Das gesamte Potenzial der sowjetischen Wissenschaft wurde in das Produkt RDS-6S investiert.
Aus den veröffentlichten Archivdokumenten ist bekannt, dass in der Anfangsphase des sowjetischen Atomprojekts zwei Versionen der Wasserstoffbombe (VB) entwickelt wurden: die "Pfeife" (RDS-6T) und die "Puff" (RDS-6S).. Die Namen entsprachen gewissermaßen ihrem Design.
Die Gruppe von Yakov Zeldovich am Institut für Chemische Physik (ICP) und dann die Wissenschaftler des Labors Nr. 3 und des Labors V führten Berechnungen des RDS-6T VB in Form eines dünnwandigen Zylinders mit einem Durchmesser von 50 Zentimetern durch und einer Länge von mindestens fünf Metern, gefüllt mit flüssigem Deuterium in einer Menge von 140 Kilogramm. Berechnungen zufolge entspricht die Explosion dieser Deuteriummasse einer bis zwei Millionen Tonnen TNT. Eine Atombombe vom Typ Kanonen wird verwendet, um eine Explosion auszulösen. Zwischen der Ladung von Uran-235 und Deuterium befindet sich ein zusätzlicher Zünder aus einer Mischung von Deuterium und Tritium, der schneller und bei niedrigerer Temperatur reagiert als reines Deuterium. Das gesamte System ist wärmeisoliert, um das Verdampfen von flüssigem Deuterium während des Transports zu verhindern. Schon aus dieser Beschreibung, die Yakov Zeldovich in der Notiz "Hydrogen Deuterium Bombe" im Februar 1950 präsentierte, ist ersichtlich, dass die Umsetzung des RDS-6T WB mit flüssigem Wasserstoff mit großen technischen Schwierigkeiten verbunden war.
Der Vorteil des "Puffs"
Igor Tamm, Yakov Zeldovich und Andrei Sakharov wiesen in ihrem Bericht "Modell des RDS-6S-Produkts" für 1953 darauf hin, dass die thermonukleare Reaktion in Deuterium nur bei extrem hohen Temperaturen mit der für eine Explosion erforderlichen Geschwindigkeit abläuft und die praktische Möglichkeit der Aufrechterhaltung sie sind noch nicht bewiesen.
Im Zusammenhang mit den negativen Ergebnissen langjähriger theoretischer Berechnungen wurden die Arbeiten am RDS-6T WB durch die Entscheidung der Führung der UdSSR MSM im Jahr 1954 eingestellt.
Die Lösung zur Schaffung eines VB in Form von abwechselnden Schichten aus spaltbarer Materie und thermonuklearen Komponenten (daher der "Puff") wurde von Andrei Sacharow, einem Mitarbeiter der theoretischen Abteilung des Physikalischen Instituts der Akademie der Wissenschaften (FIAN), vorgeschlagen. unter der Leitung von Igor Tamm. Am 2. Dezember 1948, auf einer Sitzung des Wissenschaftlich-Technischen Rates (STC) des Laboratoriums Nr. 2, eine Diskussion der Berichte von Zeldovich und Tamm über die Ergebnisse der Untersuchung der Verwendung der Fusionsreaktion leichter Kerne für die Erstellung von WB verschiedener Design-Schemata.
Aus dem Protokoll des NTS-Treffens geht hervor, dass der Rat die Ergebnisse beider Gruppen für interessant hält, insbesondere aber das System in Form einer Säule aus Schichten von schwerem Wasser und A-9 (ein Symbol für natürliches Uran), das laut kann nach vorläufigen Berechnungen mit einem Säulendurchmesser von etwa 400 Millimetern detonieren. Der Vorteil dieses Systems ist die Möglichkeit, schweres Wasser anstelle von Deuterium zu verwenden, wodurch der Umgang mit Wasserstoff bei niedrigen Temperaturen überflüssig wird.
Die Entscheidung des Wissenschaftlich-Technischen Rates des Laboratoriums Nr. 2 von 1948 zeigte die Notwendigkeit, die Arbeit von Tamms Gruppe auf Sacharows Vorschlag zu konzentrieren und Experimente bei FIAN im Team von Ilya Frank durchzuführen, um die Vermehrung von Neutronen im schweren Wasser - Uran - zu untersuchen System und entlastet das Wissenschaftlerteam von anderer Arbeit.
Igor Kurchatov und Yuliy Khariton haben dem Leiter der Ersten Hauptdirektion (PSU) unter dem Ministerrat (CM) der UdSSR, Boris Vannikow, die Ergebnisse dieser Erwägungen mitgeteilt und einen Resolutionsentwurf des Ministerrats der UdSSR beigefügt, auf der Grundlage der Entscheidung des NTS erstellt.
Die Diskussion im wissenschaftlichen Seminar des Labors Nr. 2 der Berichte von Zeldovich und Tamm diente als Grundlage für die umfassende Entwicklung theoretischer und experimenteller Arbeiten zur Schaffung der ersten häuslichen Wasserstoffbombe.
Ein Paradies für Theoretiker
VB RDS-6S wurde in offiziellen Dokumenten als Produkt bezeichnet, nur manchmal mit seinem wahren Namen. RDS-6S ist wie folgt angeordnet: Im Zentrum des Systems alternierender Schichten aus natürlichem Uran und einem leichten Material, das aus einer Mischung von Deuterid und Lithium-6-Tritid besteht, wird eine Ladung Uran-235 platziert. Die Oberfläche des "Puffs" besteht aus einem Sprengstoff (explosiv), um eine Explosion einer Kernladung (Uran-235) auszulösen, die einen starken Energiefluss in Form von Neutronen, Quanten und anderen Teilchen verursacht. Dies führt zu einer Ionisationserwärmung (Kompression) auf Sterntemperaturen einer dünnen Schicht aus thermonuklearem Brennstoff und einer Schicht aus Uran. Letzteres verwandelt sich in diesem Fall bei entsprechender Druckerhöhung in Plasma, das die benachbarte Schicht der leichten Substanz komprimiert. Durch die kombinierte Wirkung der Explosion einer Kernladung und einer ionisierten Uranschicht werden Bedingungen für eine thermonukleare Reaktion geschaffen, wodurch die Spaltungsrate von Uran durch thermonukleare Neutronen zunimmt. Kennzeichnend für diesen Prozess ist, dass er unter extremen Bedingungen abläuft: Mit einer hohen Energiefreisetzungsdichte in einem kleinen Materievolumen bei hoher Temperatur entwickelt sich das alles innerhalb von Mikrosekunden, was letztendlich zu einer explosiven Wirkung führt. Die computergestützte Untersuchung der Physik komplexer Prozesse, die in der Weltbank ablaufen, ist eine Manifestation der höheren Intelligenz von Wissenschaftlern, ein Paradies für Theoretiker, wie Andrei Sacharow einmal sagte.
Die weltweit erste Wasserstoffbombe RDS-6S.
Ladetest durchgeführt am 12. August
1953 auf dem Testgelände Semipalatinsk.
Ladeleistung - bis zu 400 kT
Foto: Vadim Savitsky
So enthielt die erste Probe des heimischen WB RDS-6S neben Sprengstoff folgende Kernmaterialien: Uran-235, Natururan, Lithium-6-Deuterid und Tritid. Dadurch konnte die Durchführung folgender Prozesse sichergestellt werden: eine Kernexplosion einer Zentralladung, eine Erwärmung durch diese kugelförmigen Schichten mit Deuterid und Lithium-6-tritid, eine thermonukleare Reaktion mit Energiefreisetzung und die Bildung von schnell Neutronen, die Spaltung von Uran-238-Kernen durch schnelle Neutronen unter Energiefreisetzung, die Wechselwirkung von Lithium 6 mit Neutronen, um eine zusätzliche Menge an Tritium zu erhalten und dadurch die primäre thermonukleare Reaktion zu verstärken.
In einer Wasserstoffbombe laufen nahezu gleichzeitig zahlreiche Kernreaktionen, hydrodynamische Phänomene und hochintensive thermische Prozesse ab. Es liegt auf der Hand, dass die Berechnung der Explosion der WB aufgrund fehlender Methoden zu deren Analyse und zuverlässiger Informationen über die Teilchenwechselwirkungskonstanten erhebliche theoretische Schwierigkeiten bereitete. Trotzdem gelang es sowjetischen Wissenschaftlern und Ingenieuren, den ersten heimischen WB zu entwickeln, der das komplexeste technische Gerät der Welt ist.
Grundsätze der Arbeitsorganisation
Die Aktivitäten zur Schaffung der ersten Wasserstoffbombe in der Sowjetunion wies eine Reihe von Besonderheiten auf. Zunächst trugen alle Teilnehmer an dieser Arbeit, unabhängig von ihrer offiziellen Position, ein hohes Maß an Verantwortung, da sie die außerordentliche militärpolitische Bedeutung der Präsenz einer Superbombe als eines der wirksamen Mittel zum Schutz des Landes vor äußeren Bedrohungen verstanden.
Natürlich spielten die staatliche Zentralisierung und Koordination der Aktivitäten aller Unternehmen und Organisationen sowie die maximal mögliche Finanzierung der Arbeit einschließlich großzügiger materieller Anreize für die erzielten Ergebnisse eine große Rolle für den Erfolg. Und das alles unter strikter Kontrolle der Ausführung. Von großer Bedeutung waren auch das hohe Potenzial der sowjetischen Wissenschaft der Vorkriegszeit, insbesondere der Kernphysik, und die Präsenz einer großen Zahl hochqualifizierter Wissenschaftler und Ingenieure.
Die Errungenschaften der Kernphysik wurden ständig genutzt, um dringende Probleme der Landesverteidigung zu lösen. Im Allgemeinen wäre ohne die Ergebnisse der Grundlagenforschung die Entwicklung eines Hightech-Produkts wie des RDS-6S WB und der darauffolgend verbesserten WB-Modelle unmöglich. Es ist bekannt, dass der Direktor des Leningrader Physik- und Technologieinstituts (LPTI), der Akademiemitglied Abram Ioffe, in den Vorkriegsjahren wegen der Forschung in der Kernphysik gerügt wurde, weil er keine praktische Lösung gebe. Aber es war gerade die Grundlagenforschung der Vorkriegszeit, die es der Sowjetunion ermöglichte, fortschrittliche Waffen zu erhalten.
An der Gründung der ersten inländischen Weltbank waren herausragende Wissenschaftler des Landes mit verschiedenen Fachgebieten beteiligt, zu denen vor allem berühmte Physiker wie Igor Kurchatov, Julius Khariton, Yakov Zeldovich, Kirill Shchelkin, Igor Tamm, Andrei Sakharov. gehören, Vitaly Ginzburg, Lev Landau, Evgeny Zababakhin, Yuri Romanov, Georgy Flerov, Ilya Frank, Alexander Shalnikov und andere.
Ein grundlegendes Merkmal der Arbeit an RDS-6 war die Teilnahme einer großen Anzahl hochqualifizierter sowjetischer Mathematiker wie Nikolai Bogolyubov, Ivan Vinogradov, Leonid Kantorovich, Mstislav Keldysh, Andrei Kolmogorov, Ivan Petrovsky und vielen, vielen anderen. Die gesamte Farbe der sowjetischen Wissenschaft war an der Schaffung des ersten inländischen WB beteiligt. Die aktive Beteiligung einer großen Anzahl von Wissenschafts-, Konstruktions- und Ingenieurs- und Produktionsteams des Landes mit erfahrenem Personal ermöglichte die Lösung der komplexesten wissenschaftsintensiven Aufgaben. Die Entstehung von WB wäre ohne die industrielle Produktion von Lithium-6, Deuterium, Tritium und deren Verbindungen - den Hauptbestandteilen thermonuklearer Waffen, Methoden zur Abtrennung von Tritium von bestrahltem Lithium usw. - unmöglich gewesen.
Neue Ideen, Anlagenprojekte, Pläne für Forschungs- und Entwicklungsarbeiten, Berichte von Institutsleitern über die durchgeführten Arbeiten wurden auf Seminaren und wissenschaftlichen Räten des Labors Nr. 2, NTS PGU und NTS im KB-11 usw. diskutiert. Alle Regierungsentscheidungen wurden auf der Grundlage von Empfehlungen von NTS PSU und NTS bei KB-11 nach Genehmigung durch die Leitung der PSU und des Sonderausschusses erstellt. Die Praxis der ständigen kollegialen Diskussion neuer Vorschläge in den Sitzungen des STC führte dazu, dass eine große Lücke zwischen Ideen und ihrer Umsetzung geschlossen wurde.
Das sowjetische Atomprojekt zeichnete sich durch ein breites Programm verschiedener Grundlagenforschungen mit dem Bau von experimentellen Kernreaktoren und -anlagen, Beschleunigern für geladene Teilchen usw. aus, deren Ergebnisse sofort zur Erfüllung bestimmter Aufgaben verwendet wurden. Gleichzeitig wurden enorme Mittel für die Grundlagenforschung aufgewendet.
Persönlich verantwortlich
Die Lösung staatlicher Aufgaben zur Schaffung von Atom-Wasserstoff-Waffen wurde zu einem großen Teil dank der dringenden Maßnahmen der Sowjetregierung möglich, eine effektive Struktur für die zentralisierte Kontrolle des Atomprojekts zu organisieren. Am 20. August 1945 wurde der Sonderausschuss (SK, geleitet von Lawrentij Beria) unter dem Staatlichen Verteidigungsausschuss und die Erste Hauptdirektion (PSU, unter der Leitung des ehemaligen Volkskommissars für Munition Boris Vannikov) unter dem Rat der Volkskommissare der UdSSR geschaffen. Als Ergebnis wurde der folgende Managementzyklus des Atomprojekts implementiert: Industrieunternehmen, Institute, Designorganisationen - Wissenschaftlicher und Technischer Rat (WTZ) PGU - PGU - Sonderausschuss - Ministerrat der UdSSR. Die Arbeiten zur Schaffung des WB RDS-6S wurden vom Sonderausschuss und der PGU ständig überwacht. Nach dem Informationsschreiben von Vannikov und Kurchatov über die grundsätzliche Möglichkeit der Errichtung einer Superbombe befassten sich der Sonderausschuss und die PGU immer wieder mit dem Stand der WB-Entwicklungen und bereiteten gegebenenfalls Beschlüsse und Anordnungen des Ministerrats vor. In den Jahren 1950-1953 wurden 26 Beschlüsse und Anordnungen des Ministerrats der UdSSR zu wissenschaftlichen, produktionstechnischen und organisatorischen Fragen der Entwicklung des WB RDS-6S erlassen. Eine so große Zahl von Regierungsbeschlüssen in anderen Bereichen des Atomprojekts wurde nicht erlassen. Die meisten von ihnen beziehen sich auf die Arbeit der KB-11 als Hauptträgerorganisation, in der im Laufe der Zeit die Arbeitsreihenfolge gebildet wurde, die durch die Resolutionen des Ministerrats der UdSSR und die Anordnungen der KB-11-Führung festgelegt wurde. Am 8. Februar 1949 unterzeichnete der Chef von KB-11, Pavel Zernov, einen Arbeitsauftrag in KB-11 an RDS-6, in dessen Absatz 1 vorgesehen war, eine Gruppe „unter der direkten Aufsicht des Chefkonstrukteurs“zu organisieren Yu. B. Khariton für die Weiterentwicklung von Fragen zur Erstellung von RDS-6 in folgender Zusammensetzung: Yu. B. Khariton (Leiter), 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.
Ein Jahr später ernannte die Regierung einen wissenschaftlichen Betreuer und dessen Stellvertreter für bestimmte Arbeitsgebiete. Der Status des wissenschaftlichen Betreuers, der im sowjetischen Atomprojekt eingeführt wurde, war sehr hoch, wie beispielsweise die Aktivitäten von Igor Kurchatov belegen. In Absatz 2 der Resolution des Ministerrats der UdSSR Nr. 827-303ss / op "Über die Arbeit an der Schaffung von RDS-6" vom 26. Februar 1950 heißt es: Khariton, erster stellvertretender wissenschaftlicher Betreuer für die Schaffung von RDS-6S und RDS-6T, Doktor der Physikalischen und Mathematischen Wissenschaften KISchelkina, Stellvertretender Supervisor für RDS-6S-Produkte, Korrespondierendes Mitglied der Akademie der Wissenschaften der UdSSR IE Tamm, Stellvertretender Supervisor für den theoretischen Teil des RDS-6T Korrespondierendes Mitglied der Akademie der Wissenschaften der UdSSR Ya. B. Zel'dovich, Stellvertretender wissenschaftlicher Leiter für die Erforschung von Kernprozessen MG Meshcheryakov, Kandidat für Physik und Mathematik, und GN Flerov, Kandidat für Physik und Mathematik.
Außerdem genehmigte das Dekret die persönliche Zusammensetzung der Rechner, in deren Absatz 4 wir Folgendes lesen: „In KB-11 für die Entwicklung der Theorie des RDS-6S-Produkts eine Berechnungs- und Theoriegruppe unter der Leitung von zu organisieren Korrespondierendes Mitglied der Akademie der Wissenschaften der UdSSR I. Ye. Tamm, bestehend aus: AD Sacharow - Kandidat der physikalischen und mathematischen Wissenschaften, SZBelenky - Doktor der physikalischen und mathematischen Wissenschaften, Yu. A. Romanov - Forscher, NNBogolyubov - Akademiker von der Ukrainischen Akademie der Wissenschaften, I. Ya. Pomeranchuk - Doktor der Physikalischen und Mathematischen Wissenschaften, V. N. Klimov - wissenschaftlicher Assistent, D. V. Shirkov - wissenschaftlicher Assistent."
Nach dem Plan 1949-1950
So beteiligten sich neben KB-11 auch führende wissenschaftliche Spezialisten aus den Instituten der Akademie der Wissenschaften der UdSSR an der Arbeit am RDS-6. Infolgedessen gab es unter der wissenschaftlichen Leitung des KB-11 zur computergestützten und experimentellen Forschung zur Unterstützung des VB RDS-6S-Projekts folgende Träger: Physikalisches Institut (FIAN), Institut für Physikalische Probleme (IPP), Institut für Chemische Physik (ICP), Labor Nr. 1, Labor Nr. 2, Labor "B", Mathematisches Institut der Akademie der Wissenschaften der UdSSR mit Zweigstelle Leningrad, Institut für Geophysik der Akademie der Wissenschaften der UdSSR. NII-8, NII-9, LPTI, GSPI-11, GSPI-12, VIAM, NIIgrafit sowie Produktionsbetriebe: Kombinieren Nr. 817, Werk Nr. 12, Werk Nr. 418, Werk Nr. 752, Verkhne- Hüttenwerk Salda, Werk für chemisches Konzentrat in Nowosibirsk.
Die administrative und wissenschaftliche Leitung des sowjetischen Atomprojekts machte sich energisch daran, die Arbeit an der Schaffung des ersten inländischen WB RDS-6 zu organisieren. Das erste repräsentative Treffen zu RDS-6 fand am 9. Juni 1949 unter der Leitung von Vannikov und Kurchatov in KB-11 (Arzamas-16) statt. Neben den führenden Wissenschaftlern des Atomprojekts wurde Sacharow eingeladen. Die Teilnehmer des Treffens entwickelten den "Plan der Forschungsarbeiten zu RDS-6 für 1949-1950". (in handschriftlicher Form, erstellt, nach der Handschrift zu urteilen, von Sacharow), die folgende Forschungsbereiche vorsieht: Kernreaktionen leichter Kerne in RDS-6; die Möglichkeit, das RDS-6 mit einer Atombombe und konventionellem Sprengstoff zu initiieren; die Verwendung der Explosion einer Atombombe, um Informationen über die Schaffung eines EO zu erhalten; Gasdynamik des Prozesses. Neben theoretischen Arbeiten wurden auch die Akteure und der Zeitpunkt der Entwicklung industrieller Technologien zur Herstellung von Tritium, Lithium-6, Lithiumdeuterid, Urandeuterid, die für die Herstellung von RDS-6 erforderlich sind, bestimmt.
Das Wasserstoffbombenmodell RDS-6S wurde am 12. August 1953 auf dem Testgelände Semipalatinsk erfolgreich getestet.
Die Kapazität des ersten sowjetischen AB RDS-1, der eine Kopie des amerikanischen AB war, betrug 20.000 Tonnen TNT-Äquivalent. Das gesamte TNT-Äquivalent von AB RDS-2 des ursprünglichen sowjetischen Designs betrug 38.300 Tonnen. Die Leistung des ersten WB RDS-6S übertraf das TNT-Äquivalent von AB RDS-2 um fast das Zehnfache, was zweifellos eine wichtige Errungenschaft der sowjetischen Atomwaffenentwickler war. Anschließend wurden die Konstruktionsprinzipien des WB RDS-6S ernsthaft verbessert, wodurch eine stärkere Waffe hergestellt werden konnte.
