Neuvostoliiton tieteen koko potentiaali panostettiin RDS-6S-tuotteeseen.
Julkaistuista arkistoasiakirjoista tiedetään, että Neuvostoliiton atomiprojektin alkuvaiheessa kehitettiin kaksi versiota vetypommista (VB): "putki" (RDS-6T) ja "puff" (RDS-6S). Nimet vastasivat jossain määrin niiden suunnittelua.
Yakov Zeldovichin ryhmä kemiallisen fysiikan instituutissa (ICP) ja sitten laboratorion nro 3 ja laboratorion V tutkijat suorittivat laskelmat RDS-6T VB: stä ohutseinäisen sylinterin muodossa, jonka halkaisija on 50 senttimetriä ja vähintään viisi metriä pitkä, täytettynä 140 kg nestemäisellä deuteriumilla. Laskelmien mukaan tämän deuteriumimassan räjähdys vastaa yhtä tai kahta miljoonaa tonnia TNT: tä. Tykityyppistä atomipommia käytetään räjähdyksen käynnistämiseen. Uraani-235-varauksen ja deuteriumin välissä on deuteriumin ja tritiumin seoksesta valmistettu ylimääräinen räjäytin, joka reagoi nopeammin ja alhaisemmassa lämpötilassa kuin puhdas deuterium. Koko järjestelmä on lämpöeristetty estämään nestemäisen deuteriumin haihtuminen kuljetuksen aikana. Jopa tästä kuvauksesta, jonka Yakov Zeldovich esitti muistiossa "Vetydeuteriumpommi" helmikuussa 1950, voidaan nähdä, että RDS-6T WB: n käyttöönotto nestemäisellä vedyllä osoittautui liittyvän suuriin teknisiin vaikeuksiin.
"Puffin" etu
Igor Tamm, Yakov Zeldovich ja Andrei Saharov huomauttivat raportissaan "RDS-6S-tuotteen malli" vuodelta 1953, että deuteriumin ydinreaktio etenee räjähdyksen edellyttämällä nopeudella vain erittäin korkeissa lämpötiloissa, ja käytännön mahdollisuus säilyttää niitä ei ole vielä todistettu.
Monien vuosien teoreettisten laskelmien negatiivisten tulosten vuoksi RDS-6T WB: n työ lopetettiin Neuvostoliiton MSM: n johdon päätöksellä vuonna 1954.
Ratkaisua VB: n luomiseksi halkeamiskelpoisten aineiden ja lämpöydinkomponenttien (tästä syystä "puff") vuorottelevien kerrosten muodossa ehdotti Andrei Saharov, tiedeakatemian fysiikan instituutin (FIAN) teoreettisen osaston työntekijä, johtajana Igor Tamm. 2. joulukuuta 1948 laboratorion nro 2 tieteellisen ja teknisen neuvoston (STC) kokouksessa keskusteltiin Zeldovichin ja Tammin raporteista, jotka koskivat tuloksia valonytimien fuusioreaktion käytön tutkimisesta WB: n luominen eri suunnittelumalleista tapahtui.
NTS: n kokouksen pöytäkirjassa todettiin, että neuvosto pitää molempien ryhmien tuloksia mielenkiintoisina, mutta erityisesti järjestelmää, joka muodostuu raskasvesikerroksista ja A-9: stä (luonnollisen uraanin symboli). alustavien laskelmien mukaan voi räjähtää pylvään halkaisijaltaan noin 400 millimetriä. Tämän järjestelmän etuna on kyky käyttää raskasta vettä deuteriumin sijasta, mikä poistaa tarpeen käsitellä vetyä alhaisissa lämpötiloissa.
Tieteellisen ja teknisen neuvoston laboratorion nro 2 päätös 1948 osoitti tarpeen keskittää Tammin ryhmän työ Saharovin ehdotukseen ja tehdä kokeita FIANissa Ilya Frankin tiimissä neutronien lisääntymisen tutkimiseksi raskaassa vedessä - uraanissa järjestelmä, joka vapauttaa tutkijaryhmän muusta työstä.
Igor Kurchatov ja Yuliy Khariton raportoivat tämän harkinnan tuloksista Neuvostoliiton ministerineuvoston (CM) ensimmäisen pääosaston (PSU) päällikölle Boris Vannikoville liittämällä siihen luonnoksen Neuvostoliiton ministerineuvostosta, laadittu NTS: n päätöksen perusteella.
Zeldovichin ja Tammin raporttien laboratorion nro 2 tieteellisessä seminaarissa käyty keskustelu toimi perustana ensimmäisen kotimaisen vetypommin luomista koskevan teoreettisen ja kokeellisen työn laajalle kehittämiselle.
Teoreetikkojen paratiisi
Virallisissa asiakirjoissa olevaa VB RDS-6S: ää kutsuttiin tuotteeksi, vain joskus käyttäen sen oikeaa nimeä. RDS-6S on järjestetty seuraavasti: Luonnonuraanin ja kevyen materiaalin, joka koostuu deuteridin ja litium-6-tritidin seoksesta, vuorottelevien kerrosten järjestelmän keskelle sijoitetaan varaus uraani-235: tä. "Puffin" pinta koostuu räjähteestä (räjähteestä), joka käynnistää ydinvarauksen (uraani-235) räjähdyksen, mikä aiheuttaa voimakkaan energiavirran neutronien, kvanttien ja muiden hiukkasten muodossa. Tämä johtaa ionisaatiolämmitykseen (puristamiseen) tähtilämpötiloihin, joissa on ohut kerros ydinpolttoainetta ja uraanikerros. Tässä tapauksessa jälkimmäinen muuttuu plasmaksi vastaavalla paineen nousulla, joka puristaa viereisen kevyen aineen kerroksen. Ydinvarauksen ja ionisoidun uraanikerroksen räjähdyksen yhteisvaikutuksen vuoksi luodaan olosuhteet lämpöydinreaktiolle, jonka seurauksena uraanin halkeamisnopeus lisääntyy ydinneutronien vaikutuksesta. Tämän prosessin ominaisuus on, että se tapahtuu äärimmäisissä olosuhteissa: kun energiavapauden tiheys on pieni pienessä ainemäärässä korkeassa lämpötilassa, kaikki tämä kehittyy mikrosekunneissa, mikä johtaa lopulta räjähtävään vaikutukseen. Maailmanpankissa esiintyvien monimutkaisten prosessien fysiikan laskennallinen tutkimus on osoitus tutkijoiden korkeammasta älykkyydestä, teoreetikkojen paratiisi, kuten Andrei Saharov kerran sanoi.
Maailman ensimmäinen vetypommi RDS-6S.
Lataustesti suoritettu 12. elokuuta
1953 Semipalatinskin testipaikalla.
Latausteho - jopa 400 kT
Kuva: Vadim Savitsky
Näin ollen kotinäytteen WB RDS-6S ensimmäinen näyte sisälsi räjähteiden lisäksi seuraavia ydinmateriaaleja: uraani-235, luonnonuraani, litium-6-deuteridi ja tritidi. Tämä mahdollisti seuraavien prosessien toteuttamisen: keskusvarauksen ydinräjähdys, tämän pallomaisen kerroksen kuumeneminen deuteridin ja litium-6-tritidin kanssa, lämpöydinreaktio, jossa vapautuu energiaa ja muodostuu nopea neutronit, uraani-238-ytimien halkeaminen nopeilla neutroneilla energian vapautumisen myötä, litium 6: n vuorovaikutus neutronien kanssa lisämäärän tritiumin saamiseksi ja siten primaarisen ydinreaktion parantamiseksi.
Vetypommissa tapahtuu useita ydinreaktioita, hydrodynaamisia ilmiöitä ja korkean intensiteetin lämpöprosesseja lähes samanaikaisesti. On aivan selvää, että koska niiden analysointimenetelmät ja hiukkasten vuorovaikutusvakioita koskevat luotettavat tiedot puuttuvat, WB: n räjähdyksen laskeminen aiheutti merkittäviä teoreettisia vaikeuksia. Siitä huolimatta Neuvostoliiton tutkijat ja insinöörit onnistuivat luomaan ensimmäisen kotimaisen WB: n, joka on maailman monimutkaisin tekninen laite.
Työn organisoinnin periaatteet
Neuvostoliiton ensimmäisen vetypommin luomiseen liittyvällä toiminnalla oli useita erityispiirteitä. Ensinnäkin kaikilla tämän työn osallistujilla oli virallisesta asemastaan riippumatta korkea vastuu, ja he ymmärsivät superpommin läsnäolon poikkeuksellisen sotilaallis-poliittisen merkityksen yhtenä tehokkaana keinona suojella maata ulkoisilta uhilta.
Valtion keskittämisellä ja kaikkien yritysten ja organisaatioiden toiminnan koordinoinnilla sekä työn mahdollisimman suurella rahoituksella, mukaan lukien runsaat aineelliset kannustimet saavutetuille tuloksille, oli tietysti suuri merkitys menestyksen saavuttamisessa. Ja kaikki tämä tiukalla täytäntöönpanon valvonnalla. Sotaa edeltäneen Neuvostoliiton tieteen, erityisesti ydinfysiikan, suuret mahdollisuudet ja suuri joukko korkeasti koulutettuja tiedemiehiä ja insinöörejä olivat myös erittäin tärkeitä.
Ydinfysiikan saavutuksia käytettiin jatkuvasti maan puolustuksen kiireellisten ongelmien ratkaisemiseen. Yleensä ilman perustutkimuksen tuloksia sellaisen korkean teknologian tuotteen kuin RDS-6S WB ja sitä seuraavien parannettujen WB-mallien luominen olisi mahdotonta. Tiedetään, että Leningradin fysiikan ja teknologian instituutin (LPTI) johtaja, akateemikko Abram Ioffe sai sodan edeltävinä vuosina nuhtelun ydinfysiikan tutkimuksesta, koska se ei antanut käytännön ratkaisua. Mutta juuri ennen sotaa tehty perustutkimus salli Neuvostoliiton hankkia kehittyneitä aseita.
Maan erinomaiset tutkijat eri erikoisuuksista osallistuivat ensimmäisen kotimaisen Maailmanpankin luomiseen, jonka joukossa on nimettävä ensinnäkin sellaiset kuuluisat fyysikot kuin Igor Kurchatov, Julius Khariton, Yakov Zeldovich, Kirill Shchelkin, Igor Tamm, Andrei Saharov, Vitaly Ginzburg, Lev Landau, Evgeny Zababakhin, Juri Romanov, Georgy Flerov, Ilya Frank, Alexander Shalnikov ja muut.
Perusominaisuus RDS-6-työssä oli suuren joukon korkeasti koulutettuja neuvostoliiton matemaatikkoja, kuten Nikolai Bogolyubov, Ivan Vinogradov, Leonid Kantorovich, Mstislav Keldysh, Andrei Kolmogorov, Ivan Petrovsky ja monet, monet muut. Neuvostoliiton tieteen koko väri osallistui ensimmäisen kotimaisen WB: n luomiseen. Lukuisten maan tieteellisten, suunnittelu- ja suunnittelu- ja tuotantotiimien aktiivinen osallistuminen kokeneella henkilöstöllä mahdollisti monimutkaisimpien tiedeintensiivisten tehtävien ratkaisemisen. WB: n syntyminen olisi ollut mahdotonta ilman litium -6: n, deuteriumin, tritiumin ja niiden yhdisteiden tuotantoa teollisessa mittakaavassa - ydinaseiden pääkomponentteja, menetelmiä tritiumin erottamiseksi säteilytetystä litiumista jne.
Uusista ideoista, asennushankkeista, tutkimus- ja kehitystyösuunnitelmista, instituuttien johtajien raporteista tehdystä työstä keskusteltiin seminaareissa ja tieteellisissä neuvostoissa laboratoriossa nro 2, NTS PGU: ssa ja NTS: ssä KB-11: ssä jne. Kaikki hallituksen päätökset laadittiin NTS PSU: n ja NTS: n KB-11: n suositusten perusteella PSU: n johdon ja erityiskomitean hyväksynnän jälkeen. Käytäntö jatkuvaan kollegiaaliseen keskusteluun uusista ehdotuksista STC: n kokouksissa johti siihen, että ajatusten ja niiden toteuttamisen välinen suuri kuilu poistui.
Neuvostoliiton atomiprojekti erottui laajasta ohjelmasta eri perustutkimuksista rakentamalla kokeellisia ydinreaktoreita ja -laitteistoja, varautuneita hiukkaskiihdyttimiä jne., Joiden tuloksia hyödynnettiin välittömästi tiettyjen tehtävien suorittamisessa. Samaan aikaan perustutkimukseen käytettiin valtavia varoja.
Henkilökohtaisesti vastuussa
Ratkaisu valtion tehtäviin ydinvetyaseiden luomisessa tuli mahdolliseksi suurelta osin Neuvostoliiton hallituksen kiireellisten toimenpiteiden ansiosta, jotta voitiin järjestää tehokas rakenne atomiprojektin keskitettyä valvontaa varten. 20. elokuuta 1945 erityinen komitea (SK, jota johtaa Lavrentiy Beria) perustettiin valtion puolustuskomitean ja ensimmäisen pääosaston (PSU, jota johtaa entinen ampumatarvikekomissaari Boris Vannikov) Neuvostoliiton kansankomissaarien neuvoston alaisuuteen. Tämän seurauksena toteutettiin seuraava atomiprojektin hallintasykli: teollisuusyritykset, instituutit, suunnitteluorganisaatiot - Tieteellinen ja tekninen neuvosto (STC) PGU - PGU - Erityiskomitea - Neuvostoliiton ministerineuvosto. Erityiskomitea ja PGU seurasivat jatkuvasti WB RDS-6S: n luomiseen liittyvää työtä. Vannikovin ja Kurchatovin tiedottaman kirjeen perusteella perusmahdollisuudesta luoda superpommi, erityiskomitea ja PGU tarkastelivat toistuvasti WB: n kehitystä ja valmistelivat tarvittaessa ministerineuvoston päätöslauselmia ja määräyksiä. Vuosina 1950-1953 annettiin 26 Neuvostoliiton ministerineuvoston päätöslauselmaa ja määräystä WB RDS-6S: n kehittämisen tieteellisistä, tuotannollisista ja organisatorisista kysymyksistä. Näin paljon hallituksen päätöksiä muilla atomiprojektin aloilla ei ole annettu. Useimmat niistä liittyvät KB-11: n työhön tärkeimpänä toimeenpanoorganisaationa, jossa ajan myötä muodostettiin työjärjestys, joka määritettiin Neuvostoliiton ministerineuvoston päätöslauselmilla ja KB-11: n johdon määräyksillä. Helmikuun 8. päivänä 1949 KB-11: n päällikkö Pavel Zernov allekirjoitti määräyksen työstä KB-11: ssä RDS-6: n osalta, jonka kohdassa 1 oli tarkoitus perustaa ryhmä”pääsuunnittelijan suorassa valvonnassa”. Yu B. B. Khariton RDS-6: n luomiseen liittyvien kysymysten kehittämisestä seuraavassa kokoonpanossa: Yu. B. Khariton (johtaja), 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.
Vuotta myöhemmin hallitus nimitti tieteellisen ohjaajan ja hänen sijaisensa, joka oli vastuussa tietyistä työalueista. Neuvostoliiton atomiprojektissa käyttöön otetun tieteellisen ohjaajan asema oli erittäin korkea, mistä esimerkkinä ovat esimerkiksi Igor Kurchatovin toiminta. Neuvostoliiton ministerineuvoston 26. helmikuuta 1950 antaman päätöslauselman nro 827-303ss / op "Työstä RDS-6: n luomisesta" lausekkeen 2 lausekkeessa 2 todetaan: Khariton, RDS-6S: n ja RDS-6T: n luominen, fyysisten ja matemaattisten tieteiden tohtori KISchelkina, RDS-6S-tuotteiden varavalvoja, Neuvostoliiton tiedeakatemian kirjeenvaihtajajäsen IE Tamm, apulaisvalvoja RDS-6T: n kirjeenvaihtajajäsenelle Neuvostoliiton tiedeakatemian jäsen Ya. B. Zel'dovich, ydinprosessien tutkimuksen apulaispäälliköt MG Meshcheryakov, fysiikan ja matematiikan kandidaatti ja GN Flerov, fysiikan ja matematiikan kandidaatti.
Lisäksi asetuksessa hyväksyttiin laskimien henkilökohtainen koostumus, jonka kappaleessa 4 luetaan seuraava:”Järjestää KB-11: ssä RDS-6S-tuotteen teorian kehittämiseksi laskenta- ja teoreettinen ryhmä Neuvostoliiton tiedeakatemian kirjeenvaihtajajäsen I. Ye. Tamm, kokoonpano: AD Saharov - fyysisten ja matemaattisten tieteiden kandidaatti, SZBelenky - fyysisten ja matemaattisten tieteiden tohtori, Yu. A. Romanov - tutkija, NNBogolyubov - akateemikko Ukrainan tiedeakatemia, I. Ya. Pomeranchuk - fyysisten ja matemaattisten tieteiden tohtori, V. N. Klimov - tutkimusavustaja, D. V. Shirkov - tutkimusavustaja."
Suunnitelman mukaan 1949-1950
Niinpä KB-11: n lisäksi RDS-6: n työhön osallistuivat johtavat tieteelliset asiantuntijat Neuvostoliiton tiedeakatemian instituuteista. Tämän seurauksena VB RDS-6S -hanketta tukevan laskennallista ja kokeellista tutkimusta käsittelevän KB-11: n tieteellisessä valvonnassa oli seuraavat toimeenpanoviranomaiset: Physical Institute (FIAN), Institute for Physical Problems (IPP), Institute of Kemiallinen fysiikka (ICP), laboratorio nro 1, laboratorio nro 2, laboratorio "B", Neuvostoliiton tiedeakatemian matemaattinen instituutti Leningradin haaran kanssa, Neuvostoliiton tiedeakatemian geofysiikan instituutti. NII-8, NII-9, LPTI, GSPI-11, GSPI-12, VIAM, NIIgrafit, sekä tuotantoyritykset: Leikkuulaite nro 817, tehdas nro 12, tehdas nro 418, tehdas nro 752, Verkhne- Saldan metallurginen tehdas, Novosibirskin kemiallinen tiivistetehdas.
Neuvostoliiton atomiprojektin hallinnollinen ja tieteellinen johto ryhtyi voimakkaasti järjestämään työtä ensimmäisen kotimaisen WB RDS-6: n luomiseksi. Ensimmäinen edustava kokous RDS-6: sta pidettiin 9. kesäkuuta 1949 Vannikovin ja Kurchatovin johdolla KB-11: ssä (Arzamas-16). Atomiprojektin johtavien tutkijoiden lisäksi Saharov kutsuttiin. Kokouksen osanottajat laativat "RDS-6: n tutkimussuunnitelman vuosille 1949-1950". (käsinkirjoitetussa muodossa, käsinkirjoituksen perusteella Saharovin laatimassa), ja siinä käsitellään seuraavia tutkimusalueita: kevyiden ytimien ydinreaktiot RDS-6: ssa; mahdollisuus käynnistää RDS-6 käyttämällä atomipommia ja tavanomaisia räjähteitä; atomipommin räjähdyksen käyttö tiedon saamiseksi EO: n luomisesta; prosessin kaasudynamiikka. Teoreettisen työn ohella määritettiin myös esiintyjät ja teollisen teknologian kehittämisen ajoitus tritiumin, litium-6: n, litiumdeuteridin, uraaniduteridin tuotannossa, jotka ovat välttämättömiä RDS-6: n luomiseksi.
RDS-6S-vetypommimalli testattiin onnistuneesti Semipalatinskin testipaikalla 12. elokuuta 1953.
Ensimmäisen Neuvostoliiton AB RDS-1: n, joka oli kopio amerikkalaisesta AB: stä, kapasiteetti oli 20 tuhatta tonnia TNT-ekvivalenttia. Alkuperäisen Neuvostoliiton mallin AB RDS-2: n TNT-ekvivalentti oli yhteensä 38 300 tonnia. Ensimmäisen WB RDS-6S: n teho ylitti AB RDS-2: n TNT-ekvivalentin lähes 10 kertaa, mikä oli epäilemättä Neuvostoliiton ydinaseiden kehittäjien merkittävä saavutus. Myöhemmin WB RDS-6S: n suunnitteluperiaatteita parannettiin vakavasti, mikä mahdollisti tehokkaamman aseen luomisen.