כל הפוטנציאל של המדע הסובייטי הושקע במוצר RDS-6S.
מן המסמכים הארכיוניים שפורסמו ידוע כי בתקופה הראשונית של פרויקט האטום הסובייטי פותחו שתי גרסאות של פצצת המימן (VB): "הצינור" (RDS-6T) וה"נשיפה "(RDS-6S). השמות התאימו במידה מסוימת לעיצובם.
הקבוצה של יעקב זלדוביץ 'במכון לפיזיקה כימית (ICP), ולאחר מכן מדעני מעבדה מס' 3 ומעבדה V, ביצעה חישובים של ה- RDS-6T VB בצורה של גליל דק דק בקוטר של 50 סנטימטר. ואורך של חמישה מטרים לפחות, מלא בדוטריום נוזלי בכמות של 140 קילוגרם. על פי חישובים, פיצוץ מסה זו של דוטריום שווה ערך לכמיליון טון TNT. פצצת אטום מסוג תותח משמשת ליזום פיצוץ. בין המטען של אורניום -235 לדויטריום נמצא מפוצץ נוסף העשוי מתערובת של דוטריום וטריטיום, המגיב מהר יותר ובטמפרטורה נמוכה יותר מדויטריום טהור. המערכת כולה מבודדת תרמית למניעת התאדות דויטריום נוזלי במהלך ההובלה. אפילו מתיאור זה, שהציג יעקב זלדוביץ 'בהערה "פצצת דוטריום מימן" בפברואר 1950, ניתן לראות כי יישום ה- RDS-6T WB עם מימן נוזלי התברר כקשורה בקשיים טכניים גדולים.
היתרון של "הנשיפה"
איגור תם, יעקב זלדוביץ 'ואנדריי סחרוב הצביעו בדו"ח "דגם המוצר RDS-6S" לשנת 1953 כי התגובה התרמו-גרעינית בדוטריום נמשכת בקצב הנדרש לפיצוץ רק בטמפרטורות גבוהות במיוחד, והאפשרות המעשית לשמר הם טרם הוכחו.
בקשר לתוצאות השליליות של שנים רבות של חישובים תיאורטיים, העבודה על ה- RDS-6T WB הופסקה בהחלטת הנהגת ברית המועצות MSM ב -1954.
הפתרון ליצירת VB בצורה של שכבות מתחלפות של חומר בקיע ורכיבים תרמו -גרעיניים (מכאן ה"נפיחה ") הוצע על ידי אנדריי סחרוב, עובד המחלקה התיאורטית של המכון לפיזיקה של האקדמיה למדעים (FIAN), בראשותו של איגור תם. ב -2 בדצמבר 1948, בישיבת המועצה המדעית והטכנית (STC) של מעבדה מס '2, דיון בדו"חות של זלדוביץ' ותם על תוצאות לימוד השימוש בתגובה של היתוך של גרעינים קלים עבור התקיימה יצירת WB של תוכניות עיצוב שונות.
מפרוטוקול ישיבת ה- NTS עולה כי המועצה רואה את תוצאות שתי הקבוצות כמעניינות, אך במיוחד המערכת בצורה של טור של שכבות מים כבדים ו- A-9 (סמל לאורניום טבעי), שלפי לחישובים ראשוניים, יכול להתפוצץ בקוטר עמוד של כ -400 מילימטרים. היתרון של מערכת זו הוא היכולת להשתמש במים כבדים במקום בדוטריום, מה שמבטל את הצורך להתמודד עם מימן בטמפרטורות נמוכות.
החלטת המועצה המדעית והטכנית למעבדה מס '2 משנת 1948 הצביעה על הצורך לרכז את עבודת קבוצת תם בהצעתו של סחרוב ולערוך ניסויים ב- FIAN בצוות של איליה פרנק לחקר ריבוי הניוטרונים במים הכבדים - אורניום. מערכת, ומשחררת את צוות המדענים מעבודות אחרות.
איגור קורצ'טוב ויולי חריטון דיווחו על תוצאות השיקול הזה לראש המנהלת הראשית הראשונה (PSU) תחת מועצת השרים של ברית המועצות, בוריס ואניקוב, בצירוף טיוטת החלטה של מועצת השרים של ברית המועצות, מוכן על בסיס החלטת ה- NTS.
הדיון בסמינר המדעי של מעבדה מס '2 בדוחותיהם של זלדוביץ' ותם שימש בסיס להתפתחות נרחבת של עבודה תיאורטית וניסיונית ביצירת פצצת המימן הביתית הראשונה.
גן עדן לתיאורטיקנים
VB RDS-6S במסמכים רשמיים נקרא מוצר, רק לפעמים השתמש בשמו האמיתי. RDS-6S מסודר באופן הבא: במרכז המערכת של שכבות מתחלפות של אורניום טבעי וחומר קל המורכב מתערובת של דוטריד וליטום -6 טריטיד, מונח מטען של אורניום -235. פני השטח של "הנשיפה" מורכב ממטען (חומר נפץ) ליזום פיצוץ של מטען גרעיני (אורניום -235), הגורם לזרימת אנרגיה עוצמתית בצורה של נויטרונים, קוונטים וחלקיקים אחרים. זה מוביל לחימום יינון (דחיסה) לטמפרטורות כוכביות של שכבה דקה של דלק תרמו -גרעיני ושכבת אורניום. במקרה זה, האחרון הופך לפלזמה עם עלייה מקבילה בלחץ, אשר דוחסת את השכבה הסמוכה של החומר הקל. בשל ההשפעה המשולבת של פיצוץ מטען גרעיני ושכבת אורניום מיוננת, נוצרים תנאים לתגובה תרמו -גרעינית, וכתוצאה מכך קצב הביקוע של האורניום על ידי נויטרונים תרמו -גרעיניים עולה. תכונה של תהליך זה היא שהוא מתרחש בתנאים קיצוניים: עם צפיפות גבוהה של שחרור אנרגיה בנפח חומר קטן בטמפרטורה גבוהה, כל זה מתפתח בתוך מיקרו שניות, מה שבסופו של דבר מוביל לאפקט נפיץ. המחקר החישובי של הפיזיקה של תהליכים מורכבים המתרחשים בבנק העולמי הוא ביטוי לאינטליגנציה הגבוהה יותר של מדענים, גן עדן לתיאורטיקנים, כפי שאמר אנדריי סחרוב פעם.
פצצת המימן הראשונה בעולם RDS-6S.
בדיקת חיוב שנערכה ב -12 באוגוסט
1953 באתר הבדיקות בסמיפלטינסק.
כוח טעינה - עד 400 kT
צילום: ואדים סביצקי
לפיכך, הדגימה הראשונה של ה- WB RDS-6S המקומית הכילה, בנוסף לחומרי נפץ, את החומרים הגרעיניים הבאים: אורניום -235, אורניום טבעי, ליתיום -6 דוטריד וטריטיד. זה איפשר להבטיח את יישום התהליכים הבאים: פיצוץ גרעיני של מטען מרכזי, חימום כתוצאה משכבות כדוריות אלה עם דוטריד וליטום -6 טריטיד, תגובה תרמו-גרעינית עם שחרור אנרגיה ויצירת מהירות נויטרונים, ביקוע של גרעיני אורניום -238 על ידי נויטרונים מהירים עם שחרור האנרגיה, האינטראקציה של ליתיום 6 עם נויטרונים בכדי להשיג כמות נוספת של טריטיום ובכך לשפר את התגובה התרמו-גרעינית העיקרית.
בפצצת מימן, תגובות גרעיניות רבות, תופעות הידרודינמיות ותהליכים תרמיים בעוצמה גבוהה מתרחשות כמעט בו זמנית. די ברור שבגלל היעדר שיטות לניתוחם ומידע אמין על קביעי האינטראקציה של חלקיקים, חישוב פיצוץ ה- WB הציג קשיים תיאורטיים משמעותיים. עם זאת, מדענים ומהנדסים סובייטים הצליחו ליצור את ה- WB המקומי הראשון, שהוא המכשיר הטכני המורכב ביותר בעולם.
עקרונות ארגון העבודה
לפעילות על יצירת פצצת המימן הראשונה בברית המועצות היו מספר מוזרויות. קודם כל, לכל המשתתפים בעבודה זו, ללא קשר לעמדתם הרשמית, הייתה אחריות ברמה גבוהה, והבינו את המשמעות הצבאית-פוליטית יוצאת הדופן של נוכחותו של סופרבומב כאחד האמצעים היעילים להגן על המדינה מפני איומים חיצוניים.
כמובן, ריכוז המדינה ותיאום הפעילות של כל המפעלים והארגונים, כמו גם המימון המרבי האפשרי של עבודה, כולל תמריצים חומריים נדיבים לתוצאות שהתקבלו, מילאו תפקיד עצום בהשגת ההצלחה. וכל זאת תוך בקרה קפדנית על הביצוע. הפוטנציאל הגבוה של המדע הסובייטי שלפני המלחמה, במיוחד הפיזיקה הגרעינית, ונוכחותם של מספר רב של מדענים ומהנדסים בעלי הכשרה גבוהה היו גם הם בעלי חשיבות רבה.
הישגיה של הפיזיקה הגרעינית שימשו כל הזמן לפתרון בעיות דחופות של הגנת המדינה.באופן כללי, ללא תוצאות מחקר יסודי, יצירת מוצר הייטק כזה כמו ה- RDS-6S WB ודגמי ה- WB המשופרים שלאחר מכן תהיה בלתי אפשרית. ידוע כי מנהל המכון לפיזיקה וטכנולוגיה של לנינגרד (LPTI), האקדמאי אברם איופה, בשנים שלפני המלחמה, ננזף על מחקר בפיזיקה גרעינית כבלתי נותן פתרון מעשי. אבל דווקא מחקר היסוד שלפני המלחמה איפשר לברית המועצות להשיג נשק מתקדם.
מדענים מצטיינים של המדינה עם התמחויות שונות השתתפו ביצירת הבנק העולמי המקומי הראשון, ביניהם צריך קודם כל לקרוא פיזיקאים מפורסמים כמו איגור קורצ'טוב, יוליוס חריטון, יעקב זלדוביץ ', קיריל שלצ'קין, איגור תם, אנדריי סחרוב., ויטאלי גינזבורג, לב לנדאו, יבגני זבבכין, יורי רומנוב, ג'ורג'י פלרוב, איליה פרנק, אלכסנדר שלניקוב ואחרים.
מאפיין יסודי של העבודה על RDS-6 היה השתתפותם של מספר רב של מתמטיקאים סובייטים מוסמכים במיוחד, כגון ניקולאי בוגוליובוב, איוון וינוגרדוב, ליאוניד קנטורוביץ ', מסטיסלב קלדיש, אנדריי קולמוגורוב, איוון פטרובסקי ורבים רבים אחרים. כל צבע המדע הסובייטי היה מעורב ביצירת ה- WB המקומי הראשון. השתתפות פעילה של מספר רב של צוותי מדע, עיצוב והנדסה וייצור במדינה עם כוח אדם מנוסה אפשרה לפתור את המשימות המורכבות ביותר עתירות מדע. הופעת WB הייתה בלתי אפשרית ללא ייצור ליתיום -6, דוטריום, טריטיום ותרכובותיהם בקנה מידה תעשייתי - המרכיבים העיקריים של נשק תרמו -גרעיני, שיטות להפרדת טריטיום מליתיום מוקרן וכו '.
רעיונות חדשים, פרויקטים של התקנות, תוכניות לעבודת מחקר ופיתוח, דיווחים של מנהלי מכונים על העבודה שבוצעו נדונים בסמינרים ובמועצות מדעיות של מעבדה מס '2, NTS PGU ו- NTS ב- KB-11 וכו'. כל החלטות הממשלה נוסחו על בסיס המלצות NU PSU ו- NTS ב- KB-11 לאחר אישור על ידי הנהגת ה- PSU והוועדה המיוחדת. הנוהג של דיון קולגאלי מתמיד בהצעות חדשות בישיבות STC הביא לחיסול פער גדול בין רעיונות ליישומם.
פרויקט האטום הסובייטי נבדל על ידי תוכנית רחבה של מחקר יסודי שונים עם בניית כורים והתקנות גרעיניות ניסיוניות, מאיצי חלקיקים טעונים וכו ', שתוצאותיהם שימשו מיד בביצוע משימות ספציפיות. במקביל, הוצאו כספים עצומים על מחקר יסודי.
אחראי באופן אישי
פתרון משימות המדינה ביצירת נשק-מימן גרעיני התאפשר במידה רבה הודות לצעדים הדחופים של הממשלה הסובייטית לארגן מבנה אפקטיבי לשליטה ריכוזית בפרויקט האטום. ב- 20 באוגוסט 1945 הוקמה הוועדה המיוחדת (SK, בראשותו של לברנטי בריה) תחת ועדת ההגנה של המדינה והמנהלת הראשית הראשונה (PSU, בראשות קומיסר העם לשעבר של בוריס ואניקוב) תחת מועצת הקומיסרים של ברית המועצות.. כתוצאה מכך יושם מעגל הניהול הבא של פרויקט האטום: מפעלים תעשייתיים, מכונים, ארגוני עיצוב - המועצה המדעית והטכנית (STC) PGU - PGU - ועדה מיוחדת - מועצת השרים של ברית המועצות. העבודה על יצירת ה- WB RDS-6S הייתה במעקב מתמיד על ידי הוועדה המיוחדת ו- PGU. לאחר מכתב המידע של ואניקוב וקורצ'טוב אודות האפשרות הבסיסית ליצור סופרבומב, הוועדה המיוחדת וה- PGU שקלו שוב ושוב את מצב ההתפתחויות ב- WB ובמידת הצורך הכינו החלטות והוראות של מועצת השרים. במהלך 1950-1953 פורסמו 26 החלטות וצווים של מועצת השרים של ברית המועצות בנושאים מדעיים, ייצוריים וארגוניים של פיתוח ה- WB RDS-6S. מספר כה גדול של החלטות ממשלה בתחומים אחרים של הפרויקט האטומי לא פורסמו. רובם מתייחסים לעבודה של KB-11 כארגון הביצוע העיקרי, שם נוצר עם הזמן סדר העבודה, שנקבע על ידי החלטות מועצת השרים של ברית המועצות והוראות הנהגת KB-11.ב- 8 בפברואר 1949, ראש KB-11, פאבל זרנוב, חתם על צו על עבודה ב- KB-11 ב- RDS-6, בפסקה 1 שתוכננה לארגן קבוצה בפיקוח ישיר של המעצב הראשי. יו. ב. חריטון להמשך פיתוח סוגיות על יצירת RDS-6 בהרכב הבא: יו. חריטון (מנהיג), קישצ'לקין, י.א.ב זלדוביץ ', NLDukhov, VI Alferov, AS Kozyrev, EI N. Flerov, L. V. Altshuler, V. A. Tsukerman, V. A. Davidenko, D. A. Frank-Kamenetsky, A. I. Abramov.
שנה לאחר מכן מינתה הממשלה מפקח מדעי וסגנו האחראי על תחומי עבודה ספציפיים. מעמדו של המפקח המדעי, שהוצג בפרויקט האטום הסובייטי, היה גבוה מאוד, כפי שמעידים למשל פעילותו של איגור קורצ'טוב. בסעיף 2 להחלטת מועצת השרים של ברית המועצות מס '827-303ss / op "על העבודה על יצירת RDS-6" מיום 26 בפברואר 1950 נאמר: חריטון, סגן המפקח המדעי הראשון של יצירת RDS-6S ו- RDS-6T, דוקטור למדעי הפיזיקה והמתמטיקה KISchelkina, סגן מפקח על מוצרי RDS-6S, חבר מקביל באקדמיה למדעי ברית המועצות IE Tamm, סגן מפקח על חלק תיאורטי של החבר המקביל ל- RDS-6T של האקדמיה למדעים של ברית המועצות יא. ב. ז'לדוביץ ', סגני המפקחים המדעיים למחקר על תהליכים גרעיניים MG Meshcheryakov, מועמד לפיזיקה ומתמטיקה, ו- GN Flerov, מועמד לפיזיקה ומתמטיקה.
כמו כן, הצו אישר את ההרכב האישי של המחשבונים, בפסקה 4 מתוכם קראנו את הדברים הבאים: "לארגן ב- KB-11 לפיתוח התיאוריה של המוצר RDS-6S חישוב וקבוצה תיאורטית בניהולו של חבר המקביל לאקדמיה למדעים של ברית המועצות I. Ye. Tamm, המורכב מ: AD סחרוב - מועמד למדעי הפיזיקה והמתמטיקה, SZBelenky - דוקטור למדעי הפיזיקה והמתמטיקה, Yu. A. Romanov - חוקר, NNBogolyubov - אקדמאי האקדמיה האוקראינית למדעים, I. Ya. Pomeranchuk - דוקטור למדעי הפיזיקה והמתמטיקה, V. N. Klimov - עוזר מחקר, D. V. Shirkov - עוזר מחקר."
על פי התוכנית 1949-1950
כך, בנוסף ל- KB-11, מומחים מדעיים מובילים מהמכונים של האקדמיה למדעים של ברית המועצות השתתפו בעבודה על ה- RDS-6. כתוצאה מכך, בפיקוח מדעי של KB-11 על מחקר חישובי וניסיוני לתמיכה בפרויקט VB RDS-6S, היו הארגונים המבצעים הבאים: מכון פיזי (FIAN), מכון לבעיות גופניות (IPP), מכון פיזיקה כימית (ICP), מעבדה מס '1, מעבדה מס' 2, מעבדה "B", המכון המתמטי של האקדמיה למדעים של ברית המועצות עם סניף לנינגרד, המכון לגיאופיזיקה של האקדמיה למדעים של ברית המועצות. NII-8, NII-9, LPTI, GSPI-11, GSPI-12, VIAM, NIIgrafit, כמו גם מפעלים לייצור: שילוב מס '817, מפעל מס' 12, מפעל מס '418, מפעל מס' 752, Verkhne- מפעל מטלורגי סלדה, מפעל ריכוז כימי נובוסיבירסק.
ההנהגה האדמיניסטרטיבית והמדעית של פרויקט האטום הסובייטי יצאה במרץ לארגן עבודות ביצירת ה- WB RDS-6 המקומי הראשון. פגישת הנציגות הראשונה בנושא RDS-6 התקיימה ב- 9 ביוני 1949 בניהולם של ואניקוב וקורצ'טוב ב- KB-11 (Arzamas-16). בנוסף למדענים המובילים בפרויקט האטום, הוזמן סחרוב. משתתפי המפגש פיתחו את "תוכנית עבודת המחקר בנושא RDS-6 בשנים 1949-1950". (בצורה בכתב יד, מוכן, אם לשפוט על פי כתב היד, על ידי סחרוב), המספק את תחומי המחקר הבאים: תגובות גרעיניות של גרעינים קלים ב- RDS-6; האפשרות ליזום את ה- RDS-6 באמצעות פצצת אטום וחומרי נפץ קונבנציונאליים; השימוש בפיצוץ פצצת אטום להשגת מידע בנוגע ליצירת EO; דינמיקת הגז של התהליך.במקביל לעבודה תיאורטית נקבעו גם הביצועים והתזמון לפיתוח טכנולוגיות תעשייתיות לייצור טריטיום, ליתיום 6, ליתיום דוטריד, אורניום דוטריד, הדרוש ליצירת RDS-6.
דגם פצצת המימן RDS-6S נבדק בהצלחה באתר הבדיקות בסמיפלטינסק ב -12 באוגוסט 1953.
קיבולת ה- AB RDS-1 הסובייטית הראשונה, שהייתה עותק של ה- AB האמריקאי, הייתה 20 אלף טון של שווי ערך TNT. המקבילה הכוללת של TNT ל- AB RDS-2 בעיצוב הסובייטי המקורי הייתה 38,300 טון. כוחו של ה- WB RDS-6S הראשון עלה כמעט פי 10 על המקבילה של TNT ל- AB RDS-2, מה שהיה ללא ספק הישג מרכזי של מפתחי הנשק הגרעיני הסובייטי. לאחר מכן, עקרונות העיצוב של WB RDS-6S שופרו ברצינות, זה איפשר ליצור נשק חזק יותר.