По странному совпадению на август приходится целых четыре "ядерных" даты: 20 августа 1945 года был создан Атомный комитет, 29 августа 1949 года на Семипалатинском полигоне испытано первое советское ядерное устройство РДС-1, 12 августа 1953 года испытана термоядерная бомба РДС-6с, а 23 августа 1953 года – боевая ядерная бомба РДС-4. Урожайный месяц…
На самом деле ядерные исследования в СССР стартовали, конечно же, намного раньше.
Начало
Ещё в 1910 году Владимир Вернадский сказал:
"Перед нами открываются в явлениях радиоактивности источники атомной энергии, в миллионы раз превышающие все те источники сил, какие рисовались человеческому воображению. Как ни труден этот путь – нет никакого сомнения, что человечество пойдёт по нему".
В ноябре 1921 года был основан Государственный физико-технический рентгенологический институт (сейчас – ФТИ РАН), который более трёх десятилетий возглавлял академик Абрам Иоффе. В 1933 году в институте появляется отдел ядерной физики, который возглавляет молодой (30 лет) Игорь Курчатов. Учёные отдела обосновали возможность цепной реакции деления урана, рассчитали критическую массу, открыли спонтанное деление ядер урана.
В январе 1922 года по инициативе Владимира Вернадского был создан Радиевый институт, занимавшийся, в основном, радиохимическими исследованиями. Вернадский сразу же сформулировал цель института как "овладение ядерной энергией".
В октябре 1941 года харьковские ученые Виктор Маслов и Владимир Шпинель получили свидетельство на изобретение "Об использовании урана в качестве взрывчатого или токсичного вещества".
В 1941 году большинство проектов в ядерной сфере остановились – "всё для фронта". Но продолжалось это недолго. Оказалось, что ядерные исследования имеют военное применение, причём в осязаемой перспективе.
В сентябре 1941 года советская разведка получила от "Кембриджской пятёрки" информацию о том, что в Британии считают вполне реальным создание ядерного оружия. В июне 1942 года радиохимик Виталий Хлопин на основании анализа западных научных журналов пришёл к выводу, что исследования в сфере использования ядерной энергии засекречены.
28 сентября 1942 года Государственный комитет обороны принимает распоряжение "Об организации работ по урану", а 11 февраля 1943 года было принято постановление ГКО о начале практических работ по созданию атомной бомбы. Научное руководство всеми работами было поручено Курчатову.
24 июля 1945 года в Потсдаме президент США Трумэн сообщил Сталину, что у США "теперь есть оружие необыкновенной разрушительной силы".
Уже после боевого применения ядерного оружия, 20 августа 1945 года, при ГКО был образован Специальный комитет для руководства всеми работами по использованию атомной энергии. Возглавил его Лаврентий Берия.
В 1945 году началось строительство предприятий по получению оружейного урана на Урале – в Челябинской и Свердловской областях.
Огромную помощь при организации работ по созданию советского ядерного оружия сыграла советская разведка, "атомное" направление которой координировал Павел Судоплатов. Достаточно сказать, что уже через 12 дней после окончания сборки первой атомной бомбы в США описание её устройства уже было получено в Москве. Правда, полученная информация скорее подтверждала, что советские физики и инженеры находятся на правильном пути – разработки "импортировать" было невозможно.
От теории – к инженерному воплощению
9 апреля 1946 года было принято постановление Совмина СССР о создании конструкторского бюро (КБ-11). Начальником КБ-11 был назначен Павел Зернов, главным конструктором – Юлий Харитон. Непосредственно разработкой конструкции и ядерной и термоядерной бомб руководил главный конструктор тяжёлых танков КВ и ИС Николай Духов. Учреждение было размещено в 80 км от Арзамаса на территории бывшего Саровского монастыря.
В постановлении Совета Министров СССР от 21 июня 1946 года РДС была определена как "Реактивный двигатель "С". Разработчики предложили свои неофициальные варианты расшифровки – "Россия делает сама" и "Родина дарит Сталину". В литературе букву "с" обычно расшифровывают как "специальный", но трудно сказать, закладывался такой смысл изначально или это влияние позднейшей военной терминологии, в которой ядерный заряд называется "специальным".
Бомба должна была изготавливаться в виде авиационного боеприпаса весом не более 5 тонн, диаметром не более 1,5 метра и длиной не более 5 метров. Эти ограничения были обусловлены геометрией бомболюка дальнего бомбардировщика Ту-4 (советская нелицензионная копия Boeing B-29 Superfortress, использовавшегося при бомбардировке Хиросимы и Нагасаки).
В основу конструкции были получены разведданные о бомбе "Толстяк", использованной в Нагасаки. Там был применён вариант образования критической массы в результате воздействия сферической ударной волны от взрыва обычной взрывчатки. Этот вариант был сложнее, поскольку требовал точной синхронизации взрыва заряда, но обещал большую мощность, чем вариант хиросимской бомбы "пушечного" типа (там два куска плутония слипались под воздействием обычного взрыва в стальной трубе).
Самих проектов было два: РДС-1 с плутониевым и РДС-2 – с урановым зарядом. В 1948 году от РДС-2 отказались в силу его бесперспективности, хотя плутоний – вещество значительно более неприятное в использовании, чем уран (токсичное, сложно поддающееся обработке).
25 декабря 1946 года в Москве был запущен первый в СССР опытный ядерный реактор Ф-1. Первый промышленный реактор (заодно – первый реактор с охлаждением), в котором путём облучения урана получался плутоний, был запущен на комбинате "Маяк" в Челябинской области 19 июня 1948 года. Уран добывался первоначально в Таджикистане, украинские месторождения были открыты гораздо позже.
21 апреля 1947 года в районе Семипалатинска был создан 2-й Государственный центральный научно-исследовательский испытательный полигон, уже в августе переданный в ведение Министерства обороны.
29 августа 1949 года на Семипалатинском полигоне было проведено испытание взрывного устройства этой бомбы. Мощность взрыва была эквивалентна взрыву 20 тысяч тонн тротила*. Уже 3 сентября в пробе воздуха, взятой американским самолётом-разведчиком в районе Камчатки, были обнаружены не встречающиеся в природе изотопы урана 237 и 239.
Вообще история РДС-1 довольно странная. Изделие удалось загнать в запланированные рамки (масса – 4,6 тонны, длина – 3,7 м.). Более того, проводись аэродинамические испытания корпуса с массо-габаритным макетом ядерного заряда. Устройства серийно выпускались – до конца 1951 года собрали 29 штук. Но, ни одного боевого сброса с самолёта осуществлено не было и, более того, в современной литературе пишется, что в качестве оружия РДС-1 никогда не рассматривался. Судя по всему, проблема была в синхронизации взрыва в условиях свободного полёта.
Официально о наличии у СССР собственного атомного оружия объявил зампред Совмина СССР Климент Ворошилов 8 марта 1950 года.
18 октября 1951 года была испытана бомба РДС-3. Её уже сбрасывали с бомбардировщика. Испытания прошли успешно, но это устройство всё равно разработчиков не устроило.
Боевое оружие
В США первое термоядерное устройство было испытано 1 ноября 1952 года. Ivy Mike было именно "устройство", предназначенное для экспериментального выяснения самой по себе возможности двухступенчатого взрыва. Причём американские учёные вполне серьёзно опасались, что от этого взрыва сдетонирует океан…
Двуступенчатой термоядерная (водородная) бомба называется потому, что реакция термоядерного синтеза начинается только при очень высоких температурах, которые дают положительно заряженным частицам энергию достаточную для преодоления кулоновских сил отталкивания. При формировании звёзд температура эта развивается благодаря сдавливанию силами гравитации. На Земле для этого служит ядерный взрыв. Собственно, именно сложности с созданием условий для термоядерного синтеза не дают пока возможности использовать термоядерную реакцию в мирных целях.
Ivy Mike представлял собой огромный куб весом 74 тонны. Заряд был расположен на островке Элугелаб тихоокеанского атолла Энивиток. Сейчас там яма глубиной 50 метров. Пригодная для применения термоядерная бомба была испытана США 1 марта 1954 года в ходе испытаний Castle Bravo.
В СССР размениваться на испытание для подтверждения теоретических выводов не стали.
Термоядерное устройство РДС-6с изначально собиралось как авиационная бомба. Буква "с" в индексе обозначала предложенный Андреем Сахаровым термин "слойка": это была конструкция из чередующихся слоёв лёгкого (тяжёлые молекулы водорода – дейтерий и тритий) и тяжёлого (уран) вещества.
Успешное испытание было проведено 12 августа 1953 года. Этот взрыв всё же не был в полной мере термоядерным – при мощности 400 кт на реакцию синтеза приходилось 15-20%. Само устройство оказалось очень дорогим (при его изготовлении было использовано 1,2 кг. трития), а дальнейшие исследования показали, что схема тупиковая – создать полноценную термоядерную бомбу таким образом невозможно (Эдвард Теллер примерно в то же время пришёл к аналогичным выводам). Полноценная термоядерная бомба РДС-37 прошла испытания уже 22 ноября 1955 года.
А вот первая предназначенная для практического применения ядерная бомба, РДС-4, была испытана 23 августа 1953 года. Сброс бомбы осуществлялся с реактивного бомбардировщика Ил-28 (т.е. это было тактическое орудие), мощность составила 28 кт.
Забавный момент – одно из названий бомбы было "изделие Т" или… "Татьяна". Как там говорит народная мудрость? "Обидеть Таню может каждый. Не каждый может убежать"…
Интересно, что американские авторы Д. Хогертон и Э. Рэймонд в статях для журнала Look (в 1948 году изданы в СССР) предсказали, что СССР сможет создать ядерное устройство к 1954 году. Они ошиблись, но если учитывать, что они использовали термин "бомба" – не так уж сильно.
Мирный атом
16 мая 1949 года Совмин СССР, на основе записки академика Петра Капицы принял постановление о создании атомной электростанции. Научным руководителем работ был назначен Курчатов, а главным конструктором реактора – Николай Доллежаль.
Занимавшаяся этим проектом "Лаборатория В" (с 1960 года и по сей день – Физико-энергетический институт в Обнинске) была основана ещё 31 мая 1946 года.
Строительство станции началось в 1952 году. Место для строительства (будущий город Обнинск Калужской области) определил глава МВД Сергей Круглов.
В феврале 1954 года был сооружён "реактор нулевой мощности" – стенд, позволявший запустить цепную реакцию, что и было осуществлено в марте. В том же году там произошла первая и единственная на этом объекте авария, в ходе которой переоблучение получили 10 человек (утечки радиации не было).
На станции был установлен реактор АМ-1 электрической мощностью 5 МВт. Это уран-графитовый канальный реактор, где теплоносителем является вода, находящаяся под давлением 100 атмосфер. Преемниками этого реактора являются "чернобыльские" РБМК-1000, всё ещё работающие на Курской и Ленинградской АЭС.
26 июня 1954 года был осуществлён пуск АЭС, которая на следующий день была подключена к энергосистеме.
* Принятое измерение эквивалентность мощности ядерного заряда носит теоретический характер – обеспечить синхронную детонацию нескольких десятков тысяч, не говоря о миллионах, тонн тротила невозможно.