstvenih svetih Laboratorija št. 2, NTS PGU in NTS pri KB-11 itd. Vse vladne odločitve so bili pripravljeni na podlagi priporočil PSS NTS in NTS pri KB-11 po odobritvi vodstva PSU in Posebnega odbora. Praksa stalne kolegialne razprave o novih predlogih na sestankih STC je privedla do odprave velike vrzeli med idejami in njihovo implementacijo.
Sovjetski atomski projekt je odlikoval širok program različnih temeljnih raziskav z gradnjo poskusnih jedrskih reaktorjev in naprav, pospeševalnikov nabitih delcev itd., Katerih rezultati so bili takoj uporabljeni pri opravljanju posebnih nalog. Hkrati so bila za temeljne raziskave porabljena ogromna sredstva.
Osebno odgovoren
Reševanje državnih nalog pri ustvarjanju jedrsko-vodikovega orožja je postalo v veliki meri možno zaradi nujnih ukrepov sovjetske vlade za organizacijo učinkovite strukture za centraliziran nadzor atomskega projekta. 20. avgusta 1945 je bil pri Državnem odboru za obrambo ustanovljen Posebni odbor (SK, ki ga vodi Lavrentiy Beria) in Prvi glavni direktorat (PSU, ki ga vodi nekdanji ljudski komisar za strelivo Boris Vannikov) pri Svetu ljudskih komisarjev ZSSR.. Posledično je bil izveden naslednji cikel upravljanja atomskega projekta: industrijska podjetja, inštituti, oblikovalske organizacije - Znanstveno -tehnični svet (STC) PGU - PGU - Posebni odbor - Svet ministrov ZSSR. Delo pri ustvarjanju WB RDS-6S sta stalno spremljala Posebni odbor in PGU. Po informativnem pismu Vannikova in Kurčatova o temeljni možnosti ustvarjanja superbombe sta Posebni odbor in PGU večkrat preučila stanje dogodkov Svetovne banke in po potrebi pripravila resolucije in odredbe Sveta ministrov. V letih 1950-1953 je bilo izdanih 26 resolucij in odredb Sveta ministrov ZSSR o znanstvenih, proizvodnih in organizacijskih vprašanjih razvoja WDS RDS-6S. Tako veliko vladnih odločb na drugih področjih atomskega projekta še ni bilo izdanih. Večina se jih nanaša na delo KB-11 kot glavne izvršilne organizacije, kjer se je sčasoma oblikoval vrstni red dela, ki ga določajo resolucije Sveta ministrov ZSSR in odredbe vodstva KB-11.8. februarja 1949 je vodja KB-11 Pavel Zernov podpisal ukaz o delu v KB-11 na RDS-6, v prvem odstavku katerega je bilo predvideno organiziranje skupine »pod neposrednim nadzorom glavnega oblikovalca Yu. B. Khariton za nadaljnji razvoj vprašanj o ustvarjanju RDS-6 v naslednji sestavi: Yu. B. Khariton (vodja), 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.
Leto kasneje je vlada imenovala znanstvenega nadzornika in njegovega namestnika, odgovornega za določena področja dela. Status znanstvenega nadzornika, ki je bil uveden v sovjetskem atomskem projektu, je bil zelo visok, kar dokazujejo na primer dejavnosti Igorja Kurčatova. V določbi 2 Resolucije Sveta ministrov ZSSR št. 827-303ss / op "O delu pri ustvarjanju RDS-6" z dne 26. februarja 1950 je navedeno: Khariton, prvi namestnik znanstvenega nadzornika ustvarjanje RDS-6S in RDS-6T, doktor fizikalnih in matematičnih znanosti KISchelkina, namestnik nadzornika za izdelke RDS-6S, dopisni član Akademije znanosti ZSSR IE Tamm, namestnik nadzornika za teoretični del dopisnega člana RDS-6T Akademije znanosti ZSSR Ya. B. Zel'dovich, namestnik znanstvenega nadzornika za raziskave jedrskih procesov MG Meshcheryakov, kandidat za fiziko in matematiko, in GN Flerov, kandidat za fiziko in matematiko.
Prav tako je z odlokom potrjena osebna sestava kalkulatorjev, v odstavku 4 katere beremo naslednje: »Organizirati v KB-11 za razvoj teorije izdelka RDS-6S računsko-teoretsko skupino pod vodstvom Dopisni član Akademije znanosti ZSSR I. Ye. Tamm, v sestavi: AD Sakharov - kandidat za fizikalne in matematične znanosti, SZ Belenky - doktor fizikalnih in matematičnih znanosti, Yu. A. Romanov - raziskovalec, NNBogolyubov - akademik Ukrajinska akademija znanosti, I. Ya. Pomeranchuk - doktor fizikalnih in matematičnih znanosti, V. N. Klimov - raziskovalni asistent, D. V. Shirkov - raziskovalni asistent."
Po načrtu 1949-1950
Tako so poleg KB-11 pri delu na RDS-6 sodelovali vodilni znanstveni strokovnjaki z inštitutov Akademije znanosti ZSSR. Posledično so bile pod znanstvenim nadzorom KB-11 o računalniških in eksperimentalnih raziskavah v podporo projektu VB RDS-6S naslednje izvršilne organizacije: Fizični inštitut (FIAN), Inštitut za fizične težave (IPP), Inštitut Kemijska fizika (ICP), Laboratorij št. 1, Laboratorij št. 2, Laboratorij "B", Matematični inštitut Akademije znanosti ZSSR z podružnico Leningrad, Inštitut za geofiziko Akademije znanosti ZSSR. NII-8, NII-9, LPTI, GSPI-11, GSPI-12, VIAM, NIIgrafit, pa tudi proizvodna podjetja: kombajn št. 817, obrat št. 12, obrat št. 418, obrat št. 752, Verkhne- Metalurški obrat Salda, tovarna kemičnih koncentratov Novosibirsk.
Upravno in znanstveno vodstvo sovjetskega atomskega projekta se je odločno lotilo organizacije dela pri ustvarjanju prvega domačega WDS RDS-6. Prvo predstavniško srečanje o RDS-6 je potekalo 9. junija 1949 pod vodstvom Vannikova in Kurčatova v KB-11 (Arzamas-16). Poleg vodilnih znanstvenikov Atomskega projekta je bil povabljen Saharov. Udeleženci srečanja so razvili »Načrt raziskovalnega dela na RDS-6 za obdobje 1949-1950«. (v rokopisni obliki, pripravil, sodeč po rokopisu, Saharov), ki predvideva naslednja področja raziskav: jedrske reakcije lahkih jeder v RDS-6; možnost sprožitve RDS-6 z uporabo atomske bombe in običajnih eksplozivov; uporaba eksplozije atomske bombe za pridobivanje informacij o ustvarjanju EO; plinska dinamika procesa. Poleg teoretičnega dela so bili določeni tudi izvajalci in čas razvoja industrijskih tehnologij za proizvodnjo tricija, litija-6, litijevega deuterida, uranovega deuterida, potrebnega za nastanek RDS-6.
Model vodikove bombe RDS-6S je bil 12. avgusta 1953 uspešno preizkušen na poligonu Semipalatinsk.
Zmogljivost prve sovjetske AB RDS-1, ki je bila kopija ameriške AB, je bila 20 tisoč ton ekvivalenta TNT. Skupni TNT ekvivalent AB RDS-2 prvotne sovjetske zasnove je bil 38.300 ton. Moč prvega WB RDS-6S je skoraj 10-krat presegla TNT ekvivalent AB RDS-2, kar je bil nedvomno velik dosežek sovjetskih razvijalcev jedrskega orožja. Nato so se načela oblikovanja WB RDS-6S resno izboljšala, kar je omogočilo ustvarjanje močnejšega orožja.
