История создания советского ядерного оружия. Начало ядерной эры

"Отец" советской атомной бомбы академик Игорь Курчатов родился 12 января 1903 года в Симском Заводе Уфимской губернии (сегодня это - город Сим в Челябинской области). Его называют одним из основоположников использования ядерной энергии в мирных целях.

С отличием окончив Симферопольскую мужскую гимназию и вечернюю ремесленную школу, в сентябре 1920 года Курчатов поступил на физико-математический факультет Таврического университета. Уже через три года он досрочно с успехом закончил вуз. В 1930 году Курчатов возглавил физический отдел Ленинградского физико-технического института.

"РГ" рассказывает об этапах создания первой советской атомной бомбы, испытания которой успешно состоялись в августе 1949 года.

Докурчатовская эпоха

Работы в области атомного ядра в СССР начались еще в 1930-х годах. Во всесоюзных конференциях АН СССР того времени принимали участие физики и химики не только советских научных центров, но и иностранные специалисты.

В 1932 году были получены образцы радия, в 1939 был произведен расчет цепной реакции деления тяжелых атомов. Знаковым в развитии ядерной программы стал 1940 год: сотрудники Украинского физико-технического института подали заявку на прорывное по тем временам изобретение: конструкцию атомной бомбы и методы наработки урана-235. Впервые обычную взрывчатку было предложено использовать как запал для создания критической массы и инициирования цепной реакции. В будущем ядерные бомбы подрывались именно так, а предложенный учеными УФТИ центробежный способ и по сей день является основой промышленного разделения изотопов урана.

В предложениях харьковчан были и существенные изъяны. Как отметил в своей статье для научно-технического журнала "Двигатель" кандидат технических наук Александр Медведь, "предложенная авторами схема уранового заряда в принципе не являлась работоспособной…. Однако ценность предложения авторов была велика, поскольку именно эту схему можно считать первым в нашей стране обсуждавшимся на официальном уровне предложением по конструкции собственно ядерной бомбы".

Заявка долго ходила по инстанциям, но так и не была принята, а легла в итоге на полку с грифом "совершенно секретно".

Кстати, в том же сороковом году, на всесоюзной конференции, Курчатов представил доклад о делении тяжелых ядер, что явилось прорывом в решении практического вопроса осуществления цепной ядерной реакции в уране.

Что важнее - танки или бомба

После нападения фашистской Германии на Советский Союз 22 июня 1941 года ядерные исследования были приостановлены. Основные московские и ленинградские институты, занимавшиеся проблемами ядерной физики, были эвакуированы.

Берия, как руководитель стратегической разведки, знал, что крупные ученые-физики на Западе считают атомное оружие достижимой реальностью. По данным историков, еще в сентябре 1939 года в СССР инкогнито приезжал будущий научный руководитель работ по созданию американской атомной бомбы Роберт Оппенгеймер. От него советское руководство впервые могло услышать о возможности получения сверхоружия. Все - и политики и ученые - понимали, что создание ядерной бомбы возможно, и ее появление у противника принесет непоправимые беды.

В 1941 году в СССР начали поступать разведданные из США и Великобритании о развертывании интенсивной работы по созданию ядерного оружия.

Академик Петр Капица, выступая 12 октября 1941 года на антифашистском митинге ученых, сказал: "…атомная бомба даже небольшого размера, если она осуществима, с легкостью могла бы уничтожить крупный столичный город с несколькими миллионами населения…".

28 сентября 1942 года было принято постановление "Об организации работ по урану" - эта дата считается стартом советского ядерного проекта. Весной следующего года специально для производства первой советской бомбы была создана Лаборатория № 2 АН СССР. Встал вопрос: кому доверить руководство вновь созданной структурой.

"Надо подыскать талантливого и относительно молодого физика, чтобы решение атомной проблемы стало единственным делом его жизни. А мы дадим ему власть, сделаем академиком и, конечно, будем зорко его контролировать", - распорядился Сталин.

Первоначально список кандидатур составлял около пятидесяти фамилий. Берия предложил остановить выбор на Курчатове, и в октябре 1943 года того вызвали в Москву на смотрины. Сейчас научный центр, в который с годами трансформировалась лаборатория, носит имя своего первого заведующего - "Курчатовский институт".

"Реактивный двигатель Сталина"

9 апреля 1946 года было принято постановление о создании конструкторского бюро при Лаборатории № 2. Первые производственные корпуса в зоне Мордовского заповедника были готовы только в начале 1947 года. Часть лабораторий разместилась в монастырских строениях.

Советский прототип получил название РДС-1, что означало по одной из версий - "реактивный двигатель специальный". Позже аббревиатуру начали расшифровывать как "Реактивный двигатель Сталина" или "Россия делает сама". Бомба так же была известна под названиями "изделие 501", атомный заряд "1-200". Кстати, для обеспечения режима секретности бомба в документах именовалась как "ракетный двигатель".

РДС-1 представляла собой устройство мощностью 22 килотонны. Да, в СССР велись собственные разработки атомного оружия, но необходимость догнать Штаты, ушедшие вперед за время войны, подтолкнула отечественную науку к активному использованию данных разведки. Так, за основу был взят американский "Толстяк" (Fat Man). Бомба под этим кодовым именем США сбросили 9 августа 1945 года на японский Нагасаки. "Толстяк" работал на основе распада плутония-239 и имел имплозивную схему подрыва: по периметру делящегося вещества взрываются заряды конвенционального взрывчатого вещества, которые создают взрывную волну, "сжимающую" вещество в центре и инициирующую цепную реакцию. Кстати, в дальнейшем эта схема была признана малоэффективной.

РДС-1 была выполнена в виде свободнопадающей бомбы большого диаметра и массы. Заряд атомного взрывного устройства выполнен из плутония. Баллистический корпус бомбы и электрооборудование были отечественной разработки. Конструктивно РДС-1 включала в себя ядерный заряд, баллистический корпус авиабомбы большого диаметра, взрывное устройство и оборудование систем автоматики подрыва заряда с системами предохранения.

Урановый дефицит

Взяв за основу американскую плутониевую бомбу, советская физика столкнулась с проблемой, решить которую предстояло в сжатые сроки: на момент разработок производство плутония в СССР еще не начиналось.

На первоначальном этапе использовался трофейный уран. Но большой промышленный реактор требовал не менее 150 тонн вещества. В конце 1945 года возобновили работу рудники в Чехословакии и Восточной Германии. В 1946 году были найдены месторождения урана на Колыме, в Читинской области, в Средней Азии, в Казахстане, на Украине и Северном Кавказе, возле Пятигорска.

Первый промышленный реактор и радиохимический завод "Маяк" начали строить на Урале, возле города Кыштым, в 100 км к северу от Челябинска. Закладкой урана в реактор руководил лично Курчатов. В 1947 году было развернуто строительство еще трех атомградов: двух - на Среднем Урале (Свердловск-44 и Свердловск-45) и одного - в Горьковской области (Арзамас-16).

Строительные работы шли быстрыми темпами, но урана не хватало. Даже в начале 1948 года первый промышленный реактор не мог быть запущен. Уран загрузили к седьмому июня 1948 года.

Курчатов взял на себя функции главного оператора пульта управления реактором. Между одиннадцатью и двенадцатью часами ночи он начал эксперимент по физическому пуску реактора. В ноль часов тридцать минут 8 июня 1948 года реактор достиг мощности ста киловатт, после чего Курчатов заглушил цепную реакцию. Следующий этап подготовки реактора продолжался два дня. После подачи охлаждающей воды стало ясно, что для осуществления цепной реакции имеющегося в реакторе урана недостаточно. Только после загрузки пятой порции реактор достиг критического состояния, и вновь стала возможной цепная реакция. Это произошло десятого июня в восемь часов утра.

17 июня в оперативном журнале начальников смен Курчатов сделал запись: "Предупреждаю, что в случае остановки подачи воды будет взрыв, поэтому ни при каких обстоятельствах не должна быть прекращена подача воды... Необходимо следить за уровнем воды в аварийных баках и за работой насосных станций".

19 июня 1948 года в 12 часов 45 минут состоялся промышленный пуск первого в Евразии атомного реактора.

Успешные испытания

Количество, заложенное в американскую бомбу - были накоплены в СССР в июне 1949 года.

Руководитель опыта Курчатов, в соответствии с указанием Берии, отдал распоряжение об испытании РДС-1 29 августа.

Под испытательный полигон был отведен участок безводной прииртышской степи в Казахстане, в 170 километрах западнее Семипалатинска. В центре опытного поля диаметром примерно 20 километров была смонтирована металлическая решетчатая башня высотой 37,5 метров. На ней установили РДС-1.

Заряд представлял собой многослойную конструкцию, в которой перевод активного вещества в критическое состояние осуществлялся путём его сжатия посредством сходящейся сферической детонационной волны во взрывчатом веществе.

После взрыва башня была уничтожена полностью, на ее месте образовалась воронка. Но основные повреждения были от ударной волны. Очевидцы описывали, что когда на следующий день - 30 августа - состоялась поездка на опытное поле, участники испытаний увидели страшную картину: железнодорожный и шоссейный мосты были искорежены и отброшены на 20-30 метров, вагоны и машины были разбросаны по степи на расстоянии 50-80 метров от места установки, жилые дома оказались полностью разрушенными. Танки, на которых проверялась сила удара, лежали на боку со сбитыми башнями, пушки превратились в груду искореженного металла, сгорели десять "подопытных" автомашин "Победа".

Всего было изготовлено 5 бомб РДС-1. В ВВС они не передавались, а находились на хранении в Арзамасе-16. В настоящее время макет бомбы экспонируется в музее ядерного оружия в Сарове (бывший Арзамас-16).

7 февраля 1960 года скончался известный советский ученый Игорь Васильевич Курчатов. Выдающийся физик в самое непростое время создал ядерный щит для своей Родины. Мы расскажем, как разрабатывалась первая атомная бомба в СССР

Открытие ядерной реакции.

Еще с 1918 года в СССР ученые вели исследования в области ядерной физики. Но только перед Второй мировой войной наметился положительный сдвиг. Курчатов вплотную занялся исследованием радиоактивных превращений в 1932 году. А в 1939 году он руководил пуском первого в Советском Союзе циклотрона, который проходил в Радиевом институте в Ленинграде .

В то время этот циклотрон был самым крупным в Европе . После этого последовал ряд открытий. Курчатов обнаружил разветвление ядерной реакции при облучении фосфора нейтронами. А уже через год ученый в своем докладе «Деление тяжелых ядер» обосновал создание уранового ядерного реактора. Курчатов преследовал тогда ранее недостижимую цель, он хотел показать, как на практике использовать ядерную энергию.

Война – камень преткновения.

Благодаря советским ученым, в том числе и Игорю Курчатову, наша страна по развитию ядерных разработок в то время вышла на передовые позиции: было множество научных разработок в этой области, подготавливались кадры. Но начавшаяся война чуть было все не перечеркнула. Все исследования по ядерной физике были прекращены. Московские и ленинградские институты эвакуировали, а сами ученые вынуждены были помогать нуждам фронта. Сам Курчатов работал над защитой кораблей от мин и даже разбирал мины.

Роль разведки.

Многие историки придерживаются мнения, что без разведки и шпионов на Западе , атомная бомба в СССР не появилась бы в такие короткие сроки. С 1939 года информацию по ядерной проблеме собирали ГРУ РККА и 1-е управление НКВД . Первое сообщение о планах создания атомной бомбы в Англии , которая к началу войны была одним из лидеров в ядерных исследованиях, поступило в 1940 году. Среди ученых был член КПГ Фукс. Некоторое время он передавал информацию через шпионов, но потом связь прервалась.

В США работал советский разведчик Семенов . В 1943 году он сообщил, что в Чикаго провели первую цепную ядерную реакцию. Любопытно, что на разведку работала и жена известного скульптора Коненкова . Она приятельствовала с известными физиками Оппенгеймером и Эйнштейном . Разными путями советские власти внедряли своих агентов в центры американских ядерных исследований. А в 1944 году в НКВД был даже создан специальный отдел, занимавшийся сбором информации о западных разработках по ядерной проблеме. В январе 1945 года Фукс передал описание конструкции первой атомной бомбы.

Так что разведка значительно облегчила и ускорила работу советских ученых. И действительно, первое испытание атомной бомбы прошло в 1949 году, хотя американские специалисты предполагали, что это произойдет лет через десять

Гонка вооружений.

Несмотря на разгар военных действий, в сентябре 1942 года Иосиф Сталин подписал распоряжение о возобновлении работы по ядерной проблеме. 11 февраля была создана лаборатория №2, а 10 марта 1943 года Игоря Курчатова назначили научным руководителем проекта по использованию атомной энергии. Курчатова наделили чрезвычайными полномочиями и обещали всяческую поддержку правительства. Так в кратчайшие сроки был создан и испытан первый ядерный реактор. Потом Сталин дал два года на создание самой атомной бомбы, но весной 1948 года этот срок истек. Однако ученые не могли продемонстрировать бомбу, у них не было даже необходимых расщепляющих материалов для ее производства. Сроки отодвинули, но ненамного – до 1 марта 1949 года.

Конечно, научные разработки Курчатова и ученых из его лаборатории не публиковали в открытой печати. Должное освещение они иногда не получали даже в закрытых отчетах из-за нехватки времени. Ученые напряженно работали, чтобы не отставать от конкурентов – западных стран. Особенно после взрывов бомб, которые военные США сбросили на Хиросиму и Нагасаки .

Преодоление трудностей.

Создание ядерного взрывного устройства требовало постройки промышленного ядерного реактора для его наработки. Но тут возникли сложности, ведь необходимые материалы для работы ядерного реактора – уран, графит – еще надо получить.

Отметим, даже для небольшого реактора требовалось около 36 тонн урана, 9 тонн двуокиси урана и около 500 тонн чистейшего графита. Нехватку графита решили к середине 1943 года. Курчатов участвовал в разработке всего технологического процесса. А в мае 1944 года производство графита наладили на Московском электродном заводе. Но нужного количества урана все равно не было.

Через год возобновили работу рудники в Чехословакии и Восточной Германии , открыли месторождения урана на Колыме , в Читинской области, в Средней Азии , в Казахстане , на Украине и Северном Кавказе . После этого начали создавать атомграды. Первый появился на Урале , недалеко от города Кыштым . Курчатов лично руководил закладкой урана в реактор. Затем построили еще три завода – два под Свердловском и один в Горьковской области (Арзамас -16).

Запуск первого ядерного реактора.

Наконец в начале 1948 года группа ученых во главе с Курчатовым приступила к монтажу ядерного реактора. Игорь Васильевич почти постоянно находился на объекте, всю ответственность за принятые решения он взял на себя. Все этапы пуска первого промышленного реактора он провел лично. Попыток было несколько. Так, 8 июня он начал эксперимент. Когда реактор достиг мощности ста киловатт, Курчатов прервал цепную реакцию, потому что для завершения процесса не хватало урана. Курчатов понимал всю опасность опытов и 17 июня записал в оперативном журнале:

Предупреждаю, что в случае остановки подачи воды будет взрыв, поэтому ни при каких обстоятельствах не должна быть прекращена подача воды... Необходимо следить за уровнем воды в аварийных баках и за работой насосных станций.

Испытание атомной бомбы на полигоне под Семипалатинском

Успешное испытание атомной бомбы.

К 1947 году Курчатову удалось получить лабораторный плутоний-239 – около 20 мкг. Его отделяли из урана химическими методами. Через два года ученым удалось накопить достаточное количество. 5 августа 1949 года его отправили поездом в КБ-11. К этому времени специалисты закончили собирать взрывное устройство. Ядерный заряд, собранный в ночь с 10 на 11 августа, получил индекс 501 для атомной бомбы РДС-1. Как только не расшифровывали эту аббревиатуру: «реактивный двигатель специальный», «реактивный двигатель Сталина», «Россия делает сама».

После опытов устройство разобрали и отправили на полигон. Испытание первого советского ядерного заряда прошло 29 августа на Семипалатинском полигоне. Бомбу установили на башне высотой 37,5 метра. Когда бомба взорвалась, башня полностью разрушилась, а на ее месте образовалась воронка. На следующий день на поле выехали, чтобы проверить действие бомбы. Танки, на которых проверялась сила удара, были перевернуты, пушки искорежило взрывной волной, а десять машин «Победа» сгорели. Отметим, что советская атомная бомба была сделана за 2 года 8 месяцев. У ученых США на это ушло на месяц меньше.

— первоначальное название авиационной ядерной бомбы, действие которой основано на взрывной цепной ядерной реакции деления. С появлением так называемой водородной бомбы, основанной на термоядерной реакции синтеза, утвердился общий для них термин — ядерная бомба.

Разработка первой советской атомной бомбы РДС-1 ("изделие 501", атомный заряд "1-200") началась в КБ-11 Министерства среднего машиностроения (ныне Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики, Российский федеральный ядерный центр (РФЯЦ-ВНИИЭФ), город Саров, Нижегородская область) 1 июля 1946 года под руководством академика Юлия Харитона. В разработке участвовали Академия наук СССР, многие научно-исследовательские институты, конструкторские бюро, оборонные заводы.

Для реализации советского атомного проекта было принято решение идти путем приближения к американским прототипам, работоспособность которых была уже доказана на практике. К тому же научно-техническую информацию об американских атомных бомбах удалось получить разведывательным путем.

При этом с самого начала было ясно, что многие технические решения американского прототипа не являются наилучшими. Даже на начальных этапах советские специалисты могли предложить лучшие решения как заряда в целом, так и его отдельных узлов. Но требование руководства страны состояло в том, чтобы гарантированно и с наименьшим риском получить действующую бомбу уже к первому ее испытанию.

Предположительно конструкция РДС-1 во многом опиралась на американского "Толстяка". Хотя некоторые системы, такие как баллистический корпус и электронная начинка, были советской разработки. Разведматериалы по плутониевой бомбе США позволили избежать ряда ошибок при создании бомбы советскими учеными и конструкторами, значительно сократить сроки ее разработки, уменьшить расходы.

Первая отечественная атомная бомба имела официальное обозначение РДС-1 . Расшифровывалось оно по-разному: "Россия делает сама", "Родина дарит Сталину" и т. д. Но для обеспечения режима секретности в официальном постановлении Совета Министров СССР от 21 июня 1946 года она именовалась как "Реактивный двигатель специальный" ("С").

Первоначально атомная бомба разрабатывалась в двух вариантах : с применением "тяжелого топлива" (плутония, РДС-1) и с применением "легкого топлива" (урана-235, РДС-2). В 1948 году работы по РДС-2 были свернуты из-за относительно низкой эффективности.

Конструктивно РДС-1 состояла из следующих принципиальных составных узлов: ядерного заряда; взрывного устройства и системы автоматики подрыва заряда с системами предохранения; баллистического корпуса авиабомбы, в котором размещались ядерный заряд и автоматика подрыва.

Внутри корпуса был расположен ядерный заряд (из особочистого плутония) мощностью 20 килотонн и блоки системы автоматики. Заряд бомбы РДС-1 представлял собой многослойную конструкцию, в которой перевод активного вещества (плутония в надкритическое состояние) осуществлялся за счет его сжатия посредством сходящейся сферической детонационной волны во взрывчатом веществе. Плутоний размещался в центре ядерного заряда и конструктивно состоял из двух сферических полудеталей. В полости плутониевого ядра устанавливался нейтронный инициатор (детонатор). Поверх плутония находились два слоя взрывчатого вещества (сплав тротила с гексагеном). Внутренний слой формировался из двух полусферических оснований, внешний собирался из отдельных элементов. Внешний слой (фокусирующая система) был предназначен для создания сферической детонационной волны. Система автоматики бомбы обеспечивала осуществление ядерного взрыва в нужной точке траектории падения бомбы. Для повышения надежности срабатывания изделия основные элементы автоматики подрыва были выполнены по дублирующей схеме. На случай отказа высотного взрывателя установлен взрыватель ударного типа для осуществления ядерного взрыва при ударе бомбы о грунт.

При испытаниях сначала проверялась работоспособность систем и механизмов бомбы при сбрасывании с самолета без плутониевого заряда. Отработка баллистики бомбы была завершена к 1949 году.

Для испытаний ядерного заряда в 1949 году был построен полигон в районе города Семипалатинска Казахской ССР в безводной степи. На опытном поле находились многочисленные сооружения с измерительной аппаратурой, военные, гражданские и промышленные объекты для изучения воздействия поражающих факторов ядерного взрыва. В центре опытного поля находилась металлическая башня высотой 37,5 метра для установки РДС-1.

29 августа 1949 года на Семипалатинском полигоне был размещенный на вышке атомный заряд с автоматикой, без корпуса бомбы. Мощность взрыва составила 20 килотонн в тротиловом эквиваленте.

Технология создания отечественного ядерного оружия была создана, и стране надо было разворачивать его серийное производство.

Еще до испытания атомного заряда в марте 1949 года Совет Министров СССР принял постановление о строительстве первого в СССР завода по промышленному производству атомных бомб в закрытой зоне объекта № 550, в составе КБ-11, производственной мощностью 20 единиц РДС в год.

Разработка серийного технологического процесса на сборку атомного заряда потребовала не меньше усилий, чем создание первого опытного образца. Для этого понадобилось разработать и ввести в эксплуатацию технологическое оборудование, дополнительные операции, новейшие на тот момент технологии.

1 декабря 1951 года в закрытом городе Арзамас-16 (с 1995 года Саров) началось серийное производство первой модели советской атомной бомбы под названием "изделие РДС-1", а уже к концу года первые три серийные атомные бомбы типа РДС-1 "вышли" с завода.

Первое серийное предприятие по производству атомного оружия имело ряд условных наименований. До 1957 года завод находился в составе КБ-11 и после, когда стал самостоятельным, вплоть до декабря 1966 года, он назывался "Союзным заводом № 551". Это было закрытое наименование, использовавшееся исключительно в секретной переписке. Для внутреннего пользования, параллельно с этим закрытым названием, использовалось еще одно — завод №

3. Начиная с декабря 1966 года предприятие получило открытое наименование — Электромеханический завод "Авангард". С июля 2003 года является структурным подразделением в составе РФЯЦ-ВНИИЭФ.

Первая атомная бомба РДС-1, испытанная в 1949 году, автоматически лишила американцев монополии на ядерное оружие. Но только когда в 1951 году наладился выпуск первых серийных атомных бомб, можно было с уверенностью сказать о гарантированном обеспечении мирной жизни народа и создании надежного "ядерного щита" страны.

В настоящее время макет заряда РДС-1, пульт, сигналом с которого был подорван этот заряд, и корпус авиационной бомбы, изготовленный для него, экспонируется в музее ядерного оружия в городе Сарове.

На боевом дежурстве первую атомную бомбу РДС-1 сменили многократно усовершенствованные "потомки".

Материал подготовлен на основе информации РИА Новости и открытых источников

В США и СССР одновременно начались работы над проектами атомной бомбы. В 1942 году в августе в одном из зданий, находившихся во дворе Казанского университета, стала действовать засекреченная Лаборатория №2. Руководителем этого объекта стал Игорь Курчатов, русский "отец" атомной бомбы. В это же время в августе неподалеку от Санта-Фе, штат Нью-Мексико, в здании бывшей местной школы заработала "Металлургическая лаборатория", также секретная. Руководил ею Роберт Оппенгеймер, "отец" атомной бомбы из Америки.

На решение поставленной задачи ушло в общей сложности три года. Первая США была взорвана на полигоне в июле 1945 года. Еще две в августе сброшены были на Хиросиму и Нагасаки. Семь лет понадобилось для рождения атомной бомбы в СССР. Первый взрыв состоялся в 1949 году.

Игорь Курчатов: краткая биография

"отец" атомной бомбы в СССР, появился на свет в 1903 году, 12 января. Произошло это событие в Уфимской губернии, в сегодняшнем городе Симе. Курчатова считают одним из основоположников в мирных целях.

Он окончил с отличием Симферопольскую мужскую гимназию, а также ремесленную школу. Курчатов в 1920 году поступил в Таврический университет, на физико-математическое отделение. Уже спустя 3 года он с успехом досрочно закончил этот вуз. "Отец" атомной бомбы в 1930 году начал работать в физико-техническом институте Ленинграда, где возглавлял физический отдел.

Эпоха до Курчатова

Еще в 1930 годах в СССР начались работы, связанные с атомной энергией. Химики и физики из различных научных центров, а также специалисты из других государств принимали участие во всесоюзных конференциях, которые устраивала АН СССР.

Образцы радия были получены в 1932 году. А в 1939 рассчитана цепная реакция деления тяжелых атомов. 1940 год стал знаковым в ядерной области: была создана конструкция атомной бомбы, а также предложены методы выработки урана-235. Обычную взрывчатку впервые было предложено использовать в качестве запала для инициирования цепной реакции. Также в 1940 году Курчатов представил свой доклад, сделанный на тему деления тяжелых ядер.

Исследования в период Великой Отечественной войны

После того как в 1941 году немцы напали на СССР, были приостановлены ядерные исследования. Основные ленинградские и московские институты, которые занимались проблемами ядерной физики, срочно были эвакуированы.

Глава стратегической разведки Берия знал о том, что физики Запада считают атомное оружие достижимой реальностью. Согласно историческим данным, в СССР еще в 1939 году в сентябре приезжал инкогнито Роберт Оппенгеймер, руководитель работ по созданию атомной бомбы в Америке. Советское руководство могло узнать о возможности получения этого оружия из информации, которую сообщил этот "отец" атомной бомбы.

В СССР в 1941 году начали поступать данные разведки из Великобритании и США. Согласно этим сведениям, на Западе была развернута интенсивная работа, цель которой - создание ядерного оружия.

Весной 1943 года была создана Лаборатория №2 для производства первой атомной бомбы в СССР. Возник вопрос о том, кому поручить руководство ею. Список кандидатур первоначально включал около 50 фамилий. Берия, однако, свой выбор остановил на Курчатове. Его вызвали в октябре 1943 года на смотрины в Москву. Сегодня научный центр, выросший из этой лаборатории, носит его имя - "Курчатовский институт".

В 1946 году, 9 апреля, вышло постановление о создании при Лаборатории №2 конструкторского бюро. Лишь в начале 1947 года были готовы первые производственные корпуса, которые находились в зоне Мордовского заповедника. Некоторые из лабораторий находились в монастырских строениях.

РДС-1, первая русская атомная бомба

Назвали советский прототип РДС-1, что, по одной из версий, означало специальный". Через некоторое время данную аббревиатуру начали расшифровывать несколько иначе - "Реактивный двигатель Сталина". В документах для обеспечения секретности советская бомба именовалась "ракетным двигателем".

Она представляла собой устройство, мощность которого составляла 22 килотонны. Свои разработки атомного оружия велись в СССР, однако необходимость догнать Соединенные Штаты, которые ушли вперед во время войны, вынудила отечественную науку использовать данные, полученные разведкой. За основу первой русской атомной бомбы был взят "Толстяк", разработанный американцами (на фото ниже).

Именно его 9 августа 1945 года США сбросили на Нагасаки. Работал "Толстяк" на распаде плутония-239. Схема подрыва была имплозивной: заряды взрывались по периметру делящегося вещества и создавали взрывную волну, которая "сжимала" вещество, находящееся в центре, и вызывала цепную реакцию. Данная схема в дальнейшем признана была малоэффективной.

Советская РДС-1 выполнена была в виде большого диаметра и массы свободнопадающей бомбы. Из плутония был сделан заряд взрывного атомного устройства. Электрооборудование, а также баллистический корпус РДС-1 были отечественной разработки. Бомба состояла из баллистического корпуса, ядерного заряда, взрывного устройства, а также оборудования систем автоматики подрыва заряда.

Дефицит урана

Советская физика, взяв за основу плутониевую бомбу американцев, столкнулась с проблемой, которую предстояло решить в предельно сжатые сроки: производство плутония на момент разработок еще не началось в СССР. Поэтому первоначально использовался трофейный уран. Однако реактору требовалось по меньшей мере 150 тонн этого вещества. В 1945 году свою работу возобновили рудники в Восточной Германии и Чехословакии. Месторождения урана в Читинской области, на Колыме, в Казахстане, в Средней Азии, на Северном Кавказе и на Украине были найдены в 1946 году.

На Урале, вблизи города Кыштым (недалеко от Челябинска), принялись строить "Маяк" - радиохимический завод, и первый в СССР промышленный реактор. Курчатов лично руководил закладкой урана. Строительство было развернуто в 1947 году еще в трех местах: двух на Среднем Урале и одном - в Горьковской области.

Быстрыми темпами шли строительные работы, однако урана все равно не хватало. Первый промышленный реактор даже к 1948 году не мог быть запущен. Лишь 7 июня этого года загрузили уран.

Эксперимент по пуску ядерного реактора

"Отец" советской атомной бомбы лично взял на себя обязанности главного оператора на пульте управления ядерным реактором. 7 июня, между 11 и 12 часами ночи, Курчатов начал эксперимент по его пуску. Реактор 8 июня достиг мощности 100 киловатт. После этого "отец" советской атомной бомбы заглушил начавшуюся цепную реакцию. Два дня продолжался следующий этап подготовки ядерного реактора. После того как была подана охлаждающая вода, стало понятно, что урана, имеющегося в распоряжении, недостаточно для осуществления эксперимента. Реактор лишь после загрузки пятой порции вещества достиг критического состояния. Цепная реакция стала возможной вновь. Произошло это в 8 часов утра 10 июня.

17 числа этого же месяца Курчатов - создатель атомной бомбы в СССР - в журнале начальников смены сделал запись, в которой предупреждал, что подача воды ни в коем случае не должна быть прекращена, иначе произойдет взрыв. 19 июня 1938 года в 12:45 состоялся промышленный пуск атомного реактора, первого в Евразии.

Успешные испытания бомбы

В 1949 году в июне в СССР было накоплено 10 кг плутония - то количество, которое было заложено в бомбу американцами. Курчатов, создатель атомной бомбы в СССР, следуя указу Берии, распорядился назначить на 29 августа испытание РДС-1.

Участок прииртышской безводной степи, находящийся в Казахстане, недалеко от Семипалатинска, был отведен под испытательный полигон. В центре этого опытного поля, диаметр которого составлял около 20 км, была сконструирована металлическая башня высотой 37,5 метроа. РДС-1 установили на ней.

Заряд, использованный в бомбе, был многослойной конструкцией. В ней перевод в критическое состояние активного вещества осуществлялся с помощью сжатия его с использованием сферической сходящейся детонационной волны, которая образовывалась во взрывчатом веществе.

Последствия взрыва

Башня после взрыва была полностью уничтожена. На ее месте возникла воронка. Однако основные повреждения нанесены были ударной волной. По описанию очевидцев, когда 30 августа состоялась поездка на место взрыва, опытное поле представляло собой страшную картину. Шоссейный и железнодорожный мосты были отброшены на расстояние 20-30 м и искорежены. Машины и вагоны разбросаны на расстоянии 50-80 м от места, где они находились, полностью разрушенными оказались жилые дома. Танки, использованные для проверки силы удара, лежали со сбитыми башнями на боку, а пушки стали грудой искореженного металла. Также сгорело 10 автомашин "Победа", специально привезенных сюда для опыта.

Всего бомб РДС-1 было изготовлено 5. Они не передавались в ВВС, а хранились в Арзамасе-16. Сегодня в Сарове, который ранее был Арзамасом-16 (лаборатория представлена на фото ниже), экспонируется макет бомбы. Он находится в местном музее ядерного оружия.

"Отцы" атомной бомбы

В создании американской атомной бомбы участвовали только 12 Нобелевских лауреатов, будущих и настоящих. Кроме того, им помогала группа ученых из Великобритании, которая была командирована в Лос-Аламос в 1943 году.

В советские времена считалось, что СССР совершенно самостоятельно решил атомную задачу. Везде говорилось о том, что Курчатов, создатель атомной бомбы в СССР, был ее "отцом". Хотя слухи о секретах, украденных у американцев, изредка просачивались. И лишь в 1990 годах, через 50 лет, Юлий Харитон - один из главных участников событий того времени - рассказал о большой роли разведки в деле создания советского проекта. Технические и научные результаты американцев добывал Клаус Фукс, прибывший в английской группе.

Поэтому Оппенгеймера можно считать "отцом" бомб, которые были созданы по обе стороны океана. Можно сказать, что создателем первой в СССР атомной бомбы является именно он. Оба проекта, американский и русский, были основаны на его идеях. Неправильно считать Курчатова и Оппенгеймера лишь выдающимися организаторами. Про советского ученого, а также про вклад, который внес создатель первой атомной бомбы в СССР, мы уже рассказали. Главные достижения Оппенгеймера были научными. Он оказался руководителем атомного проекта именно благодаря им, как и создатель атомной бомбы в СССР.

Краткая биография Роберта Оппенгеймера

Родился этот ученый в 1904 году, 22 апреля, в Нью-Йорке. в 1925 году закончил Гарвардский университет. Стажировался будущий создатель первой атомной бомбы в течение года в Кавендишской лаборатории у Резерфорда. Через год ученый перебрался в Геттингенский университет. Здесь под руководством М. Борна он защитил докторскую диссертацию. В 1928 ученый вернулся в США. "Отец" американской атомной бомбы с 1929 по 1947 годы преподавал в двух вузах этой страны - Калифорнийском технологическом институте и Калифорнийском университете.

16 июля 1945 года было проведено успешное испытание первой бомбы в США, а вскоре после этого Оппенгеймер, вместе с другими членами созданного при президенте Трумэне Временного комитета, был вынужден выбирать объекты для будущей атомной бомбардировки. Многие из его коллег к тому времени активно выступили против применения опасного ядерного оружия, необходимости в котором не было, поскольку капитуляция Японии была предрешена. Оппенгеймер к ним не присоединился.

Объясняя свое поведение в дальнейшем, он говорил о том, что полагался на политиков и военных, которые лучше были знакомы с реальной обстановкой. В октябре 1945 года Оппенгеймер перестал быть директором Лос-Аламосской лаборатории. Он начал работу в Пристоне, возглавив местный исследовательский институт. Его слава в США, а также за пределами этой страны, достигла кульминации. Нью-Йоркские газеты о нем писали все чаще и чаще. Президент Трумэн вручил Оппенгеймеру "Медаль за заслуги", которая являлась высшим орденом в Америке.

Им было написано, кроме научных работ, несколько "Открытый разум", "Наука и обыденное познание" и другие.

Скончался этот ученый в 1967 году, 18 февраля. Оппенгеймер еще с юности был заядлым курильщиком. У него в 1965 году нашли рак гортани. В конце 1966 года, после операции, не принесшей результатов, он подвергся химио- и радиотерапии. Однако лечение эффекта не дало, и 18 февраля ученый умер.

Итак, Курчатов - "отец" атомной бомбы в СССР, Оппенгеймер - в США. Теперь вы знаете имена тех, кто первыми трудились над разработкой ядерного оружия. Ответив на вопрос: "Кого называют отцом атомной бомбы?", мы рассказали лишь о начальных этапах истории этого опасного оружия. Она продолжается до сих пор. Более того, сегодня в этой области активно ведутся новые разработки. "Отец" атомной бомбы - американец Роберт Оппенгеймер, а также русский ученый Игорь Курчатов были лишь пионерами в этом деле.

Долгая и трудная работа ученых-физиков. Началом работ по делению ядра в СССР можно считать 1920-е годы. С 1930-х годов ядерная физика становится одним из основных направлений отечественной физической науки, а в октябре 1940 года впервые в СССР с предложением использовать атомную энергию в оружейных целях выступила группа советских ученых, подав в отдел изобретательства Красной Армии заявку "Об использовании урана в качестве взрывчатого и отравляющего вещества".

В апреле 1946 года при Лаборатории № 2 было создано конструкторское бюро КБ-11 (ныне Российский федеральный ядерный центр — ВНИИЭФ) — одно из самых секретных предприятий по разработке отечественного ядерного оружия, главным конструктором которого был назначен Юлий Харитон. Базой для развертывания КБ-11 был выбран завод N 550 Народного комиссариата боеприпасов, выпускавший корпуса артиллерийских снарядов.

Сверхсекретный объект был размещен в 75 километрах от города Арзамаса (Горьковской области, ныне Нижегородская область) на территории бывшего Саровского монастыря.

Перед КБ-11 была поставлена задача создать атомную бомбу в двух вариантах. В первом из них рабочим веществом должен быть плутоний, во втором — уран-235. В середине 1948 года работы по варианту с ураном были прекращены из-за относительно низкой эффективности его по сравнению с затратами ядерных материалов.

Первая отечественная атомная бомба имела официальное обозначение РДС-1. Расшифровывалось оно по-разному: "Россия делает сама", "Родина дарит Сталину" и т. д. Но в официальном постановлении Совета Министров СССР от 21 июня 1946 года она была зашифрована как "Реактивный двигатель специальный" ("С").

Создание первой советской атомной бомбы РДС-1 велось с учетом имевшихся материалов по схеме плутониевой бомбы США, испытанной в 1945 году. Эти материалы были предоставлены советской внешней разведкой. Важным источником информации был Клаус Фукс — немецкий физик, участник работ по ядерным программам США и Великобритании.

Разведматериалы по американскому плутониевому заряду для атомной бомбы позволили сократить сроки создания первого советского заряда, хотя многие технические решения американского прототипа не являлись наилучшими. Даже на начальных этапах советские специалисты могли предложить лучшие решения как заряда в целом, так и его отдельных узлов. Поэтому первый испытанный СССР заряд для атомной бомбы был более примитивным и менее эффективным, чем оригинальный вариант заряда, предложенный советскими учеными в начале 1949 года. Но для того чтобы гарантированно и в короткие сроки показать, что СССР тоже обладает атомным оружием, было принято решение на первом испытании использовать заряд, созданный по американской схеме.

Заряд для атомной бомбы РДС-1 был выполнен в виде многослойной конструкции, в которой перевод активного вещества — плутония в надкритическое состояние осуществлялся за счет его сжатия посредством сходящейся сферической детонационной волны во взрывчатом веществе.

РДС-1 представляла собой авиационную атомную бомбу массой 4,7 тонны, диаметром 1,5 метра и длиной 3,3 метра.

Она разрабатывалась применительно к самолету Ту-4, бомболюк которого допускал размещение "изделия" диаметром не более 1,5 метра. В качестве делящегося материала в бомбе использовался плутоний.

Конструктивно бомба РДС-1 состояла из ядерного заряда; взрывного устройства и системы автоматики подрыва заряда с системами предохранения; баллистического корпуса авиабомбы, в котором размещались ядерный заряд и автоматика подрыва.

Для производства атомного заряда бомбы в городе Челябинск-40 на Южном Урале был построен комбинат под условным номером 817 (ныне ФГУП "Производственное объединение "Маяк"). Комбинат состоял из первого советского промышленного реактора для наработки плутония, радиохимического завода для выделения плутония из облученного в реакторе урана, и завода для получения изделий из металлического плутония.

Реактор комбината 817 был выведен на проектную мощность в июне 1948 года, а спустя год на предприятии получили необходимое количество плутония для изготовления первого заряда для атомной бомбы.

Место для полигона, на котором планировалось испытать заряд , было выбрано в прииртышской степи, примерно в 170 километрах западнее Семипалатинска в Казахстане. Под полигон была отведена равнина диаметром примерно 20 километров, окруженная с юга, запада и севера невысокими горами. На востоке этого пространства находились небольшие холмы.

Строительство полигона, получившего название учебный полигон № 2 Министерства Вооруженных сил СССР (в последующем Министерства обороны СССР), было начато в 1947 году , а к июлю 1949 года в основном было закончено.

Для проведения испытаний на полигоне была подготовлена опытная площадка диаметром 10 километров, разбитая на сектора. Она была оборудована специальными сооружениями, обеспечивающими проведение испытаний, наблюдение и регистрацию физических исследований.

В центре опытного поля смонтировали металлическую решетчатую башню высотой 37,5 метра, предназначенную для установки заряда РДС-1.

На расстоянии одного километра от центра было сооружено подземное здание для аппаратуры, регистрирующей световые, нейтронные и гамма-потоки ядерного взрыва. Для изучения воздействия ядерного взрыва на опытном поле были построены отрезки тоннелей метро, фрагменты взлетно-посадочных полос аэродромов, размещены образцы самолетов, танков, артиллерийских ракетных установок, корабельных надстроек различных типов. Для обеспечения работы физического сектора на полигоне было построено 44 сооружения и проложена кабельная сеть протяженностью 560 километров.

5 августа 1949 года правительственная комиссия по проведению испытания РДС-1 дала заключение о полной готовности полигона и предложила в течение 15 дней провести детальную отработку операций по сборке и подрыву изделия. Проведение испытания было определено на последние числа августа. Научным руководителем испытания был назначен Игорь Курчатов.

В период с 10 по 26 августа было проведено 10 репетиций по управлению испытательным полем и аппаратурой подрыва заряда, а также три тренировочных учения с запуском всей аппаратуры и четыре подрыва натурных взрывчатых веществ с алюминиевым шаром от автоматики подрыва.

21 августа специальным поездом на полигон были доставлены плутониевый заряд и четыре нейтронных запала, один из которых должен был использоваться при подрыве боевого изделия.

24 августа на полигон прибыл Курчатов. К 26 августа вся подготовительная работа на полигоне была завершена.

Курчатов отдал распоряжение о проведении испытания РДС-1 29 августа в восемь часов утра по местному времени.

В четыре часа дня 28 августа в мастерскую у башни был доставлен плутониевый заряд и нейтронные запалы к нему. Около 12 ночи в сборочной мастерской на площадке в центре поля началась окончательная сборка изделия — вложение в него главного узла, то есть заряда из плутония и нейтронного запала. В три ночи 29 августа был закончен монтаж изделия.

К шести часам утра заряд подняли на испытательную башню, было завершено его снаряжение взрывателями и подключение к подрывной схеме.

В связи с ухудшением погоды было принято решение о переносе взрыва на один час раньше.

В 6.35 операторы включили питание системы автоматики. В 6.48 минут был включен автомат поля. За 20 секунд до взрыва был включен главный разъем (рубильник), соединяющий изделие РДС-1 с системой автоматики управления.

Ровно в семь часов утра 29 августа 1949 года вся местность озарилась ослепительным светом, который ознаменовал, что СССР успешно завершил разработку и испытание своего первого заряда для атомной бомбы.

Через 20 минут после взрыва к центру поля были направлены два танка, оборудованные свинцовой защитой, для проведения радиационной разведки и осмотра центра поля. Разведкой было установлено, что все сооружения в центре поля снесены. На месте башни зияла воронка, почва в центре поля оплавилась, и образовалась сплошная корка шлака. Гражданские здания и промышленные сооружения были полностью или частично разрушены.

Использованная в опыте аппаратура позволила провести оптические наблюдения и измерения теплового потока, параметров ударной волны, характеристик нейтронного и гамма-излучений, определить уровень радиоактивного загрязнения местности в районе взрыва и вдоль следа облака взрыва, изучить воздействие поражающих факторов ядерного взрыва на биологические объекты.

Энерговыделение взрыва составило 22 килотонны (в тротиловом эквиваленте).

За успешную разработку и испытание заряда для атомной бомбы несколькими закрытыми указами Президиума Верховного Совета СССР от 29 октября 1949 года орденами и медалями СССР была награждена большая группа ведущих исследователей, конструкторов, технологов; многим было присвоено звание лауреатов Сталинской премии, а непосредственные разработчики ядерного заряда получили звание Героя Социалистического Труда.

В результате успешного испытания РДС-1 СССР ликвидировал американскую монополию на обладание атомным оружием, став второй ядерной державой мира.

Материал подготовлен на основе информации РИА Новости и открытых источников