Проект атомной бомбы ХФТИ 1940 года

 Научно-производственная  деятельность КБ-11 подлежала строжайшей  секретности. Ее характер и  цели были государственной тайной  первостепенного значения. Вопросы охраны объекта с первых дней находились в центре внимания.

9 апреля 1946 года было  принято закрытое постановление  Совета Министров СССР о создании  Конструкторского бюро (КБ-11) при  Лаборатории N 2 АН СССР. Начальником  КБ-11 был назначен П. Зернов, главным конструктором - Ю. Харитон.

Постановление Совета Министров  СССР от 21 июня 1946 года определило жесткие  сроки создания объекта: первая очередь  должна была войти в строй 1 октября 1946 года, вторая - 1 мая 1947 года. Строительство  КБ-11 («объекта») возлагалось на Министерство внутренних дел СССР. «Объект» должен был занять до 100 кв. километров лесов в зоне Мордовского заповедника и до 10 кв. километров в Горьковской области.

 Стройка велась  без проектов и предварительных  смет, стоимость работ принималась по фактическим затратам. Коллектив строителей формировался с привлечением «специального контингента» - так обозначались в официальных документах заключенные. Правительством создавались особые условия обеспечения стройки. Тем не менее строительство шло трудно, первые производственные корпуса были готовы только в начале 1947 года. Часть лабораторий разместилась в монастырских строениях. Объем строительных работ был велик. Предстояла реконструкция завода N 550 для возведения на имеющихся площадях опытного завода. Нуждалась в обновлении электростанция. Необходимо было построить литейно-прессовый цех для работы со взрывчатыми веществами, а также ряд зданий для экспериментальных лабораторий, испытательные башни, казематы, склады. Для проведения взрывных работ требовалось расчистить и оборудовать большие площадки в лесу. Специальных помещений для научно-исследовательских лабораторий на начальном этапе не предусматривалось – ученые должны были занять двадцать комнат в главном конструкторском корпусе. Конструкторам, как и административным службам КБ-11, предстояло разместиться в реконструированных помещениях бывшего монастыря. Необходимость создать условия для прибывающих специалистов и рабочих заставляла уделять все большее внимание жилому поселку, который постепенно приобретал черты небольшого города. Одновременно со строительством жилья возводился медицинский городок, строились библиотека, киноклуб, стадион, парк и театр. 17 февраля 1947 года постановлением Совета Министров СССР за подписью Сталина КБ-11 было отнесено к особо режимным предприятиям с превращением его территории в закрытую режимную зону. Саров был изъят из административного подчинения Мордовской АССР и исключен из всех учетных материалов. Летом 1947 года периметр зоны был взят под войсковую охрану.

Работы в  КБ-11⁶

Мобилизация специалистов в ядерный центр осуществлялась вне зависимости от их ведомственной  принадлежности. Руководители КБ-11 вели поиск молодых и перспективных  ученых, инженеров, рабочих буквально  во всех учреждениях и организациях страны. Все кандидаты на работу в КБ-11 проходили специальную проверку в службах госбезопасности.

 Создание атомного  оружия явилось итогом работы  большого коллектива. Но он состоял  не из безликих «штатных единиц»,  а из ярких личностей, многие  из которых оставили заметный след в истории отечественной и мировой науки. Здесь был сконцентрирован значительный потенциал как научный, конструкторский, так и исполнительский, рабочий.

В 1947 году в КБ-11 прибыло  на работу 36 научных сотрудников. Они  были откомандированы из различных институтов, в основном из Академии наук СССР: Института химической физики, Лаборатории N2, НИИ-6 и Института машиноведения. В 1947 году в КБ-11 работало 86 инженерно-технических работников.

Начало полномасштабных  работ первого отечественного атомного заряда можно отнести к июлю 1946 года. В этот период в соответствии с решением Совета Министров СССР от 21 июня 1946 года Ю. Б. Харитоном было подготовлено «Тактико-техническое задание на атомную бомбу».

В ТТЗ указывалось, что  атомная бомба разрабатывается в двух вариантах. В первом из них рабочим веществом должен быть плутоний (РДС-1), во втором – уран-235 (РДС-2). В плутониевой бомбе переход через критическое состояние должен достигаться за счет симметричного сжатия плутония, имеющего форму шара, обычным взрывчатым веществом (имплозивный вариант). Во втором варианте переход через критическое состояние обеспечивается соединением масс урана-235 с помощью взрывчатого вещества («пушечный вариант»).

 В начале 1947 года  начинается формирование конструкторских подразделений. Первоначально все конструкторские работы были сконцентрированы в едином научно-конструкторском секторе (НКС) КБ-11, который возглавлял В. А. Турбинер.

 Интенсивность работы  в КБ-11 с самого начала была  очень велика и постоянно возрастала, поскольку первоначальные планы, с самого начала очень обширные, с каждым днем увеличивались по объему и глубине проработки.

 Разработкой «НЗ» (нейтронного запала) занялись А.Я.  Апин, В.А. Александрович и конструктор  А.И. Абрамов. Для достижения необходимого результата требовалось освоить новую технологию использования полония, обладающего достаточно высокой радиоактивностью. При этом нужно было разработать сложную систему защиты контактирующих с полонием материалов от его альфа-излучения.

 В КБ-11 длительное время велись исследования и конструкторская проработка наиболее прецизионного элемента заряда-капсюля-детонатора. Это важное направление вели А.Я. Апин, И.П. Сухов, М.И. Пузырев, И.П. Колесов и другие. Развитие исследований потребовало территориального приближения физиков-теоретиков к научно-исследовательской, конструкторской и производственной базе КБ-11. С марта 1948 года в КБ-11 стал формироваться теоретический отдел под руководством Я.Б. Зельдовича.

 Ввиду большой срочности  и высокой сложности работ в КБ-11 стали создаваться новые лаборатории и производственные участки, и откомандированные на них лучшие специалисты Советского Союза осваивали новые высокие стандарты и жесткие условия производства.

Планы, сверстанные в 1946 году, не могли учесть многих сложностей, открывавшихся участникам атомного проекта по мере продвижения вперед. Постановлением СМ N 234-98 сс/оп от 08.02.1948 г. Сроки изготовления заряда РДС-1 были отнесены на более поздний срок – к моменту готовности деталей заряда из плутония на Комбинате N 817.

 В отношении варианта  РДС-2 к этому времени стало  ясно, что его нецелесообразно  доводить до стадии испытаний  из-за относительно низкой эффективности  этого варианта по сравнению  с затратами ядерных материалов. Работы по РДС-2 были прекращены в середине 1948 года. По постановлению Совета Министров СССР от 10 июня 1948 года назначены: первым заместителем главного конструктора «объекта» - Щелкин Кирилл Иванович; заместителями главного конструктора объекта - Алферов Владимир Иванович, Духов Николай Леонидович.

 В феврале 1948 года  в КБ-11 напряженно работало 11 научных  лабораторий, в том числе теоретики  под руководством Я.Б. Зельдовича, переехавшие на объект из Москвы. В состав его группы входили  Д. Д. Франк-Каменецкий, Н. Д.  Дмитриев, В. Ю. Гаврилов. Экспериментаторы не отставали от теоретиков. Важнейшие работы выполнялись в отделах КБ-11, которые отвечали за подрыв ядерного заряда. Конструкция его была ясна, механизм подрыва - тоже. В теории. На практике требовалось вновь и вновь проводить проверки, осуществлять сложные опыты.

 Очень активно работали  и производственники - те, кому  предстояло воплотить замыслы  ученых и конструкторов в реальность. Руководителем завода в июле 1947 г. был назначен А. К Бессарабенко, главным инженером стал Н. А. Петров, начальниками цехов - П. Д. Панасюк, В. Д. Щеглов, А. И. Новицкий, Г .А. Савосин, А.Я. Игнатьев, В. С. Люберцев. В 1947 году в структуре КБ-11 появился второй опытный завод - для производства деталей из взрывчатых веществ, сборки опытных узлов изделия и решения многих других важных задач. Результаты расчетов и конструкторских проработок быстро воплощались в конкретные детали, узлы, блоки. Эту по высшим меркам ответственную работу выполняли два завода при КБ-11. Завод N 1 осуществлял изготовление многих деталей и узлов РДС-1 и затем - их сборку. Завод N 2 (его директором стал А. Я. Мальский) занимался практическим решением разнообразных задач, связанных с получением и обработкой деталей из ВВ. Сборка заряда из ВВ проводилась в цехе, которым руководил М.  А. Квасов.. 5 августа 1949 года заряд из плутония, изготовленный на Комбинате N 817, был принят комиссией во главе с Харитоном и затем отправлен литерным поездом в КБ-11. Здесь в ночь с 10-го на 11-е августа была проведена контрольная сборка ядерного заряда. Она показала: РДС-1 соответствует техническим требованиям, изделие пригодно для испытаний на полигоне.

Создание полигона⁷

Одним из главных, завершающих  этапов разработки ядерного оружия являются полигонные испытания. Они проводятся не только для определения характеристик заряда, проверки правильности экспериментов и расчетов, но и для подтверждения годности боезапаса.

 Для первой советской  ядерной бомбы РДС-1 испытания  имели особое значение. Во-первых, только они могли дать окончательный  ответ на вопрос о работоспособности первого отечественного образца нового оружия. Во-вторых, трудно переоценить политическое значение данного события. Успешное завершение испытания являлось фактически не только первым шагом к прекращению американской монополии на ядерное оружие, но и началом того пути, на котором была обеспечена безопасность нашей страны.

 Подготовка к испытанию  РДС-1 началась задолго до завершения  разработки заряда и велась  с особой тщательностью, что  объяснялось стремлением получить  в ходе данного эксперимента как можно больший объем информации о работоспособности ядерного заряда и его поражающих факторах, а также обеспечить максимум гарантий для исключения любых недоразумений, ошибок и срывов.

 Процесс подготовки  к испытанию советской ядерной  бомбы включал выполнение широкого спектра работ, одна часть которого была связана непосредственно со всеми многочисленными аспектами разработки изделия и отработки конструкции в целом, а другая – с созданием специального испытательного полигона, его обустройством, научно-методическим и приборным обеспечением необходимых физических измерений, запланированных в программе испытаний.

 Первый советский  ядерный полигон был уникальным  технологическим сооружением. В  то время он официально назывался  учебным полигоном N 2 Министерства Вооруженных сил СССР (в последующем Министерства обороны СССР (УП-2 МО)).

 Начальный этап  работ по подготовке полигона  и осуществлению намеченных физических  измерений был поручен Институту  химической физики ИХФ АН СССР. В апреле 1946 года ИХФ получил правительственное задание на проведение комплекса научно-исследовательских и экспериментальных работ по созданию методик и аппаратуры для изучения быстропротекающих процессов, которые имеют место при ядерном взрыве, а также его поражающих факторов.

Строительство полигона началось 21 апреля 1947 года. Проектные  работы по его созданию выполнялись  по техническим заданиям ИХФ в  специальном Проектном институте  Первого главного управления, ГСПИ-11. Возводился полигон инженерными  войсками Вооруженных сил СССР. В работах принимали участие 15 тысяч военных строителей. Председателем Государственной комиссии по приемке полигона был М. Г. Первухин.

 Полигон представлял  собой сложную разветвленную  структуру со всеми элементами  жизнеобеспечения, развернутой научно-исследовательской базой, большим количеством зданий и сооружений на различных площадках. Все материалы доставлялись на строительные площадки автомобильным транспортом по грунтовым дорогам за 100-200 км. Движение было круглосуточным и зимой и летом. Центральной частью полигона было опытное поле, на котором и должно было происходить первое ядерное испытание в СССР.

 Место для ядерного  полигона (УП-2 МО) было выбрано в  прииртышской степи, примерно  в 170 км западнее Семипалатинска. Этот район Казахстана представляет собой безводную степь с редкими заброшенными и пересохшими колодцами. Под полигон была отведена равнина диаметром примерно 20 км, окруженная с юга, запада и севера невысокими горами. На востоке этого пространства находились небольшие холмы. До начала зимы 1947 года необходимо было решить ближайшую задачу по размещению и обустройству в абсолютно голой степи прибывающих в большом количестве военно-строительных частей. Времени до наступления суровой для здешних мест зимы оставалось 2-3 месяца.

 Единственно возможный вариант обустройства – зарыться в землю, соорудив землянки. Опыт такого обустройства у военных строителей сохранился со времен войны. Размещение строителей на полигоне практически ничем не отличалась от фронтового – отопление железными печками, готовка пищи в походных кухнях, доставка воды автоцистернами. Столовые, бани, лазареты – все в землянках. К началу зимних холодов ближайшая задача, поставленная перед строителями, была выполнена.

 В 60 км от полигона  и 130 км от Семипалатинска был  построен жилой городок (площадка «М», ныне г. Курчатов), где находились штаб войсковой части, административные и культурно-просветительские учреждения, хозяйственные предприятия, дома для офицеров и их семей. Там же были построены гостиницы для испытателей, приезжающих на полигон.

 В полутора километрах  от площадки «М» размещался  лабораторный городок, в котором  проводились всевозможные исследования, связанные с обеспечением испытаний.

 Для проведения  испытаний атомной бомбы на  полигоне были подготовлены:

опытное поле радиусом 10 км, оборудованное специальными сооружениями для проведения испытания, наблюдения и регистрации физических измерений;

площадка «Н» со зданиями и сооружениями, предназначенными для  сборки бомбы перед испытанием, хранения деталей атомной бомбы, аппаратуры и оборудования;

площадка «Ш», предназначенная  для размещения штаба и энергосилового обеспечения опытного поля.

На опытном поле находились многочисленные сооружения с измерительной  аппаратурой, военные, гражданские  и промышленные объекты для изучения воздействия поражающих факторов ядерного взрыва. Опытное поле – это круг радиусом 10 км. Оно было оборудовано специальными сооружениями, обеспечивающими проведение испытаний, наблюдения и регистрации физических исследований.