70 лет назад на Семипалатинском полигоне состоялось испытание первой советской одностадийной термоядерной (водородной) бомбы, которая имела «служебное» название РДС-6с (А.Д. Сахаров, Ю.Б. Харитон, Я.Б. Зельдович и др.). Председатель Государственной комиссии — министр МСМ СССР В.А. Малышев. Измеренная мощность взрыва в 400 кт почти в 20 раз превышала мощность атомного заряда, взорванного США над японским городом Хиросима. Это было четвертое ядерное испытание, проведенное в СССР.
Успех испытания означал для СССР очень многое. Прежде всего то, что в создании самого мощного на Земле оружия наша страна не отстаёт от Соединённых Штатов Америки и даже опережает по ряду направлений. Так, испытание РДС-6с показало, что СССР впервые в мире создал компактное (оно помещалось в бомбардировщик «Ту-16») термоядерное изделие огромной мощности. США к тому времени имели «в запасе» испытание термоядерного устройства размером с трёхэтажный дом и весом более 60 т, а в качестве термоядерного горючего в нем использовался жидкий дейтерий при криогенной температуре.
Событию 12 августа 1953 г. предшествовала напряжённая работа многих коллективов учёных, инженеров, конструкторов и производственников по всей стране.
Начало первых работ по термоядерной тематике в СССР относится к 1945 г. Тогда И.В. Курчатов по каналам разведки получил информацию об исследованиях по термоядерной проблеме, ведущихся в США. Они были начаты по инициативе Э. Теллера в 1942 г. По заданию И.В. Курчатова в 1946 г. группа советских физиков под руководством Ю.Б. Харитона провела предварительный анализ возможностей создания термоядерного оружия. Вскоре небольшой коллектив сотрудников Института химической физики АН СССР (Я.Б. Зельдович, А.С. Компанеец и С.П. Дьяков) приступил к работам по одному из возможных вариантов развития термоядерной реакции. Как впоследствии выяснилось, этот путь, по которому шли в то время и американские учёные, был тупиковым.
Работы по выяснению возможности создания водородного заряда были начаты в КБ-11 на основании постановления Совета Министров СССР № 1989-773 от 10 июня 1948 г. Это было связано с тем, что Правительство СССР, опираясь на данные разведки, приняло решение о начале работ над отечественным термоядерным оружием.
В июне 1948 г. в Физическом институте им. П.Н. Лебедева АН СССР была создана группа теоретиков под руководством И.Е. Тамма, члена-корреспондента АН СССР. В состав группы входили А.Д. Сахаров, В.Л. Гинзбург, Ю.А. Романов, С.З. Беленький и Е.С. Фрадкин. Параллельно в Институте химической физики АН СССР была образована группа под руководством Н.Н. Боголюбова (В.Н. Климов, Д.В. Ширков). Физикам поручалось исследовать возможности создания термоядерного оружия. Было ясно, что создание водородной бомбы становилось не только сложной технической и производственной задачей, но и требовало решения многих чисто научных вопросов. Для этого и была создана группа во главе с И.Е. Таммом — ученым с мировым именем.
Уже осенью 1948 г. А.Д. Сахаров, которому в мае исполнилось 27 лет, высказал основополагающие идеи, определившие ход дальнейшей работы над термоядерной проблемой. Столь же молодо — от 24 до 32 лет — было большинство сотрудников группы И.Е. Тамма, только самому руководителю исполнилось 52 года. А.Д. Сахаровым была предложена принципиально новая конструкция изделия (бомбы), названная «слойкой». Это предложение позволяло добиться значительного увеличения мощности взрыва без существенного наращивания веса ядерного заряда. Идея А.Д. Сахарова (по его терминологии она называлась «первой идеей») прекрасно согласовывалась со «второй идеей», высказанной В.Л. Гинзбургом, который предложил использовать в «слойке» изотоп 6Li, дейтерид лития. И.В. Курчатов правильно оценил большие перспективы применения 6Li и оперативно организовал его производство в Челябинске-40. В результате Советский Союз первым применил его в испытаниях водородного оружия.
После успешного испытания первой советской атомной бомбы 29 августа 1949 г. американцы форсировали свою программу наращивания ядерных сил. Разработка термоядерных вооружений становилась всё более приоритетным направлением для СССР, и весной 1950 г. часть группы И.Е. Тамма — он сам, А.Д. Сахаров и Ю.А. Романов — переезжает на Объект, в КБ-11, где работы развернулись с высокой степенью интенсивности и глубины. Вскоре на Объект приехала и группа Боголюбова. Группа Я.Б. Зельдовича прибыла в КБ-11 ещё в 1948 г. Исследованиями по тематике термоядерного оружия занимались и в других научных центрах страны — в Москве, Ленинграде, Харькове…
Разработка водородного оружия требовала участия специалистов самого разного профиля. Так, для решения задач математической физики, связанных с ядерной проблемой, в конце 40-х годов был создан ряд научных групп, разрабатывавших численные методы. Руководили этими коллективами Н.Н. Мейман, К.А. Семендяев, А.Н. Тихонов. Самой быстродействующей машиной, имевшейся тогда в распоряжении советских математиков, была клавишная машина фирмы «Мерседес», полученная из Германии по репарации. Конкретные расчеты проводились большими коллективами девушек-вычислителей, и календарные сроки каждого расчета были достаточно велики — от недель до полугода.
В 1951 г. разрозненные группы математиков были объединены под началом М.В. Келдыша в специальный институт в Москве, названный Отделением прикладной математики (впоследствии — Институт прикладной математики АН СССР им. М.В. Келдыша). В 1953 г. заработала первая отечественная ЭВМ «Стрела», на которой под руководством А.Н. Тихонова и К.А. Семендяева выполнялись расчеты «слойки». По их результатам отбраковывались те или иные схемы конструкций и существенно корректировались первоначальные оценки. Интенсивно велись эксперименты по изучению кинетики нейтронных процессов в сложных сборках, имитирующих конструкцию «слойки». По этому направлению работали сотрудники КБ-11 (Ю.А. Зысин, А.И. Павловский), ФИАН (И.М. Франк, И.Я. Барит), а также Дубны (И.С. Погребов). Велись натурные эксперименты (их выполняли сотрудники КБ-11 К.И. Щелкин, А.Д. Захаренков) с обычными тротиловыми зарядами для определения основных газодинамических параметров выбранной конструкции бомбы. Эта напряжённая, многосторонняя деятельность позволила разработчикам к августу 1953 г. подготовить изделие РДС-6с для испытания.
На Семипалатинском полигоне широким фронтом шла подготовка опытного поля — участка, где располагались различные сооружения, постройки, техника и другие объекты для изучения различных аспектов воздействия взрыва.
Сигнал на подрыв РДС-6с был подан в 7.30 утра 12 августа 1953 г. Горизонт озарила ярчайшая вспышка, которая слепила глаза даже через тёмные очки. Необычные явления, сопутствующие развитию взрыва, многие наблюдатели фиксировали очень тщательно, а затем передали свои записи И.В. Курчатову. Вот что можно в них прочитать:
«Явление наблюдал 12 августа с.г. с аэродрома в пункте «М», в 65-ти км от места взрыва. Ровно в 7 час. 30 мин. утра на горизонте в стороне «Поля» вспыхнул яркий белый ослепительный свет, который, несмотря на имевшиеся затемнённые очки, заставил меня на миг закрыть глаза. Ослепительная вспышка мгновенно превратилась в огромную бушующую и с каждой секундой увеличивающуюся на горизонте огненную массу. Высоко над горизонтом появился шар красно-оранжевого цвета, который взорвался, и на его месте образовалось плотное белое облако, имеющее форму гриба, которое, однако, в вершине сравнительно долго (около 15-20 минут) сохраняло оранжевую окраску…
Далее это облако стало менять свою форму под действием ветра и скрылось за тучами в 12 часов в юго-западном направлении… Огненный полушар всплыл, образуя светящуюся головку «гриба» на толстой тёмной ножке. Головка гриба, расширяясь, плавно поднималась, ножка при этом утоньшалась, особенно в верхней своей части, примыкающей к головке; головка быстро гасла и стала тёмной… Резко бросалось в глаза быстрое движение во всей массе облака… На верхней части головки появилось белое облако, а из верхней части ножки (пылевого столба), примыкающей к головке, начало формироваться облако в виде расширяющегося вниз конуса (юбки)… Общее впечатление от взрыва очень сильное. В боевых условиях, несомненно, взрыв морально подействует на людей, которые будут его наблюдать со стороны. В жизни я много видел разрывов и взрывов, но этот взрыв не имеет с ними ничего общего и не может с чем-либо быть сравним. Незабываемы также мои впечатления о тех разрушениях на значительных расстояниях от эпицентра взрыва, которые я наблюдал, объезжая полигон после события. В конечном счёте нельзя не сказать о своём впечатлении радости и гордости за наших советских людей, создавших это грандиозное оружие.
Велико наше счастье, что мы не дали американцам долго оставаться монополистами этого средства…»
(Из докладных записок инженера И. Мукосеева, майора В. Пастухова, академика М. Лаврентьева, генерал-лейтенантов С. Рогинского и С. Рождественского).
Наблюдения результатов взрыва производились регулярными выездами на опытное поле, первый из которых состоялся уже 12 августа. На основании выполненных наблюдений можно было сделать выводы о необычайно высокой мощности взрыва. Эти данные были подтверждены физическими измерениями.
Главное значение разработки и испытания РДС-6с состоит в проведении широкого объёма ядерно-физических лабораторных экспериментов, позволивших внести ясность в описание процессов термоядерного взрыва, в том числе и для заряда следующего поколения — РДС-37. Большое значение имело создание математических методов расчёта термоядерного взрыва, которые сильно продвинули вперёд нашу вычислительную математику и технику. В испытании РДС-6с впервые было использовано сухое ядерное горючее, что являлось серьёзным технологическим прорывом. Созданная в связи с разработкой РДС-6с научная и технологическая база позволила в очень короткие сроки подготовить и испытать термоядерный заряд РДС-37. Анализируя впоследствии результаты нашего первого испытания, американский физик-теоретик, немец по происхождению Х. Бете писал: «Поразительно, что они (русские) смогли это осуществить… Достижением было и то, что была получена такая большая мощность без использования конфигурации Улама-Теллера. В то время мы не смогли бы это сделать…»
В испытаниях подтвердились ожидаемые характеристики изделия, а также было определено воздействие взрыва на различную военную технику и сооружения. Разработанный термоядерный заряд совпадал по габаритам и массе с первым атомным зарядом, а это означало, что с этим зарядом можно сделать транспортабельную термоядерную бомбу.
За разработку первого термоядерного заряда стали Героями Социалистического Труда 10 сотрудников КБ-11, в том числе академики А.Д. Сахаров, И.Е. Тамм, Ю.Б. Харитон. *, **
Постановлением Правительства СССР на ВНИИРТ возложены обязанности головной организации в области медицинской радиационной техники.
