Tot el potencial de la ciència soviètica es va invertir en el producte RDS-6S.
Pels documents d’arxiu publicats se sap que en el període inicial del Projecte Atòmic Soviètic es van desenvolupar dues versions de la bomba d’hidrogen (VB): la "canonada" (RDS-6T) i la "puff" (RDS-6S). Els noms corresponen fins a cert punt al seu disseny.
El grup de Yakov Zeldovich a l’Institut de Física Química (ICP), i després els científics del Laboratori núm. 3 i del Laboratori V, van realitzar càlculs del RDS-6T VB en forma de cilindre de paret prima amb un diàmetre de 50 centímetres. i una longitud d'almenys cinc metres, plena de deuteri líquid en una quantitat de 140 quilograms. Segons els càlculs, l'explosió d'aquesta massa de deuteri equival a un a dos milions de tones de TNT. Es fa servir una bomba atòmica de tipus canó per iniciar una explosió. Entre la càrrega de l’urani-235 i el deuteri hi ha un detonador addicional format a partir d’una barreja de deuteri i triti, que reacciona més ràpidament i a una temperatura més baixa que el deuteri pur. Tot el sistema està aïllat tèrmicament per evitar que el deuteri líquid s’evapori durant el transport. Fins i tot per aquesta descripció, presentada per Yakov Zeldovich a la nota "Bomba d'hidrogen deuteri" el febrer de 1950, es pot veure que la implementació del RDS-6T WB amb hidrogen líquid va resultar estar associada a grans dificultats tècniques.
L'avantatge del "puff"
Igor Tamm, Yakov Zeldovich i Andrei Sakharov van assenyalar en el seu informe "Model del producte RDS-6S" per al 1953 que la reacció termonuclear al deuteri es produeix a la velocitat requerida per a una explosió només a temperatures extremadament altes i la possibilitat pràctica de mantenir encara no s’ha demostrat.
En relació amb els resultats negatius de molts anys de càlculs teòrics, el treball sobre el RDS-6T WB es va acabar per la decisió de la direcció de l'URSS MSM el 1954.
La solució per crear un VB en forma de capes alternes de matèria fissible i components termonuclears (d’aquí el "puff") va ser proposada per Andrei Sakharov, empleat del departament teòric de l'Institut de Física de l'Acadèmia de Ciències (FIAN), encapçalat per Igor Tamm. El 2 de desembre de 1948, en una reunió del Consell Científic i Tècnic (STC) del Laboratori núm. 2, es va debatre els informes de Zeldovich i Tamm sobre els resultats de l'estudi de l'ús de la reacció de fusió de nuclis lleugers per a la es va produir la creació de WB de diversos esquemes de disseny.
El protocol de la reunió del NTS indicava que el consistori considera interessants els resultats d’ambdós grups, però sobretot el sistema en forma de columna de capes d’aigua pesada i A-9 (símbol de l’urani natural), que segons a càlculs preliminars, pot detonar amb un diàmetre de columna d’uns 400 mil·límetres. L’avantatge d’aquest sistema és la possibilitat d’utilitzar aigua pesada en lloc de deuteri, cosa que elimina la necessitat de tractar l’hidrogen a baixes temperatures.
La decisió del Consell Científic i Tècnic del Laboratori núm. 2 de 1948 va indicar la necessitat de concentrar el treball del grup de Tamm en la proposta de Sàkharov i de realitzar experiments a FIAN a l'equip d'Ilya Frank per estudiar la multiplicació de neutrons a l'aigua pesada - urani sistema, alliberant l’equip de científics d’altres treballs.
Igor Kurchatov i Yuliy Khariton van informar dels resultats d'aquesta consideració al cap de la Primera Direcció Principal (PSU) del Consell de Ministres (CM) de l'URSS, Boris Vannikov, adjuntant un projecte de resolució del Consell de Ministres de l'URSS, preparat sobre la base de la decisió del NTS.
El debat al seminari científic del laboratori núm. 2 dels informes de Zeldovich i Tamm va servir de base per al desenvolupament generalitzat de treballs teòrics i experimentals sobre la creació de la primera bomba d’hidrogen domèstica.
Un paradís per als teòrics
VB RDS-6S en els documents oficials s’anomenava producte, només de vegades utilitzant el seu veritable nom. El RDS-6S es disposa de la següent manera: al centre del sistema d’alternar capes d’urani natural i un material lleuger format per una barreja de deuterur i tritid de liti-6, es col·loca una càrrega d’urani-235. La superfície del "buf" consisteix en un explosiu (explosiu) per iniciar una explosió d'una càrrega nuclear (urani-235), que provoca un poderós flux d'energia en forma de neutrons, quants i altres partícules. Això condueix a un escalfament per ionització (compressió) a temperatures estel·lars d’una fina capa de combustible termonuclear i una capa d’urani. En aquest cas, aquest últim es converteix en plasma amb un augment de la pressió corresponent, que comprimeix la capa adjacent de la substància lleugera. A causa de l'efecte combinat de l'explosió d'una càrrega nuclear i una capa ionitzada d'urani, es creen condicions per a una reacció termonuclear, com a resultat de la qual augmenta la velocitat de fissió de l'urani pels neutrons termonuclears. Una característica d’aquest procés és que té lloc en condicions extremes: amb una alta densitat d’alliberament d’energia en un petit volum de matèria a una temperatura elevada, tot això es desenvolupa en microsegons, cosa que en última instància provoca un efecte explosiu. L’estudi computacional de la física de processos complexos que es produeixen al Banc Mundial és una manifestació de la intel·ligència superior dels científics, un paradís per als teòrics, com va dir una vegada Andrei Sakharov.
La primera bomba d’hidrogen del món RDS-6S.
Prova de càrrega realitzada el 12 d’agost
1953 al lloc de proves de Semipalatinsk.
Potència de càrrega: fins a 400 kT
Foto: Vadim Savitsky
Així, la primera mostra del WB RDS-6S domèstic contenia, a més d'explosius, els següents materials nuclears: urani-235, urani natural, deuterur de liti-6 i tritide. Això va permetre garantir la implementació dels processos següents: una explosió nuclear d’una càrrega central, escalfament com a resultat d’aquestes capes esfèriques amb deuterur i tritid de liti-6, una reacció termonuclear amb l’alliberament d’energia i la formació de ràpids els neutrons, la fissió dels nuclis d’urani-238 per part de neutrons ràpids amb l’alliberament d’energia, la interacció del liti 6 amb els neutrons per obtenir una quantitat addicional de triti i, per tant, millorar la reacció termonuclear primària.
En una bomba d’hidrogen, es produeixen gairebé simultàniament nombroses reaccions nuclears, fenòmens hidrodinàmics i processos tèrmics d’alta intensitat. És bastant obvi que, a causa de la manca de mètodes per al seu anàlisi i informació fiable sobre les constants d’interacció de les partícules, el càlcul de l’explosió del WB presentava importants dificultats teòriques. No obstant això, científics i enginyers soviètics van aconseguir crear el primer WB nacional, que és el dispositiu tècnic més complex del món.
Principis d’organització del treball
L’activitat sobre la creació de la primera bomba d’hidrogen a la Unió Soviètica tenia diverses peculiaritats. En primer lloc, tots els participants en aquest treball, independentment de la seva posició oficial, tenien un alt nivell de responsabilitat, entenent la significació militar-política excepcional de la presència d’una superba com un dels mitjans eficaços per protegir el país de les amenaces externes.
Per descomptat, la centralització estatal i la coordinació de les activitats de totes les empreses i organitzacions, així com el màxim finançament possible del treball, inclosos els generosos incentius materials per als resultats obtinguts, van jugar un paper enorme en l’èxit. I tot això amb un estricte control sobre l'execució. L’alt potencial de la ciència soviètica d’abans de la guerra, especialment la física nuclear, i la presència d’un gran nombre de científics i enginyers altament qualificats també van ser de gran importància.
Els èxits de la física nuclear es van utilitzar constantment per resoldre problemes urgents de defensa del país. En general, sense els resultats d'una investigació fonamental, seria impossible la creació d'un producte d'alta tecnologia com el RDS-6S WB i els models WB millorats posteriorment. Se sap que el director de l’Institut de Física i Tecnologia de Leningrad (LPTI), acadèmic Abram Ioffe, en els anys d’abans de la guerra, va ser increpat per la investigació en física nuclear perquè no donava una solució pràctica. Però va ser precisament la investigació fonamental d’abans de la guerra la que va permetre a la Unió Soviètica obtenir armes avançades.
Científics destacats del país de diverses especialitats van participar en la creació del primer Banc Mundial nacional, entre els quals cal nomenar, en primer lloc, físics tan famosos com Igor Kurchatov, Julius Khariton, Yakov Zeldovich, Kirill Shchelkin, Igor Tamm, Andrei Sakharov, Vitaly Ginzburg, Lev Landau, Evgeny Zababakhin, Yuri Romanov, Georgy Flerov, Ilya Frank, Alexander Shalnikov i altres.
Una característica fonamental del treball sobre RDS-6 va ser la participació d’un gran nombre de matemàtics soviètics altament qualificats, com Nikolai Bogolyubov, Ivan Vinogradov, Leonid Kantorovich, Mstislav Keldysh, Andrei Kolmogorov, Ivan Petrovsky i molts, molts altres. Tot el color de la ciència soviètica va participar en la creació del primer BM nacional. La participació activa d’un gran nombre d’equips científics, de disseny i enginyeria i producció del país amb personal experimentat va permetre resoldre les tasques més complexes d’intensitat científica. L’aparició de WB hauria estat impossible sense la producció de liti-6, deuteri, triti i els seus compostos a escala industrial: els components principals de les armes termonuclears, mètodes per separar el triti del liti irradiat, etc.
Noves idees, projectes d’instal·lacions, plans d’investigació i desenvolupament, informes de directors d’instituts sobre el treball realitzat es van debatre en seminaris i consells científics del laboratori núm. 2, NTS PGU i NTS a KB-11, etc. Totes les decisions governamentals es van elaborar sobre la base de les recomanacions de NTS PSU i NTS a KB-11 després de l'aprovació de la direcció de PSU i del Comitè Especial. La pràctica del debat col • lectiu constant de noves propostes a les reunions de la STC va provocar l’eliminació d’una gran bretxa entre idees i la seva implementació.
El projecte atòmic soviètic es va distingir per un ampli programa de diverses investigacions fonamentals amb la construcció de reactors i instal·lacions nuclears experimentals, acceleradors de partícules carregades, etc., els resultats dels quals es van utilitzar immediatament en la realització de tasques específiques. Al mateix temps, es van invertir enormes fons en investigacions fonamentals.
Responsable personal
La solució de les tasques estatals sobre la creació d’armes d’hidrogen nuclear va ser possible en gran mesura gràcies a les mesures urgents del govern soviètic per organitzar una estructura eficaç per al control centralitzat del Projecte Atòmic. El 20 d'agost de 1945 es va crear el Comitè Especial (SK, encapçalat per Lavrentiy Beria) sota el Comitè de Defensa de l'Estat i la Primera Direcció Principal (PSU, encapçalada per l'ex Comissari del Poble de Municions Boris Vannikov) sota el Consell de Comissaris del Poble de l'URSS.. Com a resultat, es va implementar el següent cicle de gestió del projecte atòmic: empreses industrials, instituts, organitzacions de disseny - Consell Científic i Tècnic (STC) PGU - PGU - Comitè especial - Consell de ministres de la URSS. El treball sobre la creació del WB RDS-6S va ser supervisat constantment pel Comitè Especial i el PGU. Després de la carta informativa de Vannikov i Kurchatov sobre la possibilitat fonamental de crear una superba, el Comitè Especial i la PGU van considerar repetidament l’estat dels desenvolupaments del BM i, si calia, van preparar resolucions i ordres del Consell de Ministres. Durant el 1950-1953, es van emetre 26 resolucions i ordres del Consell de Ministres de l'URSS sobre qüestions científiques, de producció i organitzatives del desenvolupament del WB RDS-6S. Un nombre tan gran de decisions governamentals en altres àrees del Projecte Atòmic no s'han emès. La majoria d'ells es refereixen a la tasca de KB-11 com a principal organització executora, on amb el pas del temps es va formar l'ordre de treball, determinat per les resolucions del Consell de Ministres de l'URSS i les ordres de la direcció de KB-11. El 8 de febrer de 1949, el cap de KB-11, Pavel Zernov, va signar una ordre de treball a KB-11 a RDS-6, en el paràgraf 1 del qual es preveia organitzar un grup “sota la supervisió directa del dissenyador en cap Yu. B. Khariton per al desenvolupament de temes sobre la creació de RDS-6 en la composició següent: Yu. B. Khariton (líder), 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.
Un any després, el govern va nomenar un supervisor científic i el seu adjunt responsable d’àrees específiques de treball. L'estatus de supervisor científic, que es va introduir al Projecte Atòmic Soviètic, era molt elevat, com ho demostren, per exemple, les activitats d'Igor Kurchatov. A la clàusula 2 de la Resolució del Consell de Ministres de la URSS núm. 827-303ss / op "Sobre els treballs sobre la creació de RDS-6" de data 26 de febrer de 1950, s'afirma: Khariton, primer supervisor científic adjunt de la creació de RDS-6S i RDS-6T, doctor en ciències físiques i matemàtiques KISchelkina, supervisor adjunt de productes RDS-6S, membre corresponent de l'Acadèmia de Ciències de l'URSS IE Tamm, supervisor adjunt de la part teòrica del membre corresponent de RDS-6T de l'Acadèmia de Ciències de l'URSS Ya B. Zel'dovich, supervisors científics adjunts per a la investigació de processos nuclears MG Meshcheryakov, candidat a Física i Matemàtiques, i GN Flerov, candidat a Física i Matemàtiques.
Així mateix, el decret va aprovar la composició personal de les calculadores, al paràgraf 4 del qual llegim el següent: “Organitzar en KB-11 per al desenvolupament de la teoria del producte RDS-6S un grup teòric i de càlcul sota la direcció de Membre corresponent de l'Acadèmia de Ciències de la URSS I. Ye. Tamm, format per: AD Sakharov - Candidat de Ciències Físiques i Matemàtiques, SZBelenky - Doctor en Ciències Físiques i Matemàtiques, Yu. A. Romanov - Investigador, NNBogolyubov - Acadèmic de l'Acadèmia Ucraïna de Ciències, I. Ya. Pomeranchuk - Doctor en Ciències Físiques i Matemàtiques, V. N. Klimov - assistent d'investigació, D. V. Shirkov - assistent d'investigació."
Segons el pla 1949-1950
Així, a més de KB-11, els principals especialistes científics dels instituts de l'Acadèmia de Ciències de l'URSS van participar en el treball sobre el RDS-6. Com a resultat, sota la supervisió científica de KB-11 sobre investigació computacional i experimental en suport del projecte VB RDS-6S, hi va haver les següents organitzacions executores: Institut Físic (FIAN), Institut de Problemes Físics (IPP), Institut de Física Química (ICP), Laboratori núm. 1, Laboratori núm. 2, Laboratori "B", Institut Matemàtic de l'Acadèmia de Ciències de l'URSS amb la branca de Leningrad, Institut de Geofísica de l'Acadèmia de Ciències de l'URSS. NII-8, NII-9, LPTI, GSPI-11, GSPI-12, VIAM, NIIgrafit, així com empreses de producció: combinació núm. 817, planta núm. 12, planta núm. 418, planta núm. 752, Verkhne- Planta metal·lúrgica de Salda, planta de concentrat químic de Novosibirsk.
El lideratge administratiu i científic del Projecte Atòmic Soviètic es va dedicar vigorosament a organitzar el treball en la creació del primer WB RDS-6 nacional. La primera reunió de representants sobre RDS-6 va tenir lloc el 9 de juny de 1949 sota el lideratge de Vannikov i Kurchatov a KB-11 (Arzamas-16). A més dels principals científics del Projecte Atòmic, Sàjarov va ser convidat. Els participants a la reunió van desenvolupar el "Pla de treballs de recerca sobre RDS-6 per a 1949-1950". (en forma manuscrita, preparat, a jutjar per la lletra, per Sakharov), que preveu les següents àrees de recerca: reaccions nuclears de nuclis lleugers a RDS-6; la possibilitat d'iniciar el RDS-6 mitjançant una bomba atòmica i explosius convencionals; l'ús de l'explosió d'una bomba atòmica per obtenir informació sobre la creació d'una EO; dinàmica de gasos del procés. Juntament amb el treball teòric, també es van determinar els intèrprets i el moment del desenvolupament de tecnologies industrials per a la producció de triti, liti-6, deuterur de liti, deuterur d’urani, necessaris per a la creació de RDS-6.
El model de bomba d’hidrogen RDS-6S es va provar amb èxit al lloc de proves de Semipalatinsk el 12 d’agost de 1953.
La capacitat del primer AB soviètic RDS-1, que era una còpia de l'AB nord-americana, era de 20 mil tones d'equivalent TNT. L'equivalent total TNT de AB RDS-2 del disseny soviètic original era de 38.300 tones. La potència del primer WB RDS-6S va superar l'equivalent TNT de AB RDS-2 en gairebé deu vegades, cosa que va ser, sens dubte, un gran èxit dels desenvolupadors d'armes nuclears soviètiques. Posteriorment, es van millorar seriosament els principis de disseny del WB RDS-6S, cosa que va permetre crear una arma més potent.
